薄带厚度对Fe-C合金气-固脱碳反应的影响

冶金长流程代表钢铁工业是目前世界上最高产、最高效工业之一，但是绿色发展道路是中国钢铁工业必须面对的道路。气-固脱碳反应在硅钢退火脱碳上应用较多，前人对其反应后组织形态的变化和改善材料性能方面均展开了深入的研究。Park等人根据硅钢退火脱碳原理提出了固态炼钢的绿色新工艺：高炉或熔融还原生产的高碳铁水，经过必要的铁水预处理后，直接由双辊连铸等薄板带连铸设备固化成薄带，然后将薄带放入弱氧化性气氛加热场中以气－固反应的形式将薄带中的碳脱至所需水平。

华北理工大学的学者为了研究薄带厚度对Fe-C合金薄带气－固脱碳反应的影响，实验采用初始碳质量分数为4.20％，厚度分别为0.6、1.0、1.5和2.0mm的Fe-C合金薄带作为原料，在Ar-H2-H2O弱氧化气氛条件下进行气-固脱碳反应。结果表明，不同厚度薄带的脱碳速率均随着脱碳时间的延长而降低，薄带越薄脱碳速率越快，碳在薄带内部向反应界面的扩散是整个脱碳反应的限制性环节；通过对实验数据的拟合得到脱碳时间、薄带厚度和脱碳量三者的经验公式，同时对脱碳规律进行了数学的描述，得出不同厚度薄带的脱碳反应均近似于一级反应。提出了可明显改善脱碳效果的分段加热脱碳法，采用该种方法，厚度为1.5mm的薄带在50min内其碳的质量分数可由初始的4.20%脱除到0.39%。