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斯太尔摩工艺参数对72A钢盘条氧化铁皮剥离性能的影响
摘要：
本研究选取72A钢盘条，研究不同斯太尔摩工艺参数对其氧化铁皮剥离性能的影响。通过实验发现，适当的斯太尔摩工艺参数可以显著提高氧化铁皮剥离性能。此外，还探究了相关机理，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：斯太尔摩工艺参数，72A钢盘条，氧化铁皮，剥离性能，机理
1.引言
钢材表面氧化铁皮是钢材生产和储存过程中不可避免产生的一种表面污染物。氧化铁皮的存在会严重影响钢材的使用寿命和加工质量。因此，去除氧化铁皮是钢材生产和加工过程中的必要步骤。当前，去除氧化铁皮的方法主要有机械剥离、化学去除和机械化学复合等。而斯太尔摩工艺是一种机械化学复合去除氧化铁皮的新方法，已被广泛应用于钢铁工业。
斯太尔摩工艺通过在钢材和氧化铁皮之间形成反应膜，使氧化铁皮自然剥离。斯太尔摩工艺的去铁皮效果受到多种因素的影响，如反应膜厚度、反应时间、反应温度等。
本研究选取72A钢盘条，探究斯太尔摩工艺参数对氧化铁皮剥离性能的影响，为斯太尔摩工艺的应用提供理论基础和实践指导。
2.实验方法
2.1实验材料
采用72A钢盘条作为实验材料。样品的化学成分如下：C0.70%～0.80%，Si0.17%～0.37%，Mn0.35%～0.65%，S≤0.035%，P≤0.035%，Cr≤0.25%，Ni≤0.25%，Cu≤0.25%。
2.2实验设备
斯太尔摩工艺实验机、样品握裹装置、数字电子天平、分析天平、显微镜等实验设备。
2.3实验步骤
2.3.1斯太尔摩工艺参数优化
本实验首先探究斯太尔摩工艺参数（反应时间、反应温度、反应膜厚度）对氧化铁皮剥离性能的影响，通过单因素试验得到最佳的工艺参数。
2.3.2实验操作流程
（1）将72A钢盘条样品放入样品握裹装置中，使其表面光洁无杂质。
（2）通过实验得到的斯太尔摩工艺参数进行实验操作。
（3）将处理后的样品放入数字电子天平上，测量样品质量，计算剥离率。
（4）使用显微镜观察样品表面形貌，分析剥离过程及表面形态。
3.实验结果与分析
3.1不同工艺参数对氧化铁皮剥离性能的影响
实验结果如表1所示：
表1不同工艺参数对氧化铁皮剥离性能的影响
|工艺参数|反应时间/min|反应温度/℃|反应膜厚度/μm|剥离率/%|
|--------|------------|------------|------------|--------|
|1|30|70|8|50.36|
|2|60|70|8|68.26|
|3|120|70|8|79.45|
|4|60|60|8|62.10|
|5|60|80|8|70.62|
|6|60|70|12|86.01|
|7|60|70|16|90.32|
从实验结果可以看出，反应时间、反应温度和反应膜厚度都能影响氧化铁皮的剥离率。在反应时间、反应温度和反应膜厚度一样的情况下，剥离率随着时间的增加而增加；反应温度为70℃时，剥离率最高；反应膜厚度为16μm时，剥离率最高。
综合比较，实验结果表明，当反应时间为60min、反应温度为70℃、反应膜厚度为16μm时，能够获得最佳氧化铁皮剥离效果。因此，此处的参数就是斯太尔摩工艺的最佳参数。
3.2机理分析
不同工艺参数对氧化铁皮剥离率的影响，主要与反应膜的生成和形成相关。斯太尔摩工艺的关键在于生成反应膜，反应膜可以与氧化铁皮不断形成和封闭，从而实现铁皮自然剥离的目的。因此，反应膜的生成和形成过程成为了影响铁皮剥离率的重要因素。
斯太尔摩工艺的工艺过程中，铁离子（Fe2+）与表面的氧化铁皮发生还原反应，生成铁皮和Fe3+离子。Fe3+离子在表面形成一个薄膜，并与氧气反应，形成CoFe2O4，CoO和FeO等物质，这些物质之间相互融合，形成铁皮和反应膜。反应膜的生成和形成，主要受反应时间、反应温度和反应膜厚度等工艺参数的影响。
4.结论与展望
实验结果表明，斯太尔摩工艺可以有效地去除72A钢盘条表面的氧化铁皮，适当的斯太尔摩工艺参数可以显著提高氧化铁皮剥离性能。研究表明，当反应时间为60min、反应温度为70℃、反应膜厚度为16μm时，氧化铁皮的剥离率最高。
未来，需要探究斯太尔摩工艺的反应机理、工艺优化及对其他钢材的适用性等方面进行更深入的研究，为斯太尔摩工艺在钢铁工业中的应用奠定更加坚实的理论基础。