一文講通|煉鋼脫氧劑種類那麽多,到底選哪種效果最好?

全産業 2024-05-13 02:16:57
煉鋼爲什要脫氧? 煉鋼過程中,“氧”扮演著兩面派的角色。 一方面,在鋼水加熱過程中,需要氧氣,也需要氧氣去跟鋼水中的碳、硫等有害物質産生化學反應,提高鋼的品質。 另一方面,鋼水中氧分子又會影響到鋼材的機械性和強度,主要表現在以下三個方面: ●産生夾雜。鋼液凝固時,其中多余的氧與鋼中其他元 素結合生成非金屬雜物,進而破壞了鋼基體的連續性,降低鋼的強度極限、沖擊韌性、伸長率等各種力學性能和導磁性能、焊接性能等。 ●形成氣泡。鋼液中的氧含量過高,在澆鑄過程中會再次與鋼中碳反應,産生CO氣體,從而使鋼錠(坯)産生氣孔、疏松,甚至上漲等缺陷,嚴重時會導致鋼錠鋼坯報廢。 ●還會加劇硫的危害。氧能使硫在鋼中的溶解度降低,加劇硫的有害作用,使鋼的熱脆傾向更加嚴重。 那麽煉鋼過程中爲什麽會有氧氣的進入?煉鋼過程中,爲了去除鐵水中的碳、硫等有害雜質,需要在冶煉過程中用吹氧或添加氧化劑的方法,來向鐵水中加入氧分子。 籠統的來說:吹入氧氣的作用就是與鐵水中的碳、硅、錳、磷、硫等元素氧化反應,形成氣體或熔點較高的氧化物,降低這五項對鋼水成分有害的雜質,並利用其氧化反應時放出的化學熱來提高鐵水溫度。 按照鋼水中各種元素對氧的結合強度,從弱到強的順序如下:鉻、錳、碳、硅、釩、钛、硼、鋁、锆、鈣。所以,煉鋼脫氧常用的是由硅、錳、鋁、鈣組成的鐵合金。 煉鋼常用脫氧劑硅鋁鋇鈣 硅鋁鋇鈣是一種複合脫氧劑,適用于多種煉鋼形成的脫氧,尤其適合轉爐煉鋼脫氧。具有很強的脫氧、脫硫效果,能很好地改善鋼水流動性能,解決水口結瘤問題,減少鋼中氣體、降低鋼液夾雜。 硅鋁鋇鈣中的硅和鋇都可以與氧反應生成氧化物雜質,從而漂浮在鋼液表面,便于去除。而鈣和鋇對于鋼液中的硫、磷等有害雜質也有一定的去除作用,可以減少鋼液中有害雜質的成分。而且鋇在煉鋼溫度範圍內有效地降低鈣的蒸汽壓,提高了鈣的利用率。 煉鋼脫氧實驗表明,使用硅鋁鋇鈣脫氧比用硅鈣複合脫氧劑效果好。 而且硅鋁鋇鈣是鋇系合金中最好的脫氧劑、脫硫劑,可使鋼中氧含量降到最低,同時形成的含鈣、鋇、鋁等複雜夾雜物易從鍋液中上浮,純淨鋼液,提高鋼的沖擊韌性和加工性能,使用硅鋁鋇鈣合金較使用純鋁、硅鐵、硅鈣合金效果好,合金利用率高。 硅鋁鋇鈣是在鋼液中的溶解度較小,又能溶解鈣和降低鈣蒸汽壓,在硅鋁鋇鈣合金中能充分提高鈣在脫氧和非金屬夾雜型處理中的作用。 注意硅鋁鋇鈣的使用方法:在有點鋼水的時候添加一點,估計是出鋼五分之一時加一點硅鋁鋇鈣,隨著鋼液流出時加入硅鋁鋇鈣,在快出鋼時全部加完。 硅鐵 硅鐵是以焦炭、鋼屑、石英(或硅石)爲原料,用電爐冶煉制成的。硅和氧很容易合成二氧化硅,所以硅鐵常用作煉鋼脫氧劑,同時由于SiO2生成時放出大量的熱,在脫氧同時,可提高鋼水溫度,降低煉鋼的能源消耗。硅鐵作爲合金元素加入劑,廣泛用于低合金結構鋼、合結鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中,常用來制造單晶硅或配制有色金屬合金。 爲什麽說煉鋼中硅鐵、硅錳是必不可少的脫氧劑? 由于硅與氧的親和力強,煉鋼中加入硅鐵後,及發生如下脫氧反應:2FeO+Si=2Fe+SiO2 二氧化硅是脫氧後的産物,它比鋼水輕,浮在鋼鐵表面進入渣中,從而脫掉鋼中的氧,能顯著提高鋼的強度、硬度和彈性,提高鋼的磁導率,降低變壓器鋼的磁滯損耗。 硅錳合金 硅錳合金是由錳、硅、鐵等組成的一種鐵合金,是煉鋼的主要合金劑。錳以固溶態存于鋼中起著強化作用,可提高鐵素體的強度,能改善鋼的力學性能,增強鋼的強度、延展性、韌性及耐磨性能。硅以固態形式存在于鋼中,可提高鋼的強度,疲勞極限和腐蝕性和耐磨性。因此錳硅合金是煉鋼中不可缺少的合金劑。 鋁鐵 純鋁一直是煉鋼工業的主要脫氧劑,在生産具有高延展性、高沖亞性的鎮靜鋼鋼種,尤其是適用于制作冷軋薄板的低碳鎮靜鋼鋼種時,都是被嚴格控制的元素;而且,這類鋼種需要較多的鋁元素來細化晶粒。但由于鋁的比重遠小于鋼水的比重,對鋼液進行脫氧合金化時浮在鋼液表面上,易氧化,燒損大,這就降低了鋁的利用率,增加了鋁的消耗量,增加了生産成本,降低經濟效益。爲了解決上述問題,鋼鐵研究部門開發了新的脫氧劑--鋁鐵脫氧劑。 錳鐵 它是一種常用的脫氧劑,“無錳不成鋼”錳是鋼鐵行業中必不可少的元素,幾乎所有的鋼中都含有一定數量的錳。錳能細化鋼的晶粒、提高鋼的淬透性,增強鋼的抗打氣腐蝕性,提高鋼的可鍛性和可軋性。 到底哪種脫氧劑最好?首先,以小編個人淺薄的知識來說,以上這些合金材料用作的脫氧劑,不同成分對應提升鋼液不同有益元素含量,所以都很好。其次,要根據實際所煉鋼的性能,來決定到底使用哪種脫氧劑比較適合。 因爲,煉鋼的目的,就是爲了在鐵水中,很好地控制碳的含量,同時減少和消除掉有害元素P、S、N、O等對鋼性能的影響,並且保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等提升鋼性能的元素含量,使得這些有益元素按照某種比例存在,從而獲得最佳性能、最符合某種需求的鋼材。 在這裏小編搜集了大量資料,根據一些工業技術大牛的建議而做個總結: 脫氧劑的使用應在保證鋼質量的前提下,選用價格便宜的鐵合金,以降低鋼的成本。轉爐一般用以下脫氧劑:Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、Ca-Si合金、鋁、Fe-Al、複合脫氧劑等;硅鋁鈣、硅鋁鋇鈣等是鋼廠常用的優質脫氧劑。
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