(一)包内沉淀脱氧机理
1、 脱氧反应 即脱氧剂与(FeO)的化学反应;
2、 脱氧产物的形核、聚合长大、上浮和排出。
整个过程都伴随着热力学和动力学作用。***,采用强脱氧剂脱氧时,脱氧产物可迅速排出钢液,如脱氧产物Al2O3虽为固态颗粒,但其排出速度很快。
脱氧产物的排出速度主要取决于脱氧剂的种类,而与脱氧产物的状态及其尺寸无明显关系。特别是用铝脱氧时,在出钢过程中加入铝1~2min,钢中的氧便与铝形成Al2O3并排出。其原因是,Al2O3与钢液的润湿性差和相间张力大(2N/m)。
此外,钢液流入钢包时,有足够的搅动,造成消失模涂料厚度不够的原因,使脱氧产物因碰撞而聚合长大,同时搅动也使钢液和熔渣剧烈运动,促使脱氧产物被熔渣捕获或粘附于包衬表面。
缺陷十:过烧特征:铸件表面粗糙,边缘熔化,晶粒粗,石墨粗大呈鸡爪状。表现有白亮珠光体区,硬度高,影响切削加工,严重时有铸件粘结现象。产生原因:1、第yi阶段退火温度过高,时间过长;2、退火炉温差大,致使局部区域炉温太高;3、测温仪失灵,指示温度偏低。防止方法:1、第yi阶段退火温度不要超过980℃;2、改进退火炉,均匀炉温;3、定期校验测温仪。
缺陷十一:石墨形态分布不良特征:石墨松散、分叉,消失模铸造常见问题,甚至有鸡爪状,或有枝晶状石墨,庆城消失模,或石墨成串分布。产生原因:1、铁液硅量过高;2、碳、硅量与壁厚配合不当,铸坯中有D型石墨;3、晶界低熔点磷、硫共晶物多;4、第yi阶段退火温度高;5、孕育不当。防止方法:1、硅的质量分数不宜超过2.1%;2、正确控制碳、硅量;3、控制磷、硫量;4、第yi阶段退火温度严加控制;5、孕育加硼的质量分数不超过0.004%,加铝的质量分数不超过0.02%。
2、单元素脱氧剂介绍
⑴ Mn 锰是较弱的脱氧剂,是常用的脱氧剂之一。
⑵ Si 硅是较强的脱氧剂,是常用的脱氧剂之一,其脱氧产物SiO2是高熔点的固体质点,能被钢液所润湿,排出较为困难。感应炉内用硅脱氧时,氧的降低速度是较快的,硅加入后5~10min,氧含量便可降至值。包内用硅脱氧的速度与炉内基本相同。
⑶ Al 铝是的强脱氧剂,感应炉熔炼时加入铝0.1%,铝脱氧后仅在3~4min内,钢中的溶解氧便降至0.01%以下,包内脱氧时,出钢前先将铝加入包内,然后出钢,出钢后2~3min内,钢液中的氧含量便可降至0.02%以下。出钢后由于钢液温度的降低,铝的脱氧能力提高,消失模白区常见问题,这样钢液在包内***时,钢液中的氧含量仍能缓慢的下降。
⑷ Ca 钙是很强的脱氧剂,也是强的脱硫剂,但由于钙的气化而***降低其脱氧效果。为克服其缺点,必须降低其蒸气压,Si、Al不仅能降低钙的蒸气压,而且还可提高钙的溶解度。用硅钙合金脱氧,还可改善夹杂物的形态成为球状,因而改善钢的性能。此为硅钙合金脱氧的突出优点。