Предотвращение образования окалины (оксидов) при высокотемпературном нагреве железа

[misha19792]

Почему на стали за 2-3 часа нахождения в печи происходит, столь сильное окисление (Т= около 1000 градусов, кислорода около 5 %).

Каков механизм ускорения реакций?

Повышается ли активность паров воды (какова максимальная температура существования паров воды).

Возможно ли поглощение паров воды при этой температуре каким либо веществом. Поглощение кислорода простым легко доступным веществом в больших количествах.

Нанесение на метал покрытий.

До какой температуры металла работает анодная, катодная защита? Заряд по курсу физики, скапливается на поверхности вещества.

При какой температуре воздух начинает ионизироваться (состояние плазмы) - способен проводить электрический ток.

Можно ли направлено влиять на характер окалины (прочная - предотвращающая дальнейшее окисление, либо наоборот легко отслаивающаяся).

На одном куске металла на двух участках с разным состоянием поверхности образуется разное количество окалины.

Есть ли перспективные направления по которым можно провести, исследование по этой теме?

Предположения, теоретически возможные, но практически вряд ли осуществимые?

[aversun]

  В 19.10.2010 в 17:55, misha19792 сказал:

Почему на стали за 2-3 часа нахождения в печи происходит, столь сильное окисление (Т= около 1000 градусов, кислорода около 5 %).

Каков механизм ускорения реакций?

Повышается ли активность паров воды (какова максимальная температура существования паров воды).

Возможно ли поглощение паров воды при этой температуре каким либо веществом. Поглощение кислорода простым легко доступным веществом в больших количествах.

Нанесение на метал покрытий.

До какой температуры металла работает анодная, катодная защита? Заряд по курсу физики, скапливается на поверхности вещества.

При какой температуре воздух начинает ионизироваться (состояние плазмы) - способен проводить электрический ток.

Можно ли направлено влиять на характер окалины (прочная - предотвращающая дальнейшее окисление, либо наоборот легко отслаивающаяся).

На одном куске металла на двух участках с разным состоянием поверхности образуется разное количество окалины.

Есть ли перспективные направления по которым можно провести, исследование по этой теме?

Предположения, теоретически возможные, но практически вряд ли осуществимые?

Железо, довольно активный метал и при нагревании легко взаимодействует с кислородом воздуха и парами воды с образованием окислов, обычно, принято считать, что окалина, это смешанный окисел железа - Fe3O4 или FeO*Fe2O3.

"Образование окалины зависит от скорости и температуры нагрева металла, от формы изделия, состава печных газов и химического состава стали. Работами советских ученых и практикой отечественных заводов установлено, что металл можно нагревать значительно быстрее. При увеличении скорости нагрева уменьшается время выдержки металла в печи, т. е. время контакта его с печными газами, и, следовательно, уменьшается угар. Большое влияние на величину угара оказывает температура нагрева металла. Так, например, скорость окисления стали при температуре 1300° в семь раз выше, чем при температуре 850—900°. Чем больше отношение поверхности заготовки к ее объему (поковки сложной формы), тем большее количество металла, при прочих равных условиях, превращается в окалину, так как окисление происходит по большей поверхности. Количество образующейся окалины зависит и от химического состава стали. Добавка некоторых легирующих элементов — алюминия, хрома, кремния сообщает стали окалиностойкость, так как прочная и плотная пленка окислов этих элементов защищает от проникновения кислорода. Увеличение содержания углерода в стали также замедляет образование окалины. Из печных газов наиболее сильное влияние на образование окалины оказывает чистый кислород и водяной пар. Одновременно с окислением железа при нагреве происходит процесс окисления углерода — обезуглероживание. Углерод, содержащийся в поверхностных слоях стали, выгорает, и сталь становится более мягкой". http://delta-grup.ru/bibliot/37/15.htm

http://elibrary.ru/item.asp?id=9449906

[misha19792]

Спасибо, думаю недели через две после прочтения литературы возникнут новые уточняющие вопросы

[stallker]

  В 22.10.2010 в 19:11, misha19792 сказал:

Спасибо, думаю недели через две после прочтения литературы возникнут новые уточняющие вопросы

Возможно попробовать обмазки на основе карбидов титана и кремния.

Уголь может связывать кислород, при этой темперратуре, активно.

[misha19792]

Вопрос больше с практической стороны состоит в том, что окалина скапливается на подине печи, кажется вступает в химическое взаимодействие с огнеупором подины и в любом случае становится тверже проходящего по печи металла. Трудность чистки подины печи (окалина спекается с подиной) делает этот вопрос актуальным. Рабочих жалко...

[draggold]

Мы давно используем Защитный состав Барьер, в виде порошка добавляется вместе с деталями в печь, окалины практически нет, вместо нее серый налет, так же не выгорают резьбы, камерная печь, отжиг 930°, 1 час

 

Изменено 15 Января, 2025 в 12:54 пользователем draggold

[T-34]

  В 07.11.2010 в 18:34, misha19792 сказал:

подине печи, кажется вступает в химическое взаимодействие с огнеупором подины и в любом случае становится тверже проходящего по печи металла.

Показать  

Оксид железа крайне агрессивен к огнеупорам , особенно к кислым силикатным. При температурах выше 1400 цельсиев сожрет любую подину. Именно это и похоронило бодрое советское новаторское движение одним махом переплюнуть весь мир и производить железо (сталь. чугун) бездоменным способом - прямым восстановлением железной руды. Это был некто Рёмин, проведя несколько лабораторных плавок в графитовых тиглях, он написал письмо Лаврентию Палычу Берии о невиданном в мире прорыве, который утрет нос буржуям и  капиталистам всех мастей, и воздвигнет СССР на первое в мире место. На подобающее место светочу всех прогрессивных сил человечества, чтоб все увидели и убедились... 

Лаврентий вызвал на ковер писателя Фадеева, и приказал тому срочно написать роман о новом способе, и заклеймить ретроградов, препятствующих получению первого места в мире. Фадеев, намедни обосравшись с Молодой Гвардией, рьяно взялся за разоблачение отживших методов в тяжелой промышленности, и начал собирать матерьял. Очень скоро выяснилось, что на практике реализовать эту технологию нереально тогда было, а затраты энергии требуются на несколько порядков больше, чем по обычному доменному процессу. Да и из ученых-металлургов никто особо и не препятствовал, понимая эти нюансы. Обычный советский пшик. 

А тут и Сталин помер, и Лаврентий следом почил. Фадеев второго подряд удара судьбы не вынес, и тоже застрелился. 

А вы дуйте в печь азот, или аргон, или что там у вас кислородная станция вырабатывает, и это самым лучшим способом в разы сократит окалинообразование на изделиях. Или грейте в засыпке. Ну много чего можно, зависит от исходных условий. 

[podlyinarod]

  В 16.01.2025 в 18:44, T-34 сказал:

Фадеев, намедни обосравшись с Молодой Гвардией

Показать  

Вообще-то одно из самых популярных произведений Фадеева... А что партия усмотрела в первой редакции романа умаление роли партии, то не его косяк, а так задумано.

  В 16.01.2025 в 18:44, T-34 сказал:

затраты энергии требуются на несколько порядков больше, чем по обычному доменному процессу

Показать  

В смысле, КПД менее 1%? А где можно об этом почитать?