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脫氧是保證鋼錠和鋼材質量的一項重要操作

   脫氧是保證鋼錠和鋼材質量的一項重要操作。煉鋼是一個氧化精煉過程,鋼液中不可避免地溶有一定量的氧。1600時,氧在鋼液中的溶解度可達0.23%(見Fe-O狀態(tài)圖)。氧化精煉末期,鋼液含氧量依煉鋼方法、鋼種規(guī)格而有所不同,一般約在0.02~0.08%范圍內,而氧在固態(tài)鐵中的溶解度卻很低(例如在[kg2]-Fe[kg2]中溶解度最大為0.0082%)。在鋼液凝固過程中,氧以FeO形態(tài)析出,分布在晶界上,降低鋼的塑性。晶界上的FeO和FeS還會形成低熔點(910)物質,使鋼在熱加工時發(fā)生熱脆。未充分脫氧的鋼液在鋼錠模內凝固過程中,由于固體鋼中溶解的氧很低,氧在鋼液內逐漸富集,超過碳氧平衡值的過剩氧將與碳繼續(xù)發(fā)生反應,生成CO氣體,使鋼錠內部產生氣泡,嚴重時會發(fā)生“冒漲”現象。因此,在煉鋼的最后階段必須脫氧。方法主要有三種:沉淀脫氧,擴散脫氧和真空脫氧。

    沉淀脫氧向鋼液中加入對氧親合力比鐵大的元素(脫氧劑),使之與鋼中溶解的氧結合成不溶于鋼液的氧化物或復合氧化物而析出,其反應是:[160-01](1)式中[kg2][M]、[O]分別代表溶于鋼中的脫氧元素和氧;、分別代表鋼中[M]和[O][kg2]的活度;是脫氧反應的平衡常數,其倒數稱為脫氧常數,值越小,則該元素的脫氧能力越強。各元素的脫氧常數見表[各元素的脫氧反應及脫氧常數]。各元素脫氧能力由強到弱的順序是:鈰、鋯、鋁、鈦、硼、硅、碳、釩、錳、鉻。生產中多采用比較便宜的錳、硅、鋁作脫氧劑。并且以其鐵合金(如錳鐵、硅鐵)的形式加入鋼中。

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