鋼框架梁柱連接節(jié)點構(gòu)造及鋼鐵冶金學(xué)煉鋼部分總結(jié)(知識點)

鋼框架梁柱連接節(jié)點構(gòu)造，圖文并茂

2015-11-2709:41

專業(yè)分類：建筑結(jié)構(gòu)

瀏覽數(shù)：237591.梁與柱的連接1.1梁與柱剛性連接的構(gòu)造，形式有三種。

（1）梁翼緣、腹板與柱均為全熔透焊接，即全焊接節(jié)點；（2）梁翼緣與柱全熔透焊接，梁腹板與柱螺栓連接，即栓焊混合節(jié)點；（3）梁翼緣、腹板與柱均為螺栓連接，即全栓接節(jié)點；<imgdata-s="300,640"data-ratio="0.3426124197002141"data-w="467"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/45/0939452pvbdcbox6fb54ce.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;font-family:微軟雅黑;font-weight:bold;line-height:1.75em;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>上圖為三種梁柱剛性連接節(jié)點1.2梁與柱剛性連接的構(gòu)造

（1）工字形梁與工字形柱或箱形柱剛性連接的細(xì)部構(gòu)造:<imgdata-s="300,640"data-ratio="0.39863325740318906"data-w="439"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/45/093945emkspzjfcvapoeac.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>上圖為梁與柱剛性連接細(xì)部構(gòu)造（2）工字形柱和箱形柱通過帶懸臂梁段與框架梁連接時，構(gòu)造措施有兩種：a、懸臂梁與梁栓焊混合節(jié)點；b、懸臂梁與梁全栓接節(jié)點。<imgdata-s="300,640"data-ratio="0.30155210643015523"data-w="451"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/46/093946ii2jrocimmarktg5.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>上圖為柱帶懸臂梁段與梁連接梁與柱剛性連接時，按抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，柱在梁翼緣上下各500mm的節(jié)點范圍內(nèi)，柱翼緣與柱腹板間或箱形柱壁板間的組合焊縫，應(yīng)采用全熔透坡口焊縫。1.3改進梁與柱剛性連接抗震性能的構(gòu)造措施對于有抗震性能要求的梁柱剛性連接，在遭遇罕見強烈地震時，應(yīng)在構(gòu)造上保證鋼梁破壞先于節(jié)點破壞，保證梁柱節(jié)點的安全，即“強柱弱梁、強節(jié)點弱構(gòu)件”的設(shè)計原則。（1）骨形連接

骨形連接是通過削弱鋼梁來保護梁柱節(jié)點。這種骨形連接在日本比較流行。<imgdata-s="300,640"data-ratio="0.9142857142857143"data-w="245"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/46/093946gjalaxhspk7pj5ri.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>上圖為骨形連接

（2）楔形蓋板連接在不降低梁的強度和剛度的前提下，通過梁端翼緣加焊楔形蓋板，增強梁柱節(jié)點<imgsrc="/album/201511/27/46/093946xpulivmt4tjug15q.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/><imgdata-s="300,640"data-type="jpeg"data-ratio="0.7126948775055679"data-w="449"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/47/093947e15tns9hv3cxltck.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/><imgsrc="/album/201511/27/47/093947555dvd8zfuesalol.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>上圖為幾種常見的梁端翼緣加焊楔形蓋板做法（３）外連式加勁板連接對于箱型或圓形截面柱與梁剛性連接，除了采用骨形連接、楔形蓋板之外，還可采用外連式加勁板連接，節(jié)點強度明顯大于鋼梁強度。1.4工字形截面柱在弱軸與主梁剛性連接當(dāng)工字形截面柱在弱軸方向與主梁剛性連接時，應(yīng)在主梁翼緣對應(yīng)位置設(shè)置柱水平加勁肋，在梁高范圍內(nèi)設(shè)置柱的豎向連接板，其厚度應(yīng)分別與梁翼緣和腹板厚度相同。柱水平加勁肋與柱翼緣和腹板均為全熔透坡口焊縫，豎向連接板與柱腹板連接為角焊縫。主梁與柱的現(xiàn)場連接如圖所示。

