引言：“十四五”以来，钢铁企业为提高产品竞争力，主动适应市场需求，积极推进科技进步，加速向高效、节能、环保、智能和低碳方向发展。新时期，钢铁企业要大力发展高强度、高性能、高韧性、高精度和长寿命的钢铁产品，降低钢材消耗，实现低碳环保的发展目标。目前，高强钢产品已经在汽车、建筑和工程机械等领域广泛应用。随着高强钢产品结构的不断优化升级，高强钢在品种开发方面也取得了新的进展[1]。
一、工艺路线及技术难点
某钢厂生产的高强钢分为5个等级。对高强度钢的冶炼，在冶炼工艺上，必须采取全过程的动态控制，保证钢中氧含量处于较低水平，减少钢中的夹杂物，避免造成疏松等问题。同时，采用优质的精炼渣系和精炼工艺来提高钢水的纯净度和收得率，以及控制夹杂物等。而在生产过程中，也会出现一些问题：
一是钢水温度控制难度大。钢水温度的高低对钢水中夹杂物的数量和尺寸有直接影响。较高的温度可以降低夹杂物的数量和尺寸，同时可以使钢中过高的碳含量降低。当钢水温度较低时，夹杂物会粘附在钢中形成碳化物等物，如果钢水温度过低（低于120℃）会增加碳化物等物的数量和尺寸，从而增大了钢中夹杂物数量和尺寸；而当钢水温度过高时（高于180℃）会使钢中过高的碳含量降低，从而减少夹杂物的数量和尺寸。
二是由于高强钢冶炼工艺对终点氧含量有较高要求，同时要求钢中含硫量尽可能低，在实际生产过程中，生产出的高强度钢往往硫含量较高。由于硫元素本身具有一定的熔点和低熔点特性，因此在冶炼过程中必须控制好钢水终点氧含量和硫含量。当钢水温度低于或高于临界值时，将会使钢水产生过烧现象；当钢水温度高于临界值时将会造成钢液凝固不完全或产生裂纹等缺陷。
三是脱氧速度慢、消耗大。一般情况下，高强度钢冶炼所需要的脱氧能力要远远大于普通钢冶炼时所需的脱氧能力。但由于炼钢过程中所采用的炉衬、耐火材料、合金及精炼渣等具有不同程度的软化点和软化温度，因此脱氧速度也相应降低。同时在脱氧过程中需要消耗大量氧气来完成脱氧过程，若在冶炼过程中氧气消耗量过大将会导致钢液温度降低和钢液凝固不完全等问题。
四是非金属夹杂物控制难度大。由于高强度钢对夹杂物形状和尺寸有较高要求，且夹杂物与钢材之间还存在一定的物理吸附能力。因此在炼钢过程中必须采取有效措施来降低其对钢材性能产生的不良影响。如果出现夹杂物超标等问题，则会严重影响钢材性能和质量，甚至会引起冶炼事故。而由于夹杂物为细小颗粒状且尺寸很小，因此在精炼过程中必须使用精炼渣将夹杂物去除干净，才能保证高强度钢冶炼质量和冶金效果。
五是钢水纯净度要求高。由于高强度钢对钢水成分要求较高，而炼钢过程中往往需要加入一定量的合金来提高其纯净度。为了提高钢材性能和质量，在生产过程中必须严格控制钢中夹杂物含量及质量。但是如果夹杂物过多或者质量偏低将会对钢材性能造成一定影响甚至使其不能满足相关标准要求[2]。
二、改进措施
一是由于高强钢冶炼对钢液中的渣量、温度有严格要求，在生产过程中需采取全程低硅，优化生产工艺，采取严格的精炼方法和工艺措施，从而保证钢液质量。
二是炼钢过程中钢水温度控制。为保证钢水温度均匀性，炼钢过程中采取全程低硅，通过控制钢包出钢温度和终点碳氧氮含量，来保证钢液温度的均匀性。
