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　　鎮靜鋼出廠狀態、相關參數和注意事項

　　

　　蘇州東锜鄭重提示：我公司所經銷鋼材產品均為正品，可應客戶要求隨貨附帶質保書，為確保材質材料確保有效，恕不提前提供相關質保書，以免用作其他用途，敬請諒解。客戶所采購材料隨時可去檢驗部門化驗成分。八年以來，蘇州東锜模具材料有限公司以卓越品質在中國模具鋼行業占得一席之地，不以低價謀取訂單，不以劣貨供應，讓客戶蒙受莫大損失，讓我們的客戶價比三家時不忘貨比三家，卓越的品質才是我們合作的長久之道。

　　

　　鎮靜鋼

　　

　　科技名詞定義

　　

　　中文名稱：鎮靜鋼英文名稱：killedsteel定義：澆注前鋼水進行了充分脫氧，澆注時鋼液平靜而不沸騰的鋼。應用學科：材料科學技術（一級學科）；金屬材料（二級學科）；鋼鐵材料（二級學科）；鋼鐵材料品種（二級學科）

　　

　　以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公

　　

　　killedsteel根據冶煉時脫氧程序的不同，鋼可分為沸騰鋼、鎮靜鋼和半鎮靜鋼。鎮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，質量均勻。優質鋼和合金鋼一般都是鎮靜鋼

　　

　　模式

　　

　　根據鋼種和產品質量，脫氧分為3種模式：

　　

　　①硅鎮靜鋼（用Si+Mn脫氧）；

　　

　　②硅鋁鎮靜鋼（Si+Mn+少量Al脫氧）；

　　

　　③鋁鎮靜鋼（用過剩Al>0.01%）。

　　

　　硅鎮靜鋼分類

　　

　　用Si+Mn脫氧，形成的脫氧產物有：①純SiO2(固體)；②MnO·SiO2（液體）；③MnO·FeO（固溶體）。

　　

　　對于硅鎮靜鋼，控制Mn/Si，使其生成液態的MnO·SiO2，鋼水可澆性好，但與Si、Mn相平衡的[O]D較高（（40～60）×10-6），在結晶器內鋼水凝固時易生成皮下針孔或氣泡，影響鑄坯質量。

　　

　　采用Si+Mn脫氧后，使鋼水可澆性好（不堵水口），又不使鑄坯產生針孔或皮下氣泡，要控制鋼水中溶解氧[O]D在（10～20）×10-6。

　　

　　對于含碳較高的硅鎮靜鋼（如高碳硬線鋼、彈簧鋼），為避免Al2O3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[Al]s極低（<0.002%），則鋼中溶解氧[O]D較高。為降低鋼中[O]D，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[O]D降到<20×10-6,也能有效地脫硫（[S]<0.01%）。

　　

　　硅鎮靜鋼（C0.29%,Mn0.8%～1.2%,Si0.15%～0.40%）,LF精煉后鋼水中[O]D與水口堵塞和針孔的關系可知：

　　

　　鋼水中[O]D控制在（10～20）×10-6，既可防止水口堵塞，鑄坯又無皮下氣孔生成。但鋼水中[O]D<10×10-6，水口堵塞的可能性增加，因此應控制好：

　　

　　（1）合適的Mn/Si

　　

　　①Mn/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[Al]s>0.003%,就會形成固態Al2O3。

　　

　　（3）控制LF白渣精煉時間，減少MnO·Al2O3生成。

　　

　　3.2硅鋁鎮靜鋼

　　

　　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[O]D外，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生皮下針孔，應用Si+Mn+少量鋁脫氧，形成的脫氧產物可能有：①薔薇輝石（2MnO·2Al2O3·5SiO2）；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，這樣就可達到：①夾雜物熔點低（1400℃），球形易上浮；②熱軋時夾雜物可塑性好（800～1300℃）；③錳鋁榴石夾雜物中Al2O3接近20%左右，變形性好；④無單獨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1550℃條件下，若鋼中酸溶鋁[Al]s≤0.005%，則鋼中[O]<20×10-6,生成錳鋁榴石而無Al2O3析出，鋼水可澆性好，鑄坯又不產生皮下氣孔。這對連鑄生產是非常重要的。對于高碳硬線鋼，用Si+Mn脫氧控制好鋼中的[Al]s來得到易變形的錳鋁榴石而防止脆性Al2O3夾雜析出，這對于防止拉拔脆斷是非常重要的。

