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轧钢加热炉:衡量钢坯加热质量的两大主要指标:温度与表面质量
发布时间:2015/6/8  作者:郑州中威环保设备有限公司   打印  关闭
钢坯的加热是轧钢工艺过程中很重要的一环,加热质量的好坏直接影响到后续的轧制过程以及最终的产品质量。优质钢材对加热的要求更高,钢坯加热不均匀或者表面质量不好都有可能使最终的成材成为废品。
1加热质量的衡量指标:
加热质量的衡量指标主要包括温度和表面两个方面。
A温度:
温度包括金属加热温度和温差。金属的加热温度是指加热终了时钢坯出炉前的表面温度。根据钢坯的不同和轧机的能力确定一个温度范围,不能太高也不能太低。温差:主要是指断面温差,另外还有上下表面的温差和沿长度方向上的温差。一般来说,钢坯的温差越来越小越好,通常要求最大温差不超过50℃。
B表面质量:
表面质量包括钢坯氧化、脱碳和表面裂纹。钢坯氧化是指钢坯在轧钢加热炉加热过程中,钢坯表面与烟气中的参与氧气发生反应,氧化越多,则得到的钢坯越少,因此希望氧化越少越好,通常氧化的多少用氧化率来表示。钢坯加热时表面碳分降低的现象称之为脱碳。对于大多数钢种,脱碳均被认为是钢的缺陷,特别是高碳工具钢、滚珠轴承钢、高速钢和弹簧钢,脱碳造成的危害更为严重。表面裂纹则可能因其轧制过程中的事故和最终产品的质量,甚至直接使产品报废。
2加热温度与产品质量的关系:
一般来说,加热温度越高,对热加工过程越有利。因为加热温度较高,金属的塑性较好,加工时的变形阻力小,能耗消耗小;同时,加热温度较高,轧机可以增大压下量,提高轧制速度,从而使产量增加,减轻设备的磨损。但是,提高加热温度受到金属过热、过烧以及氧化铁皮熔化、表面脱碳等因素的限制。因此,每一种金属的加热温度都有一个“上限”,即最高加热温度。此外,加热温度越高,加热能耗越高。
钢坯加热温度亦不能太低。加热温度过低,不但使热加工无法顺利进行,而且还往往因为保证不了最终加工温度,产品性能达不到一定要求。这是因为多数钢种在高温下的奥氏体组织具有良好的塑性,在这种结晶组织下加工的材料,不会有很大的残余应力。当钢在过低的温度下进行压力加工时,就不能保证在奥氏体范围内进行变形,这不但使金属的变形抗力增大,造成压力加工困难,甚至还会损坏压力加工设备,另一方面还可能使加工后产品出现残余应力,有时可能因此产生裂纹。所以钢的压力加工终了温度,一般应高于Ac3以上30--50℃。这一温度加上金属出炉和加工过程中的温度降落,就是金属加热的“下限”。
因此,每种金属都有一个较合适的加热温度范围。在轧钢生产中,终轧温度对刚的组织和性能影响很大,终扎温度越高,晶粒集聚长大的倾向越大,奥氏体的晶粒越粗大,钢的力学性能越差。而加热温度主要是影响终轧温度,从而影响到最终产品的质量。一般认为温度低一点能够使晶粒细化,有利于提高最终产品的性能。
3影响加热温度的因素:
前面讲到,钢坯加热的温度都有一个上限和下限,对于特定的生产设备和工艺来说,钢坯的加热温度更是有特定的范围。对于普通的钢材来说,这个加热的范围可以大一些,而对于特殊的钢材来说,只能加热到一个很小的范围之内才能满足钢材性能的要求。钢坯的加热温度往往是根据工艺的要求来确定的,所以我们要想方设法把钢坯加热到这个温度。
然而,要实现这个目标,达到规定的加热温度,受到很多因素的影响,轧钢加热炉的最大能力是固定的,而轧机的能力却在不断提高,产量越来越大,对加热的要求也是越来越高。
总的来说,钢坯的加热温度主要受特定生产工艺下的热工因素的影响。加热工艺包括“加热温度、加热速度、加热时间和加热制度”。而加热因素是指燃料燃烧、气体流动和传热等热工过程中,其中,传热过程是关键。
在实际生产过程中,天然气轧钢加热炉(http://www.zzzhongwei.com)的生产状况主要有一下三种情况:
(1)生产稳定顺畅,加热炉的加热能力,加热速度跟不上轧制速度。这种情况下,我们可以制定出相应的加热制度,主要是要控制好加热的速度,使钢坯达到工艺要求的温度,而且各部分温度均匀。加热速度过快,钢坯就会产生很大的热应力,而且氧化严重。
(2)生产稳定顺畅,加热炉的能力小于轧线的能力,加热速度跟不上轧制速度。这种情况下,开始钢坯的温度能够达到工艺规定的范围,但是逐渐在降低,直到钢坯的温度降到不能满足的轧制条件的温度,或者钢坯各部分温差过大,不能满足工艺的要求,这时就要停扎待温。在这种情况下,主要问题是钢坯在炉内走的太快,加热时间不足。
(3)生产不顺畅,时停时扎。这种情况下,既要保证足够高的出钢温度,又不能超过规定的温度范围。当停扎一段时间后,钢坯的温度就逐渐接近炉温,因此要控制好炉温不能太高;当连续轧制一段时间后,如果不升高炉子温度,钢坯的温度就会逐渐降低。因此,在这种情况下影响加热温度的是加热制度,一定要控制好轧钢加热炉(http://www.zzzhongwei.com)各段的温度。
4影响产品质量的因素:
在轧钢厂,影响产品质量的因素可以归结为以下四个方面:
(1)用于轧制的原料(钢坯)要符合要求。钢坯是所需要的钢种,里面的各段部分要在规定的范围内,并且成分要均匀。钢坯的内部组织要符合要求,晶粒不能过大,没有明显的偏析,没有内部裂纹。钢坯的尺度要符合要求,如方坯不能脱方,矩形坯的各边长在规定的范围之内,外部不能有裂纹、结疤等缺陷。
(2)钢坯的加热过程要符合工艺的要求,保证加热质量。钢坯的加热要求:尽量减少氧化、脱碳,更不能过热过烧,加热速度不能过快,避免产生过大的热应力,更不能产生内部裂纹。根据装备水平和工艺的要求,加热到规定的温度,温度过高会使钢坯内部晶粒变得粗大,段面温度要均匀,不能有阴阳面,沿长度方向的温度要均匀,温差不能超出规定的范围。特殊钢种要根据其特定的加热工艺进行加热。
(3)轧制过程要有足够的压下量,使内部晶粒细化,提高钢材性能,但不能产生很大的内应力,保证轧制后不变形,强度达到要求。轧制出来的钢材,其段面形状和尺寸都要满足规定,不能有耳子、裂纹等缺陷。终轧温度要在规定的范围之内,这样才能保证内部晶粒不会长得过大,又能最大程度地消除内应力。
(4)轧制完成后,根据要求进行相应的处理。如对轧制出来的产品按照一定的方式和速度进行冷却,或者冷却后再进行退火、回火等处理,减少钢材的内应力,改善钢材的内部结构,提高工作性能;去除毛边、毛刺,进行抛光、酸洗等措施能够提高产品的表面光洁度,改善钢材的使用性能,提高产品质量。