1、 液態(tài)金屬與氣相和渣相的相互作用，能夠呵斥本身的污染。所謂金屬的凈化，即是利用一定的物理化學(xué)反響，去除液態(tài)金屬中的有害元素、夾雜物和氣體的過程。 第一節(jié) 液態(tài)金屬的脫氧 第二節(jié) 液態(tài)金屬的脫碳反響 第三節(jié) 液態(tài)金屬的脫硫 第四節(jié) 液態(tài)金屬的脫磷凈化的順序凈化的順序? ?第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的脫氧液態(tài)金屬的脫氧一、脫氧元素與脫氧才干一、脫氧元素與脫氧才干二、先期脫氧二、先期脫氧 三、沉淀脫氧三、沉淀脫氧 四、分散脫氧四、分散脫氧五、真空脫氧五、真空脫氧常用脫氧方法常用脫氧方法一、脫氧元素與脫氧才干一、脫氧元素與脫氧才干 對于鋼液來說，脫氧就是用脫氧劑除去鋼液中溶入的原子態(tài)氧或氧化鐵中的氧而將鐵

2、復(fù)原的措施。脫氧劑的脫氧才干可以用參與等量的脫氧元素后，鋼液中氧化亞鐵的平衡含量來衡量。 x Me y FeO MexOy y Fe 式中，Me表示脫氧元素，如 Mn、Si、Al 等。 當(dāng)反響到達平衡時，當(dāng)反響到達平衡時，e與鋼液中氧化亞鐵的含量殘與鋼液中氧化亞鐵的含量殘留量之間存在著下述的關(guān)系：留量之間存在著下述的關(guān)系： % Me x % FeO y = K K是平衡常數(shù)，是溫度的函數(shù)。是平衡常數(shù)，是溫度的函數(shù)。 由此可見，鋼液中氧化亞鐵的殘留量與脫氧元素的由此可見，鋼液中氧化亞鐵的殘留量與脫氧元素的殘留量成反比，脫氧元素的殘留量愈高，那么氧化亞殘留量成反比，脫氧元素的殘留量愈高，那么氧化亞

3、鐵的殘留量愈低，即鋼液的脫氧程度愈徹底。鐵的殘留量愈低，即鋼液的脫氧程度愈徹底。n右圖闡明一些元素的右圖闡明一些元素的脫氧才干及在不同的脫氧才干及在不同的殘留量條件下鋼液的殘留量條件下鋼液的脫氧程度。脫氧程度。n元素按脫氧才干由小元素按脫氧才干由小到大陳列順序是：到大陳列順序是：Cr、Mn、V、C、Si、B、Ti、Al、Zr、Be、Mg、Ca。MeMe，% %OO，% %n當(dāng)運用幾種脫氧劑當(dāng)運用幾種脫氧劑進展脫氧時，應(yīng)按照進展脫氧時，應(yīng)按照脫氧才干的順序由小脫氧才干的順序由小到大依次運用。到大依次運用。n鑄造和焊接中最常鑄造和焊接中最常用的脫氧劑是錳、硅、用的脫氧劑是錳、硅、鈦和鋁。鈦和鋁。二

4、、先期脫氧 n 對于藥皮焊條電弧焊過程，在藥皮加熱階段，固態(tài)的造渣、對于藥皮焊條電弧焊過程，在藥皮加熱階段，固態(tài)的造渣、造氣劑中進展的脫氧反響稱為先期脫氧，其特點是脫氧過程造氣劑中進展的脫氧反響稱為先期脫氧，其特點是脫氧過程和脫氧產(chǎn)物與高溫的液態(tài)金屬不發(fā)生直接關(guān)系。和脫氧產(chǎn)物與高溫的液態(tài)金屬不發(fā)生直接關(guān)系。 含有脫氧元素的造渣劑和造氣劑被加熱時其中的高含有脫氧元素的造渣劑和造氣劑被加熱時其中的高價氧化物或碳酸鹽分解出的氧和二氧化碳便和脫氧價氧化物或碳酸鹽分解出的氧和二氧化碳便和脫氧元素發(fā)生反響。元素發(fā)生反響。 Ti 2CO2 TiO2 2CO 2Al 3CO2 Al2O3 3CO Si 2CO

