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鎮(zhèn)靜鋼
完全脫氧的鋼
鎮(zhèn)靜鋼是指完全脫氧的鋼，即氧的質(zhì)量分數(shù)不超過0.01%（一般常在0.002%~0.003%）。
基本信息
| 中文名 | 鎮(zhèn)靜鋼 |
| 外文名 | killed steel |
| 材質(zhì) | 冶煉時脫氧程度的不同 |
| 實質(zhì) | 完全脫氧的鋼 |
| 領(lǐng)域 | 工程技術(shù) |
| 學(xué)科 | 冶金 |
收起
基本簡介
模式
鎮(zhèn)靜鋼
②硅鋁鎮(zhèn)靜鋼（Si+Mn+少量Al脫氧）；
③鋁鎮(zhèn)靜鋼（用過剩Al>0.01%）。
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(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
①Mn/Si低時形成SiO2夾雜，增加了水口堵塞的可能性；
②Mn/Si高（>2.5）時生成典型的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%,就會形成固態(tài)Al2O3。
（3）控制LF白渣精煉時間，減少MnO·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)，這樣就可達到：
①夾雜物熔點低（1400℃），球形易上浮；
②熱軋時夾雜物可塑性好（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。對于高碳硬線鋼，用Si+Mn脫氧控制好鋼中的[Al]s來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(zhèn)靜鋼
（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出鋼時加鋁量脫除鋼水中超出C—O平衡的過剩氧量：
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線或Ca線）來改變Al2O3形態(tài)。
（1）加鋁較少
輕鈣處理后生成鈣長石CaO·Al2O3·2SiO2(CaO20%～25%,Al2O337%,SiO244%)或鈣黃長石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(qū)。夾雜物鈣長石熔點低（1200～1400℃），在鋼液中易上浮，可澆性好，不堵水口；熱軋時夾雜物易變形不會發(fā)生拉拔脆斷現(xiàn)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生成五個中間相，其組成與熔點見表2。應(yīng)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(yīng)外，還能與硫反應(yīng)生成CaS。CaS也會引起水口堵塞。為提高鈣處理轉(zhuǎn)變Al2O3為12CaO·7Al2O3的效率，應(yīng)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，鈣處理首先生成CaS，CaS堵塞水口嚴重。
鈣處理鋁鎮(zhèn)靜鋼，判斷鋼水中Al2O3向球化轉(zhuǎn)變的指標，文獻中有不同的說法：①Ca/Al>0.14；②Ca/T[O]=0.7～1.2。
對于鋁鎮(zhèn)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
1．沸騰鋼
沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫、磷等雜質(zhì)偏析較嚴重，故質(zhì)量較差。但因其成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般工程。
2．鎮(zhèn)靜鋼
脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，故稱為半鎮(zhèn)靜鋼。代號為“b”。
半鎮(zhèn)靜鋼是質(zhì)量較好的鋼。
4．特殊鎮(zhèn)靜鋼
比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度更充分徹底的鋼，故稱為特殊鎮(zhèn)靜鋼，代號為“TZ”。
特殊鎮(zhèn)靜鋼的質(zhì)量最好，適用于特別重要的結(jié)構(gòu)工程。
產(chǎn)品介紹
鎮(zhèn)靜鋼根據(jù)冶煉時脫氧程度的不同，鋼可分為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。鎮(zhèn)靜鋼通常鑄成上大下小帶保溫帽的錠型，澆鑄時鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰。由于錠模上部有保溫帽（在鋼液凝固時作補充鋼液用），這節(jié)帽頭在軋制開坯后需切除，故鋼的收縮率低，但組織致密，偏析小，質(zhì)量均勻。優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼一般都是鎮(zhèn)靜鋼。
鎮(zhèn)靜鋼
低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼
低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼（LCAK 鋼）常用于冰箱等家電面板的原材料，隨著社會的進步，用戶對低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冷軋板的質(zhì)量要求也越來越高，這就要求鑄坯需要有高的潔凈度。作為典型的非穩(wěn)態(tài)澆鑄，連鑄開澆階段由于澆鑄狀態(tài)的極不穩(wěn)定，很容易引起結(jié)晶器保護渣的卷入和鋼水的嚴重二次氧化。
鎮(zhèn)靜鋼
對于低碳鋁鎮(zhèn)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(zhèn)靜鋼（LCAK 鋼）鋼頭坯潔凈度，可從以下5個方面進行。
（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(nèi)襯的水平，使其更光滑；
（2）保證中間包和水口的烘烤時間，防止內(nèi)含水分污染鋼液；
（3）增強保護澆注，在開澆前往中間包和結(jié)晶器中通入大量氬氣進行氬洗，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，以4500 L/min 的流量吹氬6min 可使中間包內(nèi)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(xiàn)：由于能夠降低渣中SiO2 活度，采用高堿度渣時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澆。
（6）減小開澆時拉速的增加速率，減小液面的劇烈波動，以減少結(jié)晶器保護渣的卷入。
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