铁屑的熔化特性

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最全面铁知识点总结(精华版)

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最全⾯铁知识点总结(精华版)铁⼀、单质:内容铁( Fe) 周期表中位置⼩结颜⾊状态熔沸点硬度密度导电性第 4 周期第Ⅷ族原⼦结构过渡⾦属,表现还原性银⽩⾊有⾦属光泽固体较⾼较硬较⼤,是重⾦属较好;铁具有铁磁性 +2;+3 物理性质价态点燃3Fe + 2O Fe 3O 4O2 2①在潮湿空⽓中,不纯的铁发⽣吸氧腐蚀(电化学腐蚀)。

②铁锈的形成:- 2+⼩结+2OH =Fe(OH)2↓, 4Fe(OH)2+2H 2O+O 2==4Fe(OH)3↓,Fe 与单质红褐⾊的 Fe(OH)3 失去部分⽔便得到铁锈 4Fe+3O 2+nH 2 O =2Fe 2 O 3 ·nH 2O 。

也:(Fe 2O 3· nH 2O) △Cl 2 2Fe + 3Cl 2FeCl 23△Fe + SFeS Fe + IFeI 22①变价⾦属化合物。

Cu 和 Fe 与氧化性较弱的 S 、 I 2 反应只能⽣成价态较低的⾦属⼩结化学性质⾼温3Fe +4H 2O ( g ) Fe(OH)3 +4H 2↑与 H 2O 与⾮氧化性酸HCl H 2 SO 4 + 2++ H 2↑Fe + 2H = FeFe+4HN O 3( 稀 ) Fe(NO 3) 3+ NO ↑+2H 2O= HN O 3△与氧化性酸Fe+6HN O 3( 浓 )Fe(N O 3) 3+3N O2↑+3H 2O 浓 H 2SO 4 △2Fe+6H 2SO 4( 浓 )F e 2(SO 4) 3+3S O 2↑+6H 2O①浓硫酸或浓硝酸与铁在常温下发⽣钝化现象;⼩结②铁与氧化性酸反应,主要不产⽣H 2;2+③铁和硝酸、浓硫酸反应,当铁过量时⽣成能置换出活动性顺序表排在其后⾯的⾦属单质 Fe 。

:与盐溶液3+2++Cu; Fe+2Fe=3Fe⼆、氧化物:化学FeOFe 2O 3F e 3O 4式名称三氧化⼆铁(氧化铁,铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)俗氧化亚铁 ( 名 ) ⾊、态⿊⾊粉末红棕⾊粉末⿊⾊晶体溶性⾦价态磁性解都难溶于⽔属+2; +3 +2 +3 ⽆⽆有++F e 3O 4+8H 与 HCl 反应与FeO+2H2+ 3+2+=Fe +2Fe +4H 2 O =Fe +H 2O +Fe O+6H 2 33+=2Fe +3H 2 O+2+3+HNO 反 Fe 被氧化为 Fe 33+=3Fe +N O ↑+5H 2O应与反应与还原剂( ⾼温 )稳性⽤途+-F e 2O 3+6H +2I HI + 2+3+ 2+FeO+2H = Fe +H 2O Fe 被还原为 Fe2+=2Fe +I 2 +3HO2 H 2+FeO=Fe+2H O CO+FeO=Fe+C 2 O 3H 2+F e 2 O 3=2Fe+3H 2O3CO+F 2e O 3=2Fe+3C O 2 4H 2+F e 3O 4 =3Fe+4H 2O 4CO+F 3e O 4=3Fe+4C O 2 H 2 CO 2Al+3FeO=3Fe+A 2l O 32Al+Fe 2O 3=2Fe+Al 2O 38Al+3Fe 3O 4=9Fe+4Al 2 O 3Al定不稳定,可被氧化,在空较稳定⽓中加热被氧化成 F e 3O 4 颜料磁性材料三、氢氧化物:物质化学式氢氧化亚铁 Fe(OH)2⽩⾊絮状固体⽔溶性都难溶于⽔酸碱性都是弱碱+2+与酸反应盐酸 Fe(OH)2+2H =Fe +2H 2O3Fe(OH) 2+10HN O 3=3Fe(N O 3) 3+N O ↑ +8H 2O+3+Fe(OH)3 +3H=Fe +3H 2O硝酸不稳定易被空⽓中氧⽓氧化,⽩⾊迅速变成灰绿⾊,最终变成红褐⾊4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(O H 3) 不稳定,受热易分解稳定性△2Fe(OH)3Fe 2 O 3 +3H 2O2+-3+-实验原理Fe +2OH=Fe(OH)2↓Fe +3OH=Fe(OH)3↓室制取如何避免被氧化变质?① FeSO 4 晶体中不能含有如何制备氢氧化铁胶体?向沸⽔中滴加⼏滴 3+Fe ;FeCl 3②配制 FeSO 4 溶液加⼊少量铁粉;③配制溶液的蒸馏⽔及 NaOH 溶液均须⽤“煮沸” 等⽅法以除去其中溶解的氧⽓;④反应过程避免和空⽓接触。

