半镇静钢是什么

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半镇静钢的表示符号是

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2023-10-23 20:58:58

根据脱氧程度不同,模铸时分为:

①沸腾钢;

②半镇静钢;

③镇静钢。

而连铸时,基本为镇静钢,根据钢种和产品质量,脱氧分为3种模式:

①硅镇静钢(用si+mn脱氧);

②硅铝镇静钢(si+mn+少量al脱氧);

③铝镇静钢(用过剩al>0.01%)。

硅镇静钢

用si+mn脱氧,形成的脱氧产物有:

①纯sio2(固体);

②mno·sio2(液体);

③mno·feo(固溶体)。

对于硅镇静钢,控制mn/si,使其生成液态的mno·sio2,钢水可浇性好,但与si、mn相平衡的[o]d较高((40~60)×10-6),在结晶器内钢水凝固时易生成皮下针孔或气泡,影响铸坯质量。

采用si+mn脱氧后,使钢水可浇性好(不堵水口),又不使铸坯产生针孔或皮下气泡,要控制钢水中溶解氧[o]d在(10~20)×10-6。

对于含碳较高的硅镇静钢(如高碳硬线钢、弹簧钢),为避免al2o3夹杂的有害作用,一般不加铝脱氧,而是用低铝的铁合金脱氧,钢水中的酸溶铝[al]s极低(<0.002%),则钢中溶解氧[o]d较高。为降低钢中[o]d,在lf精炼采用白渣操作+氩气搅拌,钢渣精炼扩散脱氧,既能把钢水中[o]d降到<

20×10-6,也能有效地脱硫([s]<0.01%)。

硅镇静钢(c0.29%,mn0.8%~1.2%,si0.15%~0.40%),lf精炼后钢水中[o]d与水口堵塞和针孔的关系可知:

钢水中[o]d控制在(10~20)×10-6,既可防止水口堵塞,铸坯又无皮下气孔生成。但钢水中[o]d<10×10-6,水口堵塞的可能性增加,因此应控制好:

(1)合适的mn/si

①mn/si低时形成sio2夹杂,增加了水口堵塞的可能性;

②mn/si高(>

2.5)时生成典型的mno·sio2(mno54.1%,sio245.9%),夹杂物容易上浮。

(2)铁合金中铝含量。如果铁合金中带入的铝使钢水中[al]s>0.003%,就会形成固态al2o3。

(3)控制lf白渣精炼时间,减少mno·al2o3生成。

3.2硅铝镇静钢

仅用si+mn脱氧,铸坯易形成皮下针孔,除采用lf白渣精炼降低钢中[o]d外,还可用si+mn+少量铝脱氧。但如果既要保持连铸的可浇性又要防止铸坯产生皮下针孔,应用si+mn+少量铝脱氧,形成的脱氧产物可能有:

①蔷薇辉石(2mno·2al2o3·5sio2);

②锰铝榴石(3mno·al2o3·3sio2);

③纯(al2o3>

25%)。

要把夹杂物成分控制在相图中锰铝榴石的阴影区,这样就可达到:

①夹杂物熔点低(1400℃),球形易上浮;

②热轧时夹杂物可塑性好(800~1300℃);

③锰铝榴石夹杂物中al2o3接近20%左右,变形性最好;

④无单独al2o3的析出,钢水可浇性好,不堵水口;

⑤脱氧良好,不生成气孔。

理论计算指出,在钢中si=0.2%,mn=0.4%,温度为1550℃条件下,若钢中酸溶铝[al]s≤0.005%,则钢中[o]<

20×10-6,生成锰铝榴石而无al2o3析出,钢水可浇性好,铸坯又不产生皮下气孔。这对连铸生产是非常重要的。对于高碳硬线钢,用si+mn脱氧控制好钢中的[al]s来得到易变形的锰铝榴石而防止脆性al2o3夹杂析出,这对于防止拉拔脆断是非常重要的。

3.3铝镇静钢

对于中低碳细晶粒钢,要求钢中酸溶铝[al]s≥0.01%;对于低碳铝镇静钢,为改善薄板深冲性能,要求钢中[al]s=0.02%~0.05,为此要求用过剩铝脱氧。这样,需要解决两个问题。

(1)加铝方法

如何把铝加到钢水中达到目标值,且铝的回收率尽可能高。

(2)如何避免al2o3夹杂的有害作用

对于加铝方法,将一部法加铝改为两部法加铝:

①出钢时加铝量脱除钢水中超出c—o平衡的过剩氧量:

②精炼加铝量为脱除c相平衡的氧+目标铝含量(喂铝线)。

钢水中与酸溶铝[al]s相平衡的[o]d很低,为(2~6)×10-6,脱氧产物全部为al2o3,其害处是:

①al2o3熔点高(2050℃),钢水中呈固态;

②可浇性差,堵水口;

③al2o3可塑性差,不变形,影响钢材性能,尤其是深冲薄板的表面缺陷。

为此,采用钙处理(喂si-ca线或ca线)来改变al2o3形态。

(1)加铝较少,[al]s较低,采用轻钙处理

轻钙处理后生成钙长石cao·al2o3·2sio2(cao20%~25%,al2o337%,sio244%)或钙黄长石2cao·al2o3·sio2(cao40%,al2o337%,sio222%)。希望把夹杂物成分控制在cao-sio2-al2o3相图中的阴影区。夹杂物钙长石熔点低(1200~1400℃),在钢液中易上浮,可浇性好,不堵水口;热轧时夹杂物易变形不会发生拉拔脆断现象。

(2)加铝较多,[al]s较高,采用重钙处理

溶解钙与钢水中固相al2o3生成不同组成的铝酸钙(cao-al2o3)夹杂,cao和al2o3生成五个中间相,其组成与熔点见表2。应控制钢中钙含量,避免生成中间相ca6、ca2、ca而生成液相的12cao·7al2o3,有利于夹杂物上浮,也能够防止水口堵塞。

生成的铝酸钙夹杂中富集cao,具有高的硫容量,能吸收足够的硫,当钢水凝固时,夹杂物中硫的溶解度降低,硫化物沉淀形成中心为铝酸钙cao-al2o3,外壳为cas的双相夹杂。

钢中加入的ca除与反应外,还能与硫反应生成cas。cas也会引起水口堵塞。为提高钙处理转变al2o3为12cao·7al2o3的效率,应控制钢水中的硫含量小于0.01%。若s=0.010%~0.015%,钙处理后有cas生成;s=0.030%~0.040%时,钙处理首先生成cas,cas堵塞水口严重。

钙处理铝镇静钢,判断钢水中al2o3向球化转变的指标,文献中有不同的说法:

①ca/al>0.14;

②ca/t[o]=0.7~1.2。

对于铝镇静钢,钙处理后:

①解决了可浇性,不堵水口;

②夹杂物易上浮去除;

③消除了al2o3不变形夹杂物对钢性能的有害作用。

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2023-10-23 20:58:58

半镇静钢(Semi-killedsteel)

半镇静钢为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间,浇注时有沸腾现象,但较沸腾钢弱。这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点,在冶炼操作上较难掌握。

半镇静钢的钢水含氧量接近或略高于与碳平衡的含量,通常在(40~80)×10-6范围内。浇注过程中一般不析出气体,只在注毕后排出少量气体,在模内发生短时间的微弱沸腾。残留于钢锭中的气泡容积大体上抵消钢的冷凝收缩,无集中缩孔,且形成微凸的顶部。故半镇静钢又称为“平衡钢”。半镇静钢钢锭的结构与沸腾钢钢锭相似,而性能却与镇静钢钢锭相近,成分偏析小,综合机械性能好。

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