钢中脱氧反应

炼钢过程钢中氧的控制（三种脱氧方式）1 钢中的氧——钢洁净度的量度炼铁是一个还原过程。

高炉内加入还原剂（C、CO）把铁矿石中的氧（Fe3O4、Fe2O3）脱除，使其成为含有C、Si、Mn、P、S的生铁。

炼钢是一个氧化过程。

把纯氧吹入铁水熔池，使C、Si、Mn、P氧化变成不同碳含量的钢液。

当吹炼到终点时，钢水中溶解了过多的氧，称为溶解氧[O]D或a[O]。

出钢时，在钢包内必须进行脱氧合金化，把[O]D转变成氧化物夹杂，它可用[O]I表示，所以钢中氧可用总氧T[O]表示：T[O]=[O]D+[O]I出钢时，钢水中[O]I→0，T[O]→[O]D；脱氧后：根据脱氧程度的不同[O]D→0，T[O]=[O]I。

因此，可以用钢中总氧T[O]来表示钢的洁净度，也就是钢中夹杂物水平。

钢中T[O]越低，则钢就越“干净”。

为使钢中T[O]较低，必须控制：（1）降低[O]D：控制转炉终点a[O]，它主要决定于冶炼过程；转炉采用复吹技术和冶炼终点动态控制技术可使转炉终点氧[O]D控制在（400～600）×10-6范围。