<imgsrc="/album/201511/27/47/093947gwubuselcuzlljpd.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/><imgsrc="/album/201511/27/48/093948nymcfox30jvdhohe.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>上圖為工字形柱弱軸與主梁剛性連接1.5梁柱節(jié)點域的加強工字形

由上下水平加勁肋和柱翼緣所包圍的柱腹板簡稱為節(jié)點域。在周邊彎矩和剪力的作用下，當(dāng)節(jié)點域的厚度不滿足規(guī)范公式的計算要求時，應(yīng)將節(jié)點域的柱腹板局部加厚或加焊貼板。<imgdata-s="300,640"data-type="jpeg"data-ratio="1.0991379310344827"data-w="232"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/48/093948tperg0oau5kyd7th.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>上圖為節(jié)點域周邊的內(nèi)力

<imgdata-s="300,640"data-type="jpeg"data-ratio="1.7537313432835822"data-w="134"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/49/0939498llfnwoh2zzgqxz4.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>

上圖為節(jié)點域的加厚1.6梁與柱的鉸接連接

梁與柱的鉸接連接分為：僅梁腹板連接、僅梁翼緣連接：<imgsrc="/album/201511/27/49/0939495eulq9qcez5ghhh0.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/><imgsrc="/album/201511/27/49/093949nrtpnzr2kyh5wjii.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/><imgsrc="/album/201511/27/50/093950ws7l3waq88nvx6zx.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/><imgsrc="/album/201511/27/50/093950tlh5j4bhwer1lnme.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>1.7不等高梁柱連接當(dāng)柱兩側(cè)的梁不等高時，應(yīng)按兩側(cè)梁的高差分別考慮。當(dāng)梁高差大于150mm時，應(yīng)在兩側(cè)梁翼緣高度的分別設(shè)置加勁板；當(dāng)梁高差小于150mm時，應(yīng)將梁高較小的梁端做成變截面，變截面坡度小于1：3，或者設(shè)置傾斜的加勁板。<imgsrc="/album/201511/27/51/093951uipbcjrkeasuckjy.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>上圖為不等高梁柱連接節(jié)點2.各種截面柱的拼接連接

2.1

工字形截面柱的拼接接頭

柱的拼接節(jié)點一般都是剛接節(jié)點，柱拼接接頭應(yīng)位于框架節(jié)點塑性區(qū)以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右?？紤]運輸方便及吊裝條件等因素，柱的安裝單元一般采用兩層或三層一根，長度12m以下。根據(jù)設(shè)計和施工的具體條件，柱的拼接可采取焊接或高強度螺栓連接。非抗震設(shè)計時的焊縫連接，可采用部分熔透焊縫，坡口焊縫的有效深度不宜小于板厚度的1/2。有抗震設(shè)防要求的焊縫連接，應(yīng)采用全熔透坡口焊縫。翼緣一般為全熔透坡口焊接，腹板可為高強度螺栓連接，當(dāng)柱腹板采用焊接時，上柱腹板開K形坡口，要求焊透。箱形截面柱的拼接接頭應(yīng)全部采用焊接，為便于全截面熔透。<imgdata-s="300,640"data-ratio="0.6428571428571429"data-w="336"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/51/093951i8lkmm7zfc2ydiy4.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>栓焊

全焊<imgdata-s="300,640"data-ratio="1.0267379679144386"data-w="187"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/51/093951w29hbimxsqygwztw.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>２.2箱形柱的焊接接頭高層鋼結(jié)構(gòu)中的箱形柱與下部型鋼混凝土中的十字形柱相連時，應(yīng)考慮截面形式變化處力的傳遞平順。箱形柱的一部分力應(yīng)通過栓釘傳遞給混凝土，另一部分力傳遞給下面的十字形柱，如下圖所示。兩種截面的連接處，十字形柱的腹板應(yīng)伸入箱形柱內(nèi)，形成兩種截面的過渡段。伸入長度應(yīng)不小于柱寬加200mm，即L≥B+200mm，過渡段截面呈田字形。過渡段在主梁下并靠緊主梁。兩種截面的接頭處上下均應(yīng)設(shè)置焊接栓釘，栓釘?shù)拈g距和列距在過渡段內(nèi)宜采用150mm，不大于200mm，沿十字形柱全高不大于300mm。型鋼混凝土中十字形柱的拼接接頭，因十字形截面中的腹板采用高強度螺栓連接施工比較困難，翼緣和腹板均宜采用焊接。<imgsrc="/album/201511/27/52/093952w9ag8xh0lfkaimgw.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>

