鋼管退火時多少溫度會開始脫碳？

作者：董(dong)敬松時間(jian)：2023-06-30閱讀(du)(du)數：人閱讀(du)(du)

鋼管退火時多少溫度會開始脫碳?

今天(tian)查看(kan)本站(zhan)留言內容時(shi)(shi)發現有一(yi)網友網友問到:鋼管(guan)退火時(shi)(shi)多(duo)少溫(wen)度會開始脫碳?所以今天(tian)特總(zong)結(jie)一(yi)下:

答:

個(ge)人認(ren)為:一般超(chao)過此材料(liao)的Ac1溫度就容易造成脫(tuo)碳………………

脫(tuo)不(bu)(bu)(bu)脫(tuo)碳(tan)不(bu)(bu)(bu)僅跟溫度有關,還(huan)決(jue)定(ding)(ding)于金(jin)(jin)屬(shu)或合(he)金(jin)(jin)的(de)種類(lei),并且決(jue)定(ding)(ding)于加熱介(jie)質。比如含硅的(de)鋼(gang)就(jiu)容(rong)易(yi)脫(tuo)碳(tan),不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)就(jiu)不(bu)(bu)(bu)容(rong)易(yi)脫(tuo)碳(tan),耐熱鋼(gang)也不(bu)(bu)(bu)容(rong)易(yi)脫(tuo)碳(tan),如果是還(huan)原性介(jie)質,你加熱到熔(rong)化(hua)狀態(tai)也不(bu)(bu)(bu)會(hui)脫(tuo)碳(tan),如果是氧化(hua)性介(jie)質,則(ze)主要看(kan)氧化(hua)性的(de)高低(di)了(le),如果在空氣中加熱,則(ze)脫(tuo)碳(tan)情況就(jiu)更不(bu)(bu)(bu)好(hao)說了(le),只(zhi)能(neng)夠具體問題具體的(de)分析,一般碳(tan)鋼(gang)大(da)約(yue)在570度產生(sheng)強烈的(de)氧化(hua)脫(tuo)碳(tan)。

脫碳與(yu)否與(yu)化學成分(fen)、加熱溫度、保溫時間、碳在金相(xiang)組織(zhi)中的存在形式(shi)、環境氣氛等都有很大(da)關系。僅僅靠化學成分(fen)無法判定材料表面造(zao)成脫碳需要的加熱溫度。

鋼鐵材料表面脫碳與含碳量或者碳當量有關。以60Si2Mn為例,脫碳敏感區在1150-1250度左右。
脫碳還跟加熱氣氛、加熱時間等有關。

另外需要考慮的是(shi)(shi)氧(yang)化和脫(tuo)(tuo)碳一般(ban)同(tong)時(shi)存在,如果氧(yang)化速度(du)大于脫(tuo)(tuo)碳,那(nei)么即使在高溫區(qu)也(ye)不(bu)(bu)會造成材料脫(tuo)(tuo)碳,只(zhi)是(shi)(shi)表(biao)面氧(yang)化鐵皮厚(hou)度(du)增加。35CrMo一般(ban)用于生(sheng)產(chan)高強度(du)緊(jin)固件,一般(ban)要求吐絲溫度(du)不(bu)(bu)要超過880度(du),冷卻速度(du)在0.8-0.85度(du)/s區(qu)間(jian),脫(tuo)(tuo)碳層可控制(zhi)在(0.2-0.4)D%之間(jian)。這(zhe)個脫(tuo)(tuo)碳層是(shi)(shi)可以忍受的,后續的冷鐓和力學(xue)性能可以保證。

那么鋼的加熱工藝會產生哪些缺陷(xian)?下文(wen)給您詳(xiang)細(xi)的道來(lai)!