第7讲 金属熔体和熔渣

第7讲   金属熔体和熔渣

7 金属熔体和熔渣7.1 金属熔体由于炼钢的原料和产品都是金属熔体,而炼钢生产的首要任务就是将铁水或废钢冶炼成合适的钢液,而且炼钢过程也是在金属熔体中进行的,因此金属熔体的结构和性质会直接影响到炼钢过程中各种反应的正常进行,从而成为冶金工作者研究和关注的一个重点。

7.1.1 金属熔体的结构7.1.1.1 金属的三态及其转化金属能够以三种状态存在,即气态、液态和固态;金属的三态之间可以互相转化,其转化的条件是温度。

在1O1325Pa(1个大气压)的常压下,纯铁的三态之间的转化情况如表7-l所示。

表7-1 在101325Pa的常压下,纯铁三态之间的转化状况纯铁在固态时有三种同素异型的结晶结构。

在温度780℃以下是体心立方晶体,称为α-Fe;当加热到780℃时转变为无磁性体,但仍保持体心立方晶体结构,有时把这种铁叫做β-Fe;将β-Fe 加热到910℃时转变为面心立方结构的γ-Fe,当将γ-Fe继续加热到1538℃时又重新转变为体心立方晶格的δ-Fe。

7.1.1.2 金属熔体的结构由金属三态之间的变化可知,固态时金属原子的排列为远程有序,气态时则处于完全无序的状态,液态时的结构是怎样的呢?在炼钢生产中,金属熔体的温度一般只比其熔点高出1OO-150℃。

根据对金属熔体某些物理化学性质的测定和结构的研究,可以肯定,过热度不高的金属熔体的结构基本与固态金属相近似,这可由以下的一些情况来说明:(1) 金属熔化时体积增加很少,通常仅为3%左右,纯铁熔化时体积只增加3.5%,相当于质点间距只增大了1%左右,这说明金属在液态时的质点间距与固态非常接近。