<imgsrc="/album/201511/27/52/0939521puihmekmqsvha3w.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>

２.3變截面柱的拼接

柱需要變截面時，一般采用柱截面高度不變，僅改變翼緣厚度的方法。若需要改變柱截面高度時，柱的變截面段應(yīng)由工廠完成，并盡量避開梁柱連接節(jié)點。對邊柱可采用有偏心的做法，不影響掛外墻板，但應(yīng)考慮上下柱偏心產(chǎn)生的附加彎矩，對中柱可采用無偏心的做法。柱的變截面處均應(yīng)設(shè)置水平加勁肋或橫隔板。<imgsrc="/album/201511/27/52/093952jja8bpegqp9rvce9.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>

上圖是變截面工字形柱的拼接對于小截面的軋制方管或圓管，還可采用貫通式水平加勁隔板拼接，如下圖所示。<imgdata-s="300,640"data-type="jpeg"data-ratio="1.8448687350835322"data-w="419"width="auto"_width="auto"src="/album/201511/27/53/093953c3w9u0ev2dbyiihk.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;line-height:1.75em;width:auto!important;visibility:visible!important;"/>3.各種截面梁的拼接連接

主梁的工地拼接主要用于梁與柱全焊接節(jié)點的柱外懸臂梁段與中間梁段的連接，其次為框筒結(jié)構(gòu)密排柱間梁的連接，其拼接形式有：栓焊連接、全栓接、全焊接。<imgsrc="/album/201511/27/53/093953mp5x09dnozwwqpzt.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>4.次梁與主梁的連接次梁與主梁的連接通常設(shè)計為鉸接，主梁作為次梁的支座，次梁可視作簡支梁。其拼接形式如下圖所示，次梁腹板與主梁的豎向加勁板用高強度螺栓連接（圖a、b），當(dāng)次梁內(nèi)力和截面較小時，也可直接與主梁腹板連接（圖c）。

<imgsrc="/album/201511/27/54/093954q5z5ataefjs3aflo.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>

當(dāng)次梁跨數(shù)較多，跨度、荷載較大時，次梁與主梁的連接宜設(shè)計為剛接，此時次梁可視作連續(xù)梁，這樣可以減少次梁的撓度，節(jié)約鋼材。次梁與主梁的剛接形式如下圖所示。<imgsrc="/album/201511/27/54/093954nonxspoexwrbuo8w.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>5.主梁的側(cè)向隅撐按抗震設(shè)計的框架梁，在梁可能出現(xiàn)塑性鉸處（通常距柱軸線1/8～1/10梁跨處），梁上下翼緣均應(yīng)設(shè)置側(cè)向偶撐。側(cè)向隅撐可按軸心受壓構(gòu)件計算，并應(yīng)滿足長細(xì)比要求。<imgsrc="/album/201511/27/54/093954amum6nsxeta1ii3a.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>

6.梁腹板開孔的補強

當(dāng)因管道穿過需要在梁腹板上開孔時，應(yīng)根據(jù)孔的位置和大小確定是否對梁進行補強。當(dāng)圓孔直徑小于或等于1/3梁高，且孔洞間距大于3倍孔徑，并避免在梁端1/8跨度范圍內(nèi)開孔時，可不予補強。當(dāng)因開孔需要補強時，彎矩由梁翼緣承擔(dān)，剪力由孔口截面的腹板和孔洞周圍的補強板共同承擔(dān)。圓形孔的補強可采用套管、環(huán)形補強板或在梁腹板上加焊V形加勁肋等措施予以補強，如圖下所示。<imgsrc="/album/201511/27/55/093955sj4lqqmwn5iq9ksg.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>

梁腹板上開矩形孔時，對腹板的抗剪影響較大，應(yīng)在洞口周邊設(shè)置加勁板，其縱向加勁板伸過洞口的長度不小于矩形孔的高度，加勁肋的寬度為梁翼緣寬度的1/2，厚度與腹板相同，如下圖所示。<imgsrc="/album/201511/27/55/093955o1zucdbfmevwnqiz.jpg"style="padding:5px0px;border:0px;max-width:600px;vertical-align:middle;"/>本文由Steeler整理匯編，摘自：建工出版社《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》第三版、國標(biāo)圖集01SG519《多高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造詳圖》鋼和生鐵的區(qū)別？

