FeO和V_2O_5反应机理的研究

在理论分析的基础上,通过DSC实验对FeO与V2O5发生的反应进行测定,得到各相变温度,结合高温淬火实验,运用X射线衍射分析淬火物质的物相组成,研究FeO和V2O5的反应机理。结果表明,FeO与V2O5反应的实质是V2O5分解出的V2O3与FeO发生反应生成FeV2O4;V2O5与FeO的氧化产物Fe2O3发生反应生成FeVO4;V2O3与FeO和Fe2O3发生反应生成Fe2VO4。当830℃T970℃且FeO的含量低于50%时,FeO与V2O5发生氧化还原反应,反应产物为Fe2O3和V3O5;当970℃T1 270℃且FeO的含量高于50%低于70%时,FeO与V2O5的反应产物以FeVO4的形式存在;T1 270℃且FeO的含量高于35%时,FeO与V2O5的反应产物以Fe2VO4的形式存在。     

CSP热轧板卷氧化皮结构

用SEM和XRD对CSP热轧板的单张板和冷卷的氧化皮进行了研究.结果表明,轧后冷却过程对氧化皮的组成有显著影响,单张板的氧化皮组成为:Fe2O3:Fe3O4:FeO为6.8:33.4:59.8;冷却后板卷的表面氧化皮是外层氧化铁层和内层Fe3O4层组成的双层结构,以Fe3O4为主,没有观察到FeO相,Fe2O3:Fe3O4的比例为3.6:96.4;该冷卷的结果显著区别于以往实验室研究的结果.计算得出单张板氧化皮密度为:5.49 g/cm3,冷卷的氧化皮密度为5.19 g/cm3,在整个板宽上,单张板氧化皮的组成基本一致,冷卷边部的Fe2O3稍多于1/4宽和中心位置.     

钾长石对CO还原铁氧化物过程还原膨胀性的影响

摘要：包钢巴润矿具有粒度细、品位高、价格低廉、适合球团生产等特点,但该矿是一种典型的高碱负荷磁铁矿,其中碱金属含量较高。以揭示含钾脉石对铁氧化物还原膨胀性的影响为出发点,采用分阶段还原法,通过在线检测的方法研究了不同天然钾长石添加量对CO的Fe2O3→Fe3O4,Fe3O4→FeO以及FeO→Fe分阶段还原过程试样的线膨胀率进行了检测,并对各阶段还原产物的物相组成和显微结构采用XRD和SEM进行了分析。结果表明,试样在氧化焙烧过程中,天然钾长石中的钾长石熔化后形成玻璃相,SiO2以石英的形式析出。试样中天然钾长石质量分数从0增加到12%,在Fe2O3→Fe3O4还原阶段,其线性膨胀率从2.19%下降到2.11%,试样在焙烧过程中钾长石形成的渣相对Fe2O3还原膨胀性起到抑制作用;在Fe3O4→FeO还原阶段,其线性膨胀率从-0.51%增加到0.46%,钾长石引起Fe3O4晶格畸变,造成Fe3O4还原膨胀加剧;在FeO→Fe还原阶段,其线性膨胀率从-6.26%增加到-1.68%,天然钾长石中的SiO2与FeO结合形成铁橄榄石对FeO还原过程的铁相收缩起到抑制作用。因此,钾长石主要对CO还原Fe2O3的第Ⅰ和第Ⅱ阶段作用明显,SiO2主要对还原第Ⅲ阶段产生影响。     

热轧板氧化铁皮结构显微分析

应用电子背散射衍射(EBSD)显微分析技术研究了热轧板表面氧化铁皮显微结构,表征了不同工艺条件下的氧化铁皮层状微观结构,此外,还应用了金相法、X射线衍射(XRD)分析方法对热轧板氧化铁皮结构进行了辅助研究。研究表明,受卷取温度变化快慢的影响,热轧板卷取后芯部、边部的氧化铁皮显微结构存在较大差异,其中芯部降温速度慢,内部的FeO较充分的转换成Fe3O4,边部降温速度快,内层FeO被大量保留。Fe3O4的含量和结构最终决定酸洗速度,具有FeO、Fe3O4双层结构的氧化铁皮比单层Fe3O4氧化铁皮容易酸洗。     

