不锈钢冶炼用Al-Si脱氧剂的试验研究(2)
复合元素的脱氧剂比单元素脱氧剂的脱氧效果好，终脱氧时钢中氧含量更低，所产生的脱氧产物也更容易从钢液中排出。所以采用复合脱氧剂代替铝块终脱氧，不仅可以降低钢中的氧含量，同时还可以减少Al2O3等夹杂物对不锈钢性能的影响，是一种较为经济、实用的办法。复合脱氧剂脱氧时，不会产生用铝脱氧时铝漂浮和裹渣现象，在反应区域内同时存在着几种脱氧产物，它们很容易相互熔合成颗粒较大的夹杂物，它们在钢液中更容易上浮，从而顺利从钢水中排出。同时，这些半径大的颗粒更容易吸收周围小颗粒夹杂物，使钢水纯净。因此，复合脱氧剂脱氧既能充分发挥强脱氧剂的脱氧作用，又能改变脱氧产物组成，使夹杂物更容易的在钢液中上浮并从钢液中排出，从而改善钢水流动性和提高钢水的纯净度，使得不锈钢的质量得到提高。
复合脱氧剂与单元素脱氧剂相比，具有下述更好的脱氧效果：（1）增强脱氧元素的作用能力。两个或两个以上脱氧元素的存在，会提高它们单独存在时的脱氧能力。（2）复合脱氧剂熔点降低，更易均匀分散且同时参加反应，缩短选择性扩散过程，从而促进元素吸收，提高合金元素的收得率。（3）脱氧产物颗粒半径大，易吸收周围小颗粒夹杂，有利于快速上浮排出，使钢液更纯净。（4）脱氧效果更稳定，有利于铸件品质的稳定和提高。
复合脱氧剂在终脱氧中得到了较广泛的应用，取得了良好的效果。在生产实践中，脱氧剂加入法同为投入法，采用复合硅脱氧剂终脱氧的效果优于采用铝饼终脱氧，钢中非金属夹杂物的含量明显降低，这是因为产生复合脱氧效果，其复合夹杂物 具有颗粒大、熔点低的特征，极易聚合上浮，并排出钢液，使脱氧元素的利用率提高。加之减少废品，稳定铸件品质的效果，经济效益明显。复合脱氧剂脱氧效果稳定，优于用纯铝块，而复合脱氧剂完全可以取代金属铝用于终脱氧。
2课题研究背景及意义
2.1 不锈钢及其脱氧剂的发展历史
钢铁冶炼在我国已经有了上千年的历史，在每一个历史阶段，钢铁的地位都是举足轻重的，即使在今天，钢铁对于现代化的工农业生产、交通运输、国防乃至人民生活来说，同样是最基本、最重要的材料。当前，尽管各种新型的无机材料和有机合成材料已得到很大发展。但从生产成本、广泛的适用性能等方面来看，它们还远远不能取代钢铁。钢铁之所以能够有这种不可替代的地位，主要是由于钢铁的适用范围较广，它的半成品有较好的塑形，冷热变形能力均较强，同时，钢铁的成品有较好的加工性能和优良的力学性能，同时，铁矿石的储存量较大，开采和冶炼都比较方便，和其他的材料相比较，适用钢铁材料更为经济。但是钢铁与硅酸盐材料、高分子合成材料及某些有色金属相比，它的最大的缺点是：在大气或酸、碱、盐等各种介质条件下，易于因腐蚀而失重损耗，乃至完全破坏。从而出现了多种钢铁的防腐蚀的方法，其中包括：（1）加入合金元素，改变钢的组织结构，从而提高钢的抗腐蚀性能。从而产生了多种不锈钢，主要有耐蚀钢、耐酸钢、热强钢和海水用钢等。（2）使金属表面形成转化层和永久性覆盖层，从而防止钢的腐蚀。（3）电化学保护法，即利用外部电流使金属的电位改变，使金属极化到非腐蚀区或者钝化区，主要为阴极保护法和阳极保护法。这种方法常用于海洋工程、地下或水下建筑物、化工设备等，诸如地下管道、船舶、码头和海上平台等。
尽管钢铁材料防锈的方法很多，但对要求材料整体都有防蚀性的某些机械零件、化工容器、生活用品及其它特殊用品来说．添加合金元素提高钢铁耐腐蚀性能的方法无疑是最吸引人的。不锈钢的诞生和大多数科研成果一样，并非个别人的研究结果，而是许多冶金工作者长期努力、互相借鉴，不断研究的结果。最后于二十世纪初，在社会已具有一定的物质生产条件（主要是低碳铬铁的制成）以及理论研究已取得进展（主要是铁铬合金中碳耐腐烛性的影响），而产业部门又急需的情况下，不锈钢才应运而生了。在1913年H.Brearley在研制舰载炮炮筒用钢时发明了可硬化的不锈钢，并发表了题为《耐蚀性取决于热处理和合金成分范围》的论文。从此可硬化的铁－铬－碳合金作为实用性的不锈钢而诞生了。这就是具有淬硬性的那一系列被称为“马氏体类不锈钢”的不锈钢。他们的研究结果表明，这种钢的成分范围是：C<0.70%，Cr=9-16%，其中0.35%C、13%Cr的钢主要用于制作刀具，即现在的3Cr13（AISI420）钢。1911年C.Dantsizen在从事电阻丝研究时研制了一种铬含量同Brearley钢相同。但碳含量较低并具有极低硬度的材料。1914年，他提出钢的成分范围应为：0.07～0.15%C、14～46%Cr，这是一种低碳铁素体Cr13系不锈钢，其成分与目前的1Cr13相似。1924年F.M.Beeket研制了一种含铬量更高（含25～27%Cr）的不锈钢，相当于目前的铁素体不锈耐酸钢（AISI446）。在此同时，与铬－铁系不锈钢组织完全不同的铁一铬－镍系不锈钢也得到了发展。1909～1912年，E.Maurez和B.Stauss在研究热电偶保护套管用钢时，对高铬钢及铬－镍钢进行了对比分析。结果在1912年将耐蚀性很高的铬－镍不锈钢商品化。他们将高铬的马氏体系不锈钢命名为“V1M”，而将奥氏体系的命名为“V2A”。后者就是今天的18－8型不锈钢的雏型，当时它的成分范围是：0.25%C，20%Cr和7%Ni。后来通过对V2A钢的耐蚀性、加工性和机械性能不断进行研究，使之发展成为现在的1Cr18Ni9（即304不锈钢）、1Cr18Ni9Ti钢。在1910～1914年，作为现代不锈钢基础的1Cr13～4Cr13，Cr17-Cr28，18－8等马氏体、铁素体和奥氏体不锈钢都先后问世，可以说经历了一百多年的研究，人类终于找到了具有工业实用性的不锈钢雏型。从此以后，不锈钢的研究只是在腐蚀理论方面不断深入，并按日益增多的使用要求，对成分作了适当调整，从而又发展了不少新的钢种，因此可以认为，不锈钢诞生于1910～1914年，而这以后的多年，只是在此基础上不断发展完善。