第一章鑄鋼脫氧理論
第一節鑄鋼液的脫氧
一、氧對鑄鋼質量的有害影響
氧對鑄鋼的有害影響，是由於氧在液態和固態鋼中的溶解度相差懸殊而造成的。主要有害影響有：
1、氧是形成鑄鋼件氣孔的原因之一。在鋼液凝固過程中，由於氧的溶解度隨溫度的下降而顯著降低，因此，析出的氧便與鋼液中的碳發生反應，產生的co氣泡若滯留於鋼中便成為氣孔。
2、氧促使鑄鋼熱裂的形成。鋼液含氧量過高時，會加劇鑄鋼熱裂傾向，原因是feo與fes相遇時形成低熔點（940℃）共晶體（feo·fes），並以薄膜狀分布於晶界上，因而易造成熱裂。
3、氧是形成非金屬夾雜物的主要元素之一。氧可與多種元素發生氧化反應，形成氧化物夾雜，這些夾雜若滯留於鋼中，將降低鑄鋼的效能。
二、鋼液的擴散脫氧
利用氧在鋼液中的擴散行為，使鋼液中的氧轉入渣中而達到降低鋼液含氧量的方法，稱為擴散脫氧。具體做法是，在熔煉還原期稀薄渣造好後，將粉狀脫氧劑撒於渣面上，首先降低渣中的含氧量，破壞氧在熔渣與鋼液溶解度的平衡，鋼液中的氧必然向熔渣中擴散。因此，不斷降低渣中的氧，鋼液中的氧就不斷地向渣中擴散，從而降低鋼中的含氧量。
擴散脫氧常用的粉狀脫氧劑有；碳粉、矽鐵粉、矽鈣粉、鋁粉、碳化鈣粉等。這些脫氧劑中的c、si、al、ca等元素進入渣層後便於（feo）發生還原反應，如：
feo）＋ c → 〔fe〕＋ co↑
2（feo）＋ si → 2〔fe〕＋（sio2）
3（feo）＋ 2al → 3〔fe〕＋（al2o3）
脫氧產物進入爐氣或被熔渣吸收，因此，擴散脫氧不汙染鋼液。但由於擴散脫氧是在渣與鋼液介面上進行，氧由鋼液中向渣中擴散需要的時間較長，因此，生產效率低，能耗高。
三、鋼液的沉澱脫氧
沉澱脫氧是將塊狀的脫氧劑直接加入鋼液中，脫氧劑與（feo）發生沉澱反應而脫氧。沉澱脫氧又稱強制脫氧，沉澱脫氧法脫氧產物的排除，影響脫氧效果。按脫氧產物的形成時間劃分，脫氧產物可分為：
一次脫氧產物——在爐內或包內加入脫氧劑後立即形成的脫氧產物；
二次脫氧產物——已脫氧的鋼液在其冷卻至液相線之前所形成的脫氧產物；
三次脫氧產物——在液相線與固相線之間凝固時所形成的脫氧產物。
這三類脫氧產物統稱為內生脫氧產物。
研究表明：一次脫氧產物具有聚集、長大和上浮的有利條件，故絕大部分能排出鋼液。二次、三次脫氧產物均不能排出鑄件，特別是三次脫氧產物是鋼液在凝固過程中產生的，常滯留於枝晶之間，對鑄鋼質量具有決定性影響。
鑄鋼中所看到的氧化物夾雜，絕大多數是三次脫氧產物。
（一）包內沉澱脫氧機理
1、 脫氧反應即脫氧劑與（feo）的化學反應；
2、 脫氧產物的形核、聚合長大、上浮和排出。
整個過程都伴隨著熱力學和動力學作用。研究證明，採用強脫氧劑脫氧時，脫氧產物可迅速排出鋼液，如脫氧產物al2o3雖為固態顆粒，但其排出速度很快。
脫氧產物的排出速度主要取決於脫氧劑的種類，而與脫氧產物的狀態及其尺寸無明顯關係。特別是用鋁脫氧時，在出鋼過程中加入鋁1~2min，鋼中的氧便與鋁形成al2o3並排出。其原因是，al2o3與鋼液的潤濕性差和相間張力大（2n/m）。
此外，鋼液流入鋼包時，有足夠的攪動，使脫氧產物因碰撞而聚合長大，同時攪動也使鋼液和熔渣劇烈運動，促使脫氧產物被熔渣捕獲或粘附於包襯表面。
（二）沉澱脫氧用脫氧劑介紹
沉澱脫氧用脫氧劑應具有強的脫氧能力，其脫氧產物不溶於鋼液，並易於從鋼液中排出。
1、元素的脫氧能力研究證明：脫氧元素對氧的親和力越大，其脫氧能力越強，鋼中的溶解氧就越低。元素的脫氧能力，一般隨溫度的降低而提高。
