半镇静钢（脱氧较完全的钢）

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更新时间：2023-05-20
半镇静钢
脱氧较完全的钢
半镇静钢为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，在冶炼操作上较难掌握，但是碳素钢中此类钢是值得提倡和发展的。
基本信息
外文名
semi-killed steel
学科
冶金工程
领域
冶炼
钢含碳量
低于0.25%的
低碳钢
特性
半镇静钢的钢水含氧量接近或略高于与碳平衡的含量，通常在(40～80)×10-6范围内。浇注过程中一般不析出气体，只在注毕后排出少量气体，在模内发生短时间的微弱沸腾。残留于钢锭中的气泡容积大体上抵消钢的冷凝收缩，无集中缩孔，且形成微凸的顶部。故半镇静钢又称为“平衡钢”。半镇静钢钢锭的结构与沸腾钢钢锭相似，而性能却与镇静钢钢锭相近，成分偏析小，综合机械性能好。
用半镇静钢代替镇静钢，由于切头减少，成坯率可提高7％～10％，还可以节约脱氧用硅铁和铝1／2～1／3。由于它的偏析较小和轧制废品少，成材率可接近沸腾钢，钢材性能却比沸腾钢好。而且半镇静钢钢锭浇注无需强制封顶，又特别适宜于快速上注，使铸锭生产能力比沸腾钢更高。半镇静钢的含碳量和含锰量也没有严格限制([c]可为0．05％～0．90％，[Mn]可为0．25％～1．70％，[Si]<0．12‰)，还允许含有一定量的合金元素，(如Nb、Cu等)，因而可浇铸的钢种多。
历史发展
在20世纪中叶，半镇静钢的应用达到高峰。世界上一些主要产钢国家(苏、美、英、日等)的半镇静钢产量约占其钢产量的10％～30％，大批生产普通碳素钢和普通低合金钢等三四十个钢种，轧成型、板管、线等各种钢材，应用于建筑、机械、造船、石油等]2部门。中国武汉钢铁公司、包头钢铁公司、宝山钢铁(集团)公司曾批量生产B4b、B5b、16Nbcub、18Nbb等10余个钢种用于轧制型钢及中厚板。70年代后，随着连续铸钢的迅速取代模铸，半镇静钢的产量大幅度减少。半镇静钢生产的主要难度是对钢水的脱氧和脱气程度的严格要求。钢水含氧量必须稳定地控制在很窄的范围内，要求波动值<5×10。半镇静钢的成分偏析虽比沸腾钢减轻很多，但仍比镇静钢严重，钢中硅酸盐夹杂物也较多。因此，半镇静钢一般不适于重要用途。
结构特点
半镇静钢钢锭结构介于镇静钢钢锭和沸腾钢钢锭之间，包括偏镇静型、平衡型、偏沸腾型等一系列不同的类型，如图所示。图中b，c为平衡型即典型的半镇静钢钢锭结构示意。钢锭下半部因钢水静压力较大抑制了[c]一[O]反应，结构敛密，没有气泡；而在钢锭上部由于钢水静压力减小，[c]一[o]反应得以进行，在无气泡皮层之后形成较窄的蜂窝气泡(或皮下气泡)带；钢锭头部中心分布有一些大小不一的气泡，头部略微上涨。这类钢锭轧后铜坯表面质量良好，成坯率高，成分偏析也较小。但适宜的氧含量范围很窄，脱氧控制较难。若钢水脱氧不足，钢锭头部将上涨，蜂窝气泡带宽度和分布高度增加，无气泡皮层减薄；若脱氧稍过度，顶面将下陷，头部出现较深的缩孔。这两种情况都将使成坯率降低。
钢水的脱氧程度有意控制强些，浇注时只在钢锭上部形成部分气泡，但又不足以补偿钢水全部的冷凝收缩，因而形成不同程度的缩孔。这类钢锭成分偏析比平衡型钢锭还小，轧后钢坯表面质量也好，但须切出集中缩孔部分，成坯率有所降低，主要适用于代替镇静钢使用的中、高碳下注的半镇静钢钢锭。
钢水脱氧有意控制不足，在浇注过程中加适量铝调整。钢锭结构与沸腾不良的沸腾钢钢锭相近，没有缩孔，头部稍有上涨，钢锭表层白上至下都有气泡，无气泡皮层很薄。这类半镇静钢美国生产较多，绝大多数采用上注，钢坯采用自动火焰表面清理，保证钢坯表面质量。这类钢锭结构适用于代替沸腾钢使用的微碳或低碳半镇静钢，生产工艺简单．成分偏析小，成坯率也较高。