钢在加热时,在生成氧化铁皮的基础上,由于高温炉气的存在和扩散的作用,未氧化的钢表面层的碳原子向外扩散,炉子的氧原子也透过氧化铁皮向里扩散,当两种扩散会合时,碳原子被,为此导致的未氧化的钢表面层中化学成分贫碳的现象叫脱碳。
脱碳后的钢机械强度大为降低。
钢在回执到高温时,钢中的Fe3C与炉气中的H2O、CO2、O2、H2进行反应的过程,碳被氧化成一氧化碳进入炉气中跑掉,从而使钢的表面层的碳含量减少,这个脱碳过程的反应式如下:
炉气中的H2O的脱碳能力最强,其余依次是C2O、O2、H2,反应生成的气相产物不断向外扩散而使脱碳反应不断延续。
高温下脱碳和氧化是同时进行的,并且脱碳往往先于氧化,但氧化铁皮生成后阻止了脱碳的生成气相产物向外扩散,减缓了脱碳速度。
生铁炼钢是一个氧化过程,其基本原理是,在高温下,利用氧气与生铁水中的碳发生反应,生成二氧化碳或一氧化碳气体,从而使铁水中的含碳量降低,来达到脱碳的目的。
具体反应式:[C]+(O2)=(CO2)↑ 或2[C]+(O2)=2(CO )↑
注:方括号表示铁水中;圆括号表示气体。
因此,炼钢的过程实质是一个生铁水氧化脱碳的过程。也可以看出,含碳量越低的钢冶炼时间也就越长。
脱碳是指钢在加热时表面碳含量降低的现象。
脱碳的实质就是钢中碳在高温 下与氧和氢等发生作用生成一氧化碳和甲烷,其化学反应如下: 2Fe3C+O2 →6Fe+2CO
Fe3C+2H2→ 3Fe+CH4
Fe3C+H2O →3Fe+CO+H2
Fe3C+CO2 →3Fe+2CO