终轧温度和卷取后冷却方式对汽车大梁用钢氧化铁皮特征的影响

 以含Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢为对象,采用热模拟试验和试制生产卷取后控制冷却试验,研究了Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢在不同终轧温度和卷取后采用不同冷却方式下对氧化铁皮结构的影响。试验结果表明：含Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢在820~920℃之间终轧时,氧化铁皮主要由Fe3O4层和FeO层构成,终轧温度和轧制速度综合作用因素影响氧化铁皮厚度;卷取后不同冷却方式对氧化铁皮的外层Fe2O3层、中间层(Fe3O4+Fe)层及内层少量残余的FeO结构和厚度有较大影响。     

黑钨矿与碳酸钙人工合成白钨的反应过程和机理

研究了黑钨矿与碳酸钙煅烧合成白钨的反应过程和机理。实验结果表明:在550℃下煅烧黑钨矿时开始出现白钨相;在800℃下黑钨矿与碳酸钙能完全合成为白钨,主要产物为CaWO4、Fe2O3、Mn2O3。在有空气存在的条件下合成白钨的反应分两步进行:第一步生成CaWO4、FeO、MnO,第二步FeO、MnO氧化生成Fe2O3、Mn2O3。     

低温非平衡条件下氧化铁还原顺序研究

研究了低温条件下(＜570℃)CO和H2还原氧化铁的动力学机理.结果表明:实际还原过程属于非平衡态过程,它的还原机理与还原气体的成分相关.当还原气体中CO(或H2)的含量不能满足Fe3O4 CO(H2)→3FeO CO2(H2O)反应进行的要求时,氧化铁的还原顺序为Fe2O3→Fe3O4→Fe;如果还原气体成分满足此要求,Fe2O3→Fe3O4→Fe和Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe两种还原顺序将同时存在.     

原矿中FeO含量对烧结矿的影响

在实验室对原矿FeO与烧结矿中FeO含量之间的关系进行了研究。结果表明,烧结过程中气氛还原性增到某一数值后,磁铁精矿氧化速度变慢,赤铁精矿还原速度加快,因此,在烧结条件下磁铁矿被氧化,赤铁矿被还原,并且氧化和还原程度由基础Fe2O3、Fe3O4含量和气氛决定。本次对6种铁矿的研究中,配碳超过3.2%后,赤铁烧结矿FeO含量低于磁铁烧结矿。在上述试验的基础上,又研究了配矿与烧结矿中FeO含量的关系,结果发现,本试验条件下,随混合料FeO含量升高,宏观烧结气氛评定指数P值总体有向小的趋势,说明在相同配碳量条件下,原矿FeO越高,相对降低值越大。控制混合料中FeO含量也是控制烧结矿FeO含量的一项有效手段。     

钛铁矿磁化焙烧分离的热力学分析

为了探讨钛铁矿以Fe3O4和TiO2分离路线的可能性,对钛铁矿低温下的氧化与还原热力学进行了分析研究.结果表明:若通过直接磁化焙烧的方法,氧气能够将FeTiO3氧化成Fe3O4,但实际操作会难于控制反应条件,易过氧化成Fe2O3和Fe2TiO5;使用CO2和H2O气体将FeTiO3氧化生成Fe2O3和Fe2TiO5的反应更容易发生,而非生成Fe3O4,因此这两种气体也无法直接将钛铁矿磁化;若通过间接磁化焙烧的方法,先用氧气或空气将FeTiO3氧化,而后无需较高浓度的CO以及较低的温度即可以将FeO3和Fe2TiO5还原成Fe3O4.根据上述结果,提出钛铁矿分离钛与铁的新路线:将钛铁矿通过氧化和磁化,再通过磁选的方式得到铁精矿粉和钛渣.     