一、鋼的加熱(re)缺陷

鋼在(zai)加熱過程中,爐子的(de)溫度和氣氛必須調整得當(dang),如(ru)果操作(zuo)不當(dang),會(hui)出現各種加熱缺(que)陷,如(ru)氧化、脫(tuo)碳、過熱、過燒等。這此缺(que)陷影響(xiang)鋼的(de)加熱質量(liang),重則(ze)造(zao)成廢品(pin),所以加熱過程中必須嚴格執行工藝,避免上述缺(que)陷產生。

(一) 鋼(gang)的氧化及(ji)其(qi)影響(xiang)因素

鋼在高溫爐(lu)內加(jia)熱時(shi),由(you)于爐(lu)氣中含(han)有大(da)量的O₂、CO₂、H₂O(六軋廠使(shi)用的(de)燃氣(qi)為高爐煤氣(qi),主要(yao)由可燃成(cheng)分CO、H₂、CH₄和不可燃成分CO₂、N₂組成,其中(zhong)CO占(zhan)30%左右,H₂和(he)CH₄的數量很少,高爐煤氣含有大量的CO₂和N₂,約占60%～70%)。鋼的表面層要發生氧化。氧化不僅造成鋼的直接損失——成材率下降,而且在除鱗不凈的情況下軋制會將氧化鐵屑壓入鋼的表面而造成成品鋼材表面麻點缺陷。如果氧化層過深,會使鋼錠的皮下氣泡暴露,軋后造成廢品。氧化鐵皮的導熱系數比鋼低,所以鋼表面上覆蓋了氧化鐵皮,雙惡化了傳熱條件,降低了爐子生產率,增加了能源的消耗。

鋼的氧化(hua)影(ying)響因素有:加(jia)熱(re)溫度(du)、加(jia)熱(re)時間、爐(lu)氣成分、鋼的成分,這此因素中加(jia)熱(re)溫度(du)、爐(lu)氣成分、鋼的成分對氧化(hua)速度(du)有較(jiao)大的影(ying)響,而加(jia)熱(re)時間主要(yao)影(ying)響鋼的燒損量。

1、加熱(re)溫度的影響(xiang):

因為氧化(hua)是一(yi)種擴散(san)的(de)(de)(de)過(guo)程,所(suo)以(yi)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)影響(xiang)非常(chang)(chang)顯(xian)著,溫度(du)(du)愈高,擴散(san)愈快,氧化(hua)速度(du)(du)愈大,常(chang)(chang)溫下鋼的(de)(de)(de)氧化(hua)速度(du)(du)非常(chang)(chang)緩慢,600℃以(yi)上時開始有顯著變化,鋼(gang)溫達(da)到900℃以上時,氧(yang)化速度(du)急(ji)劇增長(chang),氧(yang)化鐵皮生(sheng)成量與溫度(du)之(zhi)間有如下關系:
鋼溫(wen)/℃ 900 1000 1100 1200
燒損量(liang)比值 1 2 ; 3.5 7

2、鋼(gang)的成分:

對(dui)于碳素鋼隨其C含量的(de)增加(jia),鋼的(de)燒損量有(you)所下降,這是由于鋼中的(de)C氧化后,部分生成(cheng)CO而阻(zu)止了氧化性氣體(ti)向鋼內擴散的結果,因此在同樣的加熱條件下(xia),高碳鋼相對(dui)低碳鋼的燒損要輕(qing)。合金元素如Cr、Ni等極易被氧化成為相應的(de)氧化物,但是由于它們生成的(de)氧化物薄層組織結構十分致(zhi)密(mi)又(you)很穩(wen)定(ding),這一薄層氧化膜起到了防止(zhi)鋼(gang)的(de)內(nei)部基體免遭再(zai)氧化的(de)作(zuo)用,因此鉻鋼(gang)、鉻鎳鋼(gang)、鉻硅鋼(gang)等都具有很好的(de)搞高溫氧化的(de)性能。

3、加熱(re)時間的影響:

在同(tong)樣的條件(jian)下(xia),加熱時(shi)(shi)間越(yue)長,鋼的氧化燒損量就越(yue)多,所以加熱時(shi)(shi)應盡可能縮短加熱時(shi)(shi)間。

(二) 脫碳

鋼在加熱時,在生成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵皮(pi)的(de)基(ji)礎上,由于高(gao)溫爐氣(qi)的(de)存在和擴散(san)作用,未氧(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)鋼表面層(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)碳(tan)原(yuan)子向(xiang)外擴散(san),爐氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)(yang)原(yuan)子也透(tou)過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵皮(pi)向(xiang)里擴散(san),當二種(zhong)擴散(san)會合時,碳(tan)原(yuan)子被燒掉,導致未氧(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)鋼表面層(ceng)中(zhong)(zhong)化(hua)(hua)學成分貧(pin)碳(tan),這種(zhong)現(xian)象叫做脫碳(tan)。