答：C

<

2.11%的Fe-C合金為鋼；C

>

1.2%的鋼很少實用；還含Si、Mn等合金元素及雜質(zhì)。生鐵硬而脆，冷熱加工性能差，必須經(jīng)再次冶煉才能得到良好的金屬特性；鋼的韌性、塑性均優(yōu)于生鐵，硬度小于生鐵長流程：以鐵礦石為原料，煤炭為能源-高爐-鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐煉鋼-爐外精煉-連鑄-軋鋼短流程：以廢鋼為原料，電為能源-電爐煉鋼-爐外精煉-連鑄-軋鋼2、煉鋼的基本任務(wù)？

答：鋼鐵冶金的任務(wù)是由生產(chǎn)過程碳、氧位變化決定的。煉鋼的基本任務(wù)分為脫碳，脫磷，脫硫，脫氧，脫氮、氫等，去除非金屬夾雜物，合金化，升溫（1200°C→1700°C），凝固成型，廢鋼、爐渣返回利用，回收煤氣、蒸汽等。高爐——分離脈石，還原鐵礦石鐵水預(yù)處理——脫S,Si,P轉(zhuǎn)爐——脫碳，升溫爐外精煉——去雜質(zhì)，合金化

3、鋼中合金元素的作用？

答：C：控制鋼材強度、硬度的重要元素，每1％[C]可增加抗拉強度約980MPa；Si：增大強度、硬度的元素，每1％[Si]可增加抗拉強度約98MPa；Mn：增加淬透性，提高韌性，降低S的危害等；Al：細(xì)化鋼材組織，控制冷軋鋼板退火織構(gòu)；Nb：細(xì)化鋼材組織，增加強度、韌性等；V：細(xì)化鋼材組織，增加強度、韌性等；Cr：增加強度、硬度、耐腐蝕性能。4、鋼中非金屬夾雜物來源？

答：5、主要煉鋼工藝流程？

答：炒鋼→坩堝熔煉等→平爐煉鋼→電弧爐煉鋼→氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼→氧氣底吹轉(zhuǎn)爐和頂?shù)讖?fù)吹煉鋼。主要生產(chǎn)工藝為轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝和電爐煉鋼工藝。與電爐相比，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)率高，對鐵水成分適應(yīng)性強，廢鋼使用量高，可生產(chǎn)低S、低P、低N的雜質(zhì)鋼，可生產(chǎn)幾乎所有主要鋼品種。頂?shù)讖?fù)吹工藝過氧化程度低，熔池攪拌好，金屬-渣反應(yīng)快，控制靈活，成渣快。

現(xiàn)代煉鋼流程：煉鐵，煉鋼（鐵水預(yù)處理、煉鋼、爐外精煉），連鑄，軋鋼，主要產(chǎn)品。6、鐵的氧化和熔池的基本傳氧方式？

答：火點區(qū)：氧流穿入熔池某一深度并構(gòu)成火焰狀作用區(qū)(火點區(qū))。吹氧煉鋼的特點：熔池在氧流作用下形成的強烈運動和高度彌散的氣體－熔渣－金屬乳化相，是吹氧煉鋼的特點。乳化可以極大地增加渣－鐵間接觸面積，因而可以加快渣－鐵間反應(yīng)。

乳化：在氧流強沖擊和熔池沸騰作用下，部分金屬微小液滴彌散在熔渣中；乳化的程度和熔渣粘度、表面張力等性質(zhì)有關(guān)。乳化可極大增加渣－鐵接觸面積，因而可加快渣－鐵間反應(yīng)。

