不(bu)銹鋼管的加(jia)熱缺陷主要有氧化、脫碳、過(guo)(guo)熱、過(guo)(guo)燒、加(jia)熱溫度不(bu)均、表面(mian)燒化、加(jia)熱裂紋。
一(yi)、氧化(hua)
氧化是指不銹鋼(gang)管在加熱時受到爐氣中的二氧化碳、一氧化二氫、氧氣的作用而使不銹鋼管的表面被氧化形成氧化鐵皮,大約每加熱一次就約有0.5%~3%的不銹鋼管(guan)被氧化形成氧化鐵皮(即燒損),使成材率降低,同時氧化鐵皮堆積在爐底上會造成耐火材料的侵蝕,降低爐子使用壽命。此外,氧化鐵皮熱導率比金屬低得多,影響鋼坯加熱。
氧化鐵皮是鋼的氧化產物,由外至內分為Fe2O3、Fe3O4、FeO三層。試驗結果證明Fe2O3占10%、Fe3O4占50%、FeO占40%,熔點約為1300~1350℃。
影響金屬氧化的因素(su)有管坯加(jia)熱(re)溫度、加(jia)熱(re)時(shi)間、爐(lu)內氣氛(fen)。其中(zhong)爐(lu)內氣氛(fen)、加(jia)熱(re)溫度影響較大,加(jia)熱(re)時(shi)間主要影響鋼的燒損量。
1. 鋼管溫度: 鋼的溫度(du)達(da)到800℃之前氧化并不劇烈,管(guan)坯溫度(du)達(da)到800℃以上變化速度(du)明顯(xian)加快;
2. 高(gao)溫(wen)(wen)停留時間(jian): 管坯在高(gao)溫(wen)(wen)區停留時間(jian)越長氧化燒損(sun)越嚴重;
3. 爐膛氣(qi)氛(fen): 氧化(hua)性氣(qi)氛(fen)越(yue)濃氧化(hua)燒損越