概述

由半脫氧鋼水澆注的鋼錠。半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間，鋼水含氧量接近或略高于與碳平衡的含量，通常在(40～80)×10-6范圍內(nèi)。澆注過程中一般不析出氣體，只在注畢后排出少量氣體，在模內(nèi)發(fā)生短時間的微弱沸騰。殘留于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(zhèn)靜鋼又稱為“平衡鋼”。半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠的結(jié)構(gòu)與沸騰鋼鋼錠相似，而性能卻與鎮(zhèn)靜鋼鋼錠相近，成分偏析小，綜合機械性能好。用半鎮(zhèn)靜鋼代替鎮(zhèn)靜鋼，由于切頭減少，成坯率可提高7％～10％，還可以節(jié)約脫氧用硅鐵和鋁1／2～1／3。由于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(zhèn)靜鋼鋼錠澆注無需強制封頂，又特別適宜于快速上注，使鑄錠生產(chǎn)能力比沸騰鋼更高。半鎮(zhèn)靜鋼的含碳量和含錳量也沒有嚴(yán)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(jì)中葉，半鎮(zhèn)靜鋼的應(yīng)用達(dá)到高峰。世界上一些主要產(chǎn)鋼國家(蘇、美、英、日等)的半鎮(zhèn)靜鋼產(chǎn)量約占其鋼產(chǎn)量的10％～30％，大批生產(chǎn)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，應(yīng)用于建筑、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(tuán))公司曾批量生產(chǎn)B4b、B5b、16Nbcub、18Nbb等10余個鋼種用于軋制型鋼及中厚板。70年代后，隨著連續(xù)鑄鋼的迅速取代模鑄，半鎮(zhèn)靜鋼的產(chǎn)量大幅度減少。半鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)的主要難度是對鋼水的脫氧和脫氣程度的嚴(yán)格要求。鋼水含氧量必須穩(wěn)定地控制在很窄的范圍內(nèi)，要求波動值<5×10。半鎮(zhèn)靜鋼的成分偏析雖比沸騰鋼減輕很多，但仍比鎮(zhèn)靜鋼嚴(yán)重，鋼中硅酸鹽夾雜物也較多。因此，半鎮(zhèn)靜鋼一般不適于重要用途。

結(jié)構(gòu)特點

半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠結(jié)構(gòu)介于鎮(zhèn)靜鋼鋼錠和沸騰鋼鋼錠之間，包括偏鎮(zhèn)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(zhèn)靜鋼鋼錠結(jié)構(gòu)示意。鋼錠下半部因鋼水靜壓力較大抑制了[c]一[O]反應(yīng)，結(jié)構(gòu)斂密，沒有氣泡；而在鋼錠上部由于鋼水靜壓力減小，[c]一[o]反應(yīng)得以進(jìn)行，在無氣泡皮層之后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。這類鋼錠軋后銅坯表面質(zhì)量良好，成坯率高，成分偏析也較小。但適宜的氧含量范圍很窄，脫氧控制較難。若鋼水脫氧不足，鋼錠頭部將上漲，蜂窩氣泡帶寬度和分布高度增加，無氣泡皮層減?。蝗裘撗跎赃^度，頂面將下陷，頭部出現(xiàn)較深的縮孔。這兩種情況都將使成坯率降低。圖。為偏鎮(zhèn)靜型半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠結(jié)構(gòu)示意圖。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，軋后鋼坯表面質(zhì)量也好，但須切出集中縮孔部分，成坯率有所降低，主要適用于代替鎮(zhèn)靜鋼使用的中、高碳下注的半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠。圖中d為偏沸騰型半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠結(jié)構(gòu)示意。鋼水脫氧有意控制不足，在澆注過程中加適量鋁調(diào)整。鋼錠結(jié)構(gòu)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(zhèn)靜鋼美國生產(chǎn)較多，絕大多數(shù)采用上注，鋼坯采用自動火焰表面清理，保證鋼坯表面質(zhì)量。這類鋼錠結(jié)構(gòu)適用于代替沸騰鋼使用的微碳或低碳半鎮(zhèn)靜鋼，生產(chǎn)工藝簡單．成分偏析小，成坯率也較高。