5、2 SiO2 2CO Mn CO2 MnO CO 反響的結(jié)果使氣相的氧化性減弱，反響的結(jié)果使氣相的氧化性減弱， 起起到先期脫氧的作用。到先期脫氧的作用。三、沉淀脫氧 沉淀脫氧是指溶解于液態(tài)金屬中的脫氧劑直接沉淀脫氧是指溶解于液態(tài)金屬中的脫氧劑直接和熔池中的和熔池中的FeO起作用，使其轉(zhuǎn)化為不溶于液起作用，使其轉(zhuǎn)化為不溶于液態(tài)金屬的氧化物，并脫溶沉淀轉(zhuǎn)入熔渣中的一種態(tài)金屬的氧化物，并脫溶沉淀轉(zhuǎn)入熔渣中的一種脫氧方式。脫氧方式。 這種方法的優(yōu)點是脫氧速度快，脫氧徹底。但脫這種方法的優(yōu)點是脫氧速度快，脫氧徹底。但脫氧產(chǎn)物不能去除時將添加金屬液中雜質(zhì)的含量。氧產(chǎn)物不能去除時將添加金屬液中雜質(zhì)的含量。其

6、脫氧反響為：其脫氧反響為： x Me y O MexOy 或：或： x Me y FeO MexOy y Fe n熔渣堿度熔渣堿度BL，脫氧元素種類及數(shù)量對脫氧效果的影響，脫氧元素種類及數(shù)量對脫氧效果的影響，有如下關(guān)系式：有如下關(guān)系式：n n 其中，其中，A、C、D為與脫氧元素有關(guān)的常數(shù)。從上式看出：為與脫氧元素有關(guān)的常數(shù)。從上式看出：n金屬含氧量金屬含氧量O，隨熔渣堿度，隨熔渣堿度BL的增大而減少；的增大而減少；nMe越多、越多、MexOy越少，脫氧效果越好；越少，脫氧效果越好；n熔渣性質(zhì)應(yīng)與脫氧產(chǎn)物性質(zhì)相反，這樣有利于降低脫氧產(chǎn)熔渣性質(zhì)應(yīng)與脫氧產(chǎn)物性質(zhì)相反，這樣有利于降低脫氧產(chǎn)物在熔渣中的

7、活度，也有利于熔渣吸收脫氧產(chǎn)物。物在熔渣中的活度，也有利于熔渣吸收脫氧產(chǎn)物。)yD-C(y1)%lg(y1%lgyxyA%lgyxOMeMeBOL 進展沉淀脫氧應(yīng)思索的三個要點：進展沉淀脫氧應(yīng)思索的三個要點： 對氧親和力較大的元素；對氧親和力較大的元素； 脫氧產(chǎn)物應(yīng)不溶于金屬而成為獨立液相轉(zhuǎn)入脫氧產(chǎn)物應(yīng)不溶于金屬而成為獨立液相轉(zhuǎn)入熔渣；熔渣； 熔渣的酸堿性質(zhì)應(yīng)與脫氧產(chǎn)物的性質(zhì)相反，熔渣的酸堿性質(zhì)應(yīng)與脫氧產(chǎn)物的性質(zhì)相反，以利于熔渣吸收脫氧產(chǎn)物以利于熔渣吸收脫氧產(chǎn)物 。n焊條藥皮成分中，常采用錳鐵、硅鐵和鈦鐵作為脫焊條藥皮成分中，常采用錳鐵、硅鐵和鈦鐵作為脫氧元素，請闡明它們分別適用于哪種藥皮類型

8、？氧元素，請闡明它們分別適用于哪種藥皮類型？n答答 案案n酸性焊條常采用錳鐵作為脫氧元素；酸性焊條常采用錳鐵作為脫氧元素；n堿性焊條常采用錳鐵和硅鐵或鈦鐵結(jié)合脫氧。堿性焊條常采用錳鐵和硅鐵或鈦鐵結(jié)合脫氧。 思思 考考 題題為什么酸性焊條常采用為什么酸性焊條常采用錳鐵作為脫氧元素？錳鐵作為脫氧元素？n 酸性渣中含有較多的酸性渣中含有較多的 SiO2 和和 TiO2，它們?nèi)菀着c，它們?nèi)菀着c錳的脫氧產(chǎn)物錳的脫氧產(chǎn)物 MnO 生成復(fù)合物生成復(fù)合物 MnOSiO2 和和 MnOTiO2，使，使 MnO 的活度系數(shù)減小，因此脫氧的活度系數(shù)減小，因此脫氧效果較好。相反，在堿性渣中效果較好。相反，在堿性渣中

