综述
年前,我国的钢产量已经突破 在市场经济激烈的竞争压力下,各钢铁厂都在努力追求高附加值的钢铁产品。随着现代铁水预处理技术的发展,脱磷、脱硫、脱硅在生产上已经实现了*经济成本。在磷、硫的危害下降的同时,氢、氧、氮对钢的危害愈加显露出来。钢中氢的致裂,氮的发脆,全氧与钢中夹杂物的紧密关系,在分析钢的缺陷时已经形成共识。为此,各钢铁厂几乎都配备了氧氮氢分析仪,即使一些规模相对不算太大的特钢厂,也配备了进口氧氮氢分析仪。氧氮氢仪器的增加,凸显了成熟的氧氮氢分析技术人员比较缺少。在不少特钢厂,操作人员对氧氮氢的知识需要从零学起。于是编写此文,献给在生产现场的操作人员。
即氧氮氢对钢铁产品的危害或作用。
氧和氢一样,都会对钢的机械性能产生不良影响。不仅是氧的浓度,而且含氧的夹杂物的、类型及其分布等也有很重要的影响。这类夹杂物是指金属氧化物、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物。炼钢需要脱氧,因为凝固期间,溶液中氧和碳反应会生成一氧化碳,可以造成气泡。另外,冷却时氧可以作为FeO、MnO以及其他氧化夹杂物从溶液中析出,从而削弱其热加工或冷加工性,以及延展性、韧性、疲劳强度和钢的机械加工性能。氧与氮和碳还能引起老化或者硬度在室温下自发的增加。对于铸铁,当铸块正凝固时,氧化物与碳可以发生反应,因此造成产品的孔隙和产品的脆化。
氮不能一概而论的归结为有害气体元素,因为有些特种钢是有目的的加入氮。
N的含量,可以减少Cr的使用量,Cr相对很贵,此方法可以有效降低成本。
例如:在存放一些时间后,钢发生应变时效,就不能被深冲加工(比如深冲加工为汽车保护板),因为钢会出现撕裂,不能沿各个方向被均匀地拉伸。这是由于晶粒大以及4再如:在不锈钢中,晶粒界面上形成氮化铬(23、氢的危害:
2ppm时,氢在所谓“鳞片剥落”现象中起重要作用。在滚轧和锻造后的冷却过程中出现内裂和断裂现象时,这种剥落现象一般更加明显,而且在大的断面或者高碳钢中更经常发现这种现象。由于内应力的存在,这种缺陷会造成发动机使用过程中大转子发生崩裂。
2ppm时,容易出现孔隙或一般的多孔性,这种氢造成的多孔性将造成铁的脆化。
二、钢铁中氧氮氢的存在形式:
氧是以化合态和游离态共存的,一般游离态很少,主要是以2334FeO以及金属氧化物夹杂、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物的形式存在,仪器测试氧含量,一般用T[O]表示。
钢中一部分氮是呈金属氮化物或者碳氮化物的形态;如今特种合金钢中所加入的大多数元素,在适当条件下能形成氮化物。这些元素包括锰、铝、硼、铬、钒、钼、钛、钨、铌、钽、锆、硅和稀土等。考虑到许多氮化物形成元素具有几种简单的或者复杂的氮化物,此时钢中可能会形成多达3、氢的存在形式:
三、钢铁中氧氮氢的来源:
氧在各种炼钢炉冶炼终点时都以一定量存在钢水中,氧是生产过程中供给的,因为炼钢过程中首先是氧化过程2、氮的来源:
43、氢的来源:
34•HO);铁合金中的氢气;增碳剂、脱氧剂、覆盖剂、保温剂、遭渣剂(Ca(OH))、沥青和焦油中的水份;未烤干的钢包、中间包、中注管;钢锭模的喷涂料;结晶器渗水以及大气中的水份与钢水或炉渣作用而进入钢中。
1、氧的测定:
CO转换为 CO,然后通过红外池检测2红外池检测原理,是根据某些气体能够吸收红外线,而每种气体只吸收红外线中特定波长,吸收光谱决定于气体分子中原子类型、结构和排列顺序。对于24.24微米的红外线。检测过程示意图。
2 切光马达
4 气体进口
6 CO 滤光片
8 红外检测器
210 O光径11 O 光径
红外光源2、氮和氢的测定:
热导池,是通过测量热导率来检测热导变化的,而不是测量热传导吸收。它有一个很好的参比电阻,这个参比电阻是纯载气。
测量池每个通道有两个热敏电阻五国内各钢厂家氧氮氢的含量根据牌号和用途不同,含量有些差距。因为涉及商业利益,暂不对国内各厂家具体数据详细介绍。但是钢的发展方向,是朝着上世纪在世界上,德国和日本无疑代表着钢铁生产技术的*水平。根据相关资料,列表如下,供各钢厂参考。
ppm)
[C] | [S] | T[O] | 含量 | ||||
≤20 | ≤5 | ≤10 | ≤65.7 | ||||
≤16 | ≤4 | ≤5 | ≤51.5 | ||||
≤6 | ≤1 | ≤5 | ≤28.2 | ||||
—中间包 | 20 | 23 | 1.3 | 宝钢—— | 27 | 11 | 80 |
“红外煤气分析仪”(可定制)可以分析钢铁厂的气体及热值,有便携式、在线式和防爆式等类型的分析仪,分析仪采用进口NDIR非分光红外传感器,长寿命电化学传感器和苯基于MEMS的热导传感器,运用*的数字处理技术,可同时在线测量煤气、生物燃气中六种气体的体积浓度,根据气体浓度值快速准确计算出相应的热值。
该分析仪可应用于钢铁、冶金、化工、煤气化领域工业煤气的成分及热值测量;新能源行业如生物裂解气等气体成分测量;高校科研所各种燃烧试验的气体取样分析等。