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鎮靜鋼
完全脫氧的鋼
鎮靜鋼是指完全脫氧的鋼，即氧的質(zhì)量分數不超過(guò)0.01%（一般常在0.002%~0.003%）。
基本信息
| 中文名 | 鎮靜鋼 |
| 外文名 | killed steel |
| 材質(zhì) | 冶煉時(shí)脫氧程度的不同 |
| 實(shí)質(zhì) | 完全脫氧的鋼 |
| 領(lǐng)域 | 工程技術(shù) |
| 學(xué)科 | 冶金 |
收起
基本簡(jiǎn)介
整體分類(lèi)
用Si+Mn脫氧，形成的脫氧產(chǎn)物有：①純SiO2(固體)；②MnO·SiO2（液體）；③MnO·FeO（固溶體）。對于硅鎮靜鋼，控制Mn/Si，使其生成液態(tài)的MnO·SiO2，鋼水可澆性好，但與Si、Mn相平衡的[O]D較高（（40～60）×10-6），在結晶器內鋼水凝固時(shí)易生成皮下針孔或氣泡，影響鑄坯質(zhì)量。采用Si+Mn脫氧后，使鋼水可澆性好（不堵水口），又不使鑄坯產(chǎn)生針孔或皮下氣泡，要控制鋼水中溶解氧[O]D在（10～20）×10-6。
對于含碳較高的硅鎮靜鋼（如高碳硬線(xiàn)鋼、彈簧鋼），為避免Al2O3夾雜的有害作用，一般不加鋁脫氧，而是用低鋁的鐵合金脫氧，鋼水中的酸溶鋁[Al]s極低（<0.002%），則鋼中溶解氧[O]D較高。為降低鋼中[O]D，在LF精煉采用白渣操作+氬氣攪拌，鋼渣精煉擴散脫氧，既能把鋼水中[O]D降到<20×10-6,也能有效地脫硫（[S]<0.01%）。
3.1硅鎮靜鋼（C0.29%,Mn0.8%～1.2%,Si0.15%～0.40%）,LF精煉后鋼水中[O]D與水口堵塞和針孔的關(guān)系可知：鋼水中[O]D控制在（10～20）×10-6，既可防止水口堵塞，鑄坯又無(wú)皮下氣孔生成。但鋼水中[O]D<10×10-6，水口堵塞的可能性增加，因此應控制好：
（1）合適的Mn/Si
①Mn/Si低時(shí)形成SiO2夾雜，增加了水口堵塞的可能性；
②Mn/Si高（>2.5）時(shí)生成典型的MnO·SiO2（MnO54.1%,SiO245.9%），夾雜物容易上浮。
（2）鐵合金中鋁含量。如果鐵合金中帶入的鋁使鋼水中[Al]s>0.003%,就會(huì )形成固態(tài)Al2O3。
（3）控制LF白渣精煉時(shí)間，減少MnO·Al2O3生成。
3.2 硅鋁鎮靜鋼
僅用Si+Mn脫氧，鑄坯易形成皮下針孔，除采用LF白渣精煉降低鋼中[O]D外，還可用Si+Mn+少量鋁脫氧。但如果既要保持連鑄的可澆性又要防止鑄坯產(chǎn)生皮下針孔，應用Si+Mn+少量鋁脫氧，形成的脫氧產(chǎn)物可能有： ①薔薇輝石（2MnO·2Al2O3·5SiO2）；
③純（Al2O3>25%）。
要把夾雜物成分控制在相圖中錳鋁榴石的陰影區，這樣就可達到：
①夾雜物熔點(diǎn)低（1400℃），球形易上??；
②熱軋時(shí)夾雜物可塑性好（800～1300℃）；
③錳鋁榴石夾雜物中Al2O3接近20%左右，變形性最好；
④無(wú)單獨Al2O3的析出，鋼水可澆性好，不堵水口；
⑤脫氧良好，不生成氣孔。
理論計算指出，在鋼中Si=0.2%，Mn=0.4%，溫度為1550℃條件下，若鋼中酸溶鋁[Al]s≤0.005%，則鋼中[O]<20×10-6,生成錳鋁榴石而無(wú)Al2O3析出，鋼水可澆性好，鑄坯又不產(chǎn)生皮下氣孔。這對連鑄生產(chǎn)是非常重要的。對于高碳硬線(xiàn)鋼，用Si+Mn脫氧控制好鋼中的[Al]s來(lái)得到易變形的錳鋁榴石而防止脆性Al2O3夾雜析出，這對于防止拉拔脆斷是非常重要的。
3.3 鋁鎮靜鋼
對于中低碳細晶粒鋼，要求鋼中酸溶鋁[Al]s≥0.01%；對于低碳鋁鎮靜鋼，為改善薄板深沖性能，要求鋼中[Al]s=0.02%～0.05，為此要求用過(guò)剩鋁脫氧。這樣，需要解決兩個(gè)問(wèn)題。
（1）加鋁方法
如何把鋁加到鋼水中達到目標值，且鋁的回收率盡可能高。
（2）如何避免Al2O3夾雜的有害作用
