氮化铁的生成，降低钢的时效倾向性用铝脱氧 在钢中生成细小而高度弥散的和，它们作为结晶核心，可使晶粒细化。在其后钢的加热过程中，这些细小颗粒又可以防止奥氏体晶粒长大，从而获得细 粒钢，提高钢的屈服强度和冲击韧性。为了获得细粒钢，根据钢中碳含量的不同， 铝的加入量为。 钛 钛是种强脱氧元素，脱氧能力强于硅而和铝相当。钛加入钢中主要是做为 合金元素使用，其加入量般。钛的脱氧反应如下 用钛氧化时，所得脱氧产物因含量而异，随着的增大，脱氧产物 循以下顺序而变化 复合脱氧剂脱氧时不会产生脱氧铝漂浮和裹渣现象，在反应区域内同时存在 着几种脱氧产物，它们彼此接近，容易相互熔合成颗粒半径大的硅酸盐，具有较 大的上浮速度，易于从钢水中排出。同时，这些半径大的颗粒易吸收周围小颗粒 夹杂，使钢水纯净。因此，复合脱氧剂脱氧既能充分发挥强脱氧剂的脱氧作用， 又能通过改变脱氧产物组成为夹杂物析出创造更有利的上浮条件，从而改善钢水 流动性和提高钢水的纯净度。复合脱氧剂与单元脱氧剂相比，具有下述更好的脱 氧效果增强脱氧元素的作用能力。个或个以上脱氧元素的存在，会提 高它们单独存在时的脱氧能力。而用三元脱氧剂如硅锰钙硅铝钡等比用二元 脱氧剂如硅钙硅铝硅锰等具有更强的脱氧能力复合脱氧剂熔点降 低，更易均匀分散且同时参加反应，缩短选择性扩散过程，从而促进元素吸收， 提高合金元素的收得率脱氧产物颗粒半径大，易吸收周围小颗粒夹杂，有利于快速上浮排出，使钢液更纯净脱氧效果更稳定，有利于铸件品质 的稳定和提高。 锰铁 在炼钢中，用作脱氧剂锰铁是用量最多合脱氧剂定性分析，首先了解碳化硅 复合脱氧剂由哪些元素组成 系统研究碳化硅复合脱氧剂的分析方法 形成炼钢用复合脱氧剂分析方法的技术操作规范 跟踪年炼钢用不同成分的复合脱氧剂，进行考察研究 和准确分析。 项目研究方式 本项目采用自行研究与开发的方式进行。五实施方案含技术工艺路线等 技术路线 先了解不同种类的增碳剂，对不同的增碳剂进行研磨粉碎混匀， 然后采取仪器分析元素分析仪和化学分析法凯氏定氮法，具 体路线如下 仪器分析法元素分析仪见图 图元素分析技术路线 化学分析法凯氏定氮法见图概述 炼钢过程中，利用对氧的亲和力比大的元素，如等，把钢 液中的氧夺走，形成不残留在钢液中的脱氧产物如等，并从 钢水中上浮进入渣中，钢中氧含量达到所炼钢种的要求，这种工艺操作叫做钢液 的脱氧。能用来是钢液脱氧的元素或合金叫脱氧剂。 氧的危害 各种炼钢方法中，都是利用氧化法来除去钢中的大部分杂质元素和有害物 质。这就是氧化后期钢中溶入了过量的氧。例如氧气转炉终点时， 钢中氧般为，而此成分下固体钢中最多只能溶解 的氧。这些多余的氧在钢液中凝固时将逐渐从钢液中析出，形成夹杂物或气泡， 严重影响钢的性能，其具体表现是氧在固体钢中的溶解度很小，例如， 在铁中氧的溶解度低于。所以，如不进行脱氧，在钢的凝固过程中，氧 将会以氧化物的形式大量析出，这就会严重降低钢的力学性能，尤其是塑性和韧 性当钢液中的碳降低到规定数值时，应该脱除钢液中大量的氧，以便中止 反应。