為什么說提升鋼水質(zhì)量的關(guān)鍵在于脫氧?

    一、氧氣對鑄鋼質(zhì)量的有害影響

    氧對鑄鋼的不利影響是由于氧在液態(tài)和固態(tài)鋼中的溶解度不同.主要有害影響有:

    1、氧氣是鑄鋼件氣孔形成的原因之一

    在鋼水凝固過程中,由于氧的溶解度隨著溫度的降低而顯著降低,析出的氧與鋼水中的碳發(fā)生反應,產(chǎn)生的CO氣泡如果留在鋼中就會變成氣孔.

    2.氧氣促進鑄鋼熱裂紋的形成

    當鋼水含氧量過高時,會加劇鑄鋼熱裂的傾向.原因是FeO遇到FeS時,形成低熔點(940℃)的共晶(FeO·FeS),以薄膜的形式分布在晶界上.容易引起熱裂.

    3、氧是形成非金屬夾雜物的主要元素之一

    氧可以與各種元素反應形成氧化物夾雜物.如果這些夾雜物殘留在鋼中,就會降低鑄鋼的性能.

    二、鋼水擴散脫氧

    利用氧在鋼水中的擴散行為將鋼水中的氧轉(zhuǎn)移到熔渣中來降低鋼水氧含量的方法稱為擴散脫氧.具體方法是在熔煉還原期制成稀渣后,在渣表面撒上粉狀脫氧劑,首先降低渣中的氧含量,破壞氧在渣中和鋼水中的溶解度平衡,鋼水中的氧氣量會減少.氧氣必須擴散到爐渣中.因此,通過不斷減少渣中的氧,鋼水中的氧會不斷向渣中擴散,從而降低鋼中的氧含量.

    擴散脫氧常用的粉末脫氧劑有碳粉、硅鐵粉、硅鈣粉、鋁粉、電石粉等.這些脫氧劑中的C、Si、Al、Ca等元素進入渣層促進(FeO)還原反應,例如:

    脫氧產(chǎn)物進入爐氣或被爐渣吸收,因此擴散脫氧不會污染鋼水.但由于擴散脫氧是在渣與鋼水的界面進行,氧氣從鋼水向渣中擴散的時間較長,因此生產(chǎn)效率低,能耗高.

    三、鋼水的析出和脫氧

    沉淀脫氧是將塊狀脫氧劑直接加入鋼水中,脫氧劑與(FeO)發(fā)生沉淀反應脫氧.沉淀脫氧又稱強制脫氧.沉淀脫氧法去除脫氧產(chǎn)物會影響脫氧效果.根據(jù)脫氧產(chǎn)物的形成時間,脫氧產(chǎn)物可分為:

    一次脫氧產(chǎn)物--在爐內(nèi)或袋中加入脫氧劑后立即形成的脫氧產(chǎn)物;

    二次脫氧產(chǎn)物--脫氧鋼水在冷卻至液相線之前形成的脫氧產(chǎn)物;

    三級脫氧產(chǎn)物--在液相線和固相線之間凝固時形成的脫氧產(chǎn)物.

    這三類脫氧產(chǎn)品統(tǒng)稱為內(nèi)源性脫氧產(chǎn)品.

    研究表明,一次脫氧產(chǎn)物具有良好的聚集、生長和上浮條件,大部分可以排出鋼水.二次和三次脫氧產(chǎn)物都不能從鑄件中排出,尤其是三次脫氧產(chǎn)物是在鋼水凝固過程中產(chǎn)生的,而且常常滯留在枝晶之間,對鑄鋼質(zhì)量有決定性的影響.鑄鋼中看到的大部分氧化物夾雜物是三次脫氧產(chǎn)物.