三是在钢液进入LF精炼炉前，需加入脱氧剂及合金进行脱氧处理。为保证合金成分均匀性，需在精炼结束前加入脱氧剂及合金，待脱氧效果合格后，出钢时再加入合金。
四是在钢液进入RH精炼炉前需对钢液进行吹氩搅拌，以保证钢液温度的均匀性。
五是在VD真空处理结束前的阶段应加入脱氧剂及合金，保证VD真空处理效果。
具体来说，改进过程分为两个方面：
首先是开发过程。高强钢作为一种新型结构材料，因其具有较高的强度、韧性及优良的耐蚀性能而被广泛应用于飞机、舰船、汽车等领域，在国民经济中占有重要地位。为开发高强钢，从成分设计到冶炼工艺过程采取了一系列措施。成分设计采用了低硅高铝的路线，降低碳含量，并使用高锰等来提高钢的强度和韧性。冶炼过程采用了精炼渣系、真空脱气、低碱度渣等措施，同时在浇注过程中加入钙线、硅线来降低钢的温度。对工艺参数进行优化，在保证钢质量的前提下，使生产成本降低。为了解决高强钢生产中存在的问题，进行了一系列的研究与试验，可从成分设计、精炼工艺到浇铸工艺等方面进行改进。在炼钢过程中采用低硅、低铝、高锰等渣系，降低钢中含渣量。在精炼过程中采用了RH真空处理技术和低碱度渣系，降低钢液中的硫含量，提高钢液纯净度[3]。
其次是生产应用。高强钢在国内钢铁企业应用较少，其主要原因在于其技术要求高、生产工艺复杂、控制难度大。目前国内的生产厂家仅有几家等，生产高强钢的设备主要有LF精炼炉、RH真空处理炉等。目前国内在高强钢冶炼工艺方面尚未形成成熟的工艺技术，没有相关的理论研究，生产企业可根据自身技术特点及设备条件选择合适的冶炼工艺。企业可以通过对高强钢冶炼过程中相关理论及技术进行分析，结合现场生产实际情况，并不断进行试验和调整，形成一套比较成熟的高强钢炼钢生产工艺技术，满足高强钢冶炼的要求，并将其成功应用到现场生产中，对提高企业经济效益具有重要意义。
三、试验结果及分析
对高强钢冶炼的主要工艺参数进行研究，对不同生产工艺下钢水的温度、钢液中夹杂物的种类、数量和分布进行统计。对试验过程中获得的数据进行统计分析，试验过程中获得了良好的效果，通过统计数据可以得出以下结论：
一是精炼过程中，钢水温度、钢液中夹杂物的种类、数量和分布情况都没有明显的变化，说明精炼过程良好；二是冶炼过程中，钢液中夹杂物主要为铁素体和碳化物，其中以铁素体为主；三是钢中非金属夹杂物数量较少且分布较为均匀，且大多数为铁素体和碳化物。
结论：
综上所述，随着我国国民经济的不断发展，钢铁产品在国民经济中所占的比重越来越大。钢材的应用领域也越来越广，从普通钢材发展到各种特殊用途钢材。其中，高强钢就是一种特殊用途的钢材，比普通钢种的强度更高、性能更好。但是由于高强钢生产技术要求较高，需要综合考虑多方面因素才能保证生产质量。本文主要对高强钢炼钢生产过程中所采用的工艺进行分析，希望能为相关人士提供一些参考意见。
参考文献：
[1]向政宇,郑凯锋,衡俊霖,王杰.高强钢在桥梁领域的应用与研究进展[J].四川建筑,2023,43(02):279-283.
[2]王念欣,曾晖,王成镇,张戈,栾吉益,董洪壮,袁宇皓.海洋平台用钢种EH36的生产实践[J].天津冶金,2022(02):20-23.
[3]刘海春.980MPa高强钢炼钢生产过程控制[J].河北冶金,2018(05):46-48.
