1 鋼的氧化
1.1 從鋼坯到成品材往往要加工多次,每加熱一次有0.5%-3.0%的鋼由于氧化而燒損。
1.2 常溫干燥情況下氧化過程緩慢;200-300℃時表面產(chǎn)生氧化膜,濕度不大情況下氧化仍然比較緩慢;溫度繼續(xù)升高,氧化隨之加快,900℃以上時,氧化過程開始激烈進(jìn)行;如果以900℃時氧化燒損量為1,1000℃時為2,1100℃時為3.5,1300℃時為7。
1.3 氧化過程時爐內(nèi)氧化性氣體(O2,CO2,H2O,SO2)和鋼的表面層的鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,根據(jù)氧化程度不同生成幾種氧化物:FeO,F(xiàn)e3O4,F(xiàn)e2O3。
2 影響氧化的因素
2.1 加熱溫度:溫度越高,擴(kuò)散越快,氧化速度越大。
2.2 加熱時間:加熱時間越長,氧化燒損量越多,應(yīng)盡可能減少加熱時間。
2.3 爐氣成分:當(dāng)燃料中含S、H2S時,會產(chǎn)生低熔點的FeS,會加劇氧化進(jìn)行。
2.4鋼的成分:C含量增加,燒損量有所下降;可能是由于生成CO,抑制氧化的結(jié)果。合金元素Cr、Ni,它們極易被氧化成相應(yīng)的氧化物,但生成的氧化物膜層組織致密又穩(wěn)定,防止深層氧化。
3 加熱爐坯料氧化控制措施
3.1 掌握好加熱溫度和時間
(1)高溫區(qū)快速加熱;
(2)短期停軋時,不要減風(fēng),以免形成還原性氣氛,將高價氧化鐵還原成低價氧化鐵,從而使其熔點降低而發(fā)生“粘鋼”,并且防止軋后形成“麻點”。
3.2 控制好爐壓:控制爐內(nèi)氣氛,減少冷空氣吸入,對三段式連續(xù)加熱爐來講,這就要求必須控制好爐壓,即將零壓面控制在出料端爐底斜坡處,在均熱段采用小煤氣量、小風(fēng)量,使其溫度略低于加熱段,從而抑制氧化鐵皮進(jìn)一步形成。而加熱段采用大風(fēng)量又使均熱段沒有完全燃燒的那部分燃料在加熱段實現(xiàn)完全燃燒,促進(jìn)高溫區(qū)的進(jìn)一步集中,這種操作方法稱之為“大風(fēng)量低爐壓快熱法”,很實用。
3.3 特殊措施:用在特殊場合
(1)采用間接加熱:如用保溫罩、輻射管或電加熱,同時在被加熱金屬周圍通保護(hù)氣體,如N2,CH4,H2,CO等,這種工藝主要用于熱處理爐。
(2)無氧化直接加熱:又稱“敞焰無氧化加熱”,在連續(xù)爐及室式爐上均有采用。其基本原理是高溫短采用很小的空氣消耗系數(shù),靠高溫預(yù)熱助燃空氣來保證必要的燃燒溫度,沒有完全燃燒的產(chǎn)物在爐子另一部分供入必要的空氣使其燃燒完全,缺點是能見度差,也不能保證不脫碳。
據(jù)統(tǒng)計,我國約有330多座軋鋼加熱爐采用了蓄熱式燃燒技術(shù),節(jié)能效果能達(dá)到20%~35%。通過優(yōu)化燃燒,還可進(jìn)一步降低能耗。這需要在采用低熱值燃料方面開展工作,增加高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣的應(yīng)用,下面就由小編我來給大家簡單的講解一下!
實現(xiàn)氣氛控制的低氧化加熱技術(shù)和氣體保護(hù)的無氧化加熱技術(shù)為,是降低氧化燒損、提高成材率的重要措施。該項技術(shù)甚至還能免去酸洗工序。目前,軋鋼加熱工序產(chǎn)生的氧化皮為3~3.5kg/t,全國一年因此的損耗估計約150萬t鋼材(約75億元人民幣);據(jù)歐洲學(xué)者計算,酸洗成本為15~20歐元/t,若能借其減少酸洗和酸的消耗,對保護(hù)環(huán)境,減少廢酸再生處理壓力等有明顯作用。
國內(nèi)有高線廠家采用了低溫軋制工藝,其平均出爐溫度已達(dá)到時950℃,最低已降至910℃,有的新建高線第1架軋機(jī)的功率已按850℃開軋溫度來設(shè)計制造。低溫軋制的總能耗比常規(guī)軋制降低約10%~15%。據(jù)日本鹿島制鐵所熱軋廠的統(tǒng)計,降低鋼坯出爐8℃,將節(jié)能4.2kJ/t,節(jié)能效果為0.057%。但低溫軋制對鋼坯加熱溫度的均勻性要求嚴(yán)格,130~150mm方坯的全長溫差應(yīng)不大于20~25℃。
軋制潤滑技術(shù)可降低軋制力10%~30%,降低電耗5%~10%、減少氧化鐵皮約1kg/t,從而可提高成材率0.5%~1.0%,還可降低酸洗的酸耗約0.3~1.0kg/t。國內(nèi)多家軋鋼廠成功應(yīng)用于不銹鋼和電工鋼的生產(chǎn),效果良好。今后在大力推廣軋制潤滑的同時,應(yīng)加強(qiáng)對環(huán)保型軋制潤滑介質(zhì)、高效潤滑技術(shù)和循環(huán)利用技術(shù)的研發(fā)。
控軋控冷技術(shù)是節(jié)能節(jié)材、高性能產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中不可或缺的手段。DP鋼、TRIP鋼、TWIP鋼、CP鋼、AHSS鋼、UHSS鋼、高級別管線鋼、建筑結(jié)構(gòu)用鋼、超細(xì)晶粒鋼、免熱處理鋼等代表性的先進(jìn)鋼鐵材料均采用控軋控冷技術(shù)生產(chǎn)。
控軋控冷技術(shù)除以物理冶金學(xué)學(xué)科的新發(fā)展為其技術(shù)基礎(chǔ)外,還得益于新技術(shù)裝備的研發(fā),如可實現(xiàn)低溫、大壓下的強(qiáng)力軋機(jī)、超緊湊布置軋機(jī)、超快速冷卻(Ultra Fast Cooling)、超級-在線加速冷卻(Super-OLAC)裝置、減定徑機(jī)裝備等。今后控軋控冷技術(shù)的發(fā)展將更強(qiáng)烈地依賴新型技術(shù)裝備的研發(fā)。這是控軋控冷技術(shù)發(fā)展的重要特點,需引起重視。
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