9、MnO 的活度較大，的活度較大，不利于錳脫氧。堿度越大，錳的脫氧效果越差。不利于錳脫氧。堿度越大，錳的脫氧效果越差。 為什么堿性焊條不單獨為什么堿性焊條不單獨 采用硅鐵作為脫氧元素？采用硅鐵作為脫氧元素？n 硅的脫氧才干比錳大，但生成的硅的脫氧才干比錳大，但生成的 SiO2熔點高，熔點高，通常以為處于固態(tài)，不易聚合為大的質(zhì)點；同時通常以為處于固態(tài)，不易聚合為大的質(zhì)點；同時SiO2與鋼液的界面張力小，潤濕性好，不易從鋼與鋼液的界面張力小，潤濕性好，不易從鋼液中分別，易呵斥夾雜。液中分別，易呵斥夾雜。 因此，堿性焊條普通不因此，堿性焊條普通不單獨用硅脫氧。單獨用硅脫氧。堿性焊條需采用錳鐵和硅鐵堿性

10、焊條需采用錳鐵和硅鐵或鈦鐵結(jié)合脫氧或鈦鐵結(jié)合脫氧n 把硅和錳按適當(dāng)?shù)谋壤齾⑴c液態(tài)金屬中進展復(fù)合把硅和錳按適當(dāng)?shù)谋壤齾⑴c液態(tài)金屬中進展復(fù)合脫氧時脫氧時, 其脫氧產(chǎn)物為不飽和液態(tài)硅酸鹽，它的密其脫氧產(chǎn)物為不飽和液態(tài)硅酸鹽，它的密度小，熔點低，易于浮出，并易被熔渣吸收，從而度小，熔點低，易于浮出，并易被熔渣吸收，從而減少鋼中的夾雜物和含氧量，脫氧效果非常顯著。減少鋼中的夾雜物和含氧量，脫氧效果非常顯著。兩種以上脫氧元素的復(fù)合脫氧劑實例兩種以上脫氧元素的復(fù)合脫氧劑實例 n在轉(zhuǎn)爐煉鋼時，爐內(nèi)參與一定量的硅錳合金進展預(yù)脫氧，在轉(zhuǎn)爐煉鋼時，爐內(nèi)參與一定量的硅錳合金進展預(yù)脫氧，結(jié)果使鋼中氧含量大大降低；結(jié)果使

11、鋼中氧含量大大降低；n二氧化碳氣體維護焊焊絲二氧化碳氣體維護焊焊絲H08Mn2Si 中就是用適當(dāng)比例中就是用適當(dāng)比例的錳和硅來進展結(jié)合脫氧。的錳和硅來進展結(jié)合脫氧。n鈣的脫氧才干很強，但它的蒸氣壓高，在鋼液中溶解度低，鈣的脫氧才干很強，但它的蒸氣壓高，在鋼液中溶解度低，脫氧效果變差；假設(shè)用硅鈣合金作脫氧劑，那么可提高鈣脫氧效果變差；假設(shè)用硅鈣合金作脫氧劑，那么可提高鈣的溶解度，減少蒸發(fā)損失，易生成低熔點的硅酸鈣，對的溶解度，減少蒸發(fā)損失，易生成低熔點的硅酸鈣，對Al2O3 還起助熔作用。鉻鎳不銹鋼在熔煉末期的出鋼前，還起助熔作用。鉻鎳不銹鋼在熔煉末期的出鋼前，通常參與硅鈣合金進展最終脫氧。通常

12、參與硅鈣合金進展最終脫氧。 四、分散脫氧 分散脫氧是在液態(tài)金屬與熔渣界面上進展的，利用分散脫氧是在液態(tài)金屬與熔渣界面上進展的，利用 FeO與與 FeO 可以相互轉(zhuǎn)移可以相互轉(zhuǎn)移, 趨于平衡時符合分配趨于平衡時符合分配定律的機理進展脫氧：定律的機理進展脫氧： 式中的式中的 LFeO 是溫度的函數(shù)，與熔渣的成分有關(guān)。是溫度的函數(shù)，與熔渣的成分有關(guān)。 焊接熔池中的分散脫氧焊接熔池中的分散脫氧 鋼鐵熔煉中的分散脫氧鋼鐵熔煉中的分散脫氧FeOLFeO(FeO)焊接熔池中的分散脫氧焊接熔池中的分散脫氧n在焊接熔池中，隨著熔池后部溫度降低在焊接熔池中，隨著熔池后部溫度降低 LFeO 增增大，大， FeO 向