碳(tan)(tan)是決定(ding)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)質的主(zhu)要元素之(zhi)一,脫碳(tan)(tan)使鋼(gang)(gang)(gang)的硬(ying)度、耐磨性(xing)、疲勞強度、沖擊韌性(xing)、使用(yong)壽命等(deng)力學性(xing)能(neng)顯著降低。對工具鋼(gang)(gang)(gang)、滾珠軸承鋼(gang)(gang)(gang)、彈簧(huang)鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)質量有很大的危害,甚至因(yin)脫碳(tan)(tan)超出規定(ding)而(er)成為(wei)廢品,所(suo)以脫碳(tan)(tan)問題(ti)是鋼(gang)(gang)(gang)材生(sheng)產中的關鍵(jian)問題(ti)之(zhi)一。

影響脫碳的(de)(de)因素(su)和氧(yang)化一(yi)(yi)樣,影響脫碳的(de)(de)主要(yao)因素(su)是加(jia)熱(re)溫(wen)度、加(jia)熱(re)時間、爐內氣氛,此外鋼的(de)(de)化學成分對脫碳也有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)影響。

1、加熱溫(wen)度(du)對脫碳的影響:加熱溫(wen)度(du)對鋼坯可見(jian)脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)的影響因鋼種(zhong)不(bu)(bu)同也有(you)所不(bu)(bu)同,一(yi)(yi)般隨加熱溫(wen)度(du)升(sheng)高,可見(jian)脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)顯著增加,但(dan)有(you)一(yi)(yi)些鋼種(zhong)隨著溫(wen)度(du)的升(sheng)高,開始脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)增加,但(dan)加熱溫(wen)度(du)到(dao)一(yi)(yi)定(ding)值后,隨著溫(wen)度(du)的升(sheng)高,脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)卻(que)不(bu)(bu)僅(jin)不(bu)(bu)增加,反而減少了,如彈簧鋼(60Si2Mn)在1100℃以(yi)前脫碳層(ceng)厚度隨溫(wen)度的增(zeng)加而(er)很(hen)快增(zeng)大(da),但超過1100℃后脫碳層厚度(du)隨著溫度(du)增高而顯著降(jiang)低,這(zhe)說明在1100℃附(fu)近有(you)一脫碳速(su)度(du)(du)的(de)(de)“峰值”。還有(you)不(bu)少鋼種(zhong)也有(you)類似的(de)(de)規律,對這些(xie)鋼種(zhong),在選擇加熱溫度(du)(du)時,應當(dang)盡量避開這一脫碳速(su)度(du)(du)的(de)(de)“峰值”溫度(du)(du)范圍。

2、加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)間(jian)對(dui)脫碳的影響,加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)間(jian)愈(yu)長,可見脫碳層厚度愈(yu)大,所以(yi),縮短(duan)(duan)加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)間(jian),特別是(shi)(shi)縮短(duan)(duan)鋼坯表面已達到較高溫(wen)度后在爐內的停留時(shi)(shi)間(jian),以(yi)達到快速加(jia)(jia)熱(re)(re),是(shi)(shi)減(jian)少鋼坯脫碳的有效措施,

3、爐內氣(qi)氛對脫碳(tan)的影響(xiang):爐內氣(qi)氛對脫碳(tan)的影響(xiang)是根本(ben)性的,爐內氣(qi)氛中H₂O、H₂、O₂、和CO₂均(jun)能(neng)引起脫碳(tan),而CO和CH₄卻能使鋼增碳(tan)(tan)。實踐證明,為(wei)(wei)了減少(shao)可(ke)見脫(tuo)碳(tan)(tan)層(ceng)厚(hou)度,在強氧(yang)化氣(qi)氛中加熱是(shi)有利的(de)(de),這是(shi)因為(wei)(wei)鐵的(de)(de)氧(yang)化將超過碳(tan)(tan)的(de)(de)氧(yang)化,因而可(ke)減少(shao)可(ke)見脫(tuo)碳(tan)(tan)層(ceng)厚(hou)度。