(2) 金属在熔化时的熔化潜热和熵变比蒸发和升华时的潜热和相应的熵变要小得多。

例如,对铁来说熔化潜热和相应的熵变分别为15.2kJ/mol和8.24J/mol,而其蒸发潜热和相应的熵变则为352.46kJ/mol和115.48J/mol。

这说明固体金属在熔化时质点间的作用力变化不大,并且系统的无序排列程度增加的不多。

熔化的条件和特点

熔化的条件和特点

熔化的条件和特点
熔化是物质从固态转变为液态的过程。

下面是熔化的条件和特点:
1. 温度:熔化发生的温度取决于物质的性质,不同物质的熔化温度可大幅度不同。

例如,水的熔化温度为0摄氏度,铁的熔化温度约为1535摄氏度。

当物质的温度升高到其熔化点时,分子或离子的运动增加,固体结构中的键开始断裂,使其转化为液体。

2. 压力:压力对熔化的影响是间接的。

在普通温度下,当增加压力时,熔化点会升高,而当减小压力时,熔化点会降低。

3. 特征:熔化过程中的物质会变得柔软,丧失固体的形状和结构特征。

其分子或离子之间的相互作用力逐渐减弱,使得固体转变为流动性较强的液体。

熔化也被称为熔解或熔融。

4. 熔化热:熔化是一个吸热过程,需要吸收一定量的热量来提供分子或离子的动能以克服相互作用力。

这种吸收热量的过程被称为熔化热。

在熔化过程中,物质的温度保持不变,因为吸收的热量被用于分子间相互作用力的克服上,而不是用于提高温度。

金属熔融特征总结

金属熔融特征总结

金属熔融特征总结1. 引言金属是一种常见的材料,具有良好的导电性、导热性和机械性能。

熔融是金属在高温下发生物理变化的过程,研究金属熔融特征对于了解金属的性质和应用具有重要意义。

本文将对金属熔融的特征进行总结,包括熔点、熔化热、熔化过程和熔化温度对金属性质的影响等方面,旨在深入了解金属熔融的基本原理和特点。

2. 熔点熔点是金属由固态转为液态的温度。

不同金属的熔点各不相同,从几十摄氏度到数千摄氏度不等。

金属的熔点与其结晶结构、铁原子的排列以及金属键的强度等因素密切相关。

一般来说,金属的熔点随着金属元素的原子半径的增大和原子间相互作用的减小而降低。

例如,银熔点为961.93摄氏度,而钠的熔点仅为97.79摄氏度。

3. 熔化热熔化热是单位质量金属从固态转化为液态所需的热量。

金属的熔化热与结晶结构、挤塑应力、原子束缚强度和电子结构等因素有关。

熔化热反映了金属的熔化难易程度,一般来说,熔化热越大,金属的熔化温度越高,熔化过程需要吸收更多的热量。

例如,铁的熔化热为13.8千焦/克,而铝的熔化热仅为0.39千焦/克。

4. 熔化过程金属的熔化过程分为两个阶段:固态金属的加热和熔点以上的液态金属的保持温度。

在固态金属的加热阶段,金属体内的原子随着温度的升高,开始克服晶格位阻进行热振动,最终脱离原子排列次序,进入液相。

这一过程称为熔化相变。

在熔点以上的液态金属保持温度阶段,金属表面和液体金属内部之间的热量交换使金属保持在熔点以上的温度。

5. 熔化温度对金属性质的影响金属的熔化温度对其性质和应用有重要影响。

高熔点金属具有较高的熔点和较高的熔化热,具有良好的耐高温性能。

这些金属常用于高温炉、航天航空等领域,如钼、钨等。

相反,低熔点金属具有较低的熔点和较低的熔化热,易于熔化和加工。

这些金属常用于焊接、铸造等领域,如铅、锡等。

熔化温度还与金属的热导率、电导率、力学性能和化学性质等密切相关。

6. 结论金属的熔融特征是了解金属性质和应用的重要基础。

金属熔化知识点总结

金属熔化知识点总结

一、金属熔化的原理金属熔化的原理是利用高温让金属颗粒之间的结合力减弱,使得金属原子可以自由移动并重新排列,从而实现由固态向液态的转变。

金属的熔点是这一过程发生的关键温度,熔点取决于金属的种类和性质。

金属的熔化过程包括几个阶段,首先是金属的加热阶段,当金属受热后,其温度逐渐升高直至达到熔点;然后是熔化阶段,当金属达到熔点后,开始融化成液态;最后是冷却阶段,当熔化的金属冷却后,重新凝固成为固态。