13、熔渣中分散。脫氧的關(guān)鍵是降低向熔渣中分散。脫氧的關(guān)鍵是降低FeO 的活度。的活度。n在酸性渣中，由于在酸性渣中，由于 SiO2或或TiO2易與易與(FeO) 生成復(fù)合物生成復(fù)合物 FeOSiO2或或FeOTiO2，使，使FeO的活度減小，有利于分散脫氧的進展；的活度減小，有利于分散脫氧的進展；n 堿性渣中堿性渣中FeO活度大，其分散脫氧的才干比活度大，其分散脫氧的才干比酸性渣差；酸性渣差；n 添加熔渣中的脫氧劑含量可促進添加熔渣中的脫氧劑含量可促進 FeO 向熔渣向熔渣中分散。中分散。n 在焊接熔池凝固過程中，由于液態(tài)熔池存在時在焊接熔池凝固過程中，由于液態(tài)熔池存在時間短，間短，F(xiàn)eO的分散速

14、度慢，因此分散脫氧進展得很的分散速度慢，因此分散脫氧進展得很不充分。不充分。鋼鐵熔煉中的分散脫氧鋼鐵熔煉中的分散脫氧n鋼鐵熔煉時的分散脫氧通常是將脫氧劑加在熔渣鋼鐵熔煉時的分散脫氧通常是將脫氧劑加在熔渣中，使脫氧元素與中，使脫氧元素與FeO反響。當(dāng)熔渣中的氧反響。當(dāng)熔渣中的氧化鐵含量降低時，化鐵含量降低時，F(xiàn)eO就向熔渣中分散。這樣就向熔渣中分散。這樣就間接地到達了脫去鋼液中就間接地到達了脫去鋼液中FeO的目的。分散的目的。分散脫氧的優(yōu)點是脫氧產(chǎn)物留在熔渣中，液態(tài)金屬不脫氧的優(yōu)點是脫氧產(chǎn)物留在熔渣中，液態(tài)金屬不會因脫氧而呵斥夾雜。會因脫氧而呵斥夾雜。 電爐煉鋼普通是采用電爐煉鋼普通是采用 沉淀

15、脫氧與分散脫沉淀脫氧與分散脫氧相結(jié)合氧相結(jié)合 的方法，即：的方法，即：1錳錳鐵進展沉淀脫氧錳錳鐵進展沉淀脫氧2硅硅鐵粉和碳炭粉進展硅硅鐵粉和碳炭粉進展 分散脫氧分散脫氧3用鋁進展沉淀脫氧用鋁進展沉淀脫氧白渣下的脫氧過程：白渣下的脫氧過程： C FeO Fe COSi 2(FeO) 2Fe (SiO2) FeO FeO 為使分散脫氧過程順利進展，需求采取以下措施：為使分散脫氧過程順利進展，需求采取以下措施： 1復(fù)原性爐氣復(fù)原性爐氣 2高的爐溫高的爐溫 3低粘度爐渣低粘度爐渣五、真空脫氧 n真空脫氧時鋼液的熔化過程是在真空條件下進展，利用抽真空脫氧時鋼液的熔化過程是在真空條件下進展，利用抽真空降低

16、氣相中真空降低氣相中CO分壓來加強鋼液中碳的脫氧才干。分壓來加強鋼液中碳的脫氧才干。n C O CO n研討闡明：在研討闡明：在1600下，假設(shè)使下，假設(shè)使PCO1.0KPa，C的脫氧的脫氧才干高于才干高于Al的脫氧才干。的脫氧才干。n碳不僅使鋼液脫氧，還促使其它氧化物復(fù)原，例如：碳不僅使鋼液脫氧，還促使其它氧化物復(fù)原，例如：n SiO2 Si + 2On 使鋼液中一些元素含量超標。因此，在普通真空處置使鋼液中一些元素含量超標。因此，在普通真空處置時碳只能到達部分脫氧的作用。時碳只能到達部分脫氧的作用。 第二節(jié) 液態(tài)金屬的脫碳反響 n脫碳反響是成形冶金中最重要的反響之一，其主要目的是借脫碳反響