如果不这样做，方面，在其后的出钢和浇注过程中，随着温度的下 降，钢液中氧的溶解度降低，因而促使反应继续进行，钢液强烈沸腾，造成 浇注困难另方面，根据选分结晶的原理，在钢锭模中，含低的钢液先 凝固，因而使后凝固的钢液含氧量越来越高，反应也就进步加强，这不仅 会产生大量气泡，还会彻底破坏锭坯的结晶组织，严重影响钢锭的质量，甚至 造成废品当钢的氧含量和硫含量高脱氧元素的脱氧能力若各种元素用量比例适当， 可以生成低熔点脱氧产物，易于从钢水中排出能提高易挥发性钙镁等元素在 钢水中的溶解度。 锰 锰是最常用的脱氧元素，它的脱氧反应为 千焦摩尔 或千焦摩尔 锰的脱氧能力随温度的降低而增大。但是，即使在低温下，锰的脱氧能力还 是微弱的。例如，在，与平衡的钢中氧含量还高达。它的 脱氧能力较低，但几乎所有的钢都用来脱氧，因为它可以增加和的 脱氧作用。此外可以与其他的脱氧产物如等形成低熔点化合物， 有利于从钢液中排出。冶炼沸腾钢时，只用锰脱氧。 硅 硅是种强脱氧元素，也是切镇静钢必不可少的脱氧元素。其脱氧反应如 下 千焦摩尔或卡摩尔 与硅平衡的钢中氧含量是很低的。例如，在，与相平衡的钢液 氧含量为，与相平衡的钢液氧含量为，而与相平衡的 钢液氧含量低至。与锰相同的是硅的脱氧能力随温度的降低而增强和锰 不同的是硅的脱氧能力在碱性操作中可以得到充分的发挥。这是因为，渣中大量 可以与结合成极稳定的，从而大大地降低了的活度，促 使充分氧化。随着的增加，脱氧产物组成将循下列顺序而变化 可见，单独用硅脱氧时，很容易生成固态，对脱氧产物的除去是不利的。 铝 铝是炼钢中常用的极强的脱氧元素，气脱氧反应如下 千焦摩尔 或卡摩尔 与平衡存在的钢中氧含量为，与平衡存在的钢中氧 含量为，可见铝的脱氧能力之强。由于铝的脱氧能力几乎强于所有脱氧 元素的脱氧能力，所都很高时，有害作用尤其严重。和 在钢的凝固过程中，以共晶的形式存在于晶界上，其熔点仅为，在其后的 加热轧制过程中，将会造成热脆。脱氧作用 脱氧的目的在于降低钢中的氧含量，为了做到这点，第步要降低钢液中 溶解的氧，即把钢液中溶解的转变成其它难溶于钢液中的氧化物如 或等第二步还必须将上述脱氧产物排除到钢液外，忽略了后步，那只 不过是以另种氧化物代替钢液中的，钢的总含氧量并没有降低，而这些脱 氧产物就是对钢的性能同样有害的非金属夹杂物。脱氧的任务是降低 钢液中的溶解氧，把氧转变成难溶于钢液的氧化物如等将脱 氧产物排出钢液之外。否则钢液中的氧只是改变了存在形式，总含氧量并没有降 低，氧对钢的危害依然存在脱氧时还要完成调整钢液成分和合金化的任 务。 脱氧原则 氧在液态钢水中溶解度较大，而在固态钢中溶解度很小。因此在钢水凝固过 程中将发生的再次反应，使气体有相当部分留在铸坯内，破坏了钢锭的 结构，严重时将引起钢锭头部上涨。同时，析出的氧化物使硫的危害作用加剧， 生成的低熔点共晶物，使钢锭晶界在轧制时发生热脆现象。 