可控氧化气氛下4J29合金的组织与性能研究

在不同可控氧化条件和相同浸润条件下获得合金与玻璃的浸润件,并分别分析氧化温度和氧化气氛N2载水/H2流量比对Fe-Ni-Co可伐合金表面氧化膜成分与形貌以及氧化膜-玻璃浸润角、结合强度和循环稳定性等的影响。XRD结果表明:N2载水/H2比例高于170/10时,800℃以下为单一Fe3O4相,900℃生成Fe3O4+FeO混合相;N2载水/H2比例降低为140/10时,800℃生成Fe3O4+FeO混合相。SEM形貌分析表明相同N2载水/H2流量下,升高反应温度,会使氧化物颗粒增大;同一氧化温度下,N2载水/H2比例的增大,氧化物颗粒减小且致密。与玻璃浸润性能研究表明,氧化条件为800℃,N2载水/H2=200/10时得到的单一Fe3O4与玻璃的浸润性最优,其玻璃浸润角为3.01°,拉伸剪切强度为7.16 MPa,且具有良好的冷热循环稳定性。     

600 MPa级高强钢热轧卷取工艺研究及应用

为了探究卷取过程热轧带钢的氧化铁皮和组织性能的变化规律,采用扫描电镜、电子探针、光学显微镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同卷取温度和冷却方式对600 MPa级热轧带钢表面质量和组织性能的影响。结果表明,650、600 ℃ 卷取温度下,与缓慢冷却方式相比,采用快速冷却方式可有效改善热轧带钢表面氧化铁皮的结构,使氧化铁皮中FeO比例提高10%~15%,氧化铁皮厚度下降25%~30%,同时有效减弱热轧带钢表面氧化铁皮与基体界面硅元素和锰元素富集;不同冷却工艺下热轧带钢中的晶粒尺寸相近;650 ℃卷取+快速冷却工艺下热轧带钢的屈服强度最高,试样断口的位错密度最高,但断后伸长率并未明显下降。     

Characterizing the Structure Evolution of Tertiary Scale during Simulated Coiling by EBSD简

An oxide scale formed at 900 ℃ for 60 s in dry air was subjected to the simulated coiling processed with different coiling temperatures. The phase transformation behavior, especially the orientation distribution of the oxide scale, was analyzed using electron backseattered diffraction （EBSD） technique. When cooling from the coiling tem- perature of 650 ℃, the scale consists of FeaO4 layer, FeO layer and FeaO4 seam. The FeaO4 precipitates are ob served in the FeO grains of the scale formed with the coiling temperature of 550 and 450 ℃. With the cofling temperature of 350 ℃, the decomposition of FeO is suppressed due to the low temperature. The Fe3O4 grains, which are decomposed from FeO, has the same orientation as the parent FeO grains. Moreover, the FeO grains, of which the growth direction is parallel to 〈001〉, is easier to decompose into Fe3O4 than the grains with other orientations.     

热轧汽车大梁钢氧化铁皮结构的控制

介绍了汽车大梁钢（510L）在热连轧过程中表面氧化铁皮的结构、组成和演变规律。通过热力学分析和FeO层中氧的贫化与富集分析了FeO的先共析和共析反应行为,指出FeO等温转变分为两个阶段,即第一阶段为析出先共析Fe304,后续阶段发生共析反应（FeO→Fe＋Fe304）。通过控制卷取温度,可以控制FeO的共析反应,从而达...     

