氧化皮的主要成分及應(yīng)用領(lǐng)域在鋼材鍛造和熱軋熱加工時(shí),由于鋼鐵和空氣中氧的反應(yīng),常會大量形成氧化鐵皮,造成堆積,浪費(fèi)資源。如果對這些資源合理利用,可以降低生產(chǎn)成本,同時(shí)可以起到環(huán)保節(jié)能作用。氧化鐵皮的主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO。其中,氧化鐵皮*外層為Fe2O3,約占氧化鐵皮厚度10%,阻止氧化作用;中間為Fe3O4,約50%,*里面與鐵相接觸為FeO,約40%。當(dāng)前的氧化鐵皮的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面: 1、化工行業(yè) 氧化鐵皮提供給化工廠可用來生產(chǎn)氧化鐵紅、氧化鐵黃、三氯化鐵、硫酸亞鐵等。其中,采用氧化鐵皮為主要原料的液相沉淀法,可以生產(chǎn)從黃相紅到紫相紅各個(gè)色相的鐵紅。 2、制造硅鐵合金 冶煉硅鐵合金的主要原料是鋼屑,全國每年冶煉硅鐵合金消耗的鋼屑在200萬t左右,用氧化鐵皮替代鋼屑冶煉硅鐵合金的工藝已經(jīng)成熟并得以應(yīng)用。以硅石、冶金焦炭粒、氧化鐵皮為原料,在還原氣氛下生成硅鐵。全國每年的氧化鐵皮約1000萬t左右??梢蕴峁┏渥愕脑?。 3、燒結(jié)原料 氧化鐵皮是燒結(jié)較好的輔料,一方面,氧化鐵皮相對粒度較為粗大,可改善燒結(jié)料層的透氣性,另一方面,氧化鐵皮中FeO在燃燒氧化成Fe2O3的過程中會大量放熱,可以降低固體燃料消耗,同時(shí)提高燒結(jié)生產(chǎn)率,經(jīng)驗(yàn)表明,8%的氧化鐵皮可增產(chǎn)約2%左右。此外,氧化鐵皮還可以用來制造海綿鐵。生產(chǎn)的海綿鐵的w(Fe)高,含雜質(zhì)量低且成分穩(wěn)定,較礦石生產(chǎn)的海綿鐵,不含脈石雜質(zhì),可作優(yōu)質(zhì)的廢鋼原料。同時(shí)還可以粗還原法或者精還原法制造還原鐵粉。 目前在國內(nèi),氧化鐵皮做為燒結(jié)原料,已形成大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。用氧化鐵皮生產(chǎn)硅鐵合金,工藝簡單也有規(guī)?;a(chǎn)的趨勢。氧化鐵皮的綜合利用
氧化皮質(zhì)脆,沒有延伸性,在機(jī)械作用下和熱加工作用下,很容易產(chǎn)生龜裂而脫離。氧化鐵和氧化亞鐵在水作用下生成氫氧化鐵,使得氧化皮膨脹而龜裂,甚至脫落。在原有的氧化皮上,總是存在著深達(dá)基體的裂紋,當(dāng)電解質(zhì)涌進(jìn)裂紋后,鐵和氧化皮構(gòu)成原電池。氧化皮是陰極,鐵作為陽極而加速腐蝕,因此氧化皮的面積越大,鋼鐵基體的腐蝕速度越快,腐蝕越嚴(yán)重。
影響氧化鐵皮呈紅色的因素
經(jīng)大量調(diào)查,熱軋鋼板鐵皮呈紅色的鋼種Si含量較高,Si>0.2%時(shí)紅銹相對重一些,呈藍(lán)灰色的鋼種Si含量較低。以相同熱軋工藝進(jìn)行軋制試驗(yàn),其結(jié)果與上述調(diào)查結(jié)論相符。Si≤0.07%紅色氧化色可基本消除,對于厚規(guī)格Si還要更低些(Si≤0.05%)。由此,降低Si含量是解決紅銹問題緊有效的辦法。
對于Si≤0.05%的C-Mn鋼,氧化鐵皮中氣孔小,分布比較均勻,由空冷引起的熱應(yīng)力使氧化鐵皮產(chǎn)生裂紋,低Si鋼氧化鐵皮中由于氣孔小,應(yīng)力松弛緩小,裂紋就沿氣孔擴(kuò)展到基底金屬界面。除鱗時(shí),熱應(yīng)力就在氧化鐵皮和基底金屬界面作為剪切力起作用,使氧化鐵皮從基義金屬上剝離開。
由于高溫時(shí)鐵皮剝離性好,在隨后的氧化過程中導(dǎo)致鐵皮中FeO比例較高,使鐵皮呈藍(lán)灰色。