第三钢铁冶金解说.ppt

用含有M与N的合金进行脱氧，其中M为强脱氧剂，N为弱脱氧剂。 3、复合脱氧：用两种或两种以上脱氧元素对钢液进行脱氧。 特点： ①一般可提高各单一元素的脱氧能力。 ②可获得低熔点的液态脱氧产物，易于聚合、上浮排除提高钢水质量。 ⑴热力学条件： (形成中间金属化合物) （形成低熔点互溶体或化合物） 整体脱氧反应： 复合脱氧的热力学条件： 用M或M+N脱氧时，脱氧能力的比较： 一定， 取决于 的正负： ， ， ， 。 ， ， ， ， ； ； 因此不能绝对认为复合脱氧能力大于单独脱氧能力，应具体分析。对于常用脱氧剂：Mn、Si、Al复合脱氧剂时，不生成中间金属化合物[MnmSinAls] ，所以， 。 其中 、 、 故 ， 因此复合脱氧的优越性只有在单独脱氧剂间彼此不生成稳定的中间金属化合物时才能显示出来。 均为负值。 ，复合脱氧能力大于单独脱氧能力。 ⑵ 硅锰合金脱氧： ，脱氧能力 。 达饱和， 反应： 。 由于(MnO)可与(SiO2)结合成(MnO .SiO2)，降低了a(SiO2)↓，使Si的脱氧能力↑。 脱氧后钢液的含氧量[%O]计算: 对于Si-Mn复合脱氧渣浓度关系： （2） (3) (1) 联立求解⑴、⑵、⑶式： 其中， , , 锰、硅可进一步提高铝的脱氧能力，据研究在 ， ，氧的去除速度提高很快。其它复合脱氧剂还有硅钙合金(Si-Ca)、铝钙合金(Al-Ca)、钡钙合金(Ba-Ca)、稀土(Re)复合脱氧剂等。 ⑶ 铝合金脱氧： ⑴ 脱氧剂溶解于金属液中； ⑵ 生成初次脱氧产物的核心； ⑶ 脱氧产物核心长大； ⑷ 脱氧产物排除； ⑸ 冷却和凝固过程中的二次脱氧 4、沉淀脱氧的动力学 脱氧过程可分为5个阶段： 4-⑴ 脱氧剂的溶解和均匀化 4-⑵ 脱氧产物的生核和长大 ，产物上浮排除。 ，与固体产物上浮速度公式相同。 4-⑶ 脱氧产物排除 第九章 非金属夹杂物 ⑴ 原材料带入的夹杂物。钢铁料、合金、矿石等带入。 ⑵ 冶金和浇注过程中的反应产物。炉内冶炼、包内镇静、浇注产生。 ⑶ 耐火材料侵蚀物。耐火材料中的Mg、Si、Ca、Al、Fe的氧化物。 ⑷ 乳化渣滴夹杂物。 §9.1 夹杂物的来源 §9.2 夹杂物对钢性能的影响 抗拉强度，屈服强度影响不大。 时，影响强度。 §9.2.1 对钢力学性能的影响 ⑴ 强度： 对强度影响与粒度有关。 ⑵ 塑性：使钢材塑性，特别是横向塑性下降。P141图8-12(a)、（b） ⑶ 冲击韧性：导致钢材断裂(严重时) ⑷ 疲劳性能：凡是引起局部应力集中地因素如夹杂物，微裂纹等使疲劳寿命下降。 §9.2.2 夹杂物对钢工艺性能的影响 ⑴ 对钢铸造性能的影响 ⑵ 对钢加工性能的影响 ⑶ 对钢切削性能的影响 改变形状、大小、性能的处理方法：（具体参见炼钢工艺学。） §9.3 夹杂物的变性处理 硫化物夹杂的多少：取决于[S]含量，[S]↓→硫化夹杂↓ §9.4 夹杂物的去除 §9.4.1 氧化物夹杂去除 ⑴ 最大限度地减少外来夹杂； ⑵ 有效控制内生夹杂； ⑶ 防止钢液的二次氧化； ①控制好出钢温度；②掌握正确的出钢操作；③保护浇注； §9.4.2 硫化物夹杂去除 改变硫化物夹杂形态：FeS、MnS呈细长条状→横向塑性、韧性↓。加入Ti、Ca、Zr、Re等与S亲和力大于Fe、Mn→生成TiS、CaS、ZrS、ReS等球状硫化物→热加工过程中不变形→在不降低[S]含量的条件下改善力学性能。 变质处理：改变钢中硫化物夹杂形态的做法。 变质剂：能改变钢中硫化物夹杂形态的添加元素。 （1）渣中 向渣钢水界面的扩散 （2）界面反应： （3）渣钢界面的 向钢水中的扩散： ； 的扩散由以下的环节组成： ； ； 根据双膜理论，高温下界面化学反应速率很快，过程由（1）、（3）混合限制： 式中: ， ； ，可求出 。 ，即可求出 讨论： 、 钢液中[%C]的扩散为限制性环节： ， 为钢液中的传质系数。 。 的扩散哪个为扩散性环节？（P369 ：1）2）自学） 3、[%C] [%C]临时的脱C速率：（[C]的扩散为限制性环节） ， （P369 例，自学） 第六章 磷的脱除 P在地壳中的存在形态：磷灰石：Ca5(F,Cl)(PO4)3，磷铁矿：Fe(PO4).2H2O，磷铝矿：Al(PO4). 2H2O，独居石：Ce(PO4)等磷酸盐的形态存在，约占地壳总重量的0.12%。 §6.1 磷在冶金中的行为 高炉冶炼过程中P来自矿石及熔剂带入的磷酸盐，这些磷酸盐在有SiO2及C存在的条件下，很容易发生还原，几乎全部还原进入生铁冢。生