17、是成形冶金中最重要的反響之一，其主要目的是借助于脫碳過程去除鋼液中的有害氣體和夾雜物，對鋼液起精助于脫碳過程去除鋼液中的有害氣體和夾雜物，對鋼液起精煉作用。反響方式主要有兩種，一種是碳被氧化性氣體直接煉作用。反響方式主要有兩種，一種是碳被氧化性氣體直接氧化：氧化：n C O2 2 CO C CO2 2 COn 另一種方式是間接氧化：鋼鐵液中的鐵先被氧化生成氧化另一種方式是間接氧化：鋼鐵液中的鐵先被氧化生成氧化亞鐵，而后碳又被氧化亞鐵所氧化：亞鐵，而后碳又被氧化亞鐵所氧化：n 2Fe O22FeO C FeO Fe CO 脫碳反響的產(chǎn)物是一氧化碳。一氧化碳不溶解于鋼脫碳反響的產(chǎn)物是一氧化碳。一氧

18、化碳不溶解于鋼液，因此構(gòu)成了大量的氣泡。氣泡在與鋼液脫離和液，因此構(gòu)成了大量的氣泡。氣泡在與鋼液脫離和上浮過程中，使鋼液遭到劇烈的攪動，使得鋼液溫上浮過程中，使鋼液遭到劇烈的攪動，使得鋼液溫度和化學(xué)成分均勻，并能有效地去除鋼液中的氣體度和化學(xué)成分均勻，并能有效地去除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物。和非金屬夾雜物。 在沖天爐熔煉過程中，鐵液的脫碳主要是經(jīng)過爐氣在沖天爐熔煉過程中，鐵液的脫碳主要是經(jīng)過爐氣中的中的O2和和CO2成分對鐵液的直接脫碳以及爐氣經(jīng)過成分對鐵液的直接脫碳以及爐氣經(jīng)過 FeO 對鐵液的間接脫碳。而在煉鋼消費中，普通是對鐵液的間接脫碳。而在煉鋼消費中，普通是經(jīng)過向鋼液中吹氧或加礦石

19、進展脫碳反響的。經(jīng)過向鋼液中吹氧或加礦石進展脫碳反響的。n C和和Fe，與，與O的親和力的親和力哪一個更強？哪一個更強？n 當(dāng)溫度超越當(dāng)溫度超越1200以以后，碳氧的親和力就超后，碳氧的親和力就超越鐵氧的親和力。越鐵氧的親和力。n 在煉鋼消費上規(guī)定，只在煉鋼消費上規(guī)定，只需在鋼液溫度超越需在鋼液溫度超越1530時，才可以吹氧和加礦石時，才可以吹氧和加礦石脫碳。脫碳。 T / K圖圖9-4 碳的氧化反響與鐵的碳的氧化反響與鐵的 氧化反響的生成自在能圖氧化反響的生成自在能圖FJmol-1n 在熔化焊接過程中，假設(shè)母材或焊接資料中含碳在熔化焊接過程中，假設(shè)母材或焊接資料中含碳量較高，熔池中又存在一定

20、的含氧量，那么在熔滴量較高，熔池中又存在一定的含氧量，那么在熔滴和熔池的高溫階段，上述反響進展得很猛烈，產(chǎn)生和熔池的高溫階段，上述反響進展得很猛烈，產(chǎn)生的大量的大量CO氣體受熱膨脹，發(fā)生爆炸，飛濺增大，氣體受熱膨脹，發(fā)生爆炸，飛濺增大，嚴重時呵斥焊接過程不穩(wěn)定。假設(shè)在熔池后半部結(jié)嚴重時呵斥焊接過程不穩(wěn)定。假設(shè)在熔池后半部結(jié)晶時還進展這些反響，那么能夠產(chǎn)生氣孔。因此普晶時還進展這些反響，那么能夠產(chǎn)生氣孔。因此普通選用焊材中的碳含量低于母材。通選用焊材中的碳含量低于母材。真空法脫碳n 近代在開展新型低合金構(gòu)造鋼、低溫鋼和不銹鋼近代在開展新型低合金構(gòu)造鋼、低溫鋼和不銹鋼等鋼種中要求鋼中含碳量很低等鋼