4、鋼(gang)(gang)的化學成分對脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)的影(ying)(ying)響(xiang):鋼(gang)(gang)中的含(han)碳(tan)(tan)(tan)量越高,加熱時越容易(yi)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan),若(ruo)鋼(gang)(gang)中含(han)有鋁(lv)、鎢、鈷等(deng)元(yuan)素時,則脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)增加;若(ruo)鋼(gang)(gang)中含(han)有鉻(ge)、錳、硼等(deng)元(yuan)素時,則脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)減少。鎳、硅、釩對脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)沒(mei)有什(shen)么影(ying)(ying)響(xiang)。易(yi)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)的鋼(gang)(gang)種主(zhu)要有碳(tan)(tan)(tan)素工(gong)具鋼(gang)(gang)、模具鋼(gang)(gang)、彈簧鋼(gang)(gang)、滾(gun)珠軸承鋼(gang)(gang)、高速鋼(gang)(gang)等(deng)。

減(jian)少脫(tuo)碳(tan)的(de)措施:減(jian)少鋼的(de)氧(yang)(yang)(yang)化的(de)措施基本適用于減(jian)少脫(tuo)碳(tan)。例如進行快速加熱(re),縮(suo)短鋼在高溫區域停(ting)留時間(jian),正確選擇加熱(re)溫度(du),避(bi)開易(yi)脫(tuo)碳(tan)鋼的(de)脫(tuo)碳(tan)峰值范圍;適當調節和控制爐(lu)內(nei)氣氛,對易(yi)脫(tuo)碳(tan)鋼使爐(lu)內(nei)保持氧(yang)(yang)(yang)化氣氛,使氧(yang)(yang)(yang)化速度(du)大于脫(tuo)碳(tan)速度(du)等。

(三) 鋼的(de)過熱

如果鋼的加熱溫度超過(guo)了臨界溫度A_C3,鋼的晶粒開始長大,晶粒粗化是過熱的主要特征,加熱溫度越高,加熱時間越長,這種晶粒長大的現象越顯著。晶粒過分長大,鋼的機械性能下降,加工時容易產生裂紋。特別在鋼錠的棱角部分或零件的邊緣部分,軋制時會開裂,致使成品材產生裂紋。加熱溫度與加熱時間對晶粒長大有決定性的影響,在軋制作業中,應掌握好加熱溫度,以及鋼在高溫區域停留的時間。

合金(jin)(jin)元(yuan)素大多(duo)數是可以減小晶粒長大趨勢的,只(zhi)有碳、磷、錳會(hui)促進晶粒的長大,故(gu)一(yi)般(ban)合金(jin)(jin)鋼的熱敏感性比碳素鋼低,即合金(jin)(jin)元(yuan)素起了細化晶粒的作用。

(四) 鋼(gang)的過燒

當鋼加熱到比過熱更高的溫度時,不僅鋼的晶粒長大,晶粒周圍的薄膜開始熔化,氧進入了晶粒之間的間隙,使鋼發生氧化,導致晶粒間彼此結合力大為降低,塑性變壞,這樣鋼在進行壓力加工過程中會裂開,致使成品鋼材產生裂紋,這種現象就是過燒。

二、鋼的加(jia)熱(re)溫度(du)和加(jia)熱(re)速度(du)

鋼(gang)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度指鋼(gang)加(jia)熱(re)完畢出(chu)爐時的(de)(de)表面溫度,對軋(ya)制前的(de)(de)加(jia)熱(re),是(shi)為(wei)了獲(huo)得(de)(de)良好的(de)(de)塑性(xing)和(he)較小的(de)(de)變形抗力,最合適的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度,應(ying)使(shi)鋼(gang)獲(huo)得(de)(de)最好的(de)(de)塑性(xing)和(he)最小的(de)(de)變形抗力,這樣(yang)有利(li)于熱(re)加(jia)工(gong),提高(gao)產(chan)量,減(jian)少設備磨損和(he)動力消(xiao)耗,但對于加(jia)熱(re)優特(te)鋼(gang)來(lai)說,根據不同(tong)的(de)(de)加(jia)熱(re)目的(de)(de)而具有不同(tong)的(de)(de)加(jia)熱(re)工(gong)藝。