（2）降低夹杂物的[O]I：控制脱氧、夹杂物形成及夹杂物上浮去除——夹杂物工程概念（Inclusion Engineering）。

随着炉外精炼技术的发展，钢中的总氧含量不断减低，夹杂物越来越少，钢水越来越“干净”，甚至追求“零夹杂物”，钢材性能不断改善。

1970～2000年钢中T[O]演变，由于引入炉外精炼，对于硅镇静钢，T[O]可达（15～20）×10-6，对于铝镇静钢，T[O]可达到<10×10-6。

（3）连铸过程：一是防止经炉外精炼的“干净”的钢水不再污染，二是要进一步净化钢液，使连铸坯中的T[O]达到更低的水平。

钢中T[O]量与产品质量关系举例如下：（1）轴承钢T[O]由30×10-6降到5×10-6，疲劳寿命提高100倍。

（2）钢中T[O]与冷轧板表面质量存在明显的对应关系。

非调质钢中钛脱氧产物析出行为随着钢铁行业的不断发展，为了满足不同应用领域的需要，钢材的性能需求也不断提高。

其中，强度、韧性、耐腐蚀性等是关键性能之一。

钛是一种重要的合金元素，可以显著提高钢材的性能。

在非调质钢中，通过钛脱氧可以获得良好的钛效应，但钛脱氧过程中的析出行为至今并未完全清晰。

钛脱氧是通过将钛加入钢中并与氧化铁反应生成氧化钛，从而达到脱氧作用的一种方法。

由于钛的脱氧能力比铝、硅等元素更强，因此钛脱氧钢具有更好的脱氧效果。

此外，钛可以与氮形成氮化物，从而提高钢材的广泛应用。

在钛脱氧钢中，钛的含量通常在0.01％-0.02％之间。

钛的加入可以显著提高钢材的强度和韧性，并降低硬化敏感度。

此外，钛也可以提高钢材的耐腐蚀性，改善焊接特性，并减少表面缺陷和海绵状组织的形成。

这些优良性能得益于钛在钢中的良好分布和析出行为。

钛在钢中的析出行为主要影响其性能表现。

在钛钢中，钛首先溶解在钢中，然后在加热冷却过程中析出。

由于在加热过程中钢中铁元素的溶解度增加，钛的溶解度随之降低。

因此，在冷却过程中，钛会从钢中析出。

钛的析出行为受到多种物理、化学因素的影响，如冷却速度、温度、钛含量、钛形态等。

在钛脱氧钢中，钛通常以两种形态存在：粒状和球状。

粒状钛主要分布在铁素体和针状铁素体晶界上，球状钛则主要分布在铁素体晶粒内。

这些钛的分布和形态对钢的性能有着不同的影响。

粒状钛可以有效增加铁素体和针状铁素体的强度，球状钛则可以提高钢材的韧性和耐蚀性。

此外，钛在特定的温度范围内，存在着固溶体和不稳定的中间相。

这些中间相可以在淬火过程中快速析出并导致裂纹和变形等问题。

因此，对于钛脱氧钢的生产过程中，应严格控制加热和冷却速度，以保证钛的分布和析出行为。

同时，钛的含量应该适当控制，过高的钛含量可能导致钛的过饱和，进而影响钢的性能。

综上所述，非调质钢中钛脱氧产物的析出行为受到多种因素的影响，其分布和形态对钢的性能有着明显的影响。

在钛脱氧钢的生产中，应该严格控制加热和冷却速度、钛含量等因素，以获得最佳的钛效应。

炼钢常用的脱氧方法
一、沉淀脱氧
沉淀脱氧是将脱氧剂直接加入钢液中，通过与钢液中的氧反应，生成不溶于钢液的氧化物，然后利用其密度与钢液密度的差异，将氧化物与钢液分离，从而达到脱氧的目的。

常用的脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁、铝等。

沉淀脱氧速度快，操作简便，因此在现代炼钢工艺中应用较广。

二、扩散脱氧
扩散脱氧是将脱氧剂加入到钢液中，通过扩散作用将氧从钢液中排除。

常用的扩散脱氧剂有碳化钙、氧化钙等。

扩散脱氧速度较慢，但操作简单，适用于高碳、高合金钢的脱氧。

三、真空脱氧
真空脱氧是在真空条件下，使钢液中的氧气与脱氧剂反应，生成不溶于钢液的氧化物，然后利用其密度与钢液密度的差异，将氧化物与钢液分离，从而达到脱氧的目的。

真空脱氧适用于高温、高碳、高合金钢的脱氧。

四、喷射脱氧
喷射脱氧是将脱氧剂通过喷嘴喷入钢液中，使脱氧剂与钢液充分接触，提高脱氧效率。

常用的喷射脱氧剂有碳化钙、氧化钙等。

喷射脱氧具有较高的脱氧效率，适用于各种类型的钢液。

五、钙处理脱氧
钙处理脱氧是利用钙的活性较高，能够与钢液中的氮、氢、氧等有害元素反应，生成不溶于钢液的氮化钙、氢化钙等物质，从而达到净化钢液的目的。

钙处理脱氧不仅具有较好的脱氧效果，还能够降低钢中的氮、氢含量，提高钢材的机械性能和耐腐蚀性能。

14炼钢生产中脱氧工艺分析梁金鹏（甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司安全环保处，甘肃 嘉峪关 735100）摘 要：钢液脱氧处理是炼钢工艺的重要步骤，其脱氧效果直接决定着钢水的整体质量，因此，需要在炼钢生产中重视脱氧处理。

钢液中氧含量过多，就会降低钢产品的结构质量，增加其热脆概率。

关键词：炼钢生产；转炉炼钢；脱氧工艺中图分类号：TF713.5 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）09-0014-2收稿日期：2019-09作者简介：梁金鹏，男，生于1977年，汉族，河南平顶山人，本科，中级工程师，研究方向：炼钢工艺及金属冶炼安全。

1 氧的产生与危害在炼钢生产所产生的钢液中，氧一般以非金属夹杂物、溶解氧的形式存在，这种形式主要是由于炼钢生产中原料的特殊性与吹氧炼钢生产等造成的。

在炼钢生产中，无论采用何种生产方式，在去除钢中杂质中，都需要借助于氧气与这些元素的反应来实现，通过氧气与杂质元素的反应，生成氧化反应物，析出杂质。

在吹氧冶炼中，钢液中氧的含量是随着其他杂质元素的含量而变化的，二者成负向变化的关系，杂质含量低，钢液中氧的含量反而较高，一旦没有进行必要的脱氧处理，含氧量较高的钢液在冷凝固中，氧会与钢液产生化学反应，使得其析出FeO，这种反应现象大大降低了钢产品的质量，使得钢的塑性降低，极易出现热脆现象，还会加大其氧化的概率。

如果钢液中含有的氧较多，还会加大硫的危害，使得氧可以与钢液中的其他物质连续发生反应，形成氧化产物，这些氧化产物的出现大大降低了钢产品的物理与化学性能。

2 脱氧技术的现状近年来，炼钢生产中的转炉炼钢脱氧工艺中，铝依然是最常用到的脱氧剂，但是其回收利用率在10%～25%之间，利用效率低，因此，大大提高了炼钢生产企业的生产成本，有些炼钢企业为了有效解决此类问题，逐步研发了一些铝系的复合脱氧剂，比如硅铝铁、铝锰铁等。

