鋼鐵產(chǎn)品冶煉中砷含量的有效控制措施

張霓

摘 要：文章分析了砷含量對鋼鐵產(chǎn)品性能的影響，通過實(shí)驗(yàn)分析了鋼鐵產(chǎn)品冶煉中砷的走向，探析了鋼鐵冶煉過程中控制砷含量的有效措施。

關(guān)鍵詞：鋼鐵產(chǎn)品；冶煉；砷含量；控制措施

1 砷含量對鋼鐵性能的影響分析

1.1 砷對鋼鐵產(chǎn)品機(jī)械性能的影響

一定含量的砷能夠提高鋼鐵的抗拉強(qiáng)度；提高屈服點(diǎn)；顯著的提升鋼鐵的延伸率；提高鋼鐵應(yīng)變實(shí)效敏感性的傾向；對鋼鐵的低溫沖擊韌性以及常溫韌性的影響程度不顯著。

1.2 砷對鋼鐵產(chǎn)品金相組織的影響

砷是鐵素形成元素，其能夠固溶于鐵素體，當(dāng)砷含量相對較高時，由于砷的融入會顯著降低鐵素中碳的融入，并且砷還會影響合金結(jié)構(gòu)中碳化物量的組成，當(dāng)砷的含量在0.144%左右時，鋼鐵的金相組織將會發(fā)生變化。

2 鋼鐵產(chǎn)品冶煉中砷的走向分析

2.1 實(shí)驗(yàn)階段

2.1.1 鐵礦石中砷含量的調(diào)查

對不同的鐵礦進(jìn)行抽樣分析，樣本數(shù)量為36件，即分別從6家鐵礦廠中各取6件。

2.1.2 冶煉過程中砷的入鐵率實(shí)驗(yàn)方案

（1）選取入爐鐵礦樣本。入爐鐵礦樣本為6家鐵礦廠中的36件礦石，分別取單種鐵礦樣本，每隔4小時取一段，每天組成一組樣，共計6組試樣。

（2）取鐵水樣本和爐渣樣本。取每一爐次的鐵水以及爐渣樣本，連續(xù)6次的小樣本組成一組試樣，總共組成的鐵水以及爐渣樣本各6組。

2.1.3 冶煉過程中鋼水含砷量的實(shí)驗(yàn)方案

根據(jù)上述方案，分別對6組鐵水樣本以及爐渣樣樣本進(jìn)行6次轉(zhuǎn)爐實(shí)驗(yàn)，其主要目的包括：其一，測定鋼水含砷量；其二，測定倒?fàn)t渣含砷量。

2.2 結(jié)果與分析

鋼鐵冶煉過程中，鋼砷的濃縮度達(dá)到1.40，通過對砷進(jìn)行物料平衡分析，在鋼鐵產(chǎn)品的冶煉過程中，砷的走向是一個濃縮的過程，經(jīng)計算其濃縮度為1.40。

3 鋼鐵產(chǎn)品冶煉中砷含量的有效控制措施

3.1 控制原鐵礦中的含砷量

在進(jìn)行鋼鐵冶煉之前，應(yīng)該根據(jù)冶煉的具體工藝以及經(jīng)濟(jì)狀況，盡可能選擇含砷量較少的原鐵礦石，從而有效的降低冶煉過程中砷進(jìn)入鋼鐵中，以此降低高含量的砷對鋼鐵性能的影響。

3.2 對高砷礦進(jìn)行燒結(jié)工藝處理

通過采用燒結(jié)工藝，能夠有效的去除鋼鐵冶煉過程中的砷，因此通過采用合適的燒結(jié)工藝，嚴(yán)格的控制好燒結(jié)工藝的每一個過程，對控制鋼鐵產(chǎn)品冶煉過程中的砷的含量具有十分重要的作用。鋼鐵的燒結(jié)工藝流程表現(xiàn)為：其一，燒結(jié)準(zhǔn)備，將各種粉狀的鐵礦原料加入適量的熔劑以及燃料，其中對熔劑的要求主要包括：CaO含量高、雜質(zhì)少、含水量在2.5%左右，粒度小于2.5mm的占據(jù)92%以上；在燒結(jié)工藝中，還可以加入一定的白云石，保證在燒結(jié)礦中含有一定量的MgO，以此保證燒結(jié)工藝的質(zhì)量；燃料的要求主要包括：無煙煤以及焦粉，燃料中應(yīng)該具有較高的含碳量、較低的含硫量和灰分、含水率小于9.5%、力度小于2.5mm的占92%以上，通過準(zhǔn)備好上述的條件后，加入適量的水進(jìn)行混合，從而獲得粒度適中的燒結(jié)混合料，對保證燒結(jié)礦的質(zhì)量以及提供產(chǎn)量具有十分重要的作用；其二，燒結(jié)作業(yè)，燒結(jié)作業(yè)分為布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等部分，將混合料按照厚度為20mm-25mm的小塊燒結(jié)礦作為輔助底料，目前最常用的為圓輥布料機(jī)進(jìn)行布料，點(diǎn)火操作中保證足夠的點(diǎn)火溫度，其點(diǎn)火溫度通常控制在1250±50℃，在燒結(jié)的過程中，應(yīng)該注意控制真空度、風(fēng)量、料層的厚度、機(jī)速以及燒結(jié)終點(diǎn)。