21、種中要求鋼中含碳量很低低碳低碳0.08、超低碳超低碳0.03、以及極低碳、以及極低碳0.01的鋼液。在普通的空氣氣氛冶煉條件下是難以到達的鋼液。在普通的空氣氣氛冶煉條件下是難以到達的。由于鋼液中的碳和其它元素都與鋼中的氧存在的。由于鋼液中的碳和其它元素都與鋼中的氧存在一定的平衡關(guān)系。當(dāng)鋼液中的碳被氧化得很低時，一定的平衡關(guān)系。當(dāng)鋼液中的碳被氧化得很低時，鋼中的氧就會到達很高的值。鋼中的氧就會到達很高的值。 n為了冶煉純真度高的為了冶煉純真度高的低碳鋼液，比較有效低碳鋼液，比較有效的方法是在真空下進的方法是在真空下進展脫碳。例如消費中展脫碳。例如消費中采用真空氬氧脫碳精采用真空氬氧脫碳精煉煉VO

22、D法以及真法以及真空氬氧脫碳轉(zhuǎn)爐空氬氧脫碳轉(zhuǎn)爐VODC法。法。 C, %在1700和不同的一氧化碳壓力下C-O之間的平衡關(guān)系O,%第三節(jié) 液態(tài)金屬的脫硫 n硫硫 的的 危危 害：害：凝固時偏析，凝固時偏析，在晶界構(gòu)成在晶界構(gòu)成低熔點共晶低熔點共晶FeFeS熔點為熔點為985 FeSFeO熔點為熔點為940 NiSNi熔點為熔點為644 結(jié)結(jié) 晶晶 裂裂 紋紋n 沉淀脫硫沉淀脫硫n 熔渣脫硫熔渣脫硫 沉淀脫硫n 沉淀脫硫和沉淀脫氧一樣，是將脫硫合金元素沉淀脫硫和沉淀脫氧一樣，是將脫硫合金元素直接參與液態(tài)金屬中進展脫硫。直接參與液態(tài)金屬中進展脫硫。 n 常用的脫硫元素有錳、鎂、鈉、鈣、稀土等。常用

23、的脫硫元素有錳、鎂、鈉、鈣、稀土等。這些元素與硫的親和力大于鐵，與硫構(gòu)成熔點高，這些元素與硫的親和力大于鐵，與硫構(gòu)成熔點高，不溶于液態(tài)鋼鐵的穩(wěn)定硫化物，上浮進入渣相而不溶于液態(tài)鋼鐵的穩(wěn)定硫化物，上浮進入渣相而進展脫硫的方法。進展脫硫的方法。n錳和鎂脫硫反響為：錳和鎂脫硫反響為：n FeSMn (MnS) Fe n Mg S (MgS)n 由式可以看出，溫度升高，平衡常數(shù)減小，不由式可以看出，溫度升高，平衡常數(shù)減小，不利于脫硫。特別是對于鎂，升高溫度，其脫硫才干利于脫硫。特別是對于鎂，升高溫度，其脫硫才干急劇下降。急劇下降。86.18220lgTK63.922750lgTK鐵水溫度相對鋼液溫度低

24、，且碳、硅含量高，因此硫在鐵水中鐵水溫度相對鋼液溫度低，且碳、硅含量高，因此硫在鐵水中的活度系數(shù)比在鋼水中大，錳和鎂在鐵水中的脫硫效果較好。的活度系數(shù)比在鋼水中大，錳和鎂在鐵水中的脫硫效果較好。例如在球墨鑄鐵消費中，作為球化劑的鎂有很強的脫硫作用。例如在球墨鑄鐵消費中，作為球化劑的鎂有很強的脫硫作用。鋼的熔煉中，只需含氧量極低時，才干用錳和鎂脫硫。因氧與鋼的熔煉中，只需含氧量極低時，才干用錳和鎂脫硫。因氧與Mn、Mg的結(jié)合才干遠高于的結(jié)合才干遠高于S，當(dāng)錳和鎂參與鋼液中首先脫氧，當(dāng)錳和鎂參與鋼液中首先脫氧，錳和鎂對鋼水幾乎無脫硫作用。錳和鎂對鋼水幾乎無脫硫作用。熔渣脫硫 n熔渣脫硫是目前鑄造和

