转炉培训2MicrosoftPowerPoint演示文稿.ppt

脱氧合金化的基本原理,2010.10.7,在吹炼过程中， 由于钢中同时存在着碳氧平衡和铁氧平衡， 在一定温度下， 钢中实际氧含量大于碳氧平衡计算值， 小于铁氧平衡计算值。当终点碳含量小于0.10%时， 钢中氧含量为0.035%-0.069%时， 当碳含量为0.14%-0.30%时，钢中氧含量为0.017%-0.00.054%，常炼的钢种Q235B终点氧含量一般为0.02%-0.05%，氧含量超过限度， 影响铸坯 （锭） 质量； 降低钢的力学、 电磁和抗腐蚀等性能； 加剧钢的 “热脆” 。生产实践证明， 氧含量过高的钢水， 不进行脱氧就不能得到合格的铸坯 （锭） 。为了浇成合格的铸坯 （锭） ， 轧成性能良好的钢材， 到达终点后钢水必须脱氧， 并且还要根据钢种规格要求调整成分， 同时进行脱氧和合金化。脱氧合金化是钢冶炼过程的最后一项操作， 也是炼好一炉钢的成败关键之一， 如果操作不当造成废品， 则前功尽弃。,一、 镇静钢、 沸腾钢、 半镇静钢,按钢的脱氧程度不同可分为镇静钢、 沸腾钢和镇静钢三大类。其凝固组织结构见图（a、连铸坯，1中心等轴晶带；2柱状晶带；3激冷层细小等轴晶带）,镇静钢是脱氧完全的钢。在冷凝过程中， 钢水比较平静， 没有明显的气体排出。凝固组织致密， 化学成分及力学性能比较均匀。对于同一牌号的钢种， 镇静钢的强度比沸腾钢要高一些， 但生产镇静钢的铁合金消耗多， 而且钢锭头部有集中的缩孔。镇静钢钢锭的切头率一般为15%， 而沸腾钢钢锭只有3%-5% 。对力学性能要求高的钢种，如无缝钢管、 重轨钢、 工具钢， 各种含有合金元素的特殊性能钢， 如硅钢、 滚珠钢、 弹簧钢等合金钢都是镇静钢。只有镇静钢才能浇注成连铸坯。,镇静钢钢锭凝固结构,沸腾钢是脱氧不完全的钢， 只能用模铸， 沸腾钢只用锰铁脱氧。钢中含有一定数量的氧， 因此钢水在凝固过程中有碳氧反应发生， 产生相当数量的 CO气体，CO气体排出时产生沸腾现象。沸腾钢钢锭正常凝固结构是：气体有规律的分布， 形成上涨不多、 具有一定厚度坚壳带， 钢锭没有集中的缩孔， 所以沸腾钢钢锭较镇静钢切头率低， 成本低， 简化了整模和脱模工序。基于上述原因， 在模铸条件下， 若性能可以满足工业需要， 应以沸腾钢代替镇静钢。一般低碳结构钢可炼成沸腾钢。,沸腾钢钢锭凝固结构,沸腾钢由于碳含量低， 有很好的耐冲压性能， 是做各种工业用薄板及日常生活用薄板的好材料。例如各种搪瓷用具等都是用沸腾钢种制作的。沸腾钢的碳含量在0.05%-0.27% 范围内， 锰含量为 0.25%-0.70%。沸腾钢一般都用高碳锰铁作主要脱氧剂， 合金全部加在钢包内。并用适量的铝调节钢水的氧化性。,半镇静钢钢锭凝固结构,二、 脱氧剂加入的原则,在常压下脱氧剂加入的顺序有两种， 一种是先加脱氧能力弱的， 后加脱氧能力强的脱氧剂。这样既能保证钢水的脱氧程度达到钢种的要求， 又使脱氧产物易于上浮， 保证质量合乎钢种的要求。因此， 冶炼一般钢种时， 脱氧剂加入的顺序是： 锰铁、 硅铁、 铝。 从目前发展的趋势来看， 脱氧剂的加入顺序是： 先强后弱， 即铝、 硅铁、 锰铁。实践证明， 这样可以大大提高并稳定 和 元素的吸收率， 相应减少合金用量， 好处很多， 可是脱氧产物上浮比较困难， 如果同时采用钢水吹氩或其他精炼措施，钢的质量不仅能达到要求， 而且还有提高。,三、合金加入量的确定,各种铁合金的加入量可按下列公式计算：,四、各元素在钢种的作用,碳： 1、碳在钢中的主要作用是提高钢的硬度、强度，也是区分钢和铁的主要元素。是一炉钢终点控制的重要工作之一。 2、硅在钢中的作用: 、提高钢的淬火、正火和退火温度，提高钢的回火稳定性和抗氧化性。 、Si可以固溶于铁素体和奥氏体中，提高钢的强度、硬度、弹性和耐磨性。 、Si是强烈促进石墨化的元素（在Si含量较高切不含Cr、V等强碳化物形成元素的中碳和高碳钢中，极易在退火和回火过程中发生石墨化现象。,缺点：使钢的焊接性能恶化。 3、锰在钢中的作用 、锰提高钢的淬透性。 、锰对提高普通低合金钢的强度有显著的作用。（如16mn） 、利用锰和硫化合生成的MnS夹杂有使切削易断的作用，因此在钢中可以加入适量的锰来生产易切削钢。 锰钢的主要缺点是，、含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；、锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感是在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：、当锰的质量分数超过1时，会使钢的焊接性能变坏，、锰会使钢的耐锈蚀性能降低。,4、硫在钢中的作用 一般认为S是残存在钢中的有害元素之一。S可导致钢出现“热脆”现象（加Mn可以从FeS中夺走S而形成MnS呈微粒状分布在晶粒内，能有效消除热脆性）。在某种条件下，可以将害处转化为益处。如在含S易切削钢中，就是提高S和Mn的含量，使形成较多的MnS微粒，以改善钢的切削加工性。 5、磷在钢中的作用 一般认为P也是钢中的有害元素，P可以导致钢形成“冷脆”。如利用其优点，P是固溶强化铁素体的元素，与其他合金元素相比，它是提高铁素体强度最高的元素。另外，如炮钢中加入P，由于,大大增加了钢的脆性而使炮弹爆炸时的碎片数目增多。 6、铝在钢中的作用 、用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度； 、提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4AI即可改变氧化皮的结构，加入6A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。 缺点：、脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。、当