鋼材冶煉中常用的強脫氧劑是什麼

① 鋼材怎麼脫氧

鋼材脫氧方法
脫氧是保證鋼錠和鋼材質量的一項重要操作。煉鋼是一個氧化精煉過程，鋼液中不可避免地溶有一定量的氧。1600時，氧在鋼液中的溶解度可達0.23％（見Fe-O狀態圖）。氧化精煉末期，鋼液含氧量依煉鋼方法、鋼種規格而有所不同，一般約在0.02～0.08％范圍內，而氧在固態鐵中的溶解度卻很低(例如在[kg2]-Fe[kg2]中溶解度最大為0.0082％)。在鋼液凝固過程中,氧以FeO形態析出,分布在晶界上,降低鋼的塑性。晶界上的FeO和FeS還會形成低熔點(910)物質，使鋼在熱加工時發生熱脆。未充分脫氧的鋼液在鋼錠模內凝固過程中，由於固體鋼中溶解的氧很低，氧在鋼液內逐漸富集，超過碳氧平衡值的過剩氧將與碳繼續發生反應，生成CO氣體，使鋼錠內部產生氣泡，嚴重時會發生「冒漲」現象。因此，在煉鋼的最後階段必須脫氧。方法主要有三種：沉澱脫氧，擴散脫氧和真空脫氧。

沉澱脫氧向鋼液中加入對氧親合力比鐵大的元素（脫氧劑），使之與鋼中溶解的氧結合成不溶於鋼液的氧化物或復合氧化物而析出，其反應是：

[160-01](1)式中[kg2][M]、[O]分別代表溶於鋼中的脫氧元素和氧；、分別代表鋼中[M]和[O][kg2]的活度；是脫氧反應的平衡常數，其倒數稱為脫氧常數，值越小，則該元素的脫氧能力越強。各元素的脫氧常數見表[各元素的脫氧反應及脫氧常數]。各元素脫氧能力由強到弱的順序是：鈰、鋯、鋁、鈦、硼、硅、碳、釩、錳、鉻。生產中多採用比較便宜的錳、硅、鋁作脫氧劑。並且以其鐵合金（如錳鐵、硅鐵）的形式加入鋼中。

沉澱脫氧產物如不及時排除，就會成為固態鋼中的非金屬夾雜物，影響鋼的質量。脫氧產物的密度（一般為3～5克/厘米）比鋼液(7.1克／厘米)小，可以上浮排除，其上浮速度(厘米/秒)可按斯托克斯(Stokes)公式近似求得：

[160-02](2)式中為重力加速度（981厘米／秒）；為鋼液的粘度（泊）;為脫氧產物的半徑（厘米）；[160-100]、[160-101]分別為鋼液和脫氧產物的密度(克／厘米)。由(2)式可知，半徑增大,上浮速度明顯增大。如果採用「復合脫氧劑」如Si-Mn、Si-Ca、Si-Mn-Al、Mn-Si-Ca等來脫氧，脫氧產物將是這些元素氧化物的混合體，其熔點比單一元素氧化物的熔點更低，易於聚合成大顆粒，可更快地上浮排除。在生產上已經採用這些復合脫氧劑。

70年代以來發展的用噴槍通過載氣（氬或氮）將粉狀脫氧劑（如鈣、鎂、稀土金屬、鋁、硅鐵等）直接引入鋼液的方法,可使氧脫除到更低水平(ppm量級)。吹入的鈣（沸點約1484）在煉鋼溫度下變成氣泡上升，在氣泡－鋼液界面上亦發生脫氧反應。這種脫氧又稱為噴粉脫氧，其實質仍然屬於沉澱脫氧（見噴射冶金）。

擴散脫氧在電弧爐煉鋼還原期，渣中含[kg2]FeO[kg2]很少，鋼液中的氧會按下列反應進入渣中：

[160-03]這稱為擴散脫氧。要使擴散脫氧不斷進行，就要分期分批向渣中加入脫氧劑（常用硅鐵粉、碳粉、電石粉，某些合金鋼還用鋁粉、硅鈣粉等強脫氧劑）使渣中保持很低的[kg2]FeO[kg2]含量。擴散脫氧的產物不沾污鋼液，因而是冶煉優質鋼中較好的脫氧方法。其缺點是反應速度慢，需時間較長，致使爐襯受高溫爐渣侵蝕較嚴重。