25、焊接冶金中主要的脫硫方法。它是利熔渣脫硫是目前鑄造和焊接冶金中主要的脫硫方法。它是利用熔渣中的用熔渣中的 CaO、CaC2、MnO、MgO 等進展脫硫，脫硫等進展脫硫，脫硫的原理與分散脫氧類似。的原理與分散脫氧類似。n液態(tài)鋼鐵中的硫以硫化鐵的形狀存在，硫化鐵可以在熔渣和液態(tài)鋼鐵中的硫以硫化鐵的形狀存在，硫化鐵可以在熔渣和液態(tài)金屬中相互轉(zhuǎn)移，當(dāng)?shù)竭_動態(tài)平衡時，熔渣中的硫化鐵液態(tài)金屬中相互轉(zhuǎn)移，當(dāng)?shù)竭_動態(tài)平衡時，熔渣中的硫化鐵的含量與鋼鐵液中硫化鐵含量成一定的比例：的含量與鋼鐵液中硫化鐵含量成一定的比例：nLFeS 為硫的分配系數(shù)，它也是溫度的函數(shù)。為硫的分配系數(shù)，它也是溫度的函數(shù)。 FeSFeS

26、(FeS)Ln 脫硫的過程是在熔渣中進展的。例如在白渣冶煉條件脫硫的過程是在熔渣中進展的。例如在白渣冶煉條件下，渣中的氧化鈣起脫硫作用：下，渣中的氧化鈣起脫硫作用：n CaOFeSCaSFeO n 隨著脫硫過程的進展，熔渣中的硫化鐵含量逐漸減隨著脫硫過程的進展，熔渣中的硫化鐵含量逐漸減少，鋼鐵液中的硫化鐵就會自動地往爐渣中轉(zhuǎn)移：少，鋼鐵液中的硫化鐵就會自動地往爐渣中轉(zhuǎn)移：n FeS ( FeS ) n電石渣脫硫的過程與白渣脫硫過程類似，只是在電石渣電石渣脫硫的過程與白渣脫硫過程類似，只是在電石渣下起脫硫作用的不僅有氧化鈣，還有碳化鈣：下起脫硫作用的不僅有氧化鈣，還有碳化鈣：n 3(FeS)(C

27、aC2)2(CaO) 3(CaS)3Fe2CO 經(jīng)過哪些方法有助于經(jīng)過哪些方法有助于 提高熔渣脫硫效果？提高熔渣脫硫效果？影響熔渣脫硫過程的主要要素n熔渣的復(fù)原性和堿度熔渣的復(fù)原性和堿度 ：渣中氧化鈣的濃度高和氧化：渣中氧化鈣的濃度高和氧化亞鐵的濃度低都有利于反響的進展。熔渣堿度高有亞鐵的濃度低都有利于反響的進展。熔渣堿度高有利于脫硫；利于脫硫；n粘度：粘度： 脫硫需求分散，低粘度的熔渣有利于脫硫；脫硫需求分散，低粘度的熔渣有利于脫硫；n溫度：溫度： 熔渣的脫硫反響都是吸熱反響，升高溫度有熔渣的脫硫反響都是吸熱反響，升高溫度有利于脫硫，升高溫度的同時也降低了熔渣粘度；利于脫硫，升高溫度的同時也

28、降低了熔渣粘度；n硫的活度：硫的活度： 凡添加硫的活度的要素如提高鐵水的凡添加硫的活度的要素如提高鐵水的碳、硅含量都有利于脫硫。碳、硅含量都有利于脫硫。消費中采用的脫硫措施 在脫硫反響中，分散成為決議整個反響過程快在脫硫反響中，分散成為決議整個反響過程快慢的限制性環(huán)節(jié)。為了進展充分分散，需求很長慢的限制性環(huán)節(jié)。為了進展充分分散，需求很長的熔煉復(fù)原期。鋼液的含硫量總是比與熔渣相平的熔煉復(fù)原期。鋼液的含硫量總是比與熔渣相平衡的計算數(shù)值高得多。衡的計算數(shù)值高得多。為添加熔渣和金屬液兩相之間的接觸時間，常采用為添加熔渣和金屬液兩相之間的接觸時間，常采用爐外脫硫的措施，如在出鋼時采取爐外脫硫的措施，如在

