3）骨架强化；当钢具有高熔点相构成的骨架时，将具有很好的抗蠕变；4）定向凝固得到沿受力方向的柱状晶；33、炼钢的基本任务；1、将固体炉料（废钢、生铁等）熔化成钢液；2、将钢液中的Si、Mn、C及合金元素的含量，调；3、去除S、P，将其降至规定限度以下；4、去除非金属夹杂物和气体，以净化钢液；5、提高钢液温度至适当程度，保证浇注及铸件质量；34、碱性电弧炉氧化
3）骨架强化
当钢具有高熔点相构成的骨架时，将具有很好的抗蠕变的性能但造成脆性。例如：高Cr铸铁中的共晶碳化物Cr7C3相。
4）定向凝固得到沿受力方向的柱状晶。
33、炼钢的基本任务
1、将固体炉料（废钢、生铁等）熔化成钢液
2、将钢液中的Si、Mn、C及合金元素的含量，调整到规格范围。
3、去除S、P，将其降至规定限度以下。
4、去除非金属夹杂物和气体，以净化钢液。
5、提高钢液温度至适当程度，保证浇注及铸件质量。
34、碱性电弧炉氧化法炼钢
1）何为碱性电弧炉？（Arc furnace lined with basic refractories）
指炼钢过程中造碱性渣，因而炉衬为碱性的电弧炉。
２）何为氧化法？
指炼钢过程中，有意识地造成一个使钢水中的碳发生氧化的时期，达到去除气体和夹杂物，净化钢液的目的，的一种炼钢方法。
3）为何为最常用的电弧炉炼钢法？
由于我国的炼钢原料基本上不是稳定的低Ｓ低Ｐ的废钢（scrap），所以脱Ｓ、脱Ｐ是炼钢的基本任务之一，而唯有所造碱性渣的炉子才能完成这个任务，所以使之成为最常用的电弧炉炼钢法。而且只有这种方法才能达到此一炼钢的基本目的，这也使得碱性电弧炉氧化法炼钢成为最常用之电弧炉炼钢法。
35、炉渣的来源/形成及作用
炉渣是炼钢过程中自然产生和人为造成的，浮于钢水表面的，多种化合物（主要是氧化物）组成的液态物质。其来源：
①金属炉料中，si、Mn、Ｐ、Ｆe氧化烧损生成的氧化物。
②为使炉渣具备所需要的各种性质，而向炉内加入的各种造渣材料，如石灰、萤石、铁矿石等，它们是炉渣的定要来源（line fuiorsrar iror ore）
③被侵蚀、剥落下来的炉衬材料，主要是ＭgＯ等
④炉料带入的泥砂、锈蚀等，主要为ＳiO2、Al２o３等上述各种简单的氧化物，在高温电弧的作用下，成为液态的复合的氧化物，且因比重轻而浮于钢水表面，形成了炉渣。
炉渣的主要成分是：CaO、ＳiO2、FeO
其次是：ＭgO、ＭnO、Ｐ２Ｏ5及少量的碳化物等。
炉渣在炼钢中的重要作用：
①与钢液发生反应，使钢液脱［Ｐ］脱［Ｏ］脱［Ｓ］，是冶金反应的直接参加者。 ②保护钢液，减少氧化；
③保护钢液，减少吸气；
④保护钢液，减少降温。
36、炉渣的性质氧化性(及还原性)/碱度
炉渣的氧化性/还原性是就它对钢液的作用而言的.炼钢过程中，FeO同时溶解于炉渣和钢液之中，而且能够互相转移，逐渐趋向平衡。平衡时，“渣”、“液”中，FeO含量的比值： (FeO)/[FeＯ]＝ＬFeO称氧的平衡分配系数。
ＬFeO是温度的函数，在一定温度下是一个定值。如此，若(FeO)很多，则必然的钢液中转移，使钢液氧化（使Ｓi、Ｍn、Ｃ氧化、增加［FeO］），从而减少(FeO)，来达成平衡。由此，可以说：
①若炉渣中有足够的(FeO)，有向钢液供氧的作用，即有使钢液中元素氧化的作用（Ｃ、Ｓi、Ｍn、Ｆe）,则认为炉渣具有氧化性。