　　

　　3.3鋁鎮靜鋼

　　

　　對于中低碳細晶粒鋼，要求鋼中酸溶鋁[Al]s≥0.01%；對于低碳鋁鎮靜鋼，為改善薄板深沖性能，要求鋼中[Al]s=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值，且鋁的回收率盡可能高。

　　

　　（2）如何避免Al2O3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C—O平衡的過剩氧量：

　　

　　②精煉加鋁量為脫除C相平衡的氧+目標鋁含量（喂鋁線）。

　　

　　鋼水中與酸溶鋁[Al]s相平衡的[O]D很低，為（2～6）×10-6，脫氧產物全部為Al2O3，其害處是：①Al2O3熔點高（2050℃），鋼水中呈固態；②可澆性差，堵水口；③Al2O3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Al2O3形態方法

　　

　　為此，采用鈣處理（喂Si-Ca線或Ca線）來改變Al2O3形態。

　　

　　（1）加鋁較少

　　

　　[Al]s較低，采用輕鈣處理

　　

　　輕鈣處理后生成鈣長石CaO·Al2O3·2SiO2(CaO20%～25%,Al2O337%,SiO244%)或鈣黃長石2CaO·Al2O3·SiO2（CaO40%,Al2O337%,SiO222%）。希望把夾雜物成分控制在CaO-SiO2-Al2O3相圖中的陰影區。夾雜物鈣長石熔點低（1200～1400℃），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生拉拔脆斷現象。

　　

　　（2）加鋁較多

　　

　　[Al]s較高，采用重鈣處理

　　

　　溶解鈣與鋼水中固相Al2O3生成不同組成的鋁酸鈣（CaO-Al2O3）夾雜，CaO和Al2O3生成五個中間相，其組成與熔點見表2。應控制鋼中鈣含量，避免生成中間相CA6、CA2、CA而生成液相的12CaO·7Al2O3，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-Al2O3,外殼為CaS的雙相夾雜。

　　

　　鋼中加入的Ca除與反應外，還能與硫反應生成CaS。CaS也會引起水口堵塞。為提高鈣處理轉變Al2O3為12CaO·7Al2O3的效率，應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堵塞水口嚴重。

　　

　　鈣處理鋁鎮靜鋼，判斷鋼水中Al2O3向球化轉變的指標，文獻中有不同的說法：①Ca/Al>0.14；②Ca/T[O]=0.7～1.2。

　　

　　對于鋁鎮靜鋼，鈣處理后：①解決了可澆性，不堵水口；②夾雜物易上浮去除；③消除了Al2O3不變形夾雜物對鋼性能的有害作用。

　　

　　按冶煉時脫氧程度分類

　　

　　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、磷等雜質偏析較嚴重，故質量較差。但因其成本低、產量高，故被廣泛用于一般工程。

　　

　　2．鎮靜鋼

　　

　　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，故稱為鎮靜鋼，代號為“Z”。

　　

　　鎮靜鋼雖成本較高，但其組織致密，成分均勻，含硫量較少，性能穩定，故質量好。適用于預應力混凝土等重要結構工程。

　　

　　3．半鎮靜鋼

　　

　　脫氧程度介于沸騰鋼和鎮靜鋼之間，故稱為半鎮靜鋼。代號為“b”。

　　

　　半鎮靜鋼是質量較好的鋼。

　　

　　4．特殊鎮靜鋼

　　

　　比鎮靜鋼脫氧程度更充分徹底的鋼，故稱為特殊鎮靜鋼，代號為“TZ”。

　　

　　特殊鎮靜鋼的質量好，適用于特別重要的結構工程。

　　

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