以上兩種脫氧方法各有利弊，為充分發揮它們各自的優點，還廣泛採用沉澱與擴散綜合脫氧。即在電爐還原期之初，先用沉澱脫氧迅速減少鋼液中氧含量。當稀薄渣形成後,再用擴散脫氧。在擴散脫氧期間,沉澱脫氧產物有充分時間上浮，最後在還原期末再插鋁脫氧。這樣既可提高鋼的質量，又縮短了冶煉時間。

真空脫氧是在低壓下使鋼液中碳氧反應更加完全而進行的脫氧反應：

[161-01]溫度一定時,在真空下，降低，則[％C][％O]積亦降低，碳的脫氧能力增強。真空脫氧實際上是低壓下用鋼液中含有的碳脫氧。其優點是：脫氧產物是氣體，不會形成非金屬夾雜物，CO氣泡上浮，攪拌熔池，有利於去氮去氫。在常壓下不能再進行碳氧反應的鋼水，在真空下則可繼續進行碳氧反應，使氧減少到更低的數值，而碳的減少值則為氧的下降值的3／4。真空脫氧在真空熔煉或鋼液真空處理過程中進行。

爐外精煉用氬氣吹入鋼包使鋼液脫氧、脫碳、除氣及去夾雜物的工藝，是由於氬氣泡中CO分壓極低，促使碳氧反應進行得更完全，因而也能起到與真空脫氧相類似的作用（見真空冶金）。

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② 煉鋼脫氧劑是什麼

為保證順利澆鑄和軋成合格鋼材，在冶煉終點或出鋼過程中，向鋼水內加入一定量的脫氧劑進行脫氧，同時根據鋼種規格要求加入適量合金調整化學成分。
一般有硅錳合金，硅鐵，錳鐵，鋁鐵，硅鋁鋇鈣等。

鋼中氧的危害性主要表現在以下三個方面。
1． 產生夾雜。鋼液凝固時，其中多餘的氧與鋼中其他元素結合生成非金屬夾雜物，進而破壞了鋼基體
的連續性，降低鋼的強度極限、沖擊韌性、伸長率等各種力學性能和導磁性能、焊接性能等。
2． 形成氣泡。鋼液中的氧含量過高，在澆鑄過程中會再次與鋼中碳反應，產生CO氣體，從而會使鋼
錠（坯）產生氣孔、疏鬆，甚至上漲等缺陷，嚴重時會導致鋼錠（坯）報廢。
3． 加劇硫的危害。氧能使硫在鋼中的溶解度降低，加劇硫的有害作用，使鋼的熱脆傾向更加嚴重。

③ 簡單舉例說一下各種元素加入鋼材分別有什麼效果

1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

2、硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2%的硅，強度可提高15－20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可製造耐熱鋼。含硅1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

3、錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算「錳鋼」，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11－14%的鋼有極高的耐磨性，用於挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%，優質鋼要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%，優質鋼要求小於0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

8、 鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。

12、鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。

13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用於特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。

14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小於0.50%對焊接性無影響。

15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能，提高強度。

17、氮(N):氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。

18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很像「土」，所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分布和性質，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨性。

④ 鋼材材質Q235B與Q235BZ有何區別

1、表示不同：

Q235BZ鋼材冶煉中的一種脫氧方法，即使用強脫氧劑脫氧的冶煉方法，稱之為鎮靜鋼；Q235B，B表示鋼材的質量等級，鋼材的質量等級從低到高分為A,B,C,D四級。