一般情况下，这些复合脱氧剂的密度要远远高于纯铝，将其倒入钢液以后，有足够的上浮时间，因此，能够大大提高其回收利用效率，脱氧以后会形成低熔点的复合氧化物，因此，可以达到理想的脱氧效果。

钢液脱氧的方法一、引言钢液脱氧是钢铁冶炼中的重要工艺之一，其作用是去除钢液中的氧元素，以提高钢的纯度和性能。

本文将详细介绍钢液脱氧的方法。

二、钢液脱氧的原理在钢铁冶炼过程中，由于空气和其他因素的影响，钢液中会存在大量氧元素。

这些氧元素会影响到钢材的性能，因此需要进行脱氧处理。

常见的脱氧方法有以下几种：1. 铝脱氧法：将铝块或铝粉加入熔化后的钢液中，铝与氧反应生成Al2O3，并沉淀到底部。

2. 硅脱氧法：将硅块或硅粉加入熔化后的钢液中，硅与氧反应生成SiO2，并沉淀到底部。

3. 钛脱氧法：将钛块或钛粉加入熔化后的钢液中，钛与氧反应生成TiO2，并沉淀到底部。

三、铝脱氧法1. 原料准备：选择纯度高的铝块或铝粉，将其加入熔化后的钢液中。

2. 操作流程：（1）将铝块或铝粉放入炉子中加热至一定温度；（2）将加热后的铝块或铝粉倒入钢液中；（3）搅拌钢液，以促进反应；（4）等待反应结束，观察底部是否有沉淀生成。

3. 注意事项：（1）在使用铝脱氧法时，需要注意控制加入量和反应时间，以免影响钢材性能。

（2）在操作过程中要注意安全，避免发生意外。

四、硅脱氧法1. 原料准备：选择纯度高的硅块或硅粉，将其加入熔化后的钢液中。

2. 操作流程：（1）将硅块或硅粉放入炉子中加热至一定温度；（2）将加热后的硅块或硅粉倒入钢液中；（3）搅拌钢液，以促进反应；（4）等待反应结束，观察底部是否有沉淀生成。

3. 注意事项：（1）在使用硅脱氧法时，需要注意控制加入量和反应时间，以免影响钢材性能。

（2）在操作过程中要注意安全，避免发生意外。

五、钛脱氧法1. 原料准备：选择纯度高的钛块或钛粉，将其加入熔化后的钢液中。

2. 操作流程：（1）将钛块或钛粉放入炉子中加热至一定温度；（2）将加热后的钛块或钛粉倒入钢液中；（3）搅拌钢液，以促进反应；（4）等待反应结束，观察底部是否有沉淀生成。

3. 注意事项：（1）在使用钛脱氧法时，需要注意控制加入量和反应时间，以免影响钢材性能。

铁系脱氧剂脱氧的原理
铁系脱氧剂是一种常用的脱氧剂，其原理主要涉及以下几个方面：
1. 活性态：铁系脱氧剂在高温条件下（通常为钢水冶炼过程中），由于高温下的热激活作用，使得铁元素活化，形成大量活性态的铁原子或铁离子。

这些活性铁原子或离子会与钢水中的氧气反应，从而发挥脱氧作用。

2. 活性铁原子与氧反应：活性铁原子或离子能够与钢水中的氧气发生反应，形成氧化铁。

这个反应是一个氧化反应，即铁原子或离子从亚价态被氧气氧化为高价态。

Fe + 1/2O2 →FeO
3. 氧化铁的析出：氧化铁在钢水中不溶于金属熔池，会以氧化物或氧化物包裹的形式，析出到钢水表面上。

这样就达到了脱氧的效果，避免了钢水中的氧气的存在。

总结起来，铁系脱氧剂脱氧的原理是利用高温下的热激活作用，使铁元素活化，形成活性态的铁原子或离子，与钢水中的氧气发生氧化反应，生成不溶于钢水的氧化铁，从而达到脱氧的效果。