雜質(zhì)的氧化方式：

直接氧化：氣體氧直接同鐵液中的雜質(zhì)進行反應(yīng)。

間接氧化：氣體氧優(yōu)先同鐵發(fā)生反應(yīng)，待生成FexO以后再同其他雜質(zhì)進行反應(yīng)。

氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼以間接氧化為主：氧流是集中于作用區(qū)附近而不是高度分散在熔池中；氧流直接作用區(qū)附近溫度高，Si和Mn對氧的親和力減弱；從反應(yīng)動力學(xué)角度來看，C向氧氣泡表面?zhèn)髻|(zhì)的速度比反應(yīng)速度慢，在氧氣同熔池接觸的表面上大量存在的是鐵原子，所以首先應(yīng)當(dāng)同F(xiàn)e結(jié)合成FeO。

7、脫碳反應(yīng)？

答：脫碳的重要性：反應(yīng)熱升溫鋼水；影響生產(chǎn)率；影響爐渣氧化性；影響鋼[O]含量。

脫碳產(chǎn)物CO的作用：從熔池排出CO氣體產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，使熔池受到激烈地攪動，起到均勻熔池成分和溫度的作用；大量的CO氣體通過渣層是產(chǎn)生泡沫渣和氣一渣一金屬三相乳化的重要原因；上浮的CO氣體有利于清除鋼中氣體和夾雜物；在氧氣轉(zhuǎn)爐中，排出CO氣體的不均勻性和由它造成的熔池上漲往往是產(chǎn)生噴濺的主要原因。

“C-O”關(guān)系：脫碳反應(yīng)的熱力學(xué)條件：增大f[C]有利于脫碳；增加[O]有利于脫碳；降低氣相PCO有利于脫碳；提高溫度有利于脫碳。8、脫碳反應(yīng)動力學(xué)？

答：限制性環(huán)節(jié)：C高O低時，O的擴散為限制性環(huán)節(jié)；C低O高時，C的擴散為限制性環(huán)節(jié)。

脫碳過程：1.吹煉初期以硅的氧化為主，脫碳速度較??；

2.吹煉中期，脫碳速度幾乎為定值；

3.吹煉后期，隨金屬中含碳量的減少，脫碳速度降低。9、硅的氧化反應(yīng)？

答：脫硅的作用：硅高，增加渣量，需多加石灰提高爐渣堿度，影響前期脫磷，影響爐齡，增加氧氣消耗，降低金屬收得率；硅低，渣量少，石灰用量少，氧氣消耗低，金屬收得率提高。

有利于[Si]氧化反應(yīng)因素：[Si]的氧化反應(yīng)對煉鋼過程的影響：熱效應(yīng)；影響脫碳、脫磷反應(yīng)；影響渣量。10、錳的氧化與還原？

答：有利于[Mn]氧化反應(yīng)因素：有利于[Mn]氧化的因素：提高[Mn]的活度；提高渣中的(FeO)活度；降低（MnO）活度；較低溫度。溫度對脫錳反應(yīng)的影響：初期溫度低，渣中MnO活度低，大量Mn氧化；中后期溫度升高、渣中FeO含量降低，堿度提高，爐渣中部分MnO被還原；末期爐渣FeO含量增高，Mn重新被氧化。11、脫磷反應(yīng)？

答：有利于脫磷的工藝條件：降低溫度；提高爐渣堿度；增加爐渣氧化鐵活度；增加渣量；增加[P]活度系數(shù)。

爐渣的重要性：通過造堿性爐渣能夠降低P2O5的活度系數(shù)，同時，堿度CaO/SiO2越高，磷分配比越大，有利于脫磷；渣量增大有利于脫磷。

回磷的原因：吹煉中期爐渣“反干”，爐渣FexO含量減少（煉鋼過程）；出鋼帶渣量多，爐渣堿度降低，[O]含氧量降低（脫氧過程）。

回磷的解決措施：高磷鐵水吹煉過程中采用“倒包”方法。

吹煉高磷鐵水技術(shù)：利用“后吹”脫磷；“雙渣”工藝。

超低磷冶煉工藝技術(shù)：采用鐵水“三脫”預(yù)處理；采用氧氣轉(zhuǎn)爐進行脫磷預(yù)處理；轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷工藝。12、脫硫的方法及工藝：

方法：KR（機械攪拌）脫硫；噴粉脫硫。

工藝：LF爐精煉脫硫渣系；真空噴粉鋼水脫硫（鐵水預(yù)處理－BOF－LF－RH－CC工藝；鐵水預(yù)處理－BOF－真空噴粉精煉－CC工藝）；V-KIP工藝；RH噴粉脫硫；RH-PB工藝；RH頂噴粉脫硫；IR-UT工藝。

