钢材冶炼中常用的强脱氧剂是什么

① 钢材怎么脱氧

钢材脱氧方法
脱氧是保证钢锭和钢材质量的一项重要操作。炼钢是一个氧化精炼过程，钢液中不可避免地溶有一定量的氧。1600时，氧在钢液中的溶解度可达0.23％（见Fe-O状态图）。氧化精炼末期，钢液含氧量依炼钢方法、钢种规格而有所不同，一般约在0.02～0.08％范围内，而氧在固态铁中的溶解度却很低(例如在[kg2]-Fe[kg2]中溶解度最大为0.0082％)。在钢液凝固过程中,氧以FeO形态析出,分布在晶界上,降低钢的塑性。晶界上的FeO和FeS还会形成低熔点(910)物质，使钢在热加工时发生热脆。未充分脱氧的钢液在钢锭模内凝固过程中，由于固体钢中溶解的氧很低，氧在钢液内逐渐富集，超过碳氧平衡值的过剩氧将与碳继续发生反应，生成CO气体，使钢锭内部产生气泡，严重时会发生“冒涨”现象。因此，在炼钢的最后阶段必须脱氧。方法主要有三种：沉淀脱氧，扩散脱氧和真空脱氧。

沉淀脱氧向钢液中加入对氧亲合力比铁大的元素（脱氧剂），使之与钢中溶解的氧结合成不溶于钢液的氧化物或复合氧化物而析出，其反应是：

[160-01](1)式中[kg2][M]、[O]分别代表溶于钢中的脱氧元素和氧；、分别代表钢中[M]和[O][kg2]的活度；是脱氧反应的平衡常数，其倒数称为脱氧常数，值越小，则该元素的脱氧能力越强。各元素的脱氧常数见表[各元素的脱氧反应及脱氧常数]。各元素脱氧能力由强到弱的顺序是：铈、锆、铝、钛、硼、硅、碳、钒、锰、铬。生产中多采用比较便宜的锰、硅、铝作脱氧剂。并且以其铁合金（如锰铁、硅铁）的形式加入钢中。

沉淀脱氧产物如不及时排除，就会成为固态钢中的非金属夹杂物，影响钢的质量。脱氧产物的密度（一般为3～5克/厘米）比钢液(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)式中为重力加速度（981厘米／秒）；为钢液的粘度（泊）;为脱氧产物的半径（厘米）；[160-100]、[160-101]分别为钢液和脱氧产物的密度(克／厘米)。由(2)式可知，半径增大,上浮速度明显增大。如果采用“复合脱氧剂”如Si-Mn、Si-Ca、Si-Mn-Al、Mn-Si-Ca等来脱氧，脱氧产物将是这些元素氧化物的混合体，其熔点比单一元素氧化物的熔点更低，易于聚合成大颗粒，可更快地上浮排除。在生产上已经采用这些复合脱氧剂。

70年代以来发展的用喷枪通过载气（氩或氮）将粉状脱氧剂（如钙、镁、稀土金属、铝、硅铁等）直接引入钢液的方法,可使氧脱除到更低水平(ppm量级)。吹入的钙（沸点约1484）在炼钢温度下变成气泡上升，在气泡－钢液界面上亦发生脱氧反应。这种脱氧又称为喷粉脱氧，其实质仍然属于沉淀脱氧（见喷射冶金）。

扩散脱氧在电弧炉炼钢还原期，渣中含[kg2]FeO[kg2]很少，钢液中的氧会按下列反应进入渣中：

[160-03]这称为扩散脱氧。要使扩散脱氧不断进行，就要分期分批向渣中加入脱氧剂（常用硅铁粉、碳粉、电石粉，某些合金钢还用铝粉、硅钙粉等强脱氧剂）使渣中保持很低的[kg2]FeO[kg2]含量。扩散脱氧的产物不沾污钢液，因而是冶炼优质钢中较好的脱氧方法。其缺点是反应速度慢，需时间较长，致使炉衬受高温炉渣侵蚀较严重。

以上两种脱氧方法各有利弊，为充分发挥它们各自的优点，还广泛采用沉淀与扩散综合脱氧。即在电炉还原期之初，先用沉淀脱氧迅速减少钢液中氧含量。当稀薄渣形成后,再用扩散脱氧。在扩散脱氧期间,沉淀脱氧产物有充分时间上浮，最后在还原期末再插铝脱氧。这样既可提高钢的质量，又缩短了冶炼时间。

真空脱氧是在低压下使钢液中碳氧反应更加完全而进行的脱氧反应：

[161-01]温度一定时,在真空下，降低，则[％C][％O]积亦降低，碳的脱氧能力增强。真空脱氧实际上是低压下用钢液中含有的碳脱氧。其优点是：脱氧产物是气体，不会形成非金属夹杂物，CO气泡上浮，搅拌熔池，有利于去氮去氢。在常压下不能再进行碳氧反应的钢水，在真空下则可继续进行碳氧反应，使氧减少到更低的数值，而碳的减少值则为氧的下降值的3／4。真空脱氧在真空熔炼或钢液真空处理过程中进行。

炉外精炼用氩气吹入钢包使钢液脱氧、脱碳、除气及去夹杂物的工艺，是由于氩气泡中CO分压极低，促使碳氧反应进行得更完全，因而也能起到与真空脱氧相类似的作用（见真空冶金）。