通常說鋼中的含氧量是指總氧量，它包括溶解氧和化合氧。所以，元素的脫氧能力只反映其降低鋼中溶解氧的能力，而降低化合氧的能力，則與脫氧產物的化學組成和物理特性、鋼液溫度及動力學因素等有關。
當脫氧元素的含量為0.1%時，各元素的脫氧能力由強到弱排序為：
ca ＞ re ＞ zr ＞ al ＞ ti ＞ b ＞ si ＞ c ＞ v ＞ cr ＞ mn。
脫氧元素在一定含量範圍內，隨其含量的增加，與其相平衡的氧含量對應降低，但是，當脫氧元素超過這一含量後，隨著脫氧元素含量的增加，相應的平衡氧含量反而增大，這說明並非脫氧劑加入愈多，鋼液中的溶解氧就降低的多。
2、單元素脫氧劑介紹
⑴ mn 錳是較弱的脫氧劑，是常用的脫氧劑之一。
⑵ si 矽是較強的脫氧劑，是常用的脫氧劑之一，其脫氧產物sio2是高熔點的固體質點，能被鋼液所潤濕，排出較為困難。感應爐內用矽脫氧時，氧的降低速度是較快的，矽加入後5~10min，氧含量便可降至最低值。包內用矽脫氧的速度與爐內基本相同。
⑶ al 鋁是最常用的強脫氧劑，感應爐熔煉時加入鋁0.1%，鋁脫氧後僅在3~4min內，鋼中的溶解氧便降至0.01%以下，包內脫氧時，出鋼前先將鋁加入包內，然後出鋼，出鋼後2~3min內，鋼液中的氧含量便可降至0.
02%以下。出鋼後由於鋼液溫度的降低，鋁的脫氧能力提高，這樣鋼液在包內鎮靜時，鋼液中的氧含量仍能緩慢的下降。
⑷ ca 鈣是很強的脫氧劑，也是強的脫硫劑，但由於鈣的氣化而顯著降低其脫氧效果。為克服其缺點，必須降低其蒸氣壓，si、al不僅能降低鈣的蒸氣壓，而且還可提高鈣的溶解度。
用矽鈣合金脫氧，還可改善夾雜物的形態成為球狀，因而改善鋼的效能。此為矽鈣合金脫氧的突出優點。
⑸ ti 鈦是較強的脫氧劑，脫氧能力強於矽而弱於鋁。其脫氧產物因鈦含量不同而不同。當ti ＜0.
2%時，脫氧產物是tio2或ti3o5。ti的脫氧產物尺寸為16~18μ，近似球狀，並均勻地分布在晶粒內部。
另外，ti在鋼液中還可形成高度瀰散的tin，其尺寸為4~14μ，可作為非自發結晶核心，而細化晶粒。tin還可防止鑄鋼件產生脆性斷口。
當ti含量為0.06%時，沿晶界會形成片狀共晶硫化物而降低鋼的衝擊韌性。因此，鈦脫氧時，鋼中適宜的鈦含量為0.02~0.06%。
通常為防止aln對鑄鋼件效能的不良影響而採用鈦代替鋁終脫氧。
⑹ zr 鋯是極強的脫氧劑，在1650℃時，鋯的脫氧能力強於鋁，只需加入少量的鋯終脫氧，便可獲得氧含量極低的鋼。鋯的脫氧產物為直徑3μ的小球。
zr脫氧時形成的zrn，可作為非自發結晶核心，細化晶粒，同時還可防止脆性斷口。
⑺ re 也是良好的脫氧劑。 稀土金屬通常是鑭（la）系元素的總稱。la、ce、pr、nd四個元素與鑄鋼生產較為密切，稀土的脫氧能力強於zr、al、ti，接近於be，而稍低於ca、mg。
採用稀土脫氧有如下特點：
① 脫氧反應的同時伴隨有脫硫反應。re能同時與o、s反應，生成稀土氧化物、稀土硫化物和稀土氧硫化物，同時降低鋼中的氧和硫。
② 稀土氧化物、硫化物熔點高、密度大、質點小，不易排出而滯留於鋼中。
③ 稀土金屬的突出優點是，使鋼中夾雜物球化，而有利於提高鋼的效能。
3、 常用復合脫氧劑介紹
⑴ 矽錳合金復合脫氧 mn是弱脫氧元素，si是較強脫氧元素，si、mn配合使用，可獲得良好的脫氧效果，如使用矽錳合金復合脫氧劑。生產中常用「先加錳鐵後加矽鐵於爐內」的復合脫氧法，也可獲得較好的效果。
⑵ 矽錳鋁合金復合脫氧 si和mn可提高al的脫氧能力。採用矽錳鋁復合脫氧劑時，無論在爐內或包內脫氧，效果均好。生產中常用「先錳鐵後矽鐵」爐內預脫氧，再用鋁包內終脫氧，效果也很好。
