用氧对铁合金熔体作选择性氧化精炼以去除熔体中的杂质，或提取其中有用元素的方法。铁合金工业主要用以从熔态高碳锰铁或高碳铬铁氧化脱碳生产中碳锰(铬)铁；氧精炼粗镍铁，去除碳、硅、磷等杂质，并氧化部分铁提高镍含量，得到精炼镍铁；用氧精炼硅铁降低钙、铝、碳等杂质生产高纯硅铁；从含钒、铌和锰的生铁中提取钒渣、铌渣和高锰渣，为生产钒铁、铌铁和锰铁提供原料。氧精炼法是直接处理从电炉或高炉出炉的铁合金熔体，充分利用熔体的显热，不用补充热能，是一墓种节能技术；生产周期短、处理量大，设备简单。

简史   自19世纪后期起，就开始研究用氧化脱碳方法生产中、低碳铁合金。使用的方法主要有在贝塞麦转炉内用空气脱碳；在平炉或电炉内加入氧化矿石造含氧化物高的炉渣精炼脱碳，或通入空气脱碳。由于炉温不高，元素氧化损失大，锰铁和铬铁的碳含量很难低于2％和炉衬寿命短等问题，一直没有形成工业生产。到20世纪20年代已经开始用贝塞麦转炉生产钒渣供生产钒化合物及钒铁作原料。50年代开始使用纯氧，才使氧精炼脱碳法取得突破性进展。首先用氧气在铁水包内精炼高碳铬铁生产C<4％的中碳铬铁，进一步用顶吹氧转炉生产C约1．5％的中碳铬铁。70年代起已用氧脱碳精炼法工业规模生产中碳锰铁和精炼镍铁。在氧气顶吹转炉或氧气底吹转炉，或顶底复吹转炉内使用氧气或氧气一惰性气体，或氧一水蒸气精炼脱碳生产中碳锰铁，已代替部分电硅热法生产。80年代挪威廷福斯(Tinfos)冶金公司研究成功用氧精炼法生产高纯硅铁的Tinject法。

原理    铁合金生产主要用选择氧化精炼方法去除碳、硅等杂质。各种氧化物生成的热力学条件和与碳的氧化转化温度各不相同。对生产工艺则有不同要求。用氧精炼的铁合金主要有铬、锰、镍、硅的铁合金，它们的稳定氧化物Cr₂O₃、MnO、NiO、SiO₂、FeO、V₂O₃和NbO₂以及CO的ΔF⁰-T的关系见图1。从图1看出，碳与氧生成一氧化碳的ΔF⁰-T线的斜率和方向与其他氧化物的△F⁰-T线不同。当提高反应温度时它的生成自由能ΔF⁰的负值增大，即氧化碳的优势增大。CO的线将图1分成上、下两部分。位于CO的ΔF⁰-T线以上的氧化物在高于与CO的ΔF⁰-T线交点的温度时，都能被碳还原，而在此线之下的氧化物不能被碳还原。CO的ΔF0-T线与其他氧化物ΔF0-T线的交点就是碳还原氧化物反应的平衡点。即温度高于此点时氧化物被碳还原成元素，碳被氧化为CO。从氧化角度称此点为氧化转换温度。通过生成自由能计算得出图中元素与碳的氧化转换温度点分别为：Ni—C453℃，Fe—C706℃，Cr--C1248℃，Mn—C1423℃，Nb—C1471℃，V—C1493℃，Si—C1687℃。