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② 炼钢脱氧剂是什么

为保证顺利浇铸和轧成合格钢材，在冶炼终点或出钢过程中，向钢水内加入一定量的脱氧剂进行脱氧，同时根据钢种规格要求加入适量合金调整化学成分。
一般有硅锰合金，硅铁，锰铁，铝铁，硅铝钡钙等。

钢中氧的危害性主要表现在以下三个方面。
1． 产生夹杂。钢液凝固时，其中多余的氧与钢中其他元素结合生成非金属夹杂物，进而破坏了钢基体
的连续性，降低钢的强度极限、冲击韧性、伸长率等各种力学性能和导磁性能、焊接性能等。
2． 形成气泡。钢液中的氧含量过高，在浇铸过程中会再次与钢中碳反应，产生CO气体，从而会使钢
锭（坯）产生气孔、疏松，甚至上涨等缺陷，严重时会导致钢锭（坯）报废。
3． 加剧硫的危害。氧能使硫在钢中的溶解度降低，加剧硫的有害作用，使钢的热脆倾向更加严重。

③ 简单举例说一下各种元素加入钢材分别有什么效果

1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。

10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。

17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。

18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很像“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。

④ 钢材材质Q235B与Q235BZ有何区别

1、表示不同：

Q235BZ钢材冶炼中的一种脱氧方法，即使用强脱氧剂脱氧的冶炼方法，称之为镇静钢；Q235B，B表示钢材的质量等级，钢材的质量等级从低到高分为A,B,C,D四级。

2、硅的含量下限不同：

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

(4)钢材冶炼中常用的强脱氧剂是什么扩展阅读：

Q235B有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接，广泛用于一般机械零件的制造。主要用于建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接结构件。

Q235A和Q235B的区别：钢材皆属于碳素钢。在国家标准GB700—88中，对Q235A和Q235B的材质区分主要在钢材的含碳量方面，材质是Q235A的材质含碳量在0.14—0.22﹪之间；Q235A的材质不做冲击实验，Q235B的材质而是做常温冲击实验，V型缺口。

相对来说，材质是Q235B的钢材的机械性能要远远优于材质是Q235A的钢材。一般情况下，钢厂在成品型材出厂之前都在标识牌上做了标识。用户可以在标识牌上判别其材质是Q235A，还是Q235B，或其他材质。设计压力P≤1.6MPa；使用温度为0～350℃；钢板厚度>=20mm。

⑤ 为什么对钢液要进行脱氧如何定义脱氧常数km'炼钢工艺常用的脱氧剂有哪些

沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧、综合脱氧。
(1)沉淀脱氧将脱氧剂加入到钢液中，直接与钢液中的氧发生反应：
x[M]+ y[Ol=M。O，
脱氧产物不溶于钢液，密度小于钢液，最后上浮排除。沉淀脱氧方法简单，操作方便，脱氧过程迅速。但若脱氧产物没有上浮干净，会污染钢液。
(2)扩散脱氧将脱氧剂加入炉渣中，降低炉渣中(Fe0)的
L 一[%O]
含量。根据分配定律Lo一石泛万，平衡被破坏，为了保持此温度下的分配常数，钢液中的氧必然向炉渣中进行扩散，不断被炉渣还原，(Fe0)含量低，[%O]也降低。
扩散脱氧在钢渣界面上进行，脱氧产物不污染钢液。但完全扩散，速度很慢。
(3)真空脱氧从C-O曲线来看，不同的Pco压力下，其位置会发生变动，当钢中含碳量一定时，Pco越高则钢中含氧量也越高；反之，Pco越低则钢中含氧量也越低。因此，不断降低[Cl+[O]——{CO)反应CO分压力，钢中的含氧量就会不断降低，利用真空就能实现这一目的。
真空脱氧的脱氧产物是气体，不污染钢液，在脱氧的同时实现了脱碳，一举两得，这也是冶炼超低碳钢的一个重要方法。
(4)综合脱氧 即沉淀十扩散联合使用的脱氧方法。既考虑脱氧效果又兼顾解决脱氧速度的问题，如电炉还原开始和过程脱氧。这种方法脱氧完毕时间也不太长，是电炉炼钢常用的脱氧方法。

⑥ 现在炼钢用效果最好的脱氧剂是那一种都有什么成分

没有最好，只有强弱，其实都要用，较弱的用于初脱氧，较强的用于深脱氧，成分有铝、硅、锰等

⑦ 请问炼钢用脱氧剂种类，脱氧方式、脱氧顺序及加料方式

炼钢用的脱氧剂最常用的主要含有铝、硅、钙、钡这几种元素。不同的脱氧剂有不同的回配方，不过一般都是答这几种元素进行比例的调整，或者是只用其中的几种或者在添加别的一些元素。目前一般的转炉炼钢都是采用沉淀脱氧，就是在出钢过程中通过合金加料管加入钢包中的方式。普通的碳素钢或者是低合金钢都是采用先强后若的脱氧顺序，即先加入脱氧剂后面在加入合金成分，这样有利于提高合金的吸收率，降低合金的消耗。
津西50吨转炉冶炼q235时，就是在刚开始出钢时投入钢包中50公斤的硅铝钡钙（根据终点碳的不同加入量会有调整）之后加入合金，出完钢后到吹氩站通过取包样进一步判断钢水的脱氧情况，进行喂铝进行最后的终脱氧。这样整个过程就结束了。