氧化铁的化学元素

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇氧化铁的化学元素范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

氧化铁的化学元素范文第1篇

【关键词】转炉工艺；冶炼原理；操作要求

1 转炉冶炼目的

转炉冶炼主要是将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，其用途十分广泛。

氧气顶吹转炉炼钢设备工艺：如图1所示。按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气（纯度大于99%的高压氧气流），使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。 氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外，炼钢时，生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥，含磷量较高的炉渣，可加工成磷肥，等等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛，去硫效率差，昂贵的合金元素也易被氧化而损耗，因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。

2 转炉冶炼原理简介：

转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 （FeO，SiO2，MnO，） 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。

转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：

（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；

（2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；

（3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；

（4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）；

（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；

（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。

3 转炉炼钢主要工艺设备简介：

3.1 转炉（converter）

炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。

3.2 AOD精炼炉

AOD即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。

VOD精炼炉

VOD精炼炉（vacuumoxygen decarburization），是在真空状下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。

3.3 LF精炼炉

LF（ladle furnace） 炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极加热，搅拌是通过底部透气砖进行的。

转炉倾炉系统

倾炉系统：变频调速（变频器+电机+减速机+大齿轮）

倾炉机构：倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。

4 转炉炼钢要求

低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快，钢中气体含量低，所以钢的塑性和低温塑性好，有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板、汽车板、冷弯型钢、低碳软钢丝等，都具有良好的性能。

转炉冶炼中、高碳钢虽然有一些困难，但也能保证钢的质量。转炉钢制造的各种结构钢、轴承钢、硬钢丝等都已广泛使用。冶炼高碳钢的困难是拉碳和脱磷。在C>O.2%时靠经验拉碳很难控制准确，如果有副枪可借副枪控制，没有副枪时需要炉前快速分析，这就耽误了时间。高碳钢终点（FeO）低，脱磷时间短，因此需要采用双渣操作，即在脱碳期开始时放掉初期渣，把前期进入渣中的磷放走，然而双渣操作损失大量热量和渣中的铁，没有特殊必要不宜采用。增碳法是冶炼中、高碳钢的另一种操作法，这时吹炼操作和低碳钢一样，只是在钢包内用增碳剂增碳，使含碳量达到丘冈绅的要求。增碳剂为焦炭，石油焦等。中碳钢的增碳量小，容易完成。高碳钢增碳要很好控制，但轨钢、硬线等用增碳法冶炼可以保证质量合乎要求。

转炉冶炼低合金钢没有特殊困难。冶炼合金钢时，因为合金化需要加入钢包的铁合金数量大。会降低钢水温度，而过分提高出钢温度又使脱磷不利。所以冶炼合金钢应与炉外精炼相结合.用钢包炉完成合金化。另外，随着对钢的成分的控制要求不断严格，为减少钢性能的波动，要求成分范围越窄越好。这也需要在钢包精炼时进行合金成分微调的操作。

参考文献：

氧化铁的化学元素范文第2篇

关键词 铁塔；热镀锌；工艺

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）80-0178-02

一般情况下，建设电力铁塔基本都是在野外，因为会受到长期的暴露，并且长时间的经受各种恶劣天气的影响，就会受到长时间的腐蚀，而在受到大气腐蚀以后，其损失程度则会相当的严重，甚至达到一半以上。但是，在钢结构当中，对于防腐的方法也有几种：热喷涂锌、阴极保护法、涂层法以及热浸镀锌法等。

由于输变电铁塔一般应用的都是角钢，如果镀锌的效果没有达到理想的程度，同时又受到了恶劣环境的影响，如果是镀在没有上锌的那部分则会氧化并且出现铁锈的现象，另一方面，如果是在恶劣的潮湿环境当中，当铁锈又产生了电化学条件的反应，则会把铁锈给腐蚀掉。在实践工作当中，研究热镀锌的工艺我们发现，一般镀锌层一般是由外到内的，并且分为5层。在镀锌层的合金层当中，主要的形成过程包括两种：一种就是把铁溶解在锌中，而另一种则是形成的金属化合物。而在镀锌的过程当中其实就是一个形成金属化合物的过程，也就是所谓的反应过程。

1 形成镀锌层

在钢制件以及在被熔融的锌液当中，这是经过了一个非常复杂的过程，也是化学和物理的相互作用。如果锌是处于在液态时，其金属的熔点不管是高低，则均可能出现溶解以及侵蚀的作用。在钢制件的表面进行镀锌的过程当中，主要会根据以下步骤而操作的，首先要把固体的铁进行溶解，再把锌和铁相结合并且对其化合物，并且也就产生了铁，当锌和铁的合金层的在其外侧会联结着一层纯锌，并且在进行冷却以后会结晶，所以，也就是说在热浸镀锌的过程当中则是根据扩散的作用大小所形成的过程。