在实际钢水中，反应没有达到平衡，使钢水中的实际氧含量高于与碳平 衡时的碳含量，其差值实际平衡称为钢水的氧化性。钢水的脱氧，就是 选择些与氧亲和力大的合金元素加入钢水中，使其降低钢水的氧化性。脱氧剂 的选择应满足下列原则脱氧元素与氧的亲和力比铁和碳大脱氧 剂熔点比钢水温度低，以保证合金熔化，均匀分布，均匀脱氧脱氧产物 不溶于钢水中，并易于上浮排出残留于钢中的脱氧元素对钢的性能无害 来源广，价格低。根据以上原则，在生产实际中常用的脱氧剂为铝硅锰及它们组合的硅锰 硅铝合金等，其脱氧能力次序是。 脱氧剂种类及脱氧机理 脱氧剂可分为单元素脱氧剂和复合脱氧剂。元素单独脱氧是指在脱氧过程中 向钢水中只加单脱氧元素而复合脱氧剂指向钢水中同时加入两种或两种以上 的脱氧元素。复合脱氧可以提杂物的去除和变性作用主要表现在降 低夹杂物的熔点，改善夹杂物的形状和尺寸，使夹杂物弥散而均匀。 复合脱氧剂具有以下优点当复合脱氧剂合金中钙的质 量分数不变时，随着合金中钡的增加，脱氧终点钢液中的全氧明显降低，说明钡 积极参与了钢液脱氧反应并降低了钙的蒸汽压，提高了钙的溶解度和脱氧利用 率当复合脱氧剂合金中钡不变时，随着合金中钙的增加，终点钢 液中全氧呈下降趋势，但高钡合金脱氧终点全氧仅比中钡合金低， 这说明即使继续增加合金中的钡，也只能产生很有限的脱氧效果。因此，在实际 生产过程中没有必要过多追求合金中的钡合金中的钡钙比对于降低钢液 中夹杂物的尺寸至关重要，当复合脱氧剂合金中约为时， 夹杂物的尺寸取得最小值。 比重较小，属于扩散脱氧，有利于洁净钢水，其脱氧生成物为还原渣， 经钢水冲击和搅拌将多数氧化物夹杂进行还原和同化吸收，形成稳定浸润 性好的钢包保护渣层，实现了对钢水脱氧洁净保温细化的功能，保证钢水 有较好的流动性和连铸生产的顺行。 复合脱氧剂具有以下优点复合脱氧剂具有脱氧能力强， 脱氧产物易于排除的优点，能有效降低钢中全氧含量，提高钢水纯净度，同时能 够提高合金回收率，降低其它合金消耗采用复合脱氧剂进行脱氧 后，钢水流动性较好，减少了因水口结瘤引起的回炉，铸坯内部组织致密，钢材 各项力学性能较好，具有较好的使用效果用复合脱氧剂后，钢包 渣中含量降低，渣碱度提高，有利于防止二次氧化和出钢回磷。由于出钢过程渣洗，还具备定的脱硫作用由于复合脱氧剂脱氧能力较强， 使用成本较低，具有良好的经济效益。 因为脱氧反应是在渣中进行的，因此炉渣脱氧的最大优点是钢液不会被脱氧 产物所玷污。但是，其脱氧过程依靠原子的扩散进行，速度极为缓慢，甚至有的 研究者指出，实际生产条件下扩散脱氧几乎不可能进行。然而造还原渣，即向 渣中撒加脱氧剂降低其氧化铁含量仍然是有意义的，因为还原性炉渣具有很强的 脱硫能力而且存在着几种脱氧产物，它们彼此接近，容易相互熔合成颗粒半 径大的硅酸盐，具有较大的上浮速度，易于从钢水中排出。同时，这 些半径大的颗粒易吸收周围小颗粒夹杂，使钢水纯净。因此，复合脱 氧剂脱氧既能充分发挥强脱氧剂的脱氧作用，又能通过改变脱氧产物 组成为夹杂物析出创造更有利的上