aluminium bullet shooting

住友金屬于1972年開發的鋁彈投射法（ABS法，Aluminum Bullets Shooting Method)，這一方法使用彈狀物來代替線狀物。對鋁彈給予一定的速度，打入到鋼水深處，使鋁在鋼水中熔化。經過鋁和氧氣的氧化反應，達到脫氧的效果。最后會在鋼水中生成氧化鋁（Al2O3）。

ABS法鋁的收得率高，而濃度分散程度減小。

已脫氧的鋼

鋁脫氧的鋼中存在的氧化鋁夾雜物多數熔點很高，在連鑄溫度下呈固態，很容易在中間包水口處聚積引起堵塞。而且殘留在鋼中的Al2O3夾雜物與鋼的基體相比呈硬脆性，在軋制過程很容易被破碎并且延軋制方向連續分布，從而造成嚴重的缺陷。Al2O3系夾雜物的密度比鋼液密度小，如果能夠控制鋁脫氧產物的形態使其在煉鋼連鑄溫度下呈液態，就可以使大量的這類脫氧產物在進入中間包之前從鋼液中上浮去除，不僅可以減輕中間包水口堵塞問題保證連鑄順利進行，而且可以增加鋼的清潔度、改善鋼的質量。這就是鈣處理的范疇。

鈣處理是在鋼液中加入鈣使其與鋼中鋁氧化物形成CaO-Al2O3系化合物，從而達到了對Al2O3夾雜物的改性。

鈣處理涉及以下工藝：

1 喂線（絲）前S含量的控制要求

在鋼包爐精煉過程中，對鋼水進行喂Ca線處理具體按如下要求進行控制：w[S]t鋼加入CaSi線，w[S]>0.005%時按700g/t鋼加入CaSi線。 一般來說進行鈣處理之前應該把硫脫到0.01%以下，否則對鈣的消耗較大，同時也會生成較多的高熔點的硫化鈣。

2 喂線（絲）前吹氬及吹氬量

LF內吹氬，主要目的是促進鋼液的脫氧、脫硫、均勻鋼水成分和溫度，促使鋼中夾雜物上浮。但如果設計不合理，操作不當，不僅達不到效果，反而會帶來負面影響。如噴吹氣量較小或噴嘴位置設計不合理，鋼的攪拌效果差，反應動力學條件不好，會達不到理想精煉效果；噴吹氣量過大，易造成鋼液面裸露，也極易形成卷渣，同時也增加氬氣的消耗和成本。喂線（絲）的位置、深度、速度及喂線（絲）時的吹氬合理強度控制。

脫氧的兩種最基本的方法是沉淀脫氧法和擴散脫氧法。

沉淀脫氧原理 沉淀脫氧也稱直接脫氧，將與氧的親和力強于鐵的元素以鐵合金或金屬塊等形式直接加到鋼液中，與氧生成不溶于鋼液的沉淀析出物M_xO_y，一般M_xO_y的密度小于鋼液的密度，而可上浮排除。鋼液中元素沉淀脫氧反應式一般為aM_xO_y為脫氧產物的活度；aM為脫氧元素的活度；a為溶解氧的活度。當脫氧產物為純氧化物或呈飽和狀態時，aM_xO_y=1。所以，取其倒數K=1/KM=[aM]x[ao]y，叫做脫氧常數，用以判斷元素的脫氧能力。在一定溫度、一定濃度，某一元素的脫氧常數K值越小，與該元素平衡的氧含量便越低，則該元素的脫氧能力就越強。各種元素脫氧能力的測定，現多采用固體電解質定氧探頭進行電動勢法測定，1600℃時鐵液中各種元素的脫氧能力。當元素含量為0.1%時，各種元素的脫氧能力由強到弱的順序是：Al，Ti，B，Si，C，V，cr，Mn。脫氧元素含量升高時，與之平衡的氧含量下降；但脫氧元素含量達到某一數值后，隨著脫氧元素含量升高，相應的平衡氧含量反而增加。而且脫氧能力越強的元素，其平衡氧含量增高的臨界含量(轉折點)越低。在不同溫度下，與不同元素含量相平衡的氧含量，可利用表1數據進行計算。從脫氧常數K與溫度丁的關系式可知，升高溫度則脫氧常數K值增大，即升高溫度脫氧時，平衡向左移動；而降低溫度時，平衡向右移動。這意味著當鋼液溫度降低時(在鋼液凝固時)，脫氧反應將繼續進行，并形成新的脫氧產物，而它們往往來不及從鋼中排除出去。因此，在鋼脫氧時應加入適量脫氧劑，使鋼液中殘余氧量立即降到相當低的水平，以減少凝固降溫時脫氧產物的生成。