二、金属熔化的方法金属熔化的方法主要包括电熔、火熔和化学熔化。

1. 电熔:利用电能产生高温,将金属加热至熔点以上,使其融化成液态。

电炉、感应加热等设备都可以用来进行电熔。

电熔的优点是温度可控性强、加热速度快,适用于各种金属的熔化。

缺点是能耗较高、设备成本较高。

2. 火熔:利用火焰或其他燃烧介质加热金属,使其熔化成液态。

常见的火熔设备有熔炉、煤气炉等。

火熔的优点是设备简单、成本较低,适用于少量金属的熔化。

缺点是温度不易控制、加热速度较慢。

3. 化学熔化:利用化学反应产生的高温将金属熔化成液态。

例如,铝的熔点较高,难以用直接加热的方法进行熔化,可以用氧化铝和碳等还原剂进行化学熔化。

化学熔化的优点是温度可控性强,缺点是工艺复杂、环境要求高。

三、金属熔化的控制金属熔化的控制是确保金属熔化质量和性能的关键。

主要包括温度控制、加热速度控制、冷却速度控制和保护气氛控制。

1. 温度控制:金属的熔点是金属熔化的关键温度,需要根据金属的种类和性质确定加热温度。

控制加热温度可以通过温度计等设备进行实时监测和调节。

2. 加热速度控制:加热速度对金属的熔化过程影响很大,过快的加热会导致金属的变形、氧化等问题,过慢的加热则会影响生产效率。

需要根据金属的性质和加工要求确定加热速度。

3. 冷却速度控制:金属在熔化后需要进行冷却才能重新凝固成为固态,冷却速度对金属晶粒的形成和尺寸有很大影响。

通常需要根据金属的性质和加工要求确定冷却速度。

4. 保护气氛控制:在金属熔化过程中,由于高温会使金属容易氧化,因此需要在熔炼室内加入保护气氛,如氮气、氩气等,以防止金属氧化。

铋冶金炉料与辅料的作用及反应

铋冶金炉料与辅料的作用及反应

铋冶金炉料与辅料的作用及反应炼铋冶金炉的炉料包括铋精矿、氧化铋渣、煤粉、铁屑、纯碱、萤石、黄铁矿、返渣等,根据配料比的要求投入炉内。

它们的作用和它们在炉内参与之反应分述如下:一、铋精矿铋精矿包括硫化铋与氧化铋精矿,是提铋的主要原料,在冶金熔炼中,铋精矿参与的反应是复杂的。

在此,我们仅研究氧化铋与硫化铋参与的反应:在以上七个反应式中,在冶金炉熔炼条件下(2)与(3)式的反应是主要的。

二、氧化铋渣一般指铅阳极泥氧化除铋产出的渣料。

根据回收金银的传统流程,铅阳极泥经还原熔炼产出贵铅,贵铅在分银炉氧化吹炼中,脱除砷、锑后继续吹风氧化,则铋与铅皆氧化入渣。

氧化渣分为前期渣,中期渣、后期渣,前期渣含铅高,含铋低,后期渣含铋高,含铅低。

三者合称氧化铋渣,一般含铋在35%~55%之间。

氧化铋渣是综合回收铋的主要原料之一。

其参与的反应包括上述七个反应中的(1)、(2)、(4)、(6)式反应,其中以(2)式为主。

三、煤粉煤粉用作还原剂。

加入煤粉作用如下:(1)使氧化铋还原。

(2)起部分脱硫作用:以上两式说明,当不加煤粉时,钮以Bi2O3状态入渣,当加入煤粉时,铋呈金属铋状态沉淀入粗铋。

(3)保持炉内还原性气氛,防止铋液氧化,防止炉膛内特别是炉顶耐火材料氧化腐蚀。

(4)防止碲氧化入渣,而使碲富集于粗铋之中。

煤粉加入量必须恰当,过多过少都会带来不良的后果。

当加煤粉过量时,使其它对氧的亲和力较铋为大的杂质金属也被还原进入粗铋,降低粗铋的品位。

同时,由于碳的熔点高(3700℃),碳加入过量,会提高炉料的熔点和粘度,使炉料难熔化。

当煤粉不足时,氧化铋还原不充分,造成部分氧化铋入渣,提高了渣含铋,增大铋的损失,并且,无法维持炉内稳定的还原性气氛。

四、铁屑铁屑用作置换剂。

一般要求使用铸铁屑。

加入铁屑的作用如下:(1)用铁置换硫化铋中的铋。

(2)个别情况下,铁屑可作还原剂:铁屑加入量必须适当,过多过少皆不利。

当加入铁屑过量时:会使其它对硫亲和力较铋大的杂质置换出来进入粗铋,从而降低粗铋品位;冰铜中硫化亚铁增加,增大冰铜比重,影响与粗铋分离,而降低铋的回收率;过量铁与砷、锑等杂质生成黄渣,如As2Fe3、Sb2Fe3等,密度约为7g/cm3,介于冰铜与粗铋之间,熔点较高,形成隔膜,使操作困难,炉况不正常,降低铋的直收率;铁不溶于铋,且熔点高达1535℃,在冶金炉熔炼温度下不易熔化,过剩铁以单体铁夹带部分铋在熔池边缘及底部沉积,形成炉结,造成铋的损失,增加操作困难。