炼钢常用的脱氧方法-回复炼钢是将生铁或铸铁中的杂质含量降低，使其成为高纯度的钢的过程。

脱氧是炼钢过程中的一项重要措施，其目的是去除炼钢过程中产生的氧化物，以提高钢的质量。

下面将详细介绍炼钢常用的脱氧方法。

1. 炉内脱氧法炉内脱氧法是最常见的脱氧方法之一。

在炼钢炉中加入脱氧剂，通过与钢液中的氧化物反应，达到脱氧的目的。

常见的脱氧剂有铝、硅、钛等。

这些脱氧剂与氧化物反应生成气体，同时会加入钢液中，达到脱氧的效果。

炉内脱氧法具有操作简单、成本低等优势，广泛应用于炼钢生产中。

2. 真空脱氧法真空脱氧法是另一种常用的脱氧方法。

在真空条件下，通过热合金反应、电热反应或加热电弧炉等方式，将脱氧剂引入炉内与钢液反应。

真空脱氧法可以有效降低钢液中的氧含量，提高钢的纯度。

这种方法适用于高纯度钢的生产，如特殊钢、不锈钢等。

真空脱氧法复杂度较高，但可以得到更高纯度的钢产品。

3. 吹氩脱氧法吹氩脱氧法是通过吹氩将炉中的氧气置换为惰性气体，从而达到去除氧化物的目的。

吹氩脱氧法一般用于连铸炼钢过程中。

在钢液连续浇铸时，通过向钢液表面喷吹氩气，可以防止氧气进入钢液中，减少氧化物的生成。

这种方法操作简单、效果显著，常用于优质连铸钢的生产。

4. 磷脱氧法磷脱氧法是炼钢过程中的一种特殊脱氧方法。

在钢液中加入含磷化合物，通过与氧化物反应生成无氧化性的磷化物，达到脱氧的目的。

磷脱氧法可以有效降低炼钢过程中的钢液温度，减少炉渣的生成，提高钢的纯净度。

这种方法适用于高温操作条件下的钢液脱氧。

以上是炼钢常用的脱氧方法的介绍。

脱氧是炼钢过程中的一项关键环节，能够有效降低钢液中的氧含量，提高钢的纯净度。

不同的脱氧方法适用于不同的炼钢场景，选择合适的脱氧方法对于提高钢的质量具有重要意义。

随着炼钢技术的不断发展，脱氧方法也在不断创新，以满足对钢质量要求的不断提高。

结构常用钢材的脱氧方法
钢材作为结构工程中常用的材料之一，在其生产过程中，脱氧是一个非常重要的步骤。

脱氧可以有效减少钢材中的氧含量，提高其力学性能和加工性能，从而提高钢材的耐磨性和抗腐蚀能力。

下面将介绍结构常用钢材的脱氧方法。

1. 钢材脱氧的意义
钢材中的氧含量对其性能有很大影响。

氧含量过高会导致钢材的塑性和韧性下降，易产生裂纹和脆性，降低钢材的使用寿命。

因此，脱氧是必不可少的工艺步骤，可以显著提高钢材的性能。

2. 结构常用钢材的脱氧方法
（1）铝脱氧法
铝是一种常见的脱氧剂，可以和氧结合生成Al2O3，从而有效降低钢材中的氧含量。

铝脱氧法操作简便，脱氧效果好，适用于各种结构常用钢材的生产。

（2）硅脱氧法
硅是另一种常用的脱氧剂，可以和氧结合生成SiO2，具有良好的脱氧效果。

硅脱氧法适用于含硅量较高的钢材，可以有效降低氧含量，改善钢材的性能。

（3）锰脱氧法
锰也可以作为脱氧剂使用，可以和氧结合生成MnO，从而实现脱氧的效果。

锰脱氧法适用于含锰量较高的钢材，可以提高钢材的硬度和强度。

3. 结语
脱氧是提高结构常用钢材性能的有效方法，选择合适的脱氧剂和方法对钢材的性能和品质至关重要。

通过对脱氧方法的选择和优化，可以生产出高质量的结构钢材，提高结构工程的安全性和可靠性。

希望以上内容对您有所帮助。

炼钢常用的脱氧方法-回复炼钢是指将铁矿石转化为钢铁的过程，其中一个重要的步骤是脱氧，即从钢液中去除杂质氧气。

脱氧可以提高钢的质量和性能，并减少钢制品在使用过程中的氧化和腐蚀。

在现代炼钢生产中，有多种常用的脱氧方法，包括铝脱氧、硅脱氧、钙脱氧等。

本文将一步一步回答“炼钢常用的脱氧方法”的问题。

