沸腾钢、镇静钢和半镇静钢的区别

1、沸腾钢、镇静钢和半镇静钢机械设计工作者，最经常遇到碳钢钢材的选择，以下内容可以帮助你 了解一些最基本的知识。根据炼钢时脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢三 类。沸腾钢为脱氧不完全的钢。浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象 （气 体逸出），钢锭凝固后，蜂窝气泡分布在钢锭中，在轧制过程中这种 气泡空腔会被粘合起来。这类钢的特点是钢中含硅量很低，通常注成 不带保温帽的上小下大的钢锭。优点是钢的收率高，生产成本低，表 面质量和深冲性能好。缺点是钢的杂质多，成分偏析较大，所以性能 不均匀。镇静钢为完全脱氧的钢。通常铸成上大下小带保温帽的锭型， 浇注时 钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽（在钢

2、液凝固时作补充钢液 用），这节帽头在轧制开坯后需切除，故钢的收得率低，但组织致密， 偏析小，质量均匀。优质钢和合金一般都是镇静钢。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。镇静钢编辑killed steel 根据冶炼时脱氧程序的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。镇静 钢为完全脱氧的钢。 通常注成上大下小带保温帽的锭型，浇注时钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽（在钢液凝固时作补充钢液用），这节帽头在轧制开坯后需切除，故钢的收得率低，但组织致密，偏析小，质量均匀。优质钢和合金钢一般

3、都是镇静钢目录1 基本简介整体分类改变形态2 分类1基本简介模式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 AI0.01% ）。1整体分类用 Si+Mn 脱氧，形成的脱氧产物有：纯 SiO2（固体），MnO Si02（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 Si02，钢水可浇性好，但与 Si、Mn 相平衡的OD 较高（4060）X10-6 ），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

4、口），又不使铸坯产生针孔或皮下气泡，要控制钢水中溶解氧 OD 在（1020） X10-6。对于含碳较高的硅镇静钢(如高碳硬线钢、弹簧钢)，为避免 AI2O3 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Als 极低(<0.002% )，则钢中溶解氧OD 较高。为降低钢中OD，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OD 降到<20M0-6,也能有效地脱硫(S<0.01% )。3.1 硅镇静钢(C0.29%,Mn0.8% 1.2%,Si0.15% 0.40% ) ,LF 精炼后钢水中OD 与 水口堵

5、塞和针孔的关系可知：钢水中OD 控制在(1020 ) X10-6，既可防止水口堵塞，铸坯又无皮下气孔生成。但钢水中OD<10 10-6，水口堵塞的可能性增加，因此应控制好：(1)合适的 Mn/Si1Mn/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Als>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

6、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OD 夕卜， 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：蔷薇辉石(2MnO2Al2O3 -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(1400C),球形易上浮；2热轧时夹杂物可塑性好(8001300C)；3锰铝榴石夹杂物中 Al2O3 接近 20%左右，变形性最好；4无单独

7、 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 1550C条件下，若钢中酸溶铝Als 0.01%对于低碳铝镇静钢，为改善薄板深冲性能，要求钢中Als=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 AI2O3 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CO 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Als 相平衡的OD

8、 很低，为(26) X10-6，脱氧产物全部为 AI2O3 , 其害处是：AI2O3 熔点高(2050C),钢水中呈固态；可浇性差，堵水口； AI2O3 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。改变形态为此，采用钙处理(喂 Si-Ca 线或 Ca 线)来改变 AI2O3 形态。(1 )加铝较少AIs 较低，采用轻钙处理轻钙处理后生成钙长石CaO- AI2O32SiO2(CaO20% 25%,AI2O337%,SiO244%) 或钙黄长石 2CaO AI2O3 - SiO2 (CaO40%,AI2O337%,SiO222%)。希望把夹杂物成分控制在CaO-SiO2-AI2O3

9、相图中的阴影区。夹杂物钙长石熔点低(12001400C),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Als 较高，采用重钙处理溶解钙与钢水中固相 AI2O3 生成不同组成的铝酸钙 (CaO-AI2O3 )夹杂,CaO 和 AI2O3 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- 7AI2O3，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-A

10、I2O3,夕卜壳为 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 AI2O3 为 12CaO 7AI2O3 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AI2O3 向球化转变的指标，文献中有不同的说法：Ca/AI>0.14 ; Ca/TO=0.7 1.2。对于铝镇静钢，钙处理后：解决了可浇性，不堵水口；夹杂物易上浮去除；消 除了 AI2O3不变形夹杂物对钢性能的有害作用。2分类1 .沸腾钢炼钢时仅加入锰铁进行脱氧，脱氧不完全。这种钢液铸锭时，有大量的一氧化碳气体 逸出，钢液呈沸腾状，故称为沸腾钢，代号为F。沸腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严重，故质量较差。但因 其成本低、产量高，故被广泛用于一般工程。2 .镇静钢炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作为脱氧剂，脱氧完全。这种钢液铸锭时能平静地充 满锭模并冷却凝固，故称为镇静钢，代号为“Z