對于加鋁方法，將一部法加鋁改為兩部法加鋁：
①出鋼時(shí)加鋁量脫除鋼水中超出C—O平衡的過(guò)剩氧量：
鋼水中與酸溶鋁[Al]s相平衡的[O]D很低，為（2～6）×10-6，脫氧產(chǎn)物全部為Al2O3，其害處是：①Al2O3熔點(diǎn)高（2050℃），鋼水中呈固態(tài)；②可澆性差，堵水口；③Al2O3可塑性差，不變形，影響鋼材性能，尤其是深沖薄板的表面缺陷。
改變形態(tài)
為此，采用鈣處理（喂Si-Ca線(xiàn)或Ca線(xiàn)）來(lái)改變Al2O3形態(tài)。
（1）加鋁較少
輕鈣處理后生成鈣長(cháng)石CaO·Al2O3·2SiO2(CaO20%～25%,Al2O337%,SiO244%)或鈣黃長(cháng)石2CaO·Al2O3·SiO2（CaO40%,Al2O337%,SiO222%）。希望把夾雜物成分控制在CaO-SiO2-Al2O3相圖中的陰影區。夾雜物鈣長(cháng)石熔點(diǎn)低（1200～1400℃），在鋼液中易上浮，可澆性好，不堵水口；熱軋時(shí)夾雜物易變形不會(huì )發(fā)生拉拔脆斷現象。
（2）加鋁較多
溶解鈣與鋼水中固相Al2O3生成不同組成的鋁酸鈣（CaO-Al2O3）夾雜，CaO和Al2O3生成五個(gè)中間相，其組成與熔點(diǎn)見(jiàn)表2。應控制鋼中鈣含量，避免生成中間相CA6、CA2、CA而生成液相的12CaO·7Al2O3，有利于夾雜物上浮，也能夠防止水口堵塞。
鋼中加入的Ca除與反應外，還能與硫反應生成CaS。CaS也會(huì )引起水口堵塞。為提高鈣處理轉變Al2O3為12CaO·7Al2O3的效率，應控制鋼水中的硫含量小于0.01%。若S=0.010%～0.015%，鈣處理后有CaS生成；S=0.030%～0.040%時(shí)，鈣處理首先生成CaS，CaS堵塞水口嚴重。
鈣處理鋁鎮靜鋼，判斷鋼水中Al2O3向球化轉變的指標，文獻中有不同的說(shuō)法：①Ca/Al>0.14；②Ca/T[O]=0.7～1.2。
對于鋁鎮靜鋼，鈣處理后：①解決了可澆性，不堵水口；②夾雜物易上浮去除；③消除了Al2O3不變形夾雜物對鋼性能的有害作用。
分類(lèi)
產(chǎn)品介紹
低碳鋁鎮靜鋼
低碳鋁鎮靜鋼（LCAK 鋼）常用于冰箱等家電面板的原材料，隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步，用戶(hù)對低碳鋁鎮靜鋼冷軋板的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，這就要求鑄坯需要有高的潔凈度。作為典型的非穩態(tài)澆鑄，連鑄開(kāi)澆階段由于澆鑄狀態(tài)的極不穩定，很容易引起結晶器保護渣的卷入和鋼水的嚴重二次氧化。
鎮靜鋼
對于低碳鋁鎮靜鋼而言，惡化頭坯潔凈度的主要因素是中間包二次氧化，并且除了由空氣造成的中間包二次氧化外，更大程度上的二次氧化是由中間包耐火材料及覆蓋渣等因素造成的。
因此，欲改善低碳鋁鎮靜鋼（LCAK 鋼）鋼頭坯潔凈度，可從以下5個(gè)方面進(jìn)行。
（1）保證耐火材料的質(zhì)量，使用低硅耐火材料，并提高砌筑中間包耐火材料內襯的水平，使其更光滑；
（2）保證中間包和水口的烘烤時(shí)間，防止內含水分污染鋼液；
（3）增強保護澆注，在開(kāi)澆前往中間包和結晶器中通入大量氬氣進(jìn)行氬洗，并盡可能使用密閉中間包以減少鋼液的吸氣。有研究得出：中間包容量為60t 時(shí)，以4500 L/min 的流量吹氬6min 可使中間包內氣氛中氧濃度降至0.2%以下；
（4）使用低氧化性的中間包覆蓋渣。有研究發(fā)現：由于能夠降低渣中SiO2 活度，采用高堿度渣時(shí)能較好地降低中間包鋼液的氧含量；
（5）等中間包到達一定液位后再開(kāi)澆。
（6）減小開(kāi)澆時(shí)拉速的增加速率，減小液面的劇烈波動(dòng)，以減少結晶器保護渣的卷入。
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