在我国众多的镀锌行来当中，一般大型输变电铁塔所应用的工艺都是以工件脱脂酸进行洗水，再通过清洗来提高镀锌烘干热镀锌水冷却的包装检验。而对镀锌层的形成造成影响的几道工序体现在几个方面，并且都要按照步骤进行操作。但是，生产热镀锌的工艺时也会出现几方面的缺陷，主要表现在：皱纹、漏镀、不均匀的镀层、灰暗层等多方面因素，但是漏镀的缺陷则是最为常见的一个方面。由于影响输电线路铁塔热浸镀锌出现漏镀的存在因素有很多，并且不容易控制，而影响因素主要体现在几个方面：第一，在工件的表面其没有做好处理。 第二，在操作热镀锌的工序时没有按照规范进行。第三，对于助镀剂的溶液没有控制在一个良好的参数范围内。第四，在锌液的中夹会杂夹着其它有害成分。对此，只有准确的了解漏镀的具体原因，才能有效的用科学的方法对其进行处理，并且把这一个缺陷很好的控制在一定范围之内。

2 对于热镀锌的生产工艺流程

1）进行除油处理。由于铁塔热镀锌是不具备专业的工序碱洗，而对于油漆的标记也是应用了磨光机磨的方法来进行清除的。主要可以通过应用往除锈液当中适当的加一些表面活性剂，这种方法则是较为常见的一种方法。如果是遇到油污较多的螺栓和螺母时，则可以应用化学的方法进行去除；2）进行除锈处理。这道工序是非常重要的，由于除锈的方式方法以及对其质量的好坏都会影响到产品。一般情况下，盐酸和氧化铁的反应是非常快的，而跟铁的反应则是相对较慢的，并且可以降低铁耗，从而减少酸洗以及氢脆的现象等问题。但是，当氯化亚铁的溶解度出现较大时，而它的使用期限则会较长，而废盐酸也会被利用回收；3）进行水洗处理。应用水洗方法的重要目的则是为了除掉工件表面的杂质，以避免铁离子直接进到熔剂当中，但是，如果进行水洗时就会给污染源造成一定的影响，因此，必须要应用环保设备；4）进行熔剂处理。把NH4CL作为熔剂时，则会体现出如果根据比例混合的应用效果才是最好的。如果往熔剂当中添加了一定量的KCL则可以有效的提高其亮度。在当工件进行浸锌时，会在其表面漂浮着一些黑色和褐色的油状物，也就是它的反应生成物；5）对于浸锌的处理。由于锌液的化学成分主要是通过热镀锌的生产工艺再向锌液当中加入适量的铅，但这种方法是极其有害的，会增腐蚀的程度，从而造成镀层变黑以及生长白锈等现象。同时，铅的成份也会危害到员工的健康问题。在浸锌的温度上也会有一定的要求，由于浸锌的温度要求则应和钢铁当中的硅量相一致，而浸锌的时间也是存在一定要求的，对于镀层的厚度必须要和浸锌的时间成为正比，而浸锌的时间也应该要和工件厚度进行一定的匹配，如果工件的厚度较大，其浸锌的时间则必须要较长，但是如果镀层较厚时，则必须要对其锌液成分进行改变，并且也要控制好浸锌的温度，减薄镀层。一旦出现引出的速度较快时，而镀层则会越厚。在一般情况下，引出速度必须要和锌液下流的速度相近时才是正确的， 但当锌液下流的速度则必须要和锌液的含铁量以及温度相联系，它是作为一个不定值的。在引出角度上看，应尽量垂直引出，其引出的角度也应大于45°为好。行车的吊钩与锌面的距离应与锌锅的长度相等， 这样才能保证工件表面光滑；6）对余锌进行清除处理。由于铁塔热镀锌是不需要进行擦拭的，而且对于它的光洁度也是可以靠调整来进行的，主要有几个方面：第一，可以在锌液当中适量的加入合金，从而促使在锌液的表面可以呈现出镜面的效果；第二，应尽可能的提高引出的角度，并且选择好引出的速度；第三，可以应用刷子去除余锌以及锌灰；7）进行冷却处理。一般的铁塔热镀锌通常都是应用水进行快冷，所以可以降低色差。而超低温的低碳钢，则可以不必下水，利用空气便可以将其冷却；8）进行钝化处理。应用钝化处理主要就是为了提高它的亮度，也是为了提高它的抗白锈能力。

3 主要的影响因素

1）由于化学元素会对热镀锌造成很严重的影响，所以在生产工艺的过程中我们可以看出，一般在钢中会含有很高量的C，从而这也就加剧了Fe-Zn 的反应，也破坏了镀锌层的粘附性。但是，由于在钢中还会含有一定量的Si，同时这也给镀锌造成很大的困难，当硅的含量较高时，则会出现灰色的镀层，并且促破坏粘附性，因此，必须要预防出现硅的氧化；2）对于材料的表面质量也会造成热镀锌的质量影响，主要在表面会出现裂纹、结疤、表面的夹杂、划伤、折叠等因素都会给镀锌造成一定的影响。此外，划伤与裂纹对镀锌所造成的影响程度也是取决在它的深度，由于裂纹是存在一定深度的，所以酸洗是不能到达裂纹的底部。但是进行镀锌时其氧化铁皮是极易出现溶解的，其深度只要不会超过一定的范围要求便可，所以一般是不会对镀锌造成影响和使用的。

4 结论

在应用输变电铁塔的热镀锌工艺时，由于会受到很多方面的因素影响，所以就会出现很多方面的问题，从而也直接影响到了镀锌层的工艺质量。对此，我们必须要严格控制热镀锌的生产工序、工艺以及操作等都必须要严格有效的实施监控，并且制定出有效的方法进行控制，从而提高输电线路铁塔热镀锌的工艺水平。

参考文献