3.3 嚴(yán)格的控制冶煉條件

在鋼鐵冶煉的過程中，每批爐料中的鋼屑以及還原劑的配入量的變化范圍很小，并且它們的含砷量相對固定，但是，在冶煉的過程中，鋼鐵中的含砷量經(jīng)常發(fā)生變化，并且其含砷量受到冶煉操作以及設(shè)備運(yùn)行狀況的影響，因此控制冶煉條件，對控制鋼鐵中的砷含量具有十分重要的作用。想要嚴(yán)格的控制冶煉條件，應(yīng)該從以下幾個方面入手：其一，應(yīng)該合理控制電能消耗，在已經(jīng)成型的電爐中，變壓器的輸入功率越大，反應(yīng)熱以及電路的熱效率變化越小，因此可以通過采取增加單位爐料的電能消耗來提供冶煉的溫度，并且為了增大變壓器的功率因數(shù)，應(yīng)該盡可能的縮短冶煉的低壓工作時間，也就是說應(yīng)該加快挖鐵的速度，對鋼鐵冶煉的前期精煉進(jìn)行強(qiáng)化；其二，保持好冶煉的爐型，盡可能的降低爐渣的表面積，對爐壁侵蝕較深的地方，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行填補(bǔ)，然后盡可能的縮小喇叭口，保證冶煉的效率；其三，減少弧光暴露以及熱停時間造成的熱損，然后保持合適的電極插入深度，充分的利用泡沫渣電阻大的特點(diǎn)，保持挖鐵期渣面的活躍，保證電弧能夠更好的加熱鋼鐵產(chǎn)品。

3.4 富渣操作

富渣操作是控制鋼鐵中砷含量的必要條件，通過富渣操作能夠抑制砷進(jìn)入到鋼鐵產(chǎn)品中，起到抑制平衡砷進(jìn)入到鋼鐵產(chǎn)品中的作用，從而有效的控制鋼鐵產(chǎn)品中的砷含量。

3.5 控制鋼鐵產(chǎn)品中的硅含量

鋼鐵產(chǎn)品在冶煉的過程中含有較多的硅，砷進(jìn)入鋼鐵產(chǎn)品的量將會明顯的降低，因此在冶煉的過程中，添加適量的硅，能夠有效的控制砷進(jìn)入到鋼鐵產(chǎn)品中，此外，添加適量的硅還能夠改善鋼鐵產(chǎn)品的流動性。也就是說，提高鋼鐵產(chǎn)品冶煉過程中的硅含量，對控制鋼鐵產(chǎn)品冶煉過程中的砷含量以及改善鋼鐵產(chǎn)品的性能方面具有十分重要的作用。

4 結(jié)束語

在鋼鐵產(chǎn)品冶煉的過程中，砷含量能夠?qū)︿撹F產(chǎn)品的性能產(chǎn)生一定的影響，因此控制冶煉過程中砷的含量，對保證鋼鐵產(chǎn)品的性能具有十分重要的作用。通過分析鋼鐵產(chǎn)品冶煉過程中砷的走向，為控制鋼鐵產(chǎn)品冶煉過程中的砷含量提供了依據(jù)，再通過采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制，從而保證鋼鐵產(chǎn)品冶煉過程中的砷含量。

參考文獻(xiàn)

[1]胡文豪，朱施利，金搖輝.鋼中砷含量對力學(xué)性嫩影響的回歸分析[J].理化檢驗(yàn)-物理分冊，2009（6）；342-344.