鋼的(de)加熱(re)溫(wen)度(du),一般(ban)(ban)來(lai)說需(xu)要(yao)參考鋼的(de)相(xiang)圖(tu)(tu)、塑性圖(tu)(tu)及變(bian)形(xing)抗力圖(tu)(tu)等資料(liao)綜合(he)確定。碳(tan)鋼和低(di)合(he)金鋼加熱(re)溫(wen)度(du)的(de)選擇主要(yao)是借(jie)助于鐵(tie)(tie)碳(tan)平(ping)衡(heng)相(xiang)圖(tu)(tu),一般(ban)(ban)加熱(re)溫(wen)度(du)在鐵(tie)(tie)碳(tan)平(ping)衡(heng)相(xiang)圖(tu)(tu)的(de)A_C3以上30～50℃,固(gu)相線以下(xia)100～150℃的地方。

鋼(gang)的(de)(de)(de)加(jia)熱速度(du)(du)是指在單位時間(jian)內(nei),鋼(gang)的(de)(de)(de)表(biao)面溫度(du)(du)升高的(de)(de)(de)度(du)(du)數,從生產角度(du)(du),希望加(jia)熱速度(du)(du)愈快愈好,而且加(jia)熱時間(jian)短,鋼(gang)的(de)(de)(de)氧化(hua)燒損(sun)也減(jian)少。但是提高加(jia)熱速度(du)(du)受(shou)到(dao)一些因素的(de)(de)(de)限制(zhi),除(chu)了爐(lu)子(zi)供熱條件的(de)(de)(de)限制(zhi)外(wai),特別要考慮鋼(gang)內(nei)允(yun)許溫度(du)(du)差(cha)的(de)(de)(de)問題。

鋼在(zai)(zai)加熱(re)過程中(zhong)(zhong),由(you)(you)于(yu)(yu)鋼本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)阻,不(bu)可避免地(di)存在(zai)(zai)內外(wai)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)差,表面溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)總比(bi)中(zhong)(zhong)心溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai),這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨(peng)脹要(yao)(yao)(yao)大(da)(da)于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨(peng)脹,這(zhe)(zhe)樣表面受(shou)(shou)壓力(li)(li)而(er)中(zhong)(zhong)心愛張力(li)(li),于(yu)(yu)是在(zai)(zai)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部產生(sheng)(sheng)了(le)熱(re)應(ying)力(li)(li),熱(re)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)取決(jue)于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao),加熱(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)越(yue)快(kuai),內外(wai)溫(wen)(wen)差越(yue)大(da)(da),溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)越(yue)大(da)(da),熱(re)應(ying)力(li)(li)就(jiu)越(yue)大(da)(da),如(ru)果(guo)這(zhe)(zhe)種應(ying)力(li)(li)超(chao)過了(le)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破裂強(qiang)度(du)(du)(du)極(ji)限(xian)(xian),鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部就(jiu)要(yao)(yao)(yao)產生(sheng)(sheng)裂紋,所以加熱(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)要(yao)(yao)(yao)限(xian)(xian)制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)所允(yun)許的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)(fan)(fan)圍(wei)之內。鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)只是在(zai)(zai)一定溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范(fan)(fan)(fan)圍(wei)內才是危(wei)險的(de)(de)(de)(de)(de)(de),多(duo)數(shu)(shu)鋼在(zai)(zai)550℃以下(xia)處于(yu)(yu)彈性(xing)狀(zhuang)態,塑(su)性(xing)比(bi)較(jiao)低(di)(di)(di)(di)。這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)如(ru)果(guo)加熱(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)太快(kuai),溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)應(ying)力(li)(li)超(chao)過了(le)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)極(ji)限(xian)(xian),就(jiu)會出現(xian)裂紋,溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)超(chao)過了(le)這(zhe)(zhe)個溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范(fan)(fan)(fan)圍(wei),鋼就(jiu)進(jin)入了(le)塑(su)性(xing)狀(zhuang)態,對低(di)(di)(di)(di)碳鋼可能更低(di)(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)就(jiu)進(jin)入產生(sheng)(sheng)范(fan)(fan)(fan)圍(wei),這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)即(ji)使產生(sheng)(sheng)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)差,將由(you)(you)于(yu)(yu)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)而(er)使應(ying)力(li)(li)消失,不(bu)致造成裂紋,因(yin)此(ci)(ci),溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)應(ying)力(li)(li)對加熱(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)限(xian)(xian)制(zhi)(zhi),主要(yao)(yao)(yao)是在(zai)(zai)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(500℃以下(xia))時(shi)(shi)。一般來說(shuo)低(di)(di)(di)(di)碳鋼在(zai)(zai)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加熱(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)不(bu)受(shou)(shou)限(xian)(xian)制(zhi)(zhi),對于(yu)(yu)高碳鋼和合金鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)塑(su)性(xing)較(jiao)差且導(dao)熱(re)系數(shu)(shu)較(jiao)低(di)(di)(di)(di),因(yin)此(ci)(ci)在(zai)(zai)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加熱(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)要(yao)(yao)(yao)進(jin)行控制(zhi)(zhi)。