2、硅的含量下限不同：

Q235BZ鋼材硅的含量下限為0.12%；Q235B鋼材的硅含量下限為0.35%。

(4)鋼材冶煉中常用的強脫氧劑是什麼擴展閱讀：

Q235B有一定的伸長率、強度，良好的韌性和鑄造性，易於沖壓和焊接，廣泛用於一般機械零件的製造。主要用於建築、橋梁工程上質量要求較高的焊接結構件。

Q235A和Q235B的區別：鋼材皆屬於碳素鋼。在國家標准GB700—88中，對Q235A和Q235B的材質區分主要在鋼材的含碳量方面，材質是Q235A的材質含碳量在0.14—0.22﹪之間；Q235A的材質不做沖擊實驗，Q235B的材質而是做常溫沖擊實驗，V型缺口。

相對來說，材質是Q235B的鋼材的機械性能要遠遠優於材質是Q235A的鋼材。一般情況下，鋼廠在成品型材出廠之前都在標識牌上做了標識。用戶可以在標識牌上判別其材質是Q235A，還是Q235B，或其他材質。設計壓力P≤1.6MPa；使用溫度為0～350℃；鋼板厚度>=20mm。

⑤ 為什麼對鋼液要進行脫氧如何定義脫氧常數km'煉鋼工藝常用的脫氧劑有哪些

沉澱脫氧、擴散脫氧、真空脫氧、綜合脫氧。
(1)沉澱脫氧將脫氧劑加入到鋼液中，直接與鋼液中的氧發生反應：
x[M]+ y[Ol=M。O，
脫氧產物不溶於鋼液，密度小於鋼液，最後上浮排除。沉澱脫氧方法簡單，操作方便，脫氧過程迅速。但若脫氧產物沒有上浮干凈，會污染鋼液。
(2)擴散脫氧將脫氧劑加入爐渣中，降低爐渣中(Fe0)的
L 一[%O]
含量。根據分配定律Lo一石泛萬，平衡被破壞，為了保持此溫度下的分配常數，鋼液中的氧必然向爐渣中進行擴散，不斷被爐渣還原，(Fe0)含量低，[%O]也降低。
擴散脫氧在鋼渣界面上進行，脫氧產物不污染鋼液。但完全擴散，速度很慢。
(3)真空脫氧從C-O曲線來看，不同的Pco壓力下，其位置會發生變動，當鋼中含碳量一定時，Pco越高則鋼中含氧量也越高；反之，Pco越低則鋼中含氧量也越低。因此，不斷降低[Cl+[O]——{CO)反應CO分壓力，鋼中的含氧量就會不斷降低，利用真空就能實現這一目的。
真空脫氧的脫氧產物是氣體，不污染鋼液，在脫氧的同時實現了脫碳，一舉兩得，這也是冶煉超低碳鋼的一個重要方法。
(4)綜合脫氧 即沉澱十擴散聯合使用的脫氧方法。既考慮脫氧效果又兼顧解決脫氧速度的問題，如電爐還原開始和過程脫氧。這種方法脫氧完畢時間也不太長，是電爐煉鋼常用的脫氧方法。

⑥ 現在煉鋼用效果最好的脫氧劑是那一種都有什麼成分

沒有最好，只有強弱，其實都要用，較弱的用於初脫氧，較強的用於深脫氧，成分有鋁、硅、錳等

⑦ 請問煉鋼用脫氧劑種類，脫氧方式、脫氧順序及加料方式

煉鋼用的脫氧劑最常用的主要含有鋁、硅、鈣、鋇這幾種元素。不同的脫氧劑有不同的回配方，不過一般都是答這幾種元素進行比例的調整，或者是只用其中的幾種或者在添加別的一些元素。目前一般的轉爐煉鋼都是採用沉澱脫氧，就是在出鋼過程中通過合金加料管加入鋼包中的方式。普通的碳素鋼或者是低合金鋼都是採用先強後若的脫氧順序，即先加入脫氧劑後面在加入合金成分，這樣有利於提高合金的吸收率，降低合金的消耗。
津西50噸轉爐冶煉q235時，就是在剛開始出鋼時投入鋼包中50公斤的硅鋁鋇鈣（根據終點碳的不同加入量會有調整）之後加入合金，出完鋼後到吹氬站通過取包樣進一步判斷鋼水的脫氧情況，進行喂鋁進行最後的終脫氧。這樣整個過程就結束了。