精炼工艺用氧直接氧化铁合金熔液的氧精炼法，可分为氧化脱碳法。氧化富集法、选择氧化提取法和氧化提纯法等4种。

氧化脱碳法生产中碳铬铁和中碳锰铁的工业方法。铬或锰与碳的氧化转化温度均低于1450℃。如果将熔池温度提高在1600℃以上，就可以将高碳铁合金熔液中的碳氧化成c0除去，使锰(铬)铁的含碳量降低而得到C约1．5％的中碳铁合金。此法用刚出炉的液态高碳锰(或铬)铁作原料，在转炉或摇包、铁水包内吹入氧气，将碳氧化成CO外泄，而得到中碳锰(铬)铁。所以亦称转炉法。氧精炼设备见图2。最常用者为转炉，包括氧气顶吹、底吹和复合吹炼(图2a～d)，容量从几吨至20t，也可以在铁水包顶部吹入氧，氧化脱碳。如将铁水包放在摇架上，则组成摇包，就成为摇包顶吹氧工艺。(图2_厂)氧精炼过程可分为提温期、碳氧化期和炉渣还原期。铁合金熔液装入转炉后，首先是尽快地将高碳锰(铬)铁液的温度提高到锰(铬)一碳氧化转换温度之上，以达到去碳保锰(铬)的目的。提温主要是由硅、锰(铬)等氧化产生的热量加热锰(铬)铁液，也可以添加硅铁或铝等来缩短提温时间。温度提高到氧化转换温度以上时，碳开始氧化和从熔液中脱除，炉温仍继续上升。为了减少锰(铬)的挥发损失，要添加冷态的回炉合金碎屑或高碳锰(铬)铁块和熔剂(如石灰)等，将炉温控制在比氧化转换温度约高150℃左右。降低炉温的另一目的是保护转炉炉衬，使转炉炉衬处于可正常工作状态，延长炉体寿命。氧化脱碳是有一定限度的，即有一个经济限度。一般以中碳锰(铬)铁含c约1．5％最佳，即锰(铬)的回收率较高，炉子寿命较长，而且经济效益最大。脱碳期结束后加入硅锰(铬)或硅铁、石灰、萤石等混合料，将含氧化锰(氧化铬)高的炉渣还原，以提高锰(铬)回收率。(见锰铁与铬铁)

氧化富集工艺     是氧化处理用红土矿生产的粗镍铁，将其含镍量提高到要求水平的方法。它是通过氧化方法从含有两种元素的铁合金熔液去除其中较易氧化的元素(图1中ΔF⁰-T线位置较低的元素)，而将另一元素的含量提高。氧化精炼粗镍铁得到高镍铁即属此种工艺。氧化富集镍是在顶吹氧转炉或在电弧炉内吹氧完成。粗镍铁含Ni约20％，其余主要是铁，用氧气将部分铁氧化成FeO进入炉渣，镍留在合金内，可将镍含量提高到>25％至>90％。(见镍铁)

选择氧化提取法用选择氧化方法可以从含有钒或铌的生铁水中将钒或铌提取出来，生成含V₂O₃(或：NbO₂)的钒(铌)渣，用作生产钒铁和铌铁的原料。从生铁中提取钒渣或铌渣是在氧气顶吹转炉(见图2。)，侧吹空气转炉(见图2e)，顶吹氧摇包(见图2f)，以及雾化炉、槽式炉、回转炉等中进行。冶炼要求与氧化脱碳法相反，要将铁水温度抑制在低于氧化转化温度，使碳不被氧化。降低温度的办法是预先加入冷的生铁块或用氧枪渗水的办法。选择性氧化提取工艺使铁液温度降低，会出现铁水包底粘包和铁水温度低影响炼钢等问题。且选择氧化法只能作为粗富集用，因为低于该氧化物的ΔF⁰-T线以下的元素都先被氧化出来，而且与其相邻的元素也会部分被氧化，所以得到的富集物如钒渣或铌渣都含有SiO₂、MnO、CrO₂等。(见钒铁和铌铁)

氧化提纯法一种用氧精炼硅铁和工业硅以降低75％Si硅铁合金及工业硅中钙、铝和碳含量的方法。它是以氧化法，将位于氧化物 ΔF⁰-T线以下的元素从合金中清除出去。精炼用铁水包的底部中心装一多孔塞柱砖(见图2g)。由此通入氧与压缩空气的混合气体，经过硅铁(或工业硅)液柱，将铝、钙和部分硅氧化成CaO一Al₂O₃一SiO₂炉渣而浮出硅铁液。由于钙、铝和硅氧化都产生热量，不用另外供给热量即能将CaO-Al₂O₃-SiO₂熔化。加入压缩空气的目的是降低多孔塞柱砖出口温度和增加气体输入量以加强对硅铁液的搅拌。挪威廷福斯冶金公司已研究成功这种方法，称为Tinject法。(见硅铁)