有利于脫硫的因素：硫容量：爐渣的作用：FexO過高不利于脫硫，堿性還原渣有利于脫硫，增大渣量有利于脫硫。

金屬脫硫及氣相脫硫：回硫的原因及控制：回硫主要來自廢鋼和鐵水脫硫渣；石灰?guī)氲牧蛄亢苌佟＾D(zhuǎn)爐煉鋼工藝抑制回硫。

衡量脫硫渣能力的方法：爐渣堿度、還原性、[O]活度、[S]活度、（O2-）活度、（S2-）活度的高低。13、脫氧的必要性：α鐵中氧溶解度僅為3~4ppm，過飽和的氧會在鋼液冷卻過程以鐵的氧化物氧硫化物或其他類型的非金屬夾雜物的形式析出存在于固態(tài)鐵的晶界處。在鋼的加工和使用過程容易成為晶界開裂起點。脆性破壞。鋼中氧含量增加會降低鋼材的延性，沖擊韌性，抗疲勞破壞性能，提高韌-脆轉(zhuǎn)換溫度，降低耐腐蝕性能。

總氧：包括自由氧（a0）以及固定氧（夾雜物所含的氧）。總氧T[O]表示鋼的潔凈度，值越低表示鋼越“干凈”。

終點氧：煉鋼終點時鋼液中總的溶解氧量。

脫氧方式：沉淀脫氧、擴散脫氧、真空脫氧法。沉淀脫氧：優(yōu)點：反應(yīng)速度快，操作簡便，成本低。缺點：部分脫氧產(chǎn)物滯留在鋼中，不吐程度污染鋼水，降低鋼的純凈度。擴散脫氧：優(yōu)點：脫氧產(chǎn)物不污染鋼液。缺點：反應(yīng)速度較慢。真空脫氧：優(yōu)點：脫氧產(chǎn)物CO幾乎全部由鋼液排除，不污染鋼液。缺點：鋼液溫度降低較大，且投資和生產(chǎn)成本較高。沉淀脫氧：是用與氧親和力較鐵與氧親和力強的元素作脫氧劑，脫氧劑與鋼液中的氧直接作用，發(fā)生脫氧反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物由鋼液上浮排除，從而達到脫氧目的。

脫氧時將各種脫氧劑以鐵合金形式直接加入到鋼液中；某些比重較輕或較易氣化的脫氧劑則多采用向鋼液喂絲或喂包芯線方法加入至鋼液中。

擴散脫氧：擴散脫氧是向爐渣中加入碳粉、硅鐵粉、鋁粉等脫氧劑，降低爐渣的FeO含量；當(dāng)渣中FeO含量不斷降低時，鋼中的氧即會向爐渣中擴散，以維持氧在渣－鋼間的分配平衡，從而達到鋼液脫氧的目的；擴散脫氧方法目前主要應(yīng)用于鋼水爐外精煉；擴散脫氧的優(yōu)點是脫氧產(chǎn)物不玷污鋼液，缺點是脫氧速度較慢。

真空脫氧：真空脫氧是指將鋼液置于真空條件下，通過降低CO氣體分壓，促使鋼液內(nèi)[C]－[O]反應(yīng)繼續(xù)進行，利用[C]－[O]反應(yīng)達到脫氧的目的；真空脫氧方法的最大特點是脫氧產(chǎn)物CO幾乎全部可由鋼液排除，不玷污鋼液；鋼液溫度降低較大，且投資和生產(chǎn)成本較高。

14、元素的脫氧能力？

答：Ca>Ba>Zr>Al>Ti>B>Ta>Si>C>V>Nb>Cr>Mn。15、脫氧的產(chǎn)物？

答：復(fù)合脫氧：用含有兩種或兩種以上脫氧元素的鐵合金對鋼液進行的脫氧稱為復(fù)合脫氧；復(fù)合脫氧的實質(zhì)是用兩種或兩種以上的脫氧元素同時同鋼液中溶解的氧發(fā)生反應(yīng)，并使它們的脫氧產(chǎn)物彼此結(jié)合成互溶體或化合物以降低脫氧產(chǎn)物的活度；由于脫氧產(chǎn)物活度降低，使鋼液[O]含量降低；

