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1、宝钢技术一年第期减少加热炉内钢坯氧化铁皮的途径陈俊龙设备部,找摘要本文通过对形成氧化铁皮的机理分析出了影响钢坯在加热炉内氧化的主要因素,并提出利用控制炉内气氛和缩短钢坯加热时间两种方法来达到减少钢坯在加热。应用,炉内的氧化以上的理论分析结合到宝钢热札厂加热炉生产实际情况采用控制、,空燃比提高热轧厂加热炉的作业率来解决板坯在加热炉内大量氧化的问题使热札厂一板坯烧损率由旦易下降到以下。,悦减少和防止金属在加热过程中的氧化对于,提高成材率有着重要的意义解决这个问题不仅会大大减少单位成品的金属消耗而且可以提高产量和加热质量、节约能源
2、、降低成本,得到显著的经济效益。热轧厂年以前加热炉内的氧化铁皮已严重影响开炉率,影响板坯加热质量、损坏耐火材料、增,大维修周期及维修费用成为生产中的一个薄弱环节。图铁离子扩散图形成氧化铁皮的机理分析钢的氧化是由两种元素在相反方向扩散影响钢氧化的因素的结果即炉气中的氧原子通过钢料表面向影响钢氧化的因素有炉内气氛、钢坯成钢料内部扩散,而铁离子则由钢料内部向外分、加热温度和加热时间,这些因素中,炉扩散,当两种元素相遇,在一定条件下起化内气氛、钢坯成份、加热温度对钢的氧化影学反应生成氧化物,故外层多为高价氧化物啊很大,而加热时间主要
3、影响钢的烧损量。见图。炉内气氛的影响,钢在加热过程中氧化的基本条件是在加热炉内炉气一般含有以下成分,,,,,、,需要有氧或氧化性介质的存在如〕和二氧化碳、水蒸汽等。等它们与钢的化学反应各有不同。氧和铁接触,并进行扩散。钢在加热的情况下,即使浓·助具有一定的化学反应条件如温度很小,也能使钢氧化。度、化学浓度、时问等。其反应式为、斗一宝钢技术一,这个反应是不可逆的所以炉气中尽可,。能除去自由氧离子以减少钢坯氧化··和对高温加热的板坯,,见。起氧化作用而则起还原作用图护千拌侧润阅州‘勺占日‘一去一‘,一‘一‘自山一一侧润,的平图一
4、与衡图多燃烧时生成,炉气中,的可大大提高钢的氧化速度因为与氧化铁反应生成而使氧化铁皮熔点亡加剧铁皮熔化,一降低使得氧化深入进行。··。,一只影响各成分的浓度并不参,图与及的平街曲线与反应因此它只影响铁与其它元素发生化学反应的速度。上述反应决定于及的化学浓,,,之间的反应见图,,度若增大的浓度在一定条件下可使反一十应向左进行,即能避免钢的氧化。和和与钢的反应如下。护十、护十、挤护其平衡关系图,见图可见水蒸汽对钢,,有氧化作用为防止水蒸汽对钢的氧化炉忍气中应有足够的含量。··、、与钢的反应如下图,,,与之间的平衡图沪十,由图可见
5、在一定温度下对炉气中的年第期,,,的比值有一定的要求。钢的成分以理论空气量燃烧钢的化学成分是加热过程中影响氧化的加热的钢,。仓已内因如图钢的合金元素对氧化有显著的影,,,响如等元素都能显著提高钢,的抗氧化性这些元素能在钢的表面形成致,,密的氧化膜阻止氧化介质的透入所以增保温小时加适当的元素可大大降低钢的氧化。水呢护屏一碳钢一住碳钢一不锈钢一不锈钢一高一不锈钢一力,一保温小时“钢表面温度军瑕毕贫图温度与氧化损失的关系,的钢℃温度图钢的化学成分与氧化烧损的关未屏水辐牟温度的影响,,见随着温度的升高钢的氧化加剧图。因为温度升高,钢
6、坯中各成分的扩散加速炉气和钢化学反应的平衡常数也有显著的变化,为钢的急剧氧化创造了条件。图中可见,钢在℃以下基本上不生成氧化铁皮,亡时就达到可测量的程度,温度再升高,,钢坯烧损就迅速增加它与温度的关系呈指数关系。时间加热时间图时间与氧化损失的关系在一,定条件下加热时间越长钢的氧,。,,化损失越多如图开始时氧化铁皮迅速在影响钢坯氧化的各主要因素中钢的增加,以后就逐渐减慢、曲线近似抛物线。成分是内在因素而钢坯的加热温度又是根宝钢技术,,据加热工艺而定的故不能用考虑降低钢坯司设计的大型步进式加热炉设计小时产量,只能,加热温度的方法
7、来减少氧化从改变炉经过两年的试生产尚存在一些不足。,以烧损最,内气氛和缩短加热时间这两个方面来努力之处为严重的号炉为例烧损即,适当控制炉内气氛,控,,制炉气中的自由率达造成烧损率如此之高的原因,,氧浓度增大及的浓度使钢坯处于有,弱氧化性气氛围护下采用快速加热的方法炉内气氛缩短钢坯在高温区停留的时间而达到减少氧、由表不难看出加热炉炉内气氛中过剩。,,化的目的空气量过大使得炉内形成强氧化性气氛这是造成钢坯大量氧化的主要原因这一。热轧厂加热炉生产状况板坯在炉时间宝钢热轧厂的加热炉是由法国斯坦因公从年月日至月日的生表加,热炉段煤气空
8、气流里表炉段煤气量理论空气量实际空气量过剩空气量过剩空气量系数三,,,产状况见表不难看出加热炉实际平均钢坯反应形成降低了氧化物的熔点从小时产量只有,只达设计产量而使氧化加剧。,的相当于板坯在炉时间延长了操作因素的影响。,,,即设计板坯在炉时间实际由于热轧厂刚投产不久操作工尚缺乏,,,在炉时
