少无氧化加热的工作原理详解

金属氧化决定于金属加热时表面形成氧化物的分解压力，分解压力表示金属对氧的亲和力。亲和力越大，炉气氛中氧的分解压力（平衡压力）越小，则金属氧化越多。当金属表面形成氧化物的分解压力大于炉气氛中氧的分解压力时，则于该气氛中金属不被氧化。

当燃料在空气系数α<1的情况下进行不完全燃烧时，炉气氛中可认为无自由氧存在，金属的氧化是通过炉气氛中的CO₂及H₂O进行的。

由上述反应式可知：CO₂与Fe的反应为吸热反应，故随温度的升高CO₂的氧化增强；H₂O与铁的反应为放热反应，故随温度的升高H₂O的氧化减弱。另外，由于上述两反应式均为可逆反应，当CO、H₂含量足够高时，Fe可不被氧化，FeO还可进行还原反应。只要有足够的反应时间，在每一温度下均能达到平衡反应，此时炉气氛成分不再变化，即达到水煤气反应平衡。不再变化的水煤气反应平衡成分用反应平衡常数K、K₁、K₂表示，不同温度下的常数值列于表3-20。

表3-20 水煤气反应平衡常数

炉气成分同铁的平衡曲线见图3-18。

例如 炉温为1200℃时，反应平衡常数K₁≤0.317，K₂≤0.793，可实现少无氧化加热。

实行少无氧化加热的炉内气氛为还原性气氛，此种气氛对钢也起反应。

CO使钢增碳，CO₂使钢脱碳：(https://www.xing528.com)

H₂使钢脱碳，CH₄则使钢增碳：

O₂、CO₂、H₂O均使钢脱碳：

图3-18　CO₂/CO与H₂O/H₂ 同Fe的平衡曲线图

H₂是中性气体，不起氧化作用，但工业氮中往往含有水分，因而实际上仍能氧化钢。

实行少无氧化加热时，应正确控制炉内气氛，既要掌握氧化程度，又要检验脱碳现象。