关于 铁的知识点总结

关于 铁的知识点总结

关于铁的知识点总结一、铁的基本性质1. 物理性质铁是一种银白色的金属,具有良好的延展性和韧性。

它的熔点相对较高,约为1535摄氏度,熔化后呈液态状态。

铁的密度大约为7.87克/立方厘米,这使得它成为一种重要的建筑和制造材料。

2. 化学性质铁与氧气反应会产生氧化铁,这是铁生锈的原理。

在湿润的环境中,铁表面会与水和氧气发生化学反应,产生氧化铁,从而使铁表面形成红褐色的锈层。

为了防止铁的生锈,常常会对铁进行表面处理,例如镀锌或者涂上防锈漆。

3. 磁性铁是一种磁性材料,在一定的条件下,可以被吸引和定向。

纯铁在温度高于770摄氏度时是非磁性的,但在室温下,它会表现出一定程度的磁性。

当铁被加热到770摄氏度以下时,其晶格结构会发生变化,从而使得铁呈现出明显的磁性。

二、铁的用途1. 建筑领域铁是建筑领域中不可或缺的材料,它被用于制造钢材、钢筋、梁柱等结构材料,用于支撑和保护建筑物的结构稳定性。

2. 制造业铁被广泛应用于制造汽车、船舶、航空器等交通工具,还被用于生产各种机械设备、工业设备和工具。

3. 医疗领域铁是人体必需的微量元素,它是人体内血红蛋白的组成成分,参与了氧气输送和运输过程。

4. 化工领域铁和其化合物被广泛用于制造染料、涂料、化肥等化工产品,以及催化剂和电池等材料。

5. 其他领域铁还用于制造金属家具、日用品、装饰品等,同时也可以作为艺术材料,被用于雕塑、铸造等艺术创作。

三、铁的生产1. 铁矿的开采铁矿石是铁的原料,它通常存在于地下深处,需要采用矿井开采的方式来获取。

在矿井中,人们使用爆破、挖掘等方法,将铁矿石开采出来。

2. 赤铁矿的熔炼铁矿石一般含有氧化铁和其它的杂质,因此需要进行冶炼。

首先,将铁矿石经过破碎、磨矿等处理,得到粉末状的矿石。

然后,将矿石放入高温的炉内,加入焦炭或者其他还原剂,使铁矿石中的氧化铁被还原为金属铁,这个过程称为赤铁矿的熔炼。

3. 制钢熔炼出来的金属铁还需要经过精炼和合金化的过程,从而生产出优质的钢材。

金属熔融的基本知识点总结

金属熔融的基本知识点总结

金属熔融的基本知识点总结1. 熔点金属的熔点是金属在一定压力下由固态转变为液态的温度。

熔点是金属的固液相变点,对于每种金属来说,熔点都是一个固定的数值,是该金属的特性之一。

熔点可以通过实验测定得到,也可以通过理论计算来估算。

2. 熔化过程金属从固态到液态的转变过程称为熔化过程。

在熔化过程中,金属的晶格结构发生改变,原先排列整齐的晶粒逐渐失去有序性,金属的密度也相应减小。

同时,金属的熔点温度也会随着温度的升高而逐渐接近熔点温度,最终发生固液相变。

在熔化过程中,金属的热容量和热导率也会发生变化,这些变化对于金属熔融的过程具有重要影响。

3. 熔融温度金属的熔点温度是金属熔化的关键参数之一。

大多数金属的熔点温度都在几百摄氏度以上,有些高熔点金属如钨、钽、铌等的熔点温度更是高达几千摄氏度。

由于金属在熔融温度下变成液态,其流动性增强,因此金属熔融温度是金属加工和熔融加工的关键参数之一。

4. 熔融方法金属熔融有不同的方法和技术,包括电弧熔炼、感应熔炼、气体熔炼、真空熔炼等。

其中,电弧熔炼是最常见的熔融方法之一,其原理是通过电弧加热金属,使金属在高温下熔化。

感应熔炼是利用感应加热原理使金属在高频电磁场中熔化。

气体熔炼是利用气体燃烧产生的高温来熔化金属,在氧炔焊和氧气喷灯中都有熔融金属的应用。

真空熔炼是利用真空条件下对金属进行熔化和熔炼,这种方法通常用于对高纯度金属材料的生产和制备。

金属熔融的基本知识点总结至此完成。

