Si 1413 极低 互溶 2。4 21
Mn 1246 0。008 互溶 7。24 52
Al 659 0。004 互溶 2。7 64×10-2
根据以上数据,其元素脱氧能力:Al>Si>Mn。
3 脱氧后钢中非金属夹杂物
R Kiessling 等人[5]指出钢铁中不具有金属性质的硫化物、氧化物或硅化物等颗粒视为钢中非金属夹杂物。钢中非金属夹杂物主要来源于冶炼过程中加入的脱氧剂,因硫化物、氧化物、硅酸盐等脱氧产物无法完全通过渣排除而形成,最终卷入凝固过程中的铸坯而形成的夹杂,非金属夹杂物被冶金工作者视为检验钢的质量的主要指标之一。
李博知等人[6]针对板坯连铸生产中出现的表面裂纹与夹杂物进行了分析,研究了石英质水口吸附的产物并分析板坯断面的2种夹杂物,得出:石英质水口吸附的产物是Al2O3。形成机理:Al2O3 由于其粘性大,容易在水口壁上附集。由于吸附的Al2O3逐渐长大凸起成颗粒,随着其与内壁结合面积逐渐变小,随着钢流冲刷水口内壁,Al2O3逐渐长大,最终Al2O3颗粒与水口内壁分离而落入结晶器的铸坯中。其中主要的夹杂物颗粒是Al2O3和SiO2,因此熔点很高,熔融状态的保护渣很难吸附这些杂质颗粒。当它富集在结晶器内壁的钢液处时,若出钢时稍有不小心,这种颗粒会极易卷入钢坯中,最终导致表面夹杂。减少连铸铸坯夹杂的3种放方法如下:
(1) 改善钢水质量。提高终点[C]含量;硅铝铁脱氧。
(2) 耐材选优,改进品质。
(3) 稳定操作。缩短衔接时间;定温度、液面、拉速。
Luis Trueba, Kent D[7]等人针对钢包的水口材料,研究了在铝镇静钢连铸时,水口材料对堵塞的影响,通过严格选择水口的材料,使用光学和和阴极发光显微镜观察被冲刷的水口。得出:氧化铝-石墨水口比其他水口在结瘤中的铝高很多。认为氧化铝-石墨较高的结瘤率是因为它与耐火钢的相互作用的导致的。
4 Al脱氧及其优缺点
赵大同[8]针对Al作为转炉终脱氧剂,介绍了在炼钢脱氧工艺中Al脱氧剂的实际情况,实验得出:铝作为极强的脱氧元素,在钢液中的脱氧程度很高,与钢液中0。01%Al相平衡的对应存在的氧浓度为0。00044%,Al在钢液中脱氧的反应式:
2[Al]+3[O]=Al2O3(s) (1)
同时因为比起其他的脱氧元素,铝的脱氧性能比绝大多数脱氧元素都要好,为了达到完全的脱氧目的,Al一直作为终脱氧剂使用。
徐金瑜等人[9]针对炼钢脱氧剂,描述了当前各种脱氧剂的实际应用状况,实验得出:0。1%Al平衡对应存在的氧浓度为0。0001%,但是Al的化学当量超过O时,产物为纯Al2O3(固态),因此铝不单独使用。临近出钢时在钢水中加入符合要求量的铝,铝进行脱氧的同时会和钢水中的氮反应生成氮化铝,高度弥散而微小的氧化铝和氮化铝颗粒将晶粒细化,有效降低氮化铁的含量和防止奥氏体长大,达到降低钢铁的时效性的目的。最终加强钢的冲击韧性和屈服强度。