脫氧是保證鋼錠和鋼材質(zhì)量的一項(xiàng)重要操作。煉鋼是一個(gè)氧化精煉過程，鋼液中不可避免地溶有一定量的氧。1600時(shí)，氧在鋼液中的溶解度可達(dá)0.23％（見Fe-O狀態(tài)圖）。氧化精煉末期，鋼液含氧量依煉鋼方法、鋼種規(guī)格而有所不同，一般約在0.02～0.08％范圍內(nèi)，而氧在固態(tài)鐵中的溶解度卻很低(例如在[kg2]-Fe[kg2]中溶解度最大為0.0082％)。在鋼液凝固過程中,氧以FeO形態(tài)析出,分布在晶界上,降低鋼的塑性。晶界上的FeO和FeS還會(huì)形成低熔點(diǎn)(910)物質(zhì)，使鋼在熱加工時(shí)發(fā)生熱脆。未充分脫氧的鋼液在鋼錠模內(nèi)凝固過程中，由于固體鋼中溶解的氧很低，氧在鋼液內(nèi)逐漸富集，超過碳氧平衡值的過剩氧將與碳繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，生成CO氣體，使鋼錠內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生“冒漲”現(xiàn)象。因此，在煉鋼的最后階段必須脫氧。方法主要有三種：沉淀脫氧，擴(kuò)散脫氧和真空脫氧。
沉淀脫氧向鋼液中加入對(duì)氧親合力比鐵大的元素（脫氧劑），使之與鋼中溶解的氧結(jié)合成不溶于鋼液的氧化物或復(fù)合氧化物而析出，其反應(yīng)是：
[160-01](1)式中[kg2][M]、[O]分別代表溶于鋼中的脫氧元素和氧；、分別代表鋼中[M]和[O][kg2]的活度；是脫氧反應(yīng)的平衡常數(shù)，其倒數(shù)稱為脫氧常數(shù)，值越小，則該元素的脫氧能力越強(qiáng)。各元素的脫氧常數(shù)見表[各元素的脫氧反應(yīng)及脫氧常數(shù)]。各元素脫氧能力由強(qiáng)到弱的順序是：鈰、鋯、鋁、鈦、硼、硅、碳、釩、錳、鉻。生產(chǎn)中多采用比較便宜的錳、硅、鋁作脫氧劑。并且以其鐵合金（如錳鐵、硅鐵）的形式加入鋼中。
沉淀脫氧產(chǎn)物如不及時(shí)排除，就會(huì)成為固態(tài)鋼中的非金屬夾雜物，影響鋼的質(zhì)量。脫氧產(chǎn)物的密度（一般為3～5克/厘米）比鋼液(7.1克／厘米)小，可以上浮排除，其上浮速度(厘米/秒)可按斯托克斯(Stokes)公式近似求得：
[160-02](2)式中為重力加速度（981厘米／秒）；為鋼液的粘度（泊）;為脫氧產(chǎn)物的半徑（厘米）；[160-100]、[160-101]分別為鋼液和脫氧產(chǎn)物的密度(克／厘米)。由(2)式可知，半徑增大,上浮速度明顯增大。如果采用“復(fù)合脫氧劑”如Si-Mn、Si-Ca、Si-Mn-Al、Mn-Si-Ca等來脫氧，脫氧產(chǎn)物將是這些元素氧化物的混合體，其熔點(diǎn)比單一元素氧化物的熔點(diǎn)更低，易于聚合成大顆粒，可更快地上浮排除。在生產(chǎn)上已經(jīng)采用這些復(fù)合脫氧劑。
70年代以來發(fā)展的用噴槍通過載氣（氬或氮）將粉狀脫氧劑（如鈣、鎂、稀土金屬、鋁、硅鐵等）直接引入鋼液的方法,可使氧脫除到更低水平(ppm量級(jí))。吹入的鈣（沸點(diǎn)約1484）在煉鋼溫度下變成氣泡上升，在氣泡－鋼液界面上亦發(fā)生脫氧反應(yīng)。這種脫氧又稱為噴粉脫氧，其實(shí)質(zhì)仍然屬于沉淀脫氧（見噴射冶金）。
擴(kuò)散脫氧在電弧爐煉鋼還原期，渣中含[kg2]FeO[kg2]很少，鋼液中的氧會(huì)按下列反應(yīng)進(jìn)入渣中：
[160-03]這稱為擴(kuò)散脫氧。要使擴(kuò)散脫氧不斷進(jìn)行，就要分期分批向渣中加入脫氧劑（常用硅鐵粉、碳粉、電石粉，某些合金鋼還用鋁粉、硅鈣粉等強(qiáng)脫氧劑）使渣中保持很低的[kg2]FeO[kg2]含量。擴(kuò)散脫氧的產(chǎn)物不沾污鋼液，因而是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼中較好的脫氧方法。其缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢，需時(shí)間較長(zhǎng)，致使?fàn)t襯受高溫爐渣侵蝕較嚴(yán)重。
以上兩種脫氧方法各有利弊，為充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)，還廣泛采用沉淀與擴(kuò)散綜合脫氧。即在電爐還原期之初，先用沉淀脫氧迅速減少鋼液中氧含量。當(dāng)稀薄渣形成后,再用擴(kuò)散脫氧。在擴(kuò)散脫氧期間,沉淀脫氧產(chǎn)物有充分時(shí)間上浮，最后在還原期末再插鋁脫氧。這樣既可提高鋼的質(zhì)量，又縮短了冶煉時(shí)間。
真空脫氧是在低壓下使鋼液中碳氧反應(yīng)更加完全而進(jìn)行的脫氧反應(yīng)：
[161-01]溫度一定時(shí),在真空下，降低，則[％C][％O]積亦降低，碳的脫氧能力增強(qiáng)。真空脫氧實(shí)際上是低壓下用鋼液中含有的碳脫氧。其優(yōu)點(diǎn)是：脫氧產(chǎn)物是氣體，不會(huì)形成非金屬夾雜物，CO氣泡上浮，攪拌熔池，有利于去氮去氫。在常壓下不能再進(jìn)行碳氧反應(yīng)的鋼水，在真空下則可繼續(xù)進(jìn)行碳氧反應(yīng)，使氧減少到更低的數(shù)值，而碳的減少值則為氧的下降值的3／4。真空脫氧在真空熔煉或鋼液真空處理過程中進(jìn)行。
爐外精煉用氬氣吹入鋼包使鋼液脫氧、脫碳、除氣及去夾雜物的工藝，是由于氬氣泡中CO分壓極低，促使碳氧反應(yīng)進(jìn)行得更完全，因而也能起到與真空脫氧相類似的作用（見真空冶金）。
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