29、出鋼時采取“鋼渣混出的鋼渣混出的操作方法，出鋼后的鋼液含硫量比臨出鋼前可操作方法，出鋼后的鋼液含硫量比臨出鋼前可降低降低30%50%左右；左右；鑄造中鐵液大多采用氣動脫硫法，即向鐵液中鑄造中鐵液大多采用氣動脫硫法，即向鐵液中吹氮氣，使脫硫劑與鐵液充分混合、接觸，或吹氮氣，使脫硫劑與鐵液充分混合、接觸，或脫硫劑隨氮氣吹入鐵液中，以提高脫硫效果。脫硫劑隨氮氣吹入鐵液中，以提高脫硫效果。熔焊工藝中，采用堿性焊條或堿性焊劑在熔池熔焊工藝中，采用堿性焊條或堿性焊劑在熔池中造堿度較大、氧化性較弱的熔渣，可提高脫中造堿度較大、氧化性較弱的熔渣，可提高脫硫才干。硫才干。第四節(jié) 液態(tài)金屬的脫磷 與鐵、鎳構(gòu)成低熔

30、點共晶與鐵、鎳構(gòu)成低熔點共晶如：如：Fe3PFe1050Ni3PFe 880 Fe2P 或或 Fe3P 硬而硬而脆添加資料的冷脆性脆添加資料的冷脆性 沖擊韌性降低，沖擊韌性降低，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高脆性轉(zhuǎn)變溫度升高 促使含碳量較高的促使含碳量較高的低合金鋼和奧氏體低合金鋼和奧氏體鋼產(chǎn)生結(jié)晶裂紋鋼產(chǎn)生結(jié)晶裂紋 磷在大多數(shù)鐵基合金中，都以為是有害元素：磷在大多數(shù)鐵基合金中，都以為是有害元素： 鑄造與焊接中的脫磷反響鑄造與焊接中的脫磷反響n脫磷反響分為兩步：脫磷反響分為兩步：n 第一步：熔渣中的氧化亞鐵將鋼液中的磷氧化生第一步：熔渣中的氧化亞鐵將鋼液中的磷氧化生成成P2O5；n 第二步：使之與渣中的堿性

31、氧化物生成穩(wěn)定的磷第二步：使之與渣中的堿性氧化物生成穩(wěn)定的磷酸鹽。酸鹽。n 兩步合并的反響式為：兩步合并的反響式為：n2Fe2 P 5(FeO) 4(CaO) (CaO)4P2O5) 9Fe n 反響是放熱反響：反響是放熱反響：H -544310Jmol 經(jīng)過哪些方法有助于經(jīng)過哪些方法有助于 提高脫磷效果？提高脫磷效果？對脫磷過程有利的條件n高堿度高堿度n強氧化性強氧化性n低粘度低粘度n較低的溫度較低的溫度n較大的渣量較大的渣量含含 (FeO) 高的堿性渣高的堿性渣難難 兩兩 全全n堿性電弧爐煉鋼中，在熔化期構(gòu)成的初期渣，雖然堿性電弧爐煉鋼中，在熔化期構(gòu)成的初期渣，雖然堿度不高，但由于堿度不高，但由于FeO高，流動性好，加之爐溫低，高，流動性好，加之爐溫低，所以大部分磷在熔化期即被氧化進入渣中。熔化期所以大部分磷在熔化期即被氧化進入渣中。熔化期終了時，這種含有大量磷的熔渣該當(dāng)扒掉，另造新終了時，這種含有大量磷的熔渣該當(dāng)扒掉，另造新渣。進入復(fù)原期后，渣中渣。進入復(fù)原期后，渣中FeO相當(dāng)?shù)停瑺t溫又高，相當(dāng)?shù)停瑺t溫又高，脫磷非但不能進展，假設(shè)含磷的氧化渣沒有扒凈，脫磷非但不能進展，假設(shè)含磷的氧化渣沒有扒凈，反而會出現(xiàn)反而會出現(xiàn)“返磷景象。返磷景象。n焊接熔渣中，其堿度因受焊接工藝性能的制約，不焊接熔渣中，其堿度因受焊接工藝性能的制約，