半鎮靜鋼錠

基本介紹

半鎮靜鋼鋼錠由半脫氧鋼水澆注的鋼錠。半鎮靜鋼的脫氧程度介於鎮靜鋼和沸騰鋼之間，鋼水含氧量接近或略高於與碳平衡的含量，通常在(40～80)×10-6範圍內。澆注過程中一般不析出氣體，只在注畢後排出少量氣體，在模內發生短時間的微弱沸騰。殘留於鋼錠中的氣泡容積大體上抵消鋼的冷凝收縮，無集中縮孔，且形成微凸的頂部。故半鎮靜鋼又稱為“平衡鋼”。半鎮靜鋼鋼錠的結構與沸騰鋼鋼錠相似，而性能卻與鎮靜鋼鋼錠相近，成分偏析小，綜合機械性能好。用半鎮靜鋼代替鎮靜鋼，由於切頭減少，成坯率可提高7%～10%，還可以節約脫氧用矽鐵和鋁1/2～1/3。

質量

由於它的偏析較小和軋制廢品少，成材率可接近沸騰鋼，鋼材性能卻比沸騰鋼好。而且半鎮靜鋼鋼錠澆注無需強制封頂，又特別適宜於快速上注，使鑄錠生產能力比沸騰鋼更高。半鎮靜鋼的含碳量和含錳量也沒有嚴格限制([c]可為0．05%～0．90%，[Mn]可為0．25%～1．70%，[Si]<0．12‰)，還允許含有一定量的合金元素，(如Nb、Cu等)，因而可澆鑄的鋼種多。在20世紀中葉，半鎮靜鋼的套用達到高峰。世界上一些主要產鋼國家(蘇、美、英、日等)的半鎮靜鋼產量約占其鋼產量的10%～30%，大批生產普通碳素鋼和普通低合金鋼等三四十個鋼種，軋成型、板管、線等各種鋼材，套用於建築、機械、造船、石油等]2部門。中國武漢鋼鐵公司、包頭鋼鐵公司、寶山鋼鐵(集團)公司曾批量生產B4b、B5b、16Nbcub、18Nbb等10餘個鋼種用於軋制型鋼及中厚板。70年代後，隨著連續鑄鋼的迅速取代模鑄，半鎮靜鋼的產量大幅度減少。半鎮靜鋼生產的主要難度是對鋼水的脫氧和脫氣程度的嚴格要求。鋼水含氧量必須穩定地控制在很窄的範圍內，要求波動值<5×10。半鎮靜鋼的成分偏析雖比沸騰鋼減輕很多，但仍比鎮靜鋼嚴重，鋼中矽酸鹽夾雜物也較多。因此，半鎮靜鋼一般不適於重要用途。

結構

半鎮靜鋼鋼錠結構介於鎮靜鋼鋼錠和沸騰鋼鋼錠之間，包括偏鎮靜型、平衡型、偏沸騰型等一系列不同的類型，如圖所示。圖中b，c為平衡型即典型的半鎮靜鋼鋼錠結構示意。鋼錠下半部因鋼水靜壓力較大抑制了[c]一[O]反應，結構斂密，沒有氣泡；而在鋼錠上部由於鋼水靜壓力減小，[c]一[o]反應得以進行，在無氣泡皮層之後形成較窄的蜂窩氣泡(或皮下氣泡)帶；鋼錠頭部中心分布有一些大小不一的氣泡，頭部略微上漲。這類鋼錠軋後銅坯表面質量良好，成坯率高，成分偏析也較小。但適宜的氧含量範圍很窄，脫氧控制較難。若鋼水脫氧不足，鋼錠頭部將上漲，蜂窩氣泡頻寬度和分布高度增加，無氣泡皮層減薄；若脫氧稍過度，頂面將下陷，頭部出現較深的縮孔。

特點

這兩種情況都將使成坯率降低。鋼水的脫氧程度有意控制強些，澆注時只在鋼錠上部形成部分氣泡，但又不足以補償鋼水全部的冷凝收縮，因而形成不同程度的縮孔。這類鋼錠成分偏析比平衡型鋼錠還小，軋後鋼坯表面質量也好，但須切出集中縮孔部分，成坯率有所降低，主要適用於代替鎮靜鋼使用的中、高碳下注的半鎮靜鋼鋼錠。圖中d為偏沸騰型半鎮靜鋼鋼錠結構示意。鋼水脫氧有意控制不足，在澆注過程中加適量鋁調整。鋼錠結構與沸騰不良的沸騰鋼鋼錠相近，沒有縮孔，頭部稍有上漲，鋼錠表層白上至下都有氣泡，無氣泡皮層很薄。這類半鎮靜鋼美國生產較多，絕大多數採用上注，鋼坯採用自動火焰表面清理，保證鋼坯表面質量。這類鋼錠結構適用於代替沸騰鋼使用的微碳或低碳半鎮靜鋼，生產工藝簡單．成分偏析小，成坯率也較高。