與單獨元素脫氧相比，多數(shù)情況下，復(fù)合脫氧能夠提高脫氧元素的脫氧能力。

常用脫氧劑：硅-錳復(fù)合脫氧劑；鈣-硅復(fù)合脫氧劑。

脫氧動力學(xué)：包括以下幾個環(huán)節(jié)，即脫氧元素的溶解和均勻化；脫氧化學(xué)反應(yīng)；脫氧產(chǎn)物的形核；脫氧產(chǎn)物的長大；脫氧產(chǎn)物的去除。

脫氧產(chǎn)物長大的方式：擴散長大；不同尺寸脫氧產(chǎn)物間的擴散長大；由于上浮速度差而碰撞凝集長大；由于鋼液運動而碰撞凝集長大。

影響脫氧顆粒長大的因素：斯托克定律：V夾雜物上浮速度ρm鋼水密度7*10^3Kg／m3ρs夾雜物密度4*10^3Kg／m3γ夾雜物當(dāng)量直接mηm鋼水粘度0.005Pa·S16、夾雜物的分類⑴按化學(xué)組成成分：氧化物，硫化物，氮化物，磷化物，碳化物⑵按尺寸：超顯微夾雜物（微粒＜1μm），顯微夾雜物（1~100μm）,大型夾雜物（微粒＞100μm）⑶按圖標(biāo)：A類（硫化物類）：具有高的延展性，較寬范圍形態(tài)比，一般端部呈圓角B類（氧化鋁類）：大多數(shù)沒有變形，帶角的，形態(tài)比較?。ㄒ话悖?μm），黑色或帶藍色顆粒C類（硅酸鹽類）：具有較高的延展性，較寬范圍形態(tài)比（一般≧3μm），呈黑色或深灰色，一般端部成銳角D類（球狀氧化物類）：不變形，形態(tài)比較?。ㄒ话悖?μm），黑色或帶藍色的無規(guī)則分布的顆粒Ds類（單顆粒球狀類）：圓形或者近似圓形，直徑大于13μm的單顆粒夾雜物17、夾雜物的評價指標(biāo)：含量，尺寸，分布，評級方法夾雜物上浮去除：⑴精煉：底吹氣體促進上浮⑵中間包：控流裝置延長上浮時間⑶結(jié)晶器：控制流動，促進夾雜物上浮。夾雜物的變性處理的目的：為了最大程度上防止對產(chǎn)品有壞影響的夾雜物殘留在鋼中，還需要把他們改變?yōu)閷Ξa(chǎn)品性能危害小或者無害的夾雜物，即夾雜物的形態(tài)控制。氧氣頂吹：優(yōu)點：控制靈活，成渣快。缺點：過氧化，金屬-渣反應(yīng)慢，熔池攪拌差。氧氣底吹：優(yōu)點：過氧化程度低，熔池攪拌好，金屬-渣反應(yīng)快。缺點：成渣快，廢鋼比低。頂?shù)讖?fù)吹：優(yōu)點：過氧化程度低，熔池攪拌好，金屬-渣反應(yīng)快，控制靈活，成渣快。18、非金屬夾雜物的分類：氧化物、硫化物、氮化物夾雜。

非金屬夾雜物的危害和所造成的缺陷：

鑄坯缺陷：表面夾渣；裂紋(表面縱裂紋、表面橫裂紋、內(nèi)部裂紋。

鋼材缺陷：熱軋鋼板(夾渣、翹皮、分層、超聲波檢查不合等；冷軋鋼板(裂紋、灰白線帶、起皮、鼓包等。

鋼材性能：加工性能(沖壓、拉絲、各向異性等；機械性能(延性、韌性、抗疲勞破壞性能等)；耐腐蝕性能、焊接性能、抗HIC性能等。

內(nèi)生類非金屬夾雜物：脫氧產(chǎn)物；鋼-渣反應(yīng)、鈣處理等化學(xué)反應(yīng)生成的夾雜物；二次氧化產(chǎn)物；鋼液冷卻和凝固過程生成的夾雜物。

