鑄鋼冶煉基本知識

1、1鑄鋼冶煉基本知識第一章第一章鑄鋼脫氧理論鑄鋼脫氧理論第一節(jié)第一節(jié)鑄鋼液的脫氧鑄鋼液的脫氧一、氧對鑄鋼質(zhì)量的有害影響一、氧對鑄鋼質(zhì)量的有害影響氧對鑄鋼的有害影響，是由于氧在液態(tài)和固態(tài)鋼中的溶解度相差懸殊氧在液態(tài)和固態(tài)鋼中的溶解度相差懸殊而造成的。主要有害影響有：1、氧是形成鑄鋼件氣孔的原因之一、氧是形成鑄鋼件氣孔的原因之一。在鋼液凝固過程中，由于氧的溶解度隨溫度的下降而顯著降低，因此，析出的氧便與鋼液中的碳發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的CO氣泡若滯留

2、于鋼中便成為氣孔。2、氧促使鑄鋼熱裂的形成、氧促使鑄鋼熱裂的形成。鋼液含氧量過高時，會加劇鑄鋼熱裂傾向，原因是FeO與FeS相遇時形成低熔點(diǎn)（相遇時形成低熔點(diǎn)（940℃）共晶體（℃）共晶體（FeOFeS），并以薄膜狀分，并以薄膜狀分布于晶界上，因而易造成熱裂。布于晶界上，因而易造成熱裂。3、氧是形成非金屬夾雜物的主要元素之一、氧是形成非金屬夾雜物的主要元素之一。氧可與多種元素發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化物夾雜，這些夾雜若滯留于鋼中，將降低鑄鋼

3、的性能。二、鋼液的擴(kuò)散脫氧二、鋼液的擴(kuò)散脫氧利用氧在鋼液中的擴(kuò)散行為，使鋼液中的氧轉(zhuǎn)入渣中而達(dá)到降低鋼液含氧利用氧在鋼液中的擴(kuò)散行為，使鋼液中的氧轉(zhuǎn)入渣中而達(dá)到降低鋼液含氧量的方法量的方法，稱為擴(kuò)散脫氧稱為擴(kuò)散脫氧。具體做法是，在熔煉還原期稀薄渣造好后，將粉狀脫氧劑撒于渣面上，首先降低渣中的含氧量，破壞氧在熔渣與鋼液溶解度的平衡，鋼液中的氧必然向熔渣中擴(kuò)散。因此，不斷降低渣中的氧，鋼液中的氧就不斷地向渣中擴(kuò)散，從而降低鋼中的含氧量。擴(kuò)散

4、脫氧常用的粉狀脫氧劑有；碳粉、硅鐵粉、硅鈣粉、鋁粉、碳化鈣粉碳粉、硅鐵粉、硅鈣粉、鋁粉、碳化鈣粉等。這些脫氧劑中的C、Si、Al、Ca等元素進(jìn)入渣層后便于（FeO）發(fā)生還原反應(yīng)，如：（FeO）＋）＋C→〔Fe〕＋〕＋CO↑2（FeO）＋）＋Si→2〔Fe〕＋（〕＋（SiO2）3（FeO）＋）＋2Al→3〔Fe〕＋（〕＋（Al2O3）脫氧產(chǎn)物進(jìn)入爐氣或被熔渣吸收，因此，擴(kuò)散脫氧不污染鋼液脫氧產(chǎn)物進(jìn)入爐氣或被熔渣吸收，因此，擴(kuò)散脫氧不污染鋼

5、液。但由于擴(kuò)散擴(kuò)散脫氧是在渣與鋼液界面上進(jìn)行，氧由鋼液中向渣中擴(kuò)散需要的時間較長，因脫氧是在渣與鋼液界面上進(jìn)行，氧由鋼液中向渣中擴(kuò)散需要的時間較長，因3氧能力只反映其降低鋼中溶解氧的能力氧能力只反映其降低鋼中溶解氧的能力，而降低化合氧的能力，則與脫氧產(chǎn)物的化學(xué)組成和物理特性、鋼液溫度及動力學(xué)因素等有關(guān)。當(dāng)脫氧元素的含量為0.1%時，各元素的脫氧能力由強(qiáng)到弱排序為：Ca＞RERE＞Zr＞Al＞Ti＞B＞Si＞C＞V＞Cr＞Mn。脫氧元素在

