沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼的區(qū)別

1、沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼機械設(shè)計工作者，最經(jīng)常遇到碳鋼鋼材的選擇，以下內(nèi)容可以幫助你 了解一些最基本的知識。根據(jù)煉鋼時脫氧程度的不同，鋼可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼三 類。沸騰鋼為脫氧不完全的鋼。澆注時鋼液在鋼錠模內(nèi)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象 （氣 體逸出），鋼錠凝固后，蜂窩氣泡分布在鋼錠中，在軋制過程中這種 氣泡空腔會被粘合起來。這類鋼的特點是鋼中含硅量很低，通常注成 不帶保溫帽的上小下大的鋼錠。優(yōu)點是鋼的收率高，生產(chǎn)成本低，表 面質(zhì)量和深沖性能好。缺點是鋼的雜質(zhì)多，成分偏析較大，所以性能 不均勻。鎮(zhèn)靜鋼為完全脫氧的鋼。通常鑄成上大下小帶保溫帽的錠型， 澆注時 鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰。由于錠模上部有保溫帽（在鋼

2、液凝固時作補充鋼液 用），這節(jié)帽頭在軋制開坯后需切除，故鋼的收得率低，但組織致密， 偏析小，質(zhì)量均勻。優(yōu)質(zhì)鋼和合金一般都是鎮(zhèn)靜鋼。半鎮(zhèn)靜鋼為脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆 注時有沸騰現(xiàn)象，但較沸騰鋼弱。這類鋼具有沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼的某些 優(yōu)點，在冶煉操作上較難掌握。鎮(zhèn)靜鋼編輯killed steel 根據(jù)冶煉時脫氧程序的不同，鋼可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。鎮(zhèn)靜 鋼為完全脫氧的鋼。 通常注成上大下小帶保溫帽的錠型，澆注時鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰。由于錠模上部有保溫帽（在鋼液凝固時作補充鋼液用），這節(jié)帽頭在軋制開坯后需切除，故鋼的收得率低，但組織致密，偏析小，質(zhì)量均勻。優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼一般

3、都是鎮(zhèn)靜鋼目錄1 基本簡介整體分類改變形態(tài)2 分類1基本簡介模式根據(jù)鋼種和產(chǎn)品質(zhì)量，脫氧分為3 種模式：1硅鎮(zhèn)靜鋼（用 Si+Mn 脫氧）；2硅鋁鎮(zhèn)靜鋼（Si+Mn+少量 Al 脫氧）；3鋁鎮(zhèn)靜鋼（用過剩 AI0.01% ）。1整體分類用 Si+Mn 脫氧，形成的脫氧產(chǎn)物有：純 SiO2（固體），MnO Si02（液體）；3MnO FeO（固溶體）。對于硅鎮(zhèn)靜鋼，控制Mn/Si，使其生成液態(tài)的 MnO Si02，鋼水可澆性好，但與 Si、Mn 相平衡的OD 較高（4060）X10-6 ），在結(jié)晶器內(nèi)鋼水凝固時易生成皮下針 孔或氣泡，影響鑄坯質(zhì)量。采用Si+Mn 脫氧后，使鋼水可澆性好（不堵 水

4、口），又不使鑄坯產(chǎn)生針孔或皮下氣泡，要控制鋼水中溶解氧 OD 在（1020） X10-6。對于含碳較高的硅鎮(zhèn)靜鋼(如高碳硬線鋼、彈簧鋼)，為避免 AI2O3 夾雜的有害作用，一般不加鋁脫氧，而是用低鋁的鐵合金脫氧，鋼水中的酸溶鋁Als 極低(<0.002% )，則鋼中溶解氧OD 較高。為降低鋼中OD，在 LF 精煉采用白渣操作+氬氣攪拌，鋼渣精煉擴 散脫氧，既能把鋼水中OD 降到<20M0-6,也能有效地脫硫(S<0.01% )。3.1 硅鎮(zhèn)靜鋼(C0.29%,Mn0.8% 1.2%,Si0.15% 0.40% ) ,LF 精煉后鋼水中OD 與 水口堵

5、塞和針孔的關(guān)系可知：鋼水中OD 控制在(1020 ) X10-6，既可防止水口堵塞，鑄坯又無皮下氣孔生成。但鋼水中OD<10 10-6，水口堵塞的可能性增加，因此應(yīng)控制好：(1)合適的 Mn/Si1Mn/Si 低時形成 SiO2 夾雜，增加了水口堵塞的可能性；2Mn/Si 高(>2.5 )時生成典型的 MnO SiO2 (MnO54.1%,SiO245.9% )，夾雜物 容易上浮。(2 )鐵合金中鋁含量。如果鐵合金中帶入的鋁使鋼水中Als>0.003%,就會形成固態(tài) Al2O3。(3)控制 LF 白渣精煉時間，減少 MnO Al2O3 生成。3.2 硅

