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氧化鐵的化學(xué)元素范文第1篇

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐工藝；冶煉原理；操作要求

1 轉(zhuǎn)爐冶煉目的

轉(zhuǎn)爐冶煉主要是將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能更好的鋼。鋼與生鐵的區(qū)別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱(chēng)之鋼，它的熔點(diǎn)在1450-1500℃，而生鐵的熔點(diǎn)在1100-1200℃。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能，可進(jìn)行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備工藝：如圖1所示。按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內(nèi)，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內(nèi)，吹入氧氣（純度大于99%的高壓氧氣流），使它直接跟高溫的鐵水發(fā)生氧化反應(yīng)，除去雜質(zhì)。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮?dú)獾挠绊懚逛撡|(zhì)變脆，以及氮?dú)馀懦鰰r(shí)帶走熱量的缺點(diǎn)。在除去大部分硫、磷后，當(dāng)鋼水的成分和溫度都達(dá)到要求時(shí)，即停止吹煉，提升噴槍?zhuān)瑴?zhǔn)備出鋼。出鋼時(shí)使?fàn)t體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時(shí)加入脫氧劑進(jìn)行脫氧和調(diào)節(jié)成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋制成各種鋼材。 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在煉鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量棕色煙氣，它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳?xì)怏w等。因此，必須加以?xún)艋厥?，綜合利用，以防止污染環(huán)境。從回收設(shè)備得到的氧化鐵塵?？梢杂脕?lái)煉鋼；一氧化碳可以作化工原料或燃料；煙氣帶出的熱量可以副產(chǎn)水蒸氣。此外，煉鋼時(shí)，生成的爐渣也可以用來(lái)做鋼渣水泥，含磷量較高的爐渣，可加工成磷肥，等等。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質(zhì)量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優(yōu)點(diǎn)。但在冶煉過(guò)程中都是氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質(zhì)量就受到一定的限制。

2 轉(zhuǎn)爐冶煉原理簡(jiǎn)介：

轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開(kāi)始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 （FeO，SiO2，MnO，） 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開(kāi)始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過(guò)程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。

轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過(guò)程。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過(guò)程主要由以下六步組成：

（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動(dòng)設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理；

（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；

（3）降槍開(kāi)吹，同時(shí)加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；3～5min后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時(shí)渣料熔化，噪聲減弱）；

（4）3～5min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；

（5）倒?fàn)t，測(cè)溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼；

（6）出鋼，同時(shí)（將計(jì)算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡(jiǎn)介：

3.1 轉(zhuǎn)爐（converter）

爐體可轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時(shí)靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。

3.2 AOD精煉爐

AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項(xiàng)用于不銹鋼冶煉的專(zhuān)有工藝。AOD爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動(dòng)控制發(fā)展到智能計(jì)算機(jī)控制來(lái)冶煉不銹鋼。

VOD精煉爐

VOD精煉爐（vacuumoxygen decarburization），是在真空狀下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。

3.3 LF精煉爐

LF（ladle furnace） 爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過(guò)電極加熱，攪拌是通過(guò)底部透氣磚進(jìn)行的。

轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)

傾爐系統(tǒng)：變頻調(diào)速（變頻器+電機(jī)+減速機(jī)+大齒輪）

傾爐機(jī)構(gòu)：傾爐機(jī)構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺(tái)、水平支撐機(jī)構(gòu)和支座等組成。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼要求

低碳鋼是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要產(chǎn)品。由于轉(zhuǎn)爐脫碳快，鋼中氣體含量低，所以鋼的塑性和低溫塑性好，有良好的深沖性和焊接性能。用轉(zhuǎn)爐鋼制造熱軋薄板、冷軋薄板、鍍鋅板、汽車(chē)板、冷彎型鋼、低碳軟鋼絲等，都具有良好的性能。

轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼雖然有一些困難，但也能保證鋼的質(zhì)量。轉(zhuǎn)爐鋼制造的各種結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、硬鋼絲等都已廣泛使用。冶煉高碳鋼的困難是拉碳和脫磷。在C>O.2%時(shí)靠經(jīng)驗(yàn)拉碳很難控制準(zhǔn)確，如果有副槍可借副槍控制，沒(méi)有副槍時(shí)需要爐前快速分析，這就耽誤了時(shí)間。高碳鋼終點(diǎn)（FeO）低，脫磷時(shí)間短，因此需要采用雙渣操作，即在脫碳期開(kāi)始時(shí)放掉初期渣，把前期進(jìn)入渣中的磷放走，然而雙渣操作損失大量熱量和渣中的鐵，沒(méi)有特殊必要不宜采用。增碳法是冶煉中、高碳鋼的另一種操作法，這時(shí)吹煉操作和低碳鋼一樣，只是在鋼包內(nèi)用增碳劑增碳，使含碳量達(dá)到丘岡紳的要求。增碳劑為焦炭，石油焦等。中碳鋼的增碳量小，容易完成。高碳鋼增碳要很好控制，但軌鋼、硬線(xiàn)等用增碳法冶煉可以保證質(zhì)量合乎要求。

轉(zhuǎn)爐冶煉低合金鋼沒(méi)有特殊困難。冶煉合金鋼時(shí)，因?yàn)楹辖鸹枰尤脘摪蔫F合金數(shù)量大。會(huì)降低鋼水溫度，而過(guò)分提高出鋼溫度又使脫磷不利。所以冶煉合金鋼應(yīng)與爐外精煉相結(jié)合.用鋼包爐完成合金化。另外，隨著對(duì)鋼的成分的控制要求不斷嚴(yán)格，為減少鋼性能的波動(dòng)，要求成分范圍越窄越好。這也需要在鋼包精煉時(shí)進(jìn)行合金成分微調(diào)的操作。

參考文獻(xiàn)：

氧化鐵的化學(xué)元素范文第2篇

關(guān)鍵詞 鐵塔；熱鍍鋅；工藝

中圖分類(lèi)號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）80-0178-02

一般情況下，建設(shè)電力鐵塔基本都是在野外，因?yàn)闀?huì)受到長(zhǎng)期的暴露，并且長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)受各種惡劣天氣的影響，就會(huì)受到長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕，而在受到大氣腐蝕以后，其損失程度則會(huì)相當(dāng)?shù)膰?yán)重，甚至達(dá)到一半以上。但是，在鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中，對(duì)于防腐的方法也有幾種：熱噴涂鋅、陰極保護(hù)法、涂層法以及熱浸鍍鋅法等。

由于輸變電鐵塔一般應(yīng)用的都是角鋼，如果鍍鋅的效果沒(méi)有達(dá)到理想的程度，同時(shí)又受到了惡劣環(huán)境的影響，如果是鍍?cè)跊](méi)有上鋅的那部分則會(huì)氧化并且出現(xiàn)鐵銹的現(xiàn)象，另一方面，如果是在惡劣的潮濕環(huán)境當(dāng)中，當(dāng)鐵銹又產(chǎn)生了電化學(xué)條件的反應(yīng)，則會(huì)把鐵銹給腐蝕掉。在實(shí)踐工作當(dāng)中，研究熱鍍鋅的工藝我們發(fā)現(xiàn)，一般鍍鋅層一般是由外到內(nèi)的，并且分為5層。在鍍鋅層的合金層當(dāng)中，主要的形成過(guò)程包括兩種：一種就是把鐵溶解在鋅中，而另一種則是形成的金屬化合物。而在鍍鋅的過(guò)程當(dāng)中其實(shí)就是一個(gè)形成金屬化合物的過(guò)程，也就是所謂的反應(yīng)過(guò)程。

1 形成鍍鋅層

在鋼制件以及在被熔融的鋅液當(dāng)中，這是經(jīng)過(guò)了一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，也是化學(xué)和物理的相互作用。如果鋅是處于在液態(tài)時(shí)，其金屬的熔點(diǎn)不管是高低，則均可能出現(xiàn)溶解以及侵蝕的作用。在鋼制件的表面進(jìn)行鍍鋅的過(guò)程當(dāng)中，主要會(huì)根據(jù)以下步驟而操作的，首先要把固體的鐵進(jìn)行溶解，再把鋅和鐵相結(jié)合并且對(duì)其化合物，并且也就產(chǎn)生了鐵，當(dāng)鋅和鐵的合金層的在其外側(cè)會(huì)聯(lián)結(jié)著一層純鋅，并且在進(jìn)行冷卻以后會(huì)結(jié)晶，所以，也就是說(shuō)在熱浸鍍鋅的過(guò)程當(dāng)中則是根據(jù)擴(kuò)散的作用大小所形成的過(guò)程。