擴散脫氧是利用熔渣使鋼液脫氧，脫氧反應發生在鋼液一熔渣界面上。

如向熔渣內加入強脫氧劑（如硅鐵粉、炭粉、電石粉或鋁粉、

擴散脫氧可在能形成還原氣氛的電爐內進行，這樣渣中的(

但是，在一般電爐內進行擴散脫氧有某些重大缺點。由于鋼液一熔渣的比表面小及熔池的攪拌作用弱，鋼液中氧的擴散緩慢，脫氧過程的速率很低，而且爐襯受到高溫爐渣的侵蝕嚴重。由于這些原因，擴散脫氧僅在盛鋼桶內用

在煉鋼和鑄造過程中降低鋼中氧含量的反應。是保證鋼錠(坯)和鋼材質量的重要工藝環節。在鋼液中氧以溶解形式([O])或非金屬夾雜物形式(MxOy)存在。在吹氧煉鋼過程中，隨著雜質含量的降低，鋼液中[O]含量升高。如果將未經脫氧的鋼液出爐澆注，則鋼液中溶解的氧在冷凝過程就要與碳反應，析出Co氣泡而發生沸騰；隨脫氧的程度不同，析出氣體的特性有著顯著的差異。經充分脫氧的鋼液，在冷凝過程中沒有Co析出，不發生沸騰，是平靜的，故稱鎮靜鋼；輕度脫氧的鋼液，在冷凝過程中碳氧發生反應，析出Co，有明顯的沸騰現象，此為沸騰鋼；部分脫氧的鋼液，在凝固一段時間后，剩余的氧與碳反應，產生短時間的沸騰，則為半鎮靜鋼。圖1表示脫氧程度不同的鋼中氧含量范圍。沸騰鋼脫氧，即輕度脫氧，只使鋼液中氧含量稍許下降，但仍超過與碳平衡所需的含量。半鎮靜鋼脫氧，即部分脫氧，大致可使鋼的氧含量達到與碳平衡的含量，故又稱為平衡鋼。鎮靜鋼脫氧，亦即充分脫氧使鋼的氧含量大大低于與碳平衡的含量。鋼液脫氧雖降低[O]的含量，但若不使脫氧產物MxO_y上浮排除出去，而殘留在鋼液中形成鋼中非金屬夾雜物，則影響鋼的質量；所以，脫氧時要盡可能排除脫氧產物。因此，脫氧就是要降低鋼中總氧量乏∑O(∑O=[O] O_MxO_y)。但不管煉鋼技術如何發展、改進，鋼中總還殘留有夾雜物。所以脫氧時還要控制殘留夾雜物的形態、大小和分布，以保證鋼的各項性能(見鋼中非金屬夾雜物)。

脫氧程度不同的鋼中含氧量范圍：

1一鎮靜鋼；2一半鎮靜鋼；3一沸騰鋼；4一脫氧前一般含氧范圍；5一氧與碳的平衡曲線。

脫氧得當還可保證鋼的晶粒度。鋼中單獨加入或復合加入鋁、釩、鈦、鋯，則使奧氏體晶粒粗化溫度升高。脫氧時，這些元素除生成氧化物外，還生成氮化物；而釩、鈦、鈮、鋯還會生成碳化物。這三種化合物的粒子都可阻止晶粒長大，其中碳化物最為有效，而氮化鋁比氧化鋁有效。鋁是強脫氧劑又是最常用的晶粒細化劑，所以細晶粒鋼只能是鎮靜鋼，而沸騰鋼和半鎮靜鋼只能是粗晶粒鋼。但半鎮靜鋼加少量鈮、釩可得到細晶粒鋼。鋼的脫氧工藝通常要與鋼的合金化相配合。二者配合得當，則有利于準確控制成分，提高合金元素的收得率。