热轧高强带钢氧化铁皮的去除方法

热轧板坯中添加硅元素,有利于热轧产品强度提升、制造成本降低,同时提高产品的塑性及韧性。但是,随着硅元素的添加,热轧高强带钢的生产过程中会出现典型的红锈表面缺陷。研究表明,硅与铁生成的2FeO·SiO2化合物是形成红锈的主要原因。采用常规热连轧除鳞系统(系统压力约为22 MPa)很难将红锈彻底清除,要除掉这种氧化铁皮采取超高压除鳞系统除鳞(系统压力约为40 MPa)是最为有效的办法之一。重点介绍了针对去除红锈缺陷,超高压除鳞系统在新建热连轧生产线及热连轧生产线改造中的应用。     

梅钢热轧厚规格带钢氧化铁皮控制工艺

为了提高热连轧厚规格带钢表面质量,减小氧化铁皮对产品质量的影响,对氧化铁皮的形成过程、弯曲过程的受力、理想氧化铁皮成分组成进行了分析。通过分析,认为理想的氧化铁皮厚度应越薄越好,Fe3O4比例越高越好,采用高温快轧可以获得薄的氧化铁皮,卷取温度迅速降低到300～570 ℃时,带钢表面富氏体发生共析反应,则可以得到更多的Fe3O4。在这一工艺指导下,试验测得氧化铁皮厚度不大于10 μm,氧化铁皮中Fe3O4质量分数不小于70%,氧化铁皮可以得到有效的控制,验证了这一工艺在控制热轧厚规格氧化铁皮上的正确性。     

热轧结构钢氧化铁皮结构及其对酸洗质量的影响

为研究热轧结构钢氧化铁皮厚度、结构及其对酸洗质量的影响,设计了"高温、低冷速"和"低温、高冷速"两种热轧工艺,并进行了热轧结构钢的生产制备.利用光学显微镜、扫描电镜分析了带钢宽度方向上氧化铁皮的厚度分布、结构特点和带钢酸洗后的表面形貌;基于不同热轧工艺下氧化铁皮厚度、结构差异,对带钢的酸洗效果以及酸洗色差缺陷的产生机理...     

汽车大梁钢粉状氧化铁皮剥落定量评价分析

大梁钢板热轧生产后直接用于汽车零件的冲压成型，其表面氧化铁皮的控制直接关系到冲压过程的稳定性及车间环境，因此开展汽车大梁钢粉状氧化铁皮剥落定量评价分析具有重要的理论与实践意义。针对大梁钢氧化铁粉剥落严重的问题，通过工业试验，开展了不同热轧终轧温度及卷取温度下氧化铁粉剥落量检测与成分分析，采用扫描电镜分析了氧化铁皮的层状结构与致密度，并定量研究了610L大梁钢热轧卷氧化铁皮中Fe₃O₄、FeO含量与氧化铁皮剥落的关系，得到氧化铁皮中Fe₃O₄质量分数为80%且FeO质量分数为3%左右时，610L钢的氧化铁皮最不容易脱落，形成不掉粉、高塑性的“黑皮钢”特性。针对后续冷加工过程中氧化铁皮剥落问题，通过三点弯曲试验进行了FeO含量与氧化铁粉剥落特性关系研究，发现FeO含量高的氧化铁粉在塑性弯曲的小变形阶段，其剥落多于FeO含量少的样品，但在大变形情况下，氧化铁粉剥落少于FeO含量较少的样品，其剥落质量差呈现出“先负后正”的特点。随着弯曲位移的增大，氧化铁皮剥落逐渐增多，且受压面氧化铁皮剥落多于受拉面。受拉面...     

不同应力状态下带钢的破鳞机理

利用自主设计的拉矫机对热轧带钢进行不同应力状态的破鳞试验,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对破鳞前后氧化皮的表面和界面进行分析,研究了带钢不同应力状态下的破鳞机理.试验结果表明,随着拉应力和压应力的增大,氧化皮全剥落率不断增大,并逐渐趋于稳定,且压应力的破鳞效果强于拉应力;拉应力作用下氧化皮以分层剥落为主,外层Fe3O4发生剥落,内层FeO仅在缺陷处发生少量剥落;而压应力作用下氧化皮以全剥落为主,临界弯曲应力随剥落量的增大而增大.