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摘要：本文研究了有些对钢种用硅脱氧与用铝脱氧对钢质量的影响，以及用铝脱氧时，铝含量的多少对钢质量的影响。
关键词：钢质量；硅、铝脱氧；铝含量
前 言：本文针对钢质量的影响因素之一铝的含量进行了研究，通过不同时期的不同发展在结合实际情况，从而提出了自己的理论。
1 钢脱氧理论的演变
钢按脱氧程度的不一样划分为硅脱氧钢（或称硅镇静钢）与铝脱氧钢（或称铝镇静钢）。简单来讲，w（Al）<0.01%时称作硅镇静钢，w（Al）>0.01%时称为铝镇静钢。20世纪50年代前钢水多用硅脱氧。那个时代的脱氧理论觉得在用铝脱氧的时候，生成的脱氧产物Al2O3，由于熔点较高，不容易汇聚长大从钢水中排出，从而导致钢水被污染。50年代后脱氧理论逆转，觉得Al2O3和钢水间的界面张力很大，易从钢水中排出，为了提高钢的洁净度，降低[O]，部分钢种又变成了用铝脱氧。60年代以后，连铸不断代替模铸，钢水用铝脱氧时，易造成水口堵塞。为了解决铝脱氧引起的水口堵塞，使用钙处理钢水。20世纪后期，因为钢包精炼的广泛使用，部分原来用铝脱氧的钢种有可能改用硅脱氧。硅脱氧钢能消除水口的堵塞，并且用优化的钢包渣也可以导致硅脱氧钢的[O]等于或者低于铝脱氧钢。钢包精炼后硅脱氧钢的w[O]能够低于10×10-6。因此硅脱氧也不可能在连铸坯内出现皮下气泡。[1]NucorHertford钢厂生产低氧、低硫的w（C）=0.16%的钢时，原先按铝镇静钢来生产，w（Al）=0.02%～0.04%。当w（Si）=0.16%或w（Si）=0.25%，用硅脱氧时，为了把w[O]控制在低于8×10-6，这个厂选用的钢包渣成分见表1。
表1 NucorHertford钢厂硅脱氧钢选用的钢包渣成分
这个厂为了消除板坯横裂采取了多项措施，其中包括：1）采取弱二冷，拉速为1.4m/min（板坯断面为170mm×1200mm）时，比水量为1.06L/kg以提高矫直温度；2）控制[Al]，这个厂觉得使用的[Al]为0.035%。[3]可不可以适当降低[Al]，这不仅对减少矫直时AlN的析出及减少与之相关的横裂有好处（AlN的析出开始温度为1040℃），并且还可以提高钢板热处理后的强度。[Al]的降低程度，要防止VN在矫直时的析出，V（C，N）的析出开始温度为900℃。JenniferA.Garrison等对CSP含钒微合金热轧和冷轧钢带热处理后二次硬化强度的提高进行了研究。他们得出：[Al]的高低对含钒钢热处理后强度的提高程度有影响。他们在研究中所用的[Al]如表4所示。
析出的颗粒越粗而且间距越大，就晶界的可动性（mobility）越大，即钢的热塑性越高。由此可知，铝含量不高时，因为析出在奥氏体晶界上的Nb（C，N）颗粒粗与间距较大。因此钢板废品少。再比如，钢中加入钛能够导致析出在奥氏体晶界上的NbC0.87颗粒粗化，从而能够消除连铸板坯横裂。钛的加入量视钢中的氮含量来决定。N<45×10-6时，钛的加入量为0.015%～0.020%；N=（50～60）×10-6时，钛的加入量为0.020%～0.025%，[N]越低越好。包晶钢裂纹敏感性高的机理应视在包晶范围内的[C]来决定。铸坯在凝固后形成的奥氏体晶粒粗大（直径大于1mm），并且垂直于铸坯表面（不是平行于铸坯表面），因而在奥氏体晶界上容易引起表面裂纹并向铸坯内部延伸。比较而言，低碳铝镇静钢（w（C）=0.015%～0.06%）产生表面裂纹的倾向小。
结语
在使用钢包炉精炼钢水之后，在优化钢包精炼的基础上，存在部分钢种如碳钢、弹簧钢、轴承钢、含钛不锈钢为了减少水口堵塞与改善钢的性能，能够用硅脱氧代替铝脱氧。但是并不是全部的钢种都能够按照硅镇静钢来生产。比如，无缝钢管钢为了消除发纹，需要按照铝镇静钢来生产。在铝脱氧钢的规定里，比如在钒微合金化高强度钢中，假如把[Al]控制在铝脱氧钢的底限，就不仅有利于消除连铸坯的横裂，而且还可以提高钢材的强度。
参考文献
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论文作者:金启邦,年国恩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/28
标签：钢水论文; 钢包论文; 钢种论文; 水口论文; 含量论文; 奥氏体论文; 矫直论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;