⑶ 鋁矽鐵合金復合脫氧劑 al—si—fe合金的化學成分見下表：
al—si—fe合金的外觀成銀灰色，較脆易破碎。密度約4.17g/cm3，熔點約1000℃左右。常採用塊狀爐內預脫氧，粉狀包內終脫氧。
第二節鋼液的二次氧化
在大氣中熔煉和澆注時，脫氧良好的鋼液在出鋼和澆注過程中與空氣相接觸，再次被空氣中的氧所氧化，這種氧化稱為「二次氧化」。二次氧化的特點是，氧不受供給限制。澆注期間二次氧化的產物是成品鋼中夾雜物的主要**。
一、二次氧化對鑄鋼件質量的影響
研究發現，鑄鋼中的夾雜物依其**組成如下：二次氧化產物佔總夾雜物的83%，造型材料被沖刷形成的夾雜物佔13%，澆注前排渣不淨的夾雜物佔4%（其中來自澆包1%，熔化造渣產生的夾雜物為2%，鋁脫氧殘留夾雜物1%）。
在大氣中熔煉和澆注，鋼液的二次氧化不可避免，只能採取措施減輕二次氧化。
二、二次氧化再脫氧產物
二次氧化再脫氧產物的突出特點是：尺寸較大，它是一種外來脫氧產物，簡稱再脫氧產物。有的文獻講，隨著鋼液溫度的降低，氧在鋼液中的溶解度下降，析出的氧與鋼液中殘留的脫氧元素繼續發生脫氧反應，也稱為二次氧化，這是不確切的，因為這種脫氧產物屬於內生脫氧產物，不是外來脫氧產物。
1、二次氧化機理
因為空氣中的氧對鋼液流表面的供給是不受限制的，所以當鋼液表面的al、si、mn等與氧親和力強的元素被氧化後，鋼液表面的fe便開始氧化。
2、二次氧化再脫氧產物的特點
採用矽、錳脫氧時，二次氧化再脫氧產物的數量多於同樣鋼的脫氧產物，而用鋁脫氧時再脫氧產物的數量則少於脫氧產物；
用鋁脫氧時，二次氧化再脫氧產物的形成過程呈連續階段的特點。即第一階段是團狀大顆粒al2o3；第二階段是以矽酸鹽為基體的al2o3球狀復相再脫氧產物；第三階段是球狀單相矽酸鹽再脫氧產物。
三、鋼液二次氧化的影響因素
（一）出鋼過程中二次氧化的影響因素
1、鋼液原含氧量的影響
未經脫氧的鋼液氧含量愈高，出鋼時吸氧量愈少，即二次氧化的傾向愈小。
2、鋼液表面氧化層電場的影響
鋼液表面形成的氧化層產生一電場，促使c、si、mn等元素的正離子向氧化層與氣相介面擴散（離子半徑越小的元素擴散速度越大），這樣，鋼流表層離子半徑小的元素捕獲的氧就越多，鋼液表面也將連續不斷地被氧化，因此，脫過氧的鋼液吸氧傾向大，即二次氧化傾向大。
3、再脫氧產物特性的影響
未脫氧的沸騰鋼液，出鋼時與空氣中的氧相作用，主要生成氣相再脫氧產物co，這種情況下，鋼流被co所包圍，故能阻止氧向鋼流滲透，因而減輕鋼液的二次氧化。
材料基本知識
2484650 21 30 45 一.木工類 1,板材 板材的尺寸一般都是 2440 1220 x 包括有 各鐘飾面板 厚2.7 3 夾板 厚3 12 大芯板 厚 9 18 高密度板,艾特板,防火板,鋁塑板及塑料扣板 200 350 6000 等.2,木線 有各種角線,天花線,腳線,門線,園線,牆群...
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體操 是通過徒手 持輕器械或在器械上完成不同型別與難度的單個動作 組合動作或成套動作，是充分挖掘人的潛能，表現人的控制能力，並具有一定藝術要求 體現運動美得體育專案 競技性體操 指所有以競賽爭勝為目的的體操，包括競技體操 競技健美操 蹦床運動 藝術體操等 體操術語 是體操理論和技術等方面的專門用語 ...
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