7.1.1 按冶炼方法分类
钢是由生铁冶炼而成的。将生铁及废钢在熔融状态下进行氧化,除去过多的碳及杂质即得钢液。钢液在氧化过程中,会含有较多FeO,所以在冶炼后期,须加入脱氧剂锰、硅等进行脱氧,然后才能浇铸成合格的钢锭,轧制成各种钢材。钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼,除非需方有特殊要求,并在合同中注明,冶炼方法一般由供方自行决定。
(1)氧气转炉钢。以氧气代替空气吹入炉内,创造了纯氧顶吹转炉炼钢法,克服了空气转炉法的一些缺点,能有效地除去磷、硫等杂质,使钢的质量显著提高,可以炼制优质的碳素钢和合金钢。
(2)平炉钢。以固体或液体生铁、铁矿石或废钢作原料,用煤气或重油在平炉中加热冶炼,杂质靠铁矿石或废钢中的氧起氧化作用而除去;杂质轻,浮在表面,起到钢水与空气的隔离作用,可阻止空气的氮、氢等气体杂质进入钢液中。平炉熔炼时间长,有利于化学成分的精确控制,杂质含量少,成品质量高,可用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。其缺点是冶炼周期长。
(3)电炉钢。电炉钢是用电热进行高温冶炼的钢。电炉炼钢的温度很高,可以调节,容易清除杂质,钢的质量最好,但成本较高。
7.1.2 按脱氧程度分类
冶炼时脱氧程度不同,钢的质量差别很大,通常可分为以下4种:
(1)沸腾钢。炼钢时仅加入锰铁进行脱氧,脱氧不完全。这种钢水浇入锭模时,有大量的CO气体从钢水中外逸,引起钢水剧烈沸腾,称为沸腾钢,代号为“F”。沸腾钢的组织不够致密,硫、磷等杂质偏析较严重,质量较差。但因其成本低产量高,被广泛用于一般建筑结构工程。
(2)镇静钢。炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱氧剂,脱氧完全。浇铸时钢液能平静的充满锭模并冷却凝固,称为镇静钢,代号为“Z”。镇静钢组织致密度大,气泡少,成分均匀,性能稳定,适用于预应力混凝土等重要的结构工程。
(3)半镇静钢。半镇静钢的脱氧程度和质量介于沸腾钢和镇静钢之间,代号为“b”。
(4)特殊镇静钢。特殊镇静钢是比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢,质量最好,适用于特别重要的结构工程,代号为“TZ”。(www.daowen.com)
7.1.3 按化学成分分类
钢与铁的区分在于含碳量多少不同,含碳量小于2.06%的铁碳合金称为钢;含碳量大于2.06%的铁碳合金称为铁。
(1)碳素钢。碳素钢的化学成分主要是铁,其次是碳,故也称铁碳合金。碳素钢按含碳量又可分为低碳钢:其含碳量小于0.25%;中碳钢:含碳量为0.25%~0.60%;高碳钢:含碳量大于0.60%。低碳钢在建筑工程中应用最多。
(2)合金钢。合金钢是指在炼钢过程中,加入硅、锰、钛、钒、铌、铬等合金元素而改善钢材性能的钢种。按合金元素总含量的不同,合金钢可以分为低合金钢:合金元素总含量小于5%;中合金钢:合金元素总含量为5%~10%;高合金钢:合金元素总含量大于10%。低合金钢在建筑工程中应用最多。
7.1.4 按质量等级分类
按钢中有害杂质磷(P)和硫(S)含量的多少,钢材可分为以下4类:
(1)普通钢:含硫量不大于0.045%~0.050%;含磷量不大于0.045%。
(2)优质钢:含硫量不大于0.035%;含磷量不大于0.035%。
(3)高级优质钢:含硫量不大于0.025%,含磷量不大于0.025%;高级优质钢的钢号后加“高”字或“A”。
(4)特级优质钢:含硫量不大于0.015%,特级优质钢后加“E”;含磷量不大于0.025%。
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