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还原铁粉氧含量和碳含量如何控制?

来源:本站原创 2017-11-29 09:28:35 铁粉技术 201 ℃ 0 评论

还原铁粉氧含量和碳含量的控制

     由热力学分析可知,海绵铁烧制时,铁的氧化物还原时存在一个还原终点,在此时,氧化物恰好被全部还原,而未发生渗碳,这是最理想的结果;而实际生产中要恰好达到此终点,在工艺上是很难控制的;这是就会出现两种情况:
1)未能彻底还原透,物料中尚有很多氧,但未渗碳,海绵铁的氢损高而碳含量低,称为欠还原,些时氧含量较高;
2)过了还原终点,而发生渗碳现象,氢损值低而碳含量高,称为过还原,此时氧含量较低;

还原过程

      对于出列的上述两种还原结果,到底哪种还原结果会相对好一些呢?

      有资料提出,正常海绵铁的氢损值小于1.5%,一次还原温度高达~1180℃,若此时氧化物芯未能被充分还原;而二次还原温度仅为850℃~950℃,那么在较低的温度下则更难以被还原。如果一次还原发生欠还原,还要再次进行还原;如果是过还原,那么二次还原只要重点进行脱碳处理就可以了。

水蒸气是较好的脱碳剂

      水在二次还原中是较好的脱碳剂,其主要来源于:

1)在高温区通入少量的水,形成水蒸气,可以有效的脱碳;

2)当海绵铁中的氧被氢气还原时,会产生一部分水蒸气,它也可以将碳脱去。其反应化学式如下:

C + H2O = H2 + CO

C + 2H2O = 2H2 + CO2

CO + H2O = H2 + CO2

     在高温区脱碳时应严格控制加水量,水量过多,碳虽然全部可以脱去,但会造成铁粉氧化,使氢损值增高。
     二次还原实现高温区加少量水脱碳,保温区中通入氢气再次脱碳脱氧,末段低温区通入干氢将铁粉表面氧化膜还原,从而得到低碳低氧的二次还原铁粉粉末。
     基于以上,可以认为,海绵铁含碳量即便再高,也可能完全脱去,

还原铁粉碳含量

还原铁粉氢损值

还原铁粉生产结论:

1)一次还原时氧化物在隧道窑还原,宜过还原终点为好,允许稍微的渗碳,从而可以降低海绵铁的氢损值。
2)二次还原时海绵铁粉在带式炉中进行脱碳还原,水是良好的脱碳剂,可以有效的脱碳,降低一次还原时轻微渗碳带来的缺点;通入的氢气可以脱氧,从而可以完美的达到控制氢损值和碳含量。



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