通过本文的介绍,读者可以了解金属熔点、熔化过程、熔融温度和熔融方法等基本知识,从而对金属熔融的过程有一个初步的认识。

同时,金属熔融也是工业生产和实验室研究中广泛应用的技术方法,对于金属产品的生产和金属材料的分离纯化具有重要意义。

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铁屑的熔化特性1.1 铁屑的微观形态观察铸件的机加工过程,可以看出,铁屑是在剪力与压力下,从铸件本体上剥离、压碎、成卷、断裂而形成的。

在10倍放大镜下,铁屑好象一把铁刷子,而每“一根”铁刷“毛”上,又像鸡毛开花一样,伴生附着许多小片。

这些小片小毛,近根部的细而密,在端部的粗而疏,还有的像石墨片一样,游离在刷毛之间。

1.2 铁屑的表面积在10倍放大镜下,游离的碎片目测体积大约有3.5mm×3.5mm×0.5mm大小,缩小10倍,当是0.35mm×0.5mm×0.05mm。

以此为根据计算:(1) 每片表面积S=2×0.352+4×0.35×0.05=0.315(mm2)(2) 每片体积y=0.352×0.05=6.125×10-3(mm3)(3) 每片重量W=rV=7.1×6.125×10-3=0.04348(mg) 1kg铁有W的n数量:lkg=106mg n=106/W=106/0.04348=23×100个(4) 1kg铁屑的表面积:∑nS=nS=23×106×0.315=7.245×106=7.245(mm2) (5)面包铁到铁屑表面积放大倍数:面包铁y:200×100×50=l(em3)S=200×100×2+600×50=7×104(mm2)W=rV=7.1kg 7.1kg铁屑的表面积=7.1nS=51.4×106(mm2) 15.14×106 倍数K= = 735 7×104 1.3 铁屑的密度铁锭密度7.1g/cm3 铁屑的堆密度3.02g/cm3 每1m3铁屑,空气空间占(7.1-3.02)/7.1=57%。

这57%的空间,一部分是铁屑块之间的插空,从实践中我们了解,铁屑块的插空是很小的。

这些空间,实际上,大部分是放大镜观察的刷毛之间的空间,尤其是片状之间的空间。

大致可以认为,铁屑的微观空间是:每片铁屑0.35mm×0.35mm×0.05mm;两片这样的铁屑之间,其空间也是0.35mm×0.35mm×0.05mm(≤57%)。

2冲天炉中回用铁屑2.1配料单与化验单(见表1,2,3) 表1 HT200配料单编号铸铁名生铁回炉料铁屑块废铁70Si—Fe60Mn-Fe 1 无铁屑185 80 O 35 3.5 2.7 2 有铁屑185 50 35 35 4 3 表2炉子的烧损经验数与配料单计算结果元素Si Mn C 炉子烧损(%) -20 -25 +12 配料成分(%) 2.06 0.95 3.0 表3化验结果:两种编号铸铁的化学成分(%) 编号铸铁名C Si Mn S P 1 无铁屑3.62 1.67 0.71 0.08 0.09 2 有铁屑3.39 1.61 0.6 0.087 0.01 2.2铁液的氧化2.2.1加铁屑铁液氧化的宏观表现铁液发白耀眼,流动性不好,也容易粘包;渣多而又不集中漂浮;浇注后直浇道铁液不稳定,有时反而上涨;炉渣由浅变深,有时甚至发黑;开渣操作时,火星多。

2.2.2在冲天炉不同高度的氧化机理(1)预热带:只要有一定CO:浓度即发生氧化。

这种氧化正常也有发生,但由于铁屑表面积大,氧化的速度要比正常时大数百倍:Fe+CO2=FeO+CO -Q (2)到了氧化带,C02浓度提高,并有了自由02,氧化反应趋于剧烈:2Fe+02=2FeO +Q (3)到了熔化带,自由O2多,风压高,温度高,灼热的铁屑表面,短时间内五大元素同时与O2接触,引起剧烈的燃烧。

