用AlCaC复合脱氧剂后,钢包渣中TFe含量降低,渣碱度提高,有利于防止二次氧化和出钢回磷。由于出钢过程渣洗,还具备一定的脱硫作用。
由于AlCaC复合脱氧剂脱氧能力较强,使用成本较低,具有良好的经济效益。
2.3 炼钢时过量氧的主要危害
过量氧的危害主要表现在:
(1)由于氧在固体钢中的溶解度很小,在钢的凝固过程中,氧会以氧化物的形式大量析出,严重降低 钢的力学性能,尤其是塑性和韧性。
(2)当钢液中的碳降低到规定数值时,应该脱除 钢液中大量的氧,以便中止C-O反应。否则,一方面在其后的出钢和浇注过程中,随着温度下降,钢液中氧的溶解度降低,因而促使C-O反应继续进行,钢液强烈沸腾,造成浇注困难。另一方面,根据选分结晶的原理,在钢锭模中,含C、O低的钢液先凝固,因而使后凝固的钢液含氧量越来越高,C-O反应也就进一步加强,这不仅会产生大量CO气泡,还会彻底破坏锭坯的结晶组织,严重影响钢锭的质量,甚至造成废品。
(3)当钢的氧含量和硫含量都很高时,有害作用尤其严重。FeO和FeS在钢的凝固过程中以共晶的形式存在于晶界上,在其后的加热、轧制过程中,将会导致“热脆”现象。[5]
2.4 钢水脱氧
钢水脱氧,就是选择一些与氧亲和力大的合金元素加入钢水中,使其降低钢水的氧化性。脱氧的目的在于降低钢中的氧含量。首先降低钢液中溶解的氧,即把钢液中溶解的FeO转变成其他难溶于钢液中的氧化物(如MnO或SiO2等),然后将上述脱氧产物排除到钢液外。[6]
钢水脱氧常用方法有沉淀脱氧,炉渣脱氧,真空脱氧,综合脱氧。
(1)沉淀脱氧:
又叫强制脱氧法或直接脱氧法。它是把块状脱氧剂,如锰铁、硅铁和铝铁等加入钢水中,使溶于钢水中的氧结合成稳定的氧化物即脱氧产物,并与钢水分离排入熔渣中,从而达到降低钢中含氧量的目的。
其反应式可表示为:
[FeO]+[脱氧元素]=[Fe]+[脱氧产物]
此方法的优点是,操作简便,脱氧速度快,节省时间,成本低。其缺点是部分脱氧产物来不及上浮而进入熔渣中,残留在钢液内污染了钢液,影响了钢液的纯净度,使提高钢的质量受到一定的限制。因此,假若不采取炉外精炼等其他措施,靠这种方法脱氧的转炉就不能生产某些质量要求严格的钢种,而只能生产一些常用钢种。转炉多采用沉淀脱氧法。沉淀脱氧可以采用元素单独脱氧法和复合脱氧法。复合脱氧剂会使脱氧常数下降,因而脱氧能力提高,同时脱氧产物的熔点比单一氧化物低。炼钢中常用的有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅锰铝合金和硅钙合金等。
(2)炉渣脱氧:
将粉状脱氧剂,如碳粉、碳化硅或硅铁粉撒在渣液面上,还原渣中的(FeO),降低其含氧量,促使钢中的氧向渣中扩散,从而达到降低钢液氧含量的目的,这种脱氧操作叫做炉渣脱氧。由于这一脱氧过程是通过扩散完成,所以炉渣脱氧法习惯上又叫扩散脱氧。
其反应式可表示为:
(FeO)+[脱氧元素]=[Fe]+(脱氧产物)
由于在一定温度下,( FeO)/[FeO]=L0,L0为一常数,(FeO)的降低必然引起钢液中的[O]向渣中扩散转移,从而间接地使钢液脱氧。由于[O]的扩散速度比较慢,在实际生产中氧在渣—钢间的这一分配过程并未达到平衡。但这种方法仍可将钢中[O]的质量分数降至0.005%~0.01%。碱性电弧炉炼钢的还原期多采用扩散脱氧法。
(3)真空脱氧: