RHOB法

RHOB法

RH-OB法(RH-oxygen blowwing)指在鋼液真空循環脫氣法裝置的真空室側壁上安裝一支吹氧槍,向真空室的鋼水表面吹氧,以脫除鋼水中碳的方法。這種方法可使經過RH處理的鋼水中的碳達到10-4%的水平,是生產低碳鋼和超低碳鋼,尤其是一些極低碳鋼種的重要手段 。

簡介

RH-OB法(RH-oxygen blowwing)指在鋼液真空循環脫氣法裝置的真空室側壁上安裝一支吹氧槍,向真空室的鋼水表面吹氧,以脫除鋼水中碳的方法。這種方法可使經過RH處理的鋼水中的碳達到10-4%的水平,是生產低碳鋼和超低碳鋼,尤其是一些極低碳鋼種的重要手段 。

脫碳

脫碳,是鋼加熱時表面碳含量降低的現象。脫碳的過程就是鋼中碳在高溫下與氫或氧發生作用生成甲烷或一氧化碳。脫碳是擴散作用的結果,脫碳時一方面是氧向鋼內擴散;另一方面鋼中的碳向外擴散 。

過程

脫碳decarbonization一種淨化氣體的過程,指脫除混合氣體中的二氧化碳,主要見於合成氨生產原料氣或煤氣的處理。脫除原料氣中二氧化碳的方法,分為3類。

(1)物理吸收法最早採用加壓水脫除二氧化碳,經過減壓將水再生。此法設備簡單,但脫除二氧化碳淨化度差,出口二氧化碳一般在2%(體積)以下,動力消耗也高。20年來開發有甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法等,與加壓水脫碳法相比,它們具有淨化度高、能耗低、回收二氧化碳純度高等優點,而且還可選擇性地脫除硫化氫,是工業上廣泛採用的脫碳方法。

(2)化學吸收法具有吸收效果好、再生容易,同時還能脫硫化氫等優點。主要方法有乙醇胺法和催化熱鉀鹼法。後者脫碳反應式為:

KCO+CO+HO=2KHCO

此外,還有氨水吸收法。在碳酸化法合成氨流程中,採用氨水脫除變換氣中的二氧化碳,同時又將氨水加工成碳酸氫銨。

(3)物理-化學吸收法以乙醇胺和二氧化四氫噻吩(又稱環丁碸)的混合溶液作吸收劑,稱環丁碸法。因乙醇胺是化學吸收劑,二氧化四氫噻吩是物理吸收劑,故此法為物理與化學效果相結合的脫碳方法。

其化學方程式如下;

2FeC+O=6Fe+2CO

FeC+2H=3Fe+CH

FeC+HO=3Fe+CO+H

FeC+CO=3Fe+2CO

這些反應是可逆的,即氫、氧和二氧化碳使鋼脫碳,而甲烷和一氧化碳則使鋼增碳。

脫碳是擴散作用的結果,脫碳時一方面是氧向鋼內擴散;另一方面鋼中的碳向外擴散。從最後的結果看,脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時才能形成。當氧化速度很大時,可以不發生明顯的脫碳現象,即脫碳層產生後鐵即被氧化而成氧化鐵皮。因此,在氧化作用相對較弱的氣氛中,可以形成較深的脫碳層。

變壓器矽鋼片要求含碳量儘量低,除在冶煉上應加以控制外,在鍛軋加熱時還應利用脫碳現象,使碳含量進一步下降,從而獲得容易磁化的性能。但對大多數鋼來說,脫碳會使其性能變壞,故均視為缺陷。特別是高碳工具鋼、軸承鋼、高速鋼及彈簧鋼,脫碳更是一種嚴重的缺陷。

脫碳層的組織特徵:脫碳層由於碳被氧化,反映在化學成分上其含碳量較正常組織低;反映在金相組織上其滲碳體(FeC)的數量較正常組織少;反映在力學性能上其強度或硬度較正常組織低。

鋼的脫碳層包括全脫碳層和部分脫碳層(過渡層)兩部分。部分脫碳層是指在全脫碳層之後到鋼含碳量正常的組織處。在脫碳不嚴重的情況下,有時僅看到部分脫碳層而沒有全脫碳層。

關於脫碳層深度可根據脫碳成分、組織及性能的變化,採用多種方法測定。例如逐層取樣化學分析鋼的含碳量,觀察鋼的表面到心部的金相組織變化,測定鋼的表層到心部的顯微硬度變化等等。實際生產中以金相法測定鋼的脫碳層最為普遍 。

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