RHOB法

科技工作者之家 2020-11-17

RH-OB法(RH-oxygen blowwing)指在钢液真空循环脱气法装置的真空室侧壁上安装一支吹氧枪,向真空室的钢水表面吹氧,以脱除钢水中碳的方法。这种方法可使经过RH处理的钢水中的碳达到10-4%的水平,是生产低碳钢和超低碳钢,尤其是一些极低碳钢种的重要手段1。

简介RH-OB法(RH-oxygen blowwing)指在钢液真空循环脱气法装置的真空室侧壁上安装一支吹氧枪,向真空室的钢水表面吹氧,以脱除钢水中碳的方法。这种方法可使经过RH处理的钢水中的碳达到10-4%的水平,是生产低碳钢和超低碳钢,尤其是一些极低碳钢种的重要手段1。

脱碳脱碳,是钢加热时表面碳含量降低的现象。脱碳的过程就是钢中碳在高温下与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧化碳。脱碳是扩散作用的结果,脱碳时一方面是氧向钢内扩散;另一方面钢中的碳向外扩散2。

过程脱碳decarbonization一种净化气体的过程,指脱除混合气体中的二氧化碳,主要见于合成氨生产原料气或煤气的处理。脱除原料气中二氧化碳的方法,分为3类。

(1)物理吸收法最早采用加压水脱除二氧化碳,经过减压将水再生。此法设备简单,但脱除二氧化碳净化度差,出口二氧化碳一般在2%(体积)以下,动力消耗也高。20年来开发有甲醇洗涤法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法等,与加压水脱碳法相比,它们具有净化度高、能耗低、回收二氧化碳纯度高等优点,而且还可选择性地脱除硫化氢,是工业上广泛采用的脱碳方法。

(2)化学吸收法具有吸收效果好、再生容易,同时还能脱硫化氢等优点。主要方法有乙醇胺法和催化热钾碱法。后者脱碳反应式为:

K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3

此外,还有氨水吸收法。在碳酸化法合成氨流程中,采用氨水脱除变换气中的二氧化碳,同时又将氨水加工成碳酸氢铵。

(3)物理-化学吸收法以乙醇胺和二氧化四氢噻吩(又称环丁砜)的混合溶液作吸收剂,称环丁砜法。因乙醇胺是化学吸收剂,二氧化四氢噻吩是物理吸收剂,故此法为物理与化学效果相结合的脱碳方法。

其化学方程式如下;

2Fe3C+O2=6Fe+2CO

Fe3C+2H2=3Fe+CH4

Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2

Fe3C+CO2=3Fe+2CO

这些反应是可逆的,即氢、氧和二氧化碳使钢脱碳,而甲烷和一氧化碳则使钢增碳。

脱碳是扩散作用的结果,脱碳时一方面是氧向钢内扩散;另一方面钢中的碳向外扩散。从最后的结果看,脱碳层只在脱碳速度超过氧化速度时才能形成。当氧化速度很大时,可以不发生明显的脱碳现象,即脱碳层产生后铁即被氧化而成氧化铁皮。因此,在氧化作用相对较弱的气氛中,可以形成较深的脱碳层。

变压器硅钢片要求含碳量尽量低,除在冶炼上应加以控制外,在锻轧加热时还应利用脱碳现象,使碳含量进一步下降,从而获得容易磁化的性能。但对大多数钢来说,脱碳会使其性能变坏,故均视为缺陷。特别是高碳工具钢、轴承钢、高速钢及弹簧钢,脱碳更是一种严重的缺陷。

脱碳层的组织特征:脱碳层由于碳被氧化,反映在化学成分上其含碳量较正常组织低;反映在金相组织上其渗碳体(Fe3C)的数量较正常组织少;反映在力学性能上其强度或硬度较正常组织低。

钢的脱碳层包括全脱碳层和部分脱碳层(过渡层)两部分。部分脱碳层是指在全脱碳层之后到钢含碳量正常的组织处。在脱碳不严重的情况下,有时仅看到部分脱碳层而没有全脱碳层。

关于脱碳层深度可根据脱碳成分、组织及性能的变化,采用多种方法测定。例如逐层取样化学分析钢的含碳量,观察钢的表面到心部的金相组织变化,测定钢的表层到心部的显微硬度变化等等。实际生产中以金相法测定钢的脱碳层最为普遍3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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