整體分類
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(duì)于硅鎮(zhèn)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(jié)晶器內(nèi)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(duì)于含碳較高的硅鎮(zhèn)靜鋼(如高碳硬線鋼、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(kuò)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(zhèn)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(yīng)控制好: (1)合適的Mn/Si
①M(fèi)n/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M(fèi)nO·Al2O3生成。
3.2 硅鋁鎮(zhèn)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(yīng)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(qū),這樣就可達(dá)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(dú)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(jì)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(duì)連鑄生產(chǎn)是非常重要的。對(duì)于高碳硬線鋼,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(duì)于防止拉拔脆斷是非常重要的。 3.3 鋁鎮(zhèn)靜鋼
對(duì)于中低碳細(xì)晶粒鋼,要求鋼中酸溶鋁[Al]s≥0.01%;對(duì)于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼,為改善薄板深沖性能,要求鋼中[Al]s=0.02%~0.05,為此要求用過剩鋁脫氧。這樣,需要解決兩個(gè)問題。 (1)加鋁方法
如何把鋁加到鋼水中達(dá)到目標(biāo)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(duì)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平衡的過剩氧量:
②精煉加鋁量為脫除C相平衡的氧+目標(biāo)鋁含量(喂鋁線)。 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。