在我國(guó)眾多的鍍鋅行來(lái)當(dāng)中，一般大型輸變電鐵塔所應(yīng)用的工藝都是以工件脫脂酸進(jìn)行洗水，再通過(guò)清洗來(lái)提高鍍鋅烘干熱鍍鋅水冷卻的包裝檢驗(yàn)。而對(duì)鍍鋅層的形成造成影響的幾道工序體現(xiàn)在幾個(gè)方面，并且都要按照步驟進(jìn)行操作。但是，生產(chǎn)熱鍍鋅的工藝時(shí)也會(huì)出現(xiàn)幾方面的缺陷，主要表現(xiàn)在：皺紋、漏鍍、不均勻的鍍層、灰暗層等多方面因素，但是漏鍍的缺陷則是最為常見(jiàn)的一個(gè)方面。由于影響輸電線(xiàn)路鐵塔熱浸鍍鋅出現(xiàn)漏鍍的存在因素有很多，并且不容易控制，而影響因素主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：第一，在工件的表面其沒(méi)有做好處理。 第二，在操作熱鍍鋅的工序時(shí)沒(méi)有按照規(guī)范進(jìn)行。第三，對(duì)于助鍍劑的溶液沒(méi)有控制在一個(gè)良好的參數(shù)范圍內(nèi)。第四，在鋅液的中夾會(huì)雜夾著其它有害成分。對(duì)此，只有準(zhǔn)確的了解漏鍍的具體原因，才能有效的用科學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行處理，并且把這一個(gè)缺陷很好的控制在一定范圍之內(nèi)。

2 對(duì)于熱鍍鋅的生產(chǎn)工藝流程

1）進(jìn)行除油處理。由于鐵塔熱鍍鋅是不具備專(zhuān)業(yè)的工序堿洗，而對(duì)于油漆的標(biāo)記也是應(yīng)用了磨光機(jī)磨的方法來(lái)進(jìn)行清除的。主要可以通過(guò)應(yīng)用往除銹液當(dāng)中適當(dāng)?shù)募右恍┍砻婊钚詣@種方法則是較為常見(jiàn)的一種方法。如果是遇到油污較多的螺栓和螺母時(shí)，則可以應(yīng)用化學(xué)的方法進(jìn)行去除；2）進(jìn)行除銹處理。這道工序是非常重要的，由于除銹的方式方法以及對(duì)其質(zhì)量的好壞都會(huì)影響到產(chǎn)品。一般情況下，鹽酸和氧化鐵的反應(yīng)是非?？斓?，而跟鐵的反應(yīng)則是相對(duì)較慢的，并且可以降低鐵耗，從而減少酸洗以及氫脆的現(xiàn)象等問(wèn)題。但是，當(dāng)氯化亞鐵的溶解度出現(xiàn)較大時(shí)，而它的使用期限則會(huì)較長(zhǎng)，而廢鹽酸也會(huì)被利用回收；3）進(jìn)行水洗處理。應(yīng)用水洗方法的重要目的則是為了除掉工件表面的雜質(zhì)，以避免鐵離子直接進(jìn)到熔劑當(dāng)中，但是，如果進(jìn)行水洗時(shí)就會(huì)給污染源造成一定的影響，因此，必須要應(yīng)用環(huán)保設(shè)備；4）進(jìn)行熔劑處理。把NH4CL作為熔劑時(shí)，則會(huì)體現(xiàn)出如果根據(jù)比例混合的應(yīng)用效果才是最好的。如果往熔劑當(dāng)中添加了一定量的KCL則可以有效的提高其亮度。在當(dāng)工件進(jìn)行浸鋅時(shí)，會(huì)在其表面漂浮著一些黑色和褐色的油狀物，也就是它的反應(yīng)生成物；5）對(duì)于浸鋅的處理。由于鋅液的化學(xué)成分主要是通過(guò)熱鍍鋅的生產(chǎn)工藝再向鋅液當(dāng)中加入適量的鉛，但這種方法是極其有害的，會(huì)增腐蝕的程度，從而造成鍍層變黑以及生長(zhǎng)白銹等現(xiàn)象。同時(shí)，鉛的成份也會(huì)危害到員工的健康問(wèn)題。在浸鋅的溫度上也會(huì)有一定的要求，由于浸鋅的溫度要求則應(yīng)和鋼鐵當(dāng)中的硅量相一致，而浸鋅的時(shí)間也是存在一定要求的，對(duì)于鍍層的厚度必須要和浸鋅的時(shí)間成為正比，而浸鋅的時(shí)間也應(yīng)該要和工件厚度進(jìn)行一定的匹配，如果工件的厚度較大，其浸鋅的時(shí)間則必須要較長(zhǎng)，但是如果鍍層較厚時(shí)，則必須要對(duì)其鋅液成分進(jìn)行改變，并且也要控制好浸鋅的溫度，減薄鍍層。一旦出現(xiàn)引出的速度較快時(shí)，而鍍層則會(huì)越厚。在一般情況下，引出速度必須要和鋅液下流的速度相近時(shí)才是正確的， 但當(dāng)鋅液下流的速度則必須要和鋅液的含鐵量以及溫度相聯(lián)系，它是作為一個(gè)不定值的。在引出角度上看，應(yīng)盡量垂直引出，其引出的角度也應(yīng)大于45°為好。行車(chē)的吊鉤與鋅面的距離應(yīng)與鋅鍋的長(zhǎng)度相等， 這樣才能保證工件表面光滑；6）對(duì)余鋅進(jìn)行清除處理。由于鐵塔熱鍍鋅是不需要進(jìn)行擦拭的，而且對(duì)于它的光潔度也是可以靠調(diào)整來(lái)進(jìn)行的，主要有幾個(gè)方面：第一，可以在鋅液當(dāng)中適量的加入合金，從而促使在鋅液的表面可以呈現(xiàn)出鏡面的效果；第二，應(yīng)盡可能的提高引出的角度，并且選擇好引出的速度；第三，可以應(yīng)用刷子去除余鋅以及鋅灰；7）進(jìn)行冷卻處理。一般的鐵塔熱鍍鋅通常都是應(yīng)用水進(jìn)行快冷，所以可以降低色差。而超低溫的低碳鋼，則可以不必下水，利用空氣便可以將其冷卻；8）進(jìn)行鈍化處理。應(yīng)用鈍化處理主要就是為了提高它的亮度，也是為了提高它的抗白銹能力。

