沸腾钢、镇静钢和半镇静钢的区别.docx

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killed steel根据冶炼时脫氧程序的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢镇静 钢为完全脫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AI>0.01%）⑴整体分类用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£iO2,钢水可 浇性好，但与Si、Mn相平衡的[0]D较高（（40〜60） J0-6），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） x10-6o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&It;20x10-6,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[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） x10-6，既可防止水口堵塞， 铸坯又无皮下气孔生成但钢水中[O]D&It;10x10-6，水口堵塞的可能性增加，因此应控制 好：（1）合适的Mn/Si① Mn/Si低时形成SiO2夹杂，增加了水口堵塞的可能性；② Mn/Si 高(>2.5)时生成典型的 MnO£iO2 (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 AI2O33) 控制LF白渣精炼时间，减少MnO・AI2O3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・2AI2O3・5SiO2)；② 锰铝榴石(3Mn O・AI2O3・3SiO2)；③ 纯(AI2O3>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°C)，球形易上浮；② 热轧时夹杂物可塑性好(800〜1300C)；③ 锰铝榴石夹杂物中AI2O3接近20%左右，变形性最好；④ 无单独AI2O3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 [AI]sS0.005%,则钢中[O]<20J0-6,生成锰铝榴石而无AI2O3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[AI]s来得到易变形的锰铝榴石而防止脆性AI2O3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[AI]sn0.01% ；对于低碳铝镇静钢，为改善薄板 深冲性能，要求钢中[AI]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[AI]s相平衡的[O]D很低，为(2〜6) x10-6,脱氧产物全部为AI2O3, 其害处是：①AI2O3熔点高(2050C)，钢水中呈固态；②可浇性差，堵水口；③AI2O3 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[Al]s较低，采用轻钙处理轻钙处理后生成钙长石CaO・AI2O3・2SiO2(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相图中的阴影区夹杂物钙长石熔点低(1200〜1400°C)，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[AI]s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-AI2O3,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CaSCaS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：① Ca/AI>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 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”镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，含硫量较少，性能稳定，故质量好 适用于预应力混凝土等重要结构工程3•半镇静钢脫氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，故称为半镇静钢代号为b' 半镇静钢是质量较好的钢4 •特殊镇静钢比镇静钢脫氧程度更充分彻底的钢，故称为特殊镇静钢，代号为’TZ” 特殊镇静钢的质量最好，适用于特别重要的结构工程。