三、加熱(re)制度和加熱(re)時間(jian)

六軋廠(chang)實(shi)行的(de)是(shi)三(san)段式(shi)連續加(jia)熱(re)(re)制度,即把鋼坯放在三(san)個(ge)溫(wen)度條件不同的(de)區(qu)段內加(jia)熱(re)(re),依次是(shi)預熱(re)(re)段、加(jia)熱(re)(re)段、均熱(re)(re)段,三(san)段式(shi)加(jia)熱(re)(re)制度是(shi)比較(jiao)完(wan)善(shan)的(de)加(jia)熱(re)(re)制度,優點較(jiao)多(duo)。鋼坯首先在低溫(wen)區(qu)域進行預熱(re)(re),這(zhe)時加(jia)熱(re)(re)速度比較(jiao)慢,溫(wen)度應力小,不會造成危險,等到鋼中心溫(wen)度超過(guo)500℃以(yi)后,進(jin)(jin)入(ru)塑(su)性范(fan)圍,這時就可(ke)以(yi)快速(su)加熱,直到表面(mian)(mian)溫(wen)度(du)(du)迅速(su)升高到出爐所要求的溫(wen)度(du)(du),加熱期結束時,鋼斷面(mian)(mian)上還有(you)較(jiao)大的溫(wen)度(du)(du)差(cha),需要進(jin)(jin)入(ru)均熱期進(jin)(jin)行均熱,縮小表面(mian)(mian)與(yu)中心的溫(wen)度(du)(du)差(cha)。

應當注意的(de)(de)是:加熱(re)(re)制度(du)與加熱(re)(re)爐的(de)(de)爐型并不完全一致(zhi),三(san)段式(shi)(shi)的(de)(de)加熱(re)(re)爐可以通過(guo)人為的(de)(de)調節(jie)燒嘴來變(bian)化爐內的(de)(de)溫度(du)分布,從而改變(bian)預(yu)熱(re)(re)段、加熱(re)(re)段、均(jun)熱(re)(re)段在形式(shi)(shi)上的(de)(de)分布。

加熱(re)(re)(re)時間(jian)是(shi)指在(zai)規(gui)定的溫(wen)度(du)制度(du)下,鋼(gang)(gang)坯(pi)在(zai)爐內(nei)加熱(re)(re)(re)至達到軋制所要(yao)求的溫(wen)度(du)時所必需的時間(jian)。加熱(re)(re)(re)時間(jian)是(shi)加熱(re)(re)(re)速度(du)的一種表征,是(shi)預熱(re)(re)(re)、加熱(re)(re)(re)和(he)均熱(re)(re)(re)三個階段時間(jian)的總和(he)。一般連續式加熱(re)(re)(re)爐加熱(re)(re)(re)鋼(gang)(gang)坯(pi)可采用如下經(jing)驗公式:

h=cs

h——加熱時間,單位:小時

s——鋼料(liao)厚(hou)度,單(dan)位:厘米

c——每厘米厚的鋼料(liao)加熱所需的時間,單位:小時/厘米

對于雙(shuang)面受熱的加熱制度,c值如下

低碳鋼 c=0.05～0.075

中碳鋼和低中合(he)金鋼 c=0.075～0.1

高碳鋼(gang)和高合金鋼(gang) c=0.1～0.15

高(gao)級工具鋼 c=0.15～0.2

加(jia)熱(re)時間還與爐內鋼坯的(de)(de)分布(bu)有關,同樣的(de)(de)鋼坯,在(zai)不(bu)(bu)同加(jia)料步距的(de)(de)情況(kuang)下,由于受熱(re)面積不(bu)(bu)同,導(dao)致加(jia)熱(re)時間的(de)(de)不(bu)(bu)同,這一(yi)點(dian)有時候顯(xian)得非常重(zhong)要(yao),無論如何都(dou)不(bu)(bu)能(neng)忽略。

四、爐壓制度

爐壓(ya)制(zhi)度(du)也是影響(xiang)鋼坯加熱速度(du)、加熱質量以(yi)及(ji)燃料利(li)用好壞的(de)重要因素,加熱爐內壓(ya)力大小及(ji)其分布是組織火(huo)焰形狀、調整溫度(du)場及(ji)控制(zhi)爐內氣氛的(de)重要手段之一。

通常所說的(de)加熱爐(lu)爐(lu)壓(ya)是爐(lu)內氣(qi)體(ti)(ti)的(de)絕對壓(ya)力與爐(lu)外大氣(qi)壓(ya)力的(de)差值,即相對壓(ya)力。

加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)壓沿爐(lu)(lu)(lu)(lu)長方向(xiang)上的分布,隨爐(lu)(lu)(lu)(lu)型(xing)、燃料(liao)燃燒(shao)方式(shi)及操(cao)作制度(du)而異(yi),一般連續加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)(lu)(lu)內的爐(lu)(lu)(lu)(lu)壓由出料(liao)側(ce)向(xiang)進(jin)料(liao)側(ce)遞增,總(zong)壓差20～40Pa。此(ci)外,由于(yu)熱(re)氣(qi)體(ti)(ti)的位(wei)差(cha)作(zuo)用(yong),使加熱(re)爐內也存在著垂直(zhi)方向的壓差(cha),由下向上遞增,通常的操作(zuo)溫(wen)度范圍內每米(mi)爐高(gao)的壓差(cha)約10Pa。

爐(lu)內壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的控(kong)制基(ji)準與要(yao)求(qiu),為了盡量(liang)減少爐(lu)內氧化和能量(liang)消耗,加熱(re)爐(lu)內壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)一(yi)般要(yao)求(qiu)控(kong)制為零(ling)(ling)或(huo)微正(zheng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)。由(you)于加熱(re)爐(lu)內各點壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)不同(tong),因此在實際生產(chan)中對爐(lu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制度(du)的基(ji)本要(yao)求(qiu)是保持爐(lu)子出料端坯料表面(mian)附(fu)近(jin)的壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)為為零(ling)(ling)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)或(huo)微正(zheng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(比大氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)高(gao)0～20Pa左(zuo)右),同(tong)時爐內氣流通暢(chang),并(bing)力(li)求爐尾(wei)處(chu)不(bu)冒火。

爐壓(ya)過高時(shi),將有大(da)量(liang)(liang)的(de)高溫氣體逸出爐外(wai),不僅惡化了勞(lao)動(dong)環境,使操作困難,而且(qie)縮短了爐子壽命,并造(zao)成燃料(liao)的(de)大(da)量(liang)(liang)浪費。

五、六軋加(jia)熱操作存(cun)在的(de)問(wen)題

鋼坯加熱效果不一致:由于六軋的軋機能力遠大于加熱爐的能力,因此六軋的生產模式為:快速軋制1爐鋼坯——等鋼溫——快速軋制1爐鋼坯——循環往復,這種現象在生產220×260的坯料時顯得十(shi)分(fen)嚴重,中間等鋼溫的時間高達近40分鐘/循環,如此造成同(tong)一(yi)爐的(de)鋼坯(pi)在不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)下停留(liu)的(de)時(shi)間(jian)不(bu)同(tong),即(ji)加(jia)熱(re)(re)效果不(bu)同(tong),在高溫(wen)段(duan)停留(liu)時(shi)間(jian)長的(de)鋼坯(pi)有表面過熱(re)(re)的(de)傾(qing)向,低溫(wen)段(duan)停留(liu)時(shi)間(jian)長的(de)鋼坯(pi)加(jia)熱(re)(re)不(bu)透,間(jian)隙原子(C、N)不能有效的進行擴散,軋制后易形成帶狀組織。