举上海某厂为例,铁屑专用炉上的元素烧损统计见表4。

表4上海某厂铁屑专用炉上的元素烧损统计元素Si Mn Fe 带锈铁屑饼(%) -37.3 -44.3 -6.3 新铁屑饼(%)-30.9 -43.2 -5.I2.2.3温度、自由能与氧化物稳定性的关系根据冶金反应原理,利用氧化反应自由能变化与温度的关系曲线(如图2)。

可以查到,在铁液温度区段(1250℃-1550℃),氧化物稳定性的排列次序是:圈2氧化反应自由能变化与温度的关系S02<P205<FEO<C02<MNO1360℃时,铁液中的C要还原MnO等氧化物,形成较稳定的CO。

当温度降低后,有的CO能被还原成C,有的则因铸件冷却,来不及析出,以CO气泡残留在铸件中。

②铁液的含氧量还与炉渣中FeO含量有直接关系。

有资料介绍,当炉渣中FeO>8%时,铁液含氧量明显增加,这也是造成铸件气孔的途径,尤其是锈蚀的铁屑,含气量更大。

有资料介绍,仅含2.5%FeO 的铁屑比新铁屑,其铁液含气量高3倍。

夹渣形成的机理也可以借用图2氧化物的稳定顺序表来分析。

据资料介绍,在1cm3铁液中,稳定的氧化物(主要是Si02)其数量达500万个,其中70%尺寸在0.2一1μm之间,实践中,铸件上平面加工后出现云状亮斑,用手提式硬度计测量,压痕直径φ2.2mm,估计HB400以上(超出换算表范围)。

为消除铁液夹渣含气,可在炉前加入0.1%-0.3%的稀土合金。

2.3.3 白口倾向发现箱体件白口倾向为6%左右,有不同程度的表皮发硬,有3%因打刀、断钻、断丝锥而报废。

规律性的部位都在下箱与侧箱加工面,尤其在铁液流的前锋。

本体硬度,正常区HBl70-190,硬区HB220-240。

本体金相见图3所示,硬区是渗碳体、莱氏体及异形石墨。

(a)不加铁屑正常组织(b)加铁屑的白口飞边图3铸铁的显微组织2.4解决措施2.4.1缩小铁屑表面积为了缩小铁屑表面积,加入冲天炉中的铁屑要成块,成块的方法有如下两种:(1)烧结成块生产时,先在炉底铺垫少量钢屑,以免漏底;再在上面加满铁屑,在铁屑上面加引火柴,如刨花锯末等,在抽气下点燃,以后就靠铁屑自身氧化燃烧并熔化,形成烧结铁。

到第二炉时,可将发红的烧结铁代替引火柴放在上面,利用余热点燃第二炉。

如此反复。

利用该法,可组成转盘式八工位组合机。

烧结铁由于在充足的氧化气氛中燃烧熔化,终含C量只有0.9%,类似高碳钢;因为没有合适的造渣,铁中夹有大量夹渣物与气体。

(2)铁屑块铁屑块是将铁末用压力机压制成型的。

铁屑块的密度,与其受外力有关,也就是与成型设备有关(见表5)。

表5各种成型方法制成的铁屑块密度成型设备夹板锤摩擦压力机专用油压机I面包铁密度/g•cm-3 4.9~5.1 5.4~5.65.8~6.1 I7.0~7.2 对铁屑块强度的简单检验办法是:平面朝下,从lm高自由落到水泥地上。

密度<5g/cm3的会碎;密度5-5.5g/cm3的会裂;密度5.5-6.0g/cm3不变。

为了在冲天炉中不被砸碎,加料方法是:中心漏底加料时,将其加在原料铁上,铁屑块坐在铁块上下落,第二斗加焦炭石子覆盖,第三斗铁料又落到焦炭上,这样可避免自碎和被砸碎。

2.4.2加电石泥缩小其表面积,延缓氧化时间用电石泥(CaO与Ca(OH)2))拌铁屑打块,待自干自硬后再入炉,有以下好处:(1)作为一种粘结剂,增加了铁屑块的强度:加电石泥的块,密度4.8g/cm3(不加的密度5.0g/cm3),都从1m处落下,前者无裂纹,后者有裂纹或碎开。