②若炉渣中(FeO)含量很低，则炉渣能从钢液态中抽取(FeO)，又若创造条件，不断使(FeO)还原，则(FeO)始终维持低水平，因此炉渣能不断地抽取钢液中的(FeO)，这种(FeO)含量始终处以低水平的炉渣为还原性炉渣，能不断从钢液中抽取(FeO)的炉渣。
所以炉渣的氧化性或还原性有一个重要的指标，即其(FeO)的含量：
(FeO)含量&１％
(FeO)含量可高达１０－３０％
碱度（indes of basicity）
以碱性氧化物与酸性氧化物的相对比例来表示，而CaＯ和ＳiＯ２分层两类氧化物之首；又两者的总量Ｑ占炉渣总重量的６０－７０％
所以，碱度通常为Ｒ＝ＣaＯ％／ＳiＯ２％
Ｒ&１为碱性渣
碱度何以是炉渣一个重要的化学性质？
因为它，决定了：①炉渣脱P，脱P能力的大小
②对炉衬侵蚀作用的大小
*碱度与氧化性无必然的联系
如R&1，但其(FeO)含量不在很大范围内变化。
炼钢中，可有碱性氧化性炉渣，也可有碱性还原性炉渣。
37、脱磷操作和基本原理
前述熔化期末加铁矿石，CaO和CaF2、造渣脱磷之后放掉全部的炉渣；氧化期开始，加铁矿石、CaO和C aF2造成新的碱性、氧化性的炉渣，即进入了氧化期的脱P操作。这时是氧化前期。这两次脱P的原理是一样的。
脱P是通过渣液界面上的反应而进行的，这个反应是放热反应：△H=-544310J
2[Fe2P]+5(FeO)+4(CaO) (CaO)4?P2O5+9[Fe]+Q
根据物理原理：有利于反应向右进行的条件，即应注意的操作事项为；
①提高反应的浓度，即提高（FeO）和（CaO）的含量，亦即造成碱性的强氧化性的炉渣。R约2.5为合适，过高反而降低脱磷效果。
②降低生成物的浓度，即降低磷酸钙在渣中的浓度。
a：造较多的渣量
b：边造渣，边流渣。降低炉渣的粘度，以利反应物和生成物在炉渣中的扩散，加CaF2（适当提高碱度）。
C：保持低温，为此脱P安排在熔化期和氧化前期。
38、“氧化脱碳”的目的、方法
①必要性：经熔化期和氧化前期的脱磷后，钢液中存在着许多固态非金属夹什物（SiO2、MnO、Al2O3等）和气体，必须清除。夹杂物尺寸很小，难以上浮入渣，处以悬浮状态。
气体以原子态溶解于钢液中，在炼钢温度下不会形成气泡逸出。
怎么办？“氧化脱碳”。
②原理：使钢液中的碳氧化，产生大量的CO气泡，向钢液表面运动（或者说使钢液沸腾），在这过程中由CO气泡将钢液中的夹杂物和气体带入炉渣和炉气中。
a、矿石脱碳
即向熔池中（钢液中）加入（铁矿石），产生FeO和O2 。Fe2O3加热后会逐级分解。
FeO+C→Fe+CO↑；
b、吹氧脱碳
2C+O2→2CO↑；2FeO+ O2→FeO；
FeO+C→Fe+CO↑
*比较起来，吹氧脱碳的速度快，熔池沸腾活跃，去气及夹杂物的效果好。
④氧化脱碳操作要点
a、必须在钢液温度高达一定值以后，才可进行操作。
b、必须有足够的脱碳量
这部分碳量在配料时要计入炉料的碳量，所以前面说过炉料的碳量应高于规格碳量的0.3%左右。
c、沸腾要有适当的强度――指单位时间里的脱碳量，或日脱碳速度，“微弱沸腾”或“大沸腾”均不可取。这实质上是脱碳问题：
“正常沸腾”是每分钟脱1-3个碳，即(0.01―0.03)%/分钟。为此要注意加矿的批量，和吹氧压力等因素。