爐尾加(jia)(jia)熱(re)溫度偏高:六軋廠在正常加(jia)(jia)熱(re)時(shi),爐尾的加(jia)(jia)熱(re)溫度(加(jia)(jia)熱(re)Ⅰ段)高達(da)1050℃,對將來開發的(de)高合(he)金鋼(gang)的(de)加(jia)熱顯然是十(shi)分(fen)不(bu)利的(de)。

爐(lu)壓高:由于加(jia)(jia)熱(re)(re)爐(lu)的能(neng)(neng)力不(bu)足(zu),造(zao)成操作人員加(jia)(jia)大輸入(ru)的煤(mei)氣(qi)(qi)和空(kong)氣(qi)(qi)量(liang),加(jia)(jia)熱(re)(re)爐(lu)的熱(re)(re)負荷(he)始終(zhong)處在(zai)最(zui)高狀態。而(er)廢氣(qi)(qi)排出(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)力不(bu)足(zu),即輸入(ru)遠(yuan)大于輸出(chu)(chu)(chu),造(zao)成爐(lu)壓很(hen)高,大量(liang)的高溫氣(qi)(qi)體(ti)(ti)逸(yi)出(chu)(chu)(chu)爐(lu)外(wai),不(bu)僅(jin)僅(jin)造(zao)成煤(mei)氣(qi)(qi)的浪費,同(tong)時(shi)畜(chu)熱(re)(re)體(ti)(ti)不(bu)能(neng)(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)的利(li)用廢氣(qi)(qi)進行預(yu)熱(re)(re),造(zao)成輸入(ru)的煤(mei)氣(qi)(qi)、空(kong)氣(qi)(qi)不(bu)能(neng)(neng)很(hen)好(hao)得到預(yu)熱(re)(re),燃燒極其不(bu)充(chong)分。如(ru)此造(zao)成惡(e)性(xing)循環。

六、六軋(ya)加熱問(wen)題(ti)的解(jie)決措施

(一) 控制出鋼(gang)節奏、均勻加(jia)熱、均勻出鋼(gang):

1、 180×220㎜的(de)坯(pi)料的(de)出鋼(gang)節(jie)奏采用80～100秒/支,鋼坯(pi)在(zai)爐(lu)加(jia)熱時間為2.0～2.5小時

2、 220×260㎜的坯料的出鋼(gang)節奏采(cai)用100～120秒/支,鋼坯在爐加(jia)熱時間為2.5～3.0小時。

3、加(jia)熱時(shi)間應(ying)當能夠滿足不等鋼溫(wen)的要求,如此(ci),所有(you)鋼坯將獲得同樣的加(jia)熱效(xiao)果,由于加(jia)熱均勻且出鋼節奏(zou)較為緩慢,加(jia)熱爐的熱負荷可適(shi)度(du)降(jiang)低,對爐壓的控制(zhi)亦(yi)有(you)一(yi)定(ding)的好(hao)處。

(二) 以上措施幾乎不影響產量

1、 180×220㎜的坯料(坯料重量(liang)3.1噸)出鋼節奏平均按90秒(miao)/支、成材率(lv)按98%、平均每天生(sheng)產按(an)23個小時(另外1小時用于(yu)設備故障檢修和換規格)計(ji)算,每天可生產3.1×98%×23×3600/90=2795噸。

2、 220×260㎜的坯(pi)料(坯(pi)料重(zhong)量(liang)4.48噸)出(chu)鋼節奏平均按(an)110秒/支、成材率按98%、平均每天生(sheng)產按(an)23個小時(另外1小(xiao)時用于設備故障檢修(xiu)和換規格)計算,每天可生產4.48×98%×23×3600/110=3305噸。