3 主要的影響因素

1）由于化學(xué)元素會(huì)對(duì)熱鍍鋅造成很?chē)?yán)重的影響，所以在生產(chǎn)工藝的過(guò)程中我們可以看出，一般在鋼中會(huì)含有很高量的C，從而這也就加劇了Fe-Zn 的反應(yīng)，也破壞了鍍鋅層的粘附性。但是，由于在鋼中還會(huì)含有一定量的Si，同時(shí)這也給鍍鋅造成很大的困難，當(dāng)硅的含量較高時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)灰色的鍍層，并且促破壞粘附性，因此，必須要預(yù)防出現(xiàn)硅的氧化；2）對(duì)于材料的表面質(zhì)量也會(huì)造成熱鍍鋅的質(zhì)量影響，主要在表面會(huì)出現(xiàn)裂紋、結(jié)疤、表面的夾雜、劃傷、折疊等因素都會(huì)給鍍鋅造成一定的影響。此外，劃傷與裂紋對(duì)鍍鋅所造成的影響程度也是取決在它的深度，由于裂紋是存在一定深度的，所以酸洗是不能到達(dá)裂紋的底部。但是進(jìn)行鍍鋅時(shí)其氧化鐵皮是極易出現(xiàn)溶解的，其深度只要不會(huì)超過(guò)一定的范圍要求便可，所以一般是不會(huì)對(duì)鍍鋅造成影響和使用的。

4 結(jié)論

在應(yīng)用輸變電鐵塔的熱鍍鋅工藝時(shí)，由于會(huì)受到很多方面的因素影響，所以就會(huì)出現(xiàn)很多方面的問(wèn)題，從而也直接影響到了鍍鋅層的工藝質(zhì)量。對(duì)此，我們必須要嚴(yán)格控制熱鍍鋅的生產(chǎn)工序、工藝以及操作等都必須要嚴(yán)格有效的實(shí)施監(jiān)控，并且制定出有效的方法進(jìn)行控制，從而提高輸電線(xiàn)路鐵塔熱鍍鋅的工藝水平。

參考文獻(xiàn)