6、一定含量范圍內(nèi)，隨其含量的增加，與其相平衡的氧含量對應(yīng)降低，但是，當(dāng)脫氧元素超過這一含量后，隨著脫氧元素含量的增加，相應(yīng)的平衡氧含量反而增大，這說明并非脫氧劑加入愈多，鋼液中的溶解氧就降低的多并非脫氧劑加入愈多，鋼液中的溶解氧就降低的多。2、單元素脫氧劑介紹、單元素脫氧劑介紹⑴Mn錳是較弱的脫氧劑，是常用的脫氧劑之一。錳是較弱的脫氧劑，是常用的脫氧劑之一。⑵Si硅是較強(qiáng)的脫氧劑，是常用的脫氧劑之一，硅是較強(qiáng)的脫氧劑，是常用的脫氧劑之一，

7、其脫氧產(chǎn)物SiO2是高是高熔點(diǎn)的固體質(zhì)點(diǎn)，能被鋼液所潤濕，排出較為困難熔點(diǎn)的固體質(zhì)點(diǎn)，能被鋼液所潤濕，排出較為困難。感應(yīng)爐內(nèi)用硅脫氧時，氧的降低速度是較快的，硅加入后硅加入后5~10min，氧含量便可降至最低值，氧含量便可降至最低值。包內(nèi)用硅脫氧的速度與爐內(nèi)基本相同。⑶Al鋁是最常用的強(qiáng)脫氧劑鋁是最常用的強(qiáng)脫氧劑，感應(yīng)爐熔煉時加入鋁加入鋁0.1%，鋁脫氧后僅在，鋁脫氧后僅在3~4min內(nèi)，鋼中的溶解氧便降至內(nèi)，鋼中的溶解氧便降至0.01

8、%以下以下，包內(nèi)脫氧時包內(nèi)脫氧時，出鋼前先將鋁加入包內(nèi)，然后出鋼，出鋼后出鋼后2~3min內(nèi)，鋼液中的氧含量便可降至內(nèi)，鋼液中的氧含量便可降至0.02%以下以下。出鋼出鋼后由于鋼液溫度的降低，鋁的脫氧能力提高，這樣鋼液在包內(nèi)鎮(zhèn)靜時，鋼液中后由于鋼液溫度的降低，鋁的脫氧能力提高，這樣鋼液在包內(nèi)鎮(zhèn)靜時，鋼液中的氧含量仍能緩慢的下降。的氧含量仍能緩慢的下降。⑷Ca鈣是很強(qiáng)的脫氧劑，也是強(qiáng)的脫硫劑鈣是很強(qiáng)的脫氧劑，也是強(qiáng)的脫硫劑，但由于鈣的氣化

9、而顯著降低其脫氧效果。為克服其缺點(diǎn)，必須降低其蒸氣壓，Si、Al不僅能降低鈣的蒸氣壓，而且還可不僅能降低鈣的蒸氣壓，而且還可提高鈣的溶解度提高鈣的溶解度。用硅鈣合金脫氧，還可改善夾雜物的形態(tài)成為球狀，因而改善鋼的性能。用硅鈣合金脫氧，還可改善夾雜物的形態(tài)成為球狀，因而改善鋼的性能。此為硅鈣合金脫氧的突出優(yōu)點(diǎn)。此為硅鈣合金脫氧的突出優(yōu)點(diǎn)。⑸Ti鈦是較強(qiáng)的脫氧劑，脫氧能力強(qiáng)于硅而弱于鋁鈦是較強(qiáng)的脫氧劑，脫氧能力強(qiáng)于硅而弱于鋁。其脫氧產(chǎn)物因鈦

10、含量不同而不同。當(dāng)Ti＜0.2%時，脫氧產(chǎn)物是TiO2或Ti3O5。Ti的脫氧產(chǎn)物尺寸為的脫氧產(chǎn)物尺寸為16~18μ，近似球狀，并均勻地分布在晶粒內(nèi)部。μ，近似球狀，并均勻地分布在晶粒內(nèi)部。另外，Ti在鋼液中還可形成高度彌散的在鋼液中還可形成高度彌散的TiN，其尺寸為，其尺寸為4~14μ，可作為非μ，可作為非自發(fā)結(jié)晶核心，而細(xì)化晶粒。自發(fā)結(jié)晶核心，而細(xì)化晶粒。TiN還可防止鑄鋼件產(chǎn)生脆性斷口。還可防止鑄鋼件產(chǎn)生脆性斷口。當(dāng)Ti含量為0.