收藏词条 编辑词条 钢的脱氧反应
创建时间：2008-08-02
减少钢液中溶解氧量的化学反应。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δ-Fe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：
(1)
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3）比钢液(7.1克／厘米3)小，可以上浮排除，其上浮速度v(厘米/秒)可按斯托克斯(Stokes)公式近似求得：
(2)
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FeO很少，钢液中的氧会按下列反应进入渣中：
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：
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）。