(2)CaO填死铁屑的自由表面:电石泥很细很薄,它能钻人两铁屑之间的缝隙,被铁屑表面所吸附。

CaO 的熔点2572℃,它很好的保护了铁屑在最活跃的气相区的氧化,一直保护到熔化带。

加电石泥的铁屑块,其炉渣明显由黑变回到灰绿色,炉前三角试样白口也正常。

(3)破坏了最主要的氧化物SiO2的稳定性:结合生成CaSi04降低了熔点,提高了流动性,并聚集上浮。

(4)另外,CaO还有形成CaS脱S以及消除焦炭表面酸性氧化物(如Si02)的能力。

2.4.3提高炉温还是从图2分析,提高铁液温度,CO 的稳定性高于SiO2、MnO等,也就是C还原了上述氧化物中的0,使其免受氧化。

过热的铁液温度动力粘度降低,渣气容易上浮,从而避免了夹渣带气,净化了铁液。

2.4.4炉前控制:正常HT200的三角试样白口宽度1-2mm,加铁屑的2.5-3mm。

生产发现由于铁液的氧化,白口与麻口之间的分隔线不直,白口宽度难定量。

在600kg铁液中加入1.Okg70SiFe再孕育,能使白口减到2mm,且有直的清晰的分界线,改善了加工性能。

3还原炉(铁屑专用炉)法切屑量大,或者为了降低成本,最好用钢、铁屑专用还原炉。

3.1还原炉的基本结构(1)炉体:本炉是直筒型,内径φ760mm,总高不到3.5m,料从侧口加入;主炉体用酸性耐火砖砌筑,炉门设在贮铁液池的正上方,此处也是单个水冷风嘴的入口;侧面设有人孔,用于架柴点火。

(2)炉缸:炉缸用中性材料打结,配料:焦炭粉80%,煤焦油13%,沥青7%。

先用大铁锅将煤焦油与沥青熬开,再加人焦炭粉炒拌均布。

在较干的状态下打结。

炉缸在小车上打结烘干后推入炉底,用千斤顶顶起,与主炉体之间的结合面,也用同一材料,在顶起压力下密封。

(3)热风管屋:炉体上口进入风管屋,该屋3.2m×l.6m×2.0m,用耐火砖砌成,屋顶起拱,加料口直接通到屋中。

风管用φ160×5不锈钢管。

直管段1m,共计28段,用180℃弯管串联连接,总长45.6m。

管子之间相隔400mm,任何一处漏风都可钻进人去焊补。

废气从屋山底部排人烟囱,烟囱由1l节大油桶串焊组成。

烟囱使风管屋形成一定的负压,烟火就不容易从加料口窜出。

用40m3 /min的鼓风机供风,冷风经加热后,由水冷热风嘴送人炉内。

废气带着灰渣,从炉口进入小屋,由于断面突然扩大,灰渣沉降屋底,屋底设有4扇放灰活门。

(4)冷却水:冷却水主管φ1.5〃,开些小孔,水从高位水箱通过主管,直喷炉皮顺淌,到一层平台水槽中,再溢流到冷却池;另一股水从水箱直通风嘴,再回到水池。

冷却水池的水,同时用于冲渣,使渣发泡。

发泡渣形同海绵,可用做保温材料。

3.2还原炉的特点(1)炉缸大而深,利于增碳炉缸直径φ920mm,底焦高度1000mm,无前炉。

铁液与焦炭有长时间接触,有利于增碳,以补偿由于切屑表面积大、氧化烧损严重而引起的脱C及由此而带来的白口倾向。

(2)热风、高温及还原性气氛,以抵制氧化炉身较短,没有很高的预热带,废气温度高,用以加热风管;加上焦铁比高,一般l:(3~3.5)(次焦),可得到560℃的热风。

按图2自由能与温度关系曲线,温度高氧化物的稳定性差,氧化反应不利。

当炉温高于临界温度1485℃时,炉中还能增硅(Si02被C还原)。

利用图6曲线(原资料碳到16为止),顺曲线向左延伸可以估计,在焦铁比1:5(20%)时,燃烧比ην大约只有10%,按公式:图6炭耗量与燃烧比的关系K=CO/C02=1/ην-1 可以估出,当ην=0.1时,K=9,此时CO占90%,显然炉气是强还原性的。

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