d、后期要有5-15min的“净沸腾”。
即应在停止供氧（不加矿石、不吹氧）的条件下，使钢液依靠本身含有的[FeO]，沸腾
一段时间，称为“净沸腾”。
从时间上看：净沸腾为加完最后一锹矿石，或拔出吹氧管算起的沸腾。
其目的是减少“氧化脱C”时，在钢液中产生的大量的[FeO]。
e、进入还原期的准备工作
(a)“净沸腾”后，取样分析C、P、S、Mn（可谓钢样②）其中，C、P是关键。
这时的C、称“吹氧终点C”，应比规格C量低0.04～0.09%，因为此后还原期略有增C（主要由还原剂C粉引起）。
这时的P称“氧化末期除渣P”，必须达标，因为此后炉渣性质和温度发生改变，再无脱P的机会。
*S、Mn如何，不是进入还原期的条件，但是还原期操作的参与。
b、放渣，氧化末期的炉渣氧化性，且含磷，是还原期所不需要的，所以必须放掉。
39、钢液脱氧原理、方法（优缺点）
凡对氧的亲和力大于“铁-氧”亲和力的元素，都有脱氧能力，通常选用的是：Mn、C、Si、Al（价格便宜等因素所决定）
→脱氧能力（P236 Fig9-10）
当几种元素都使用时，要按脱氧能力大小，同小到大依次用之。
a．沉淀脱氧
原理示意图：
将脱氧剂直接加在钢液中，使之直接与钢液中[FeO]作用而脱氧。
优点：脱氧速度快
缺点：产物（MnO、SiO2、Al2O3）易留在钢液中，降低钢的质量。因为此时已无沸腾除之。
b．扩散脱氧
原理示意图：(将脱氧剂加入炉渣中……)
优点：脱氧产物（MeO）在炉渣中，钢液质量高。
缺点：脱氧速度慢，时间长。
c．综合脱氧法（既保证钢的质量，又不使冶炼时间过长）
如：用Mn（锰铁）进行沉淀脱氧。
用C（碳粉）和Si（硅铁粉）进行扩散脱氧
用Al作沉淀脱氧。
40、合金钢冶炼要点
1、合金元素的适宜加入时间，大多数以铁合金及回炉料形式加入少数如Cu、Ni以纯金属加入 。
(1)不易氧化的元素，如Ni、Mo在装料时加入。
(2)氧化较轻的元素，如Cu在溶化期末或氧化期初加入*(1)、(2)可依靠氧化脱C，清除气体和夹杂物。
(3)易于氧化的元素应在还原期加入，且越易氧化元素越应在脱氧良好，即还原后期加入，以提高收得率及钢水质量。
2、合金元素的收得率参考教材P239表9-2
41、钢液炉外精炼的作用
1） 提高钢的纯净度；
2） 减少合金元素的烧损；
3） 冶炼超低碳的钢
42、氩氧脱碳AOD的基本原理
在普通电弧炉炼钢中，吹氧脱C不明目的，而是手段，是去除气体和非金属夹杂物的手段，但客观上吹氧也起了脱C的作用。当需要熔炼低碳超低碳钢时，吹氧脱C则成为目的。
但是在普通的炼钢条件下，能否达到这种目的呢？也就是当需要熔炼低碳或超低碳钢时，能否把吹氧作为一种手段来降低钢液中的碳量呢？因为钢液中吹氧脱碳反应为：
[FeO]+[C]→CO↑+[Fe]
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F=(1-ωC/0.77)×100% 例：含碳量为0.25%碳钢 P=0.25/0.77×100%=32%；F=(1-0.25/0.77)×100%=68%
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