第一步：铝脱氧铝脱氧是一种常用的脱氧方法，可以有效去除钢中的氧气。

铝与氧气反应生成氧化铝，并通过气体的形式排出钢液。

铝脱氧的过程主要通过添加含有铝元素的合金到钢液中来完成。

首先，将铝合金加入到炉中的钢液中。

通常使用的是含有一定比例的铝的合金，如硅铝合金、铝镇静剂等。

添加铝合金的过程中需要注意合金的质量和配比，以确保脱氧效果的稳定和可靠。

随后，将钢液进行搅拌和搅炉，以保证铝合金与钢液均匀混合。

搅炉的过程通常采用钢液的自然对流或机械搅拌的方式，确保合金溶解和混合的充分。

最后，通过加热的过程，将溶解了铝的钢液进行冷却和凝固。

在凝固过程中，氧化铝会随着钢液的上浮而从钢液中逸出，从而达到脱氧的目的。

最终，得到脱氧效果良好的钢坯。

第二步：硅脱氧硅脱氧也是一种常用的脱氧方法，通过添加含有硅元素的合金来去除钢液中的氧气。

硅脱氧的原理与铝脱氧类似，硅与氧气反应生成氧化硅，并通过气体的形式排出钢液。

与铝脱氧类似，首先将硅合金加入到钢液中。

常用的硅合金有硅铁合金和硅镇静剂等。

硅合金的添加过程需要注意合金的质量和配比，以确保脱氧效果的稳定和可靠。

随后，进行搅拌和搅炉过程，确保硅合金与钢液充分混合。

搅炉的方式与铝脱氧类似，通常采用钢液的自然对流或机械搅拌的方式。

最后，将溶解了硅的钢液进行冷却和凝固。

在凝固过程中，氧化硅会随着钢液的上浮而从钢液中逸出，达到脱氧的目的。

得到脱氧效果较好的钢坯。

第三步：钙脱氧钙脱氧是一种常用的脱氧方法，通过添加含有钙的合金来去除钢液中的氧气。

根据钙的溶解度较低和氧化钙的化合特性，钙脱氧可以在较低的温度下进行。

铝酸钙脱氧原理介绍如下：铝酸钙脱氧是一种常用的脱氧方法，主要应用于钢铁冶金、铸造等工业领域。

铝酸钙脱氧原理是利用铝酸钙在高温下分解产生的氧化铝反应与钢水中的氧气反应，将钢水中的氧化物还原成气体排出，从而达到脱氧的目的。

下面将详细介绍铝酸钙脱氧的原理。

一、铝酸钙的分解原理铝酸钙化学式为CaAl2O4，是一种高熔点的化合物，熔点约为1600℃。

在高温下，铝酸钙容易分解，产生氧化铝和钙氧化物等物质，其中氧化铝是一种常见的脱氧剂。

CaAl2O4 → Al2O3 + CaO二、铝酸钙脱氧原理钢水中的氧和铝酸钙分解产生的氧化铝反应，将钢水中的氧化物还原成气体排出，从而达到脱氧的目的。

O2 + Al2O3 → Al2O4Al2O4 + 3C → 2Al + 3COCaO + SiO2 → CaSiO3三、脱氧过程在钢水中加入铝酸钙后，钢水中的氧会与铝酸钙分解产生的氧化铝反应，生成铝酸钙和二氧化碳等物质。

随着钢水温度升高，铝酸钙会进一步分解，产生更多的氧化铝和钙氧化物等物质。

其中氧化铝会与钢水中的氧反应，生成气体，并将钢水中的氧化物还原成气体排出。

四、脱氧效果铝酸钙脱氧的效果受到许多因素的影响，如铝酸钙的加入量、钢水温度、气体排出等。

一般来说，铝酸钙的加入量应根据钢水的不同成分和温度进行调整，加入量过多会导致钢水中的氧化铝分解不完全，加入量过少则会影响脱氧效果。

同时，钢水温度也是影响脱氧效果的重要因素，温度过低会影响铝酸钙的分解速度，温度过高则会导致铝酸钙分解过快，使脱氧效果受到影响。

因此，在使用铝酸钙脱氧时，需要根据具体情况进行调整，以获得最佳的脱氧效果。

综上所述，铝酸钙脱氧是一种常用的脱氧方法，其原理是利用铝酸钙在高温下分解产生的氧化铝反应与钢水中的氧气反应，将钢水中的氧化物还原成气体排出，从而达到脱氧的目的。

铝酸钙脱氧效果受到许多因素的影响，需要根据具体情况进行调整，以获得最佳的脱氧效果。