6、鋁鎮(zhèn)靜鋼僅用 Si+Mn 脫氧， 鑄坯易形成皮下針孔， 除采用 LF 白渣精煉降低鋼中OD 夕卜， 還可 用 Si+Mn+少量鋁脫氧。但如果既要保持連鑄的可澆性又要防止鑄坯產(chǎn)生皮下針孔，應(yīng)用 Si+Mn+少量鋁脫氧，形成的脫氧產(chǎn)物可能有：薔薇輝石(2MnO2Al2O3 -5SiO2 );2錳鋁榴石(3MnO Al2O3 - 3SiO2 );3純(Al2O3>25% )。要把夾雜物成分控制在相圖中錳鋁榴石的陰影區(qū)，這樣就可達到：1夾雜物熔點低(1400C),球形易上浮；2熱軋時夾雜物可塑性好(8001300C)；3錳鋁榴石夾雜物中 Al2O3 接近 20%左右，變形性最好；4無單獨

7、 Al2O3 的析出，鋼水可澆性好，不堵水口；5脫氧良好，不生成氣孔。理論計算指出，在鋼中Si=0.2% , Mn=0.4%，溫度為 1550C條件下，若鋼中酸溶鋁Als 0.01%對于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，為改善薄板深沖性能，要求鋼中Als=0.02%0.05，為此要求用過剩鋁脫氧。這樣，需要解決兩個問 題。(1 )加鋁方法如何把鋁加到鋼水中達到目標(biāo)值，且鋁的回收率盡可能高。(2 )如何避免 AI2O3 夾雜的有害作用對于加鋁方法，將一部法加鋁改為兩部法加鋁：1出鋼時加鋁量脫除鋼水中超出CO 平衡的過剩氧量：2精煉加鋁量為脫除 C 相平衡的氧+目標(biāo)鋁含量(喂鋁線)。鋼水中與酸溶鋁Als 相平衡的OD

8、 很低，為(26) X10-6，脫氧產(chǎn)物全部為 AI2O3 , 其害處是：AI2O3 熔點高(2050C),鋼水中呈固態(tài)；可澆性差，堵水口； AI2O3 可塑性差，不變形，影響鋼材性能，尤其是深沖薄板的表面缺陷。改變形態(tài)為此，采用鈣處理(喂 Si-Ca 線或 Ca 線)來改變 AI2O3 形態(tài)。(1 )加鋁較少AIs 較低，采用輕鈣處理輕鈣處理后生成鈣長石CaO- AI2O32SiO2(CaO20% 25%,AI2O337%,SiO244%) 或鈣黃長石 2CaO AI2O3 - SiO2 (CaO40%,AI2O337%,SiO222%)。希望把夾雜物成分控制在CaO-SiO2-AI2O3

9、相圖中的陰影區(qū)。夾雜物鈣長石熔點低(12001400C),在鋼液中易上浮，可澆性好，不堵水口；熱軋時夾雜物易變形不會發(fā)生拉拔脆斷現(xiàn)象。(2 )加鋁較多Als 較高，采用重鈣處理溶解鈣與鋼水中固相 AI2O3 生成不同組成的鋁酸鈣 (CaO-AI2O3 )夾雜,CaO 和 AI2O3 生成五個中間相，其組成與熔點見表 2。應(yīng)控制鋼中鈣含量，避免生成中間相 CA6、CA2、 CA 而生成液相的 12CaO- 7AI2O3，有利于夾雜物上浮，也能夠防止水口堵塞。生成的鋁酸鈣夾雜中富集 CaO，具有高的硫容量，能吸收足夠的硫，當(dāng)鋼水凝固時， 夾雜物中硫的溶解度降低，硫化物沉淀形成中心為鋁酸鈣CaO-A

10、I2O3,夕卜殼為 CaS 的雙相夾雜。鋼中加入的 Ca 除與反應(yīng)外，還能與硫反應(yīng)生成CaS。CaS 也會引起水口堵塞。為提高鈣處理轉(zhuǎn)變 AI2O3 為 12CaO 7AI2O3 的效率，應(yīng)控制鋼水中的硫含量小于0.01%。若S=0.010%0.015%，鈣處理后有 CaS 生成；S=0.030%0.040%時，鈣處理首先生成 CaS , CaS堵塞水口嚴(yán)重。鈣處理鋁鎮(zhèn)靜鋼，判斷鋼水中AI2O3 向球化轉(zhuǎn)變的指標(biāo)，文獻中有不同的說法：Ca/AI>0.14 ; Ca/TO=0.7 1.2。對于鋁鎮(zhèn)靜鋼，鈣處理后：解決了可澆性，不堵水口；夾雜物易上浮去除；消 除了 AI2O3不變形夾雜物對鋼性能的有害作用。2分類1 .沸騰鋼煉鋼時僅加入錳鐵進行脫氧，脫氧不完全。這種鋼液鑄錠時，有大量的一氧化碳氣體 逸出，鋼液呈沸騰狀，故稱為沸騰鋼，代號為F。沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫、磷等雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，故質(zhì)量較差。但因 其成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般工程。2 .鎮(zhèn)靜鋼煉鋼時采用錳鐵、硅鐵和鋁錠等作為脫氧劑，脫氧完全。這種鋼液鑄錠時能平靜地充 滿錠模并冷卻凝固，故稱為鎮(zhèn)靜鋼，代號為“Z