外來類非金屬夾雜物：爐渣卷入形成的夾雜物；耐火材料浸蝕形成的夾雜物。

非金屬夾雜物的控制：煉鋼出鋼擋渣；低碳、超低碳鋼RH精煉效率；超低氧鋼水的LF精煉技術(shù)；增強攪拌，夾雜物上浮。19、爐外精煉（鋼包冶金）：將傳統(tǒng)工藝流程中在常規(guī)煉鋼中完成的精煉任務(wù)。如去除雜質(zhì)；成分及溫度的調(diào)整和均勻化等任務(wù)，部分或全部地轉(zhuǎn)移到鋼包中或其他容器中進行。爐外精煉的5個基本手段：渣洗；真空處理；攪拌；加熱；喂絲。爐外精煉的作用：優(yōu)化鋼水的溫度和成分，滿足了連鑄工藝的要求；優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)流程，提高鋼鐵生產(chǎn)的節(jié)奏；優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品附加值和企業(yè)利潤。20、鐵水預(yù)處理：鐵水進入煉鋼爐之前為去除或提取某種成分而進行的處理過程。意義：創(chuàng)造最佳的冶金反應(yīng)環(huán)境；優(yōu)化鋼鐵冶金工藝。

優(yōu)越性：滿足用戶對超低硫、磷鋼的需求，發(fā)展高附加值鋼種；減輕高爐脫硫負(fù)擔(dān)，放寬對硫的限制，提高產(chǎn)量，降低焦比；煉鋼采用低硫鐵水冶煉，可獲得巨大的經(jīng)濟效益。

脫硫工藝：混鐵車噴吹法；鐵水罐法；鐵水包法。發(fā)展趨勢為采用鐵水包作為鐵水脫硫預(yù)處理的容器。

脫硫方法：投擲法，將脫硫劑投入鐵水中脫硫；噴吹法，將脫硫劑噴入鐵水中脫硫；攪拌法（KR法），通過中空機械攪拌器向鐵水內(nèi)加入脫硫劑，攪拌脫硫。

四大系列以及復(fù)合脫硫劑：蘇打系、電石系、石灰系、Mg系。元素的脫硫能力，由高到低依次為：

CaC2、NaO2、Mg、BaO、CaO、MnO、MgO

工業(yè)中常用的脫硫劑有：

CaO系、CaO+CaC2系、CaC2、CaO+Mg系、Mg等。鐵水脫Si的重要意義：是鐵水脫磷的必要條件；利于減少石灰加入量和渣量；可在低堿度下實現(xiàn)脫Si，成本低。

有利于脫硫的熱力學(xué)條件：提高溫度；提高[S]的活度；提高爐渣（O2-）活度；降低（S2-）活度；降低[O]活度。鐵水預(yù)處理脫磷：噴吹法。在噴槍附近，氧位較高(Po2=1012~1011kPa)，進行著氧化脫磷反應(yīng)；在鐵水罐壁和頂渣與鐵水界面處，氧位較低(Po21013kPa)，進行著還原脫硫反應(yīng)。因此，噴吹預(yù)處理工藝是在實行了熔池的氧位再分布后，才達到同時脫除磷、硫的，即是“同時不同位”。脫磷同時脫硫的化學(xué)原理為電化學(xué)反應(yīng)，即陽極[P]

+

4(O2-)

==

(PO43-)

+

5e，陰極[S]

+

2e

==

(S2-)。

脫磷前的鐵水預(yù)脫硅：脫磷過程中硅比磷優(yōu)先氧化。這樣形成的SiO2勢必會大大降低脫磷渣的堿度。因此，為了減少脫磷劑用量、提高脫磷效率，脫磷前必須優(yōu)先將鐵水[Si]氧化脫除至0.10%~0.15%。

脫磷工藝：鐵水預(yù)處理脫磷，反應(yīng)溫度低，熱力學(xué)條件好，易于脫磷；鐵水中C、Si含量高提高了鐵水中磷的活度，有利于脫磷；由于鐵水預(yù)處理脫磷具備良好的化學(xué)熱力學(xué)條件，渣鋼間磷的分配系數(shù)是煉鋼脫磷的5～10倍，因而渣量小，可以控制較低的渣中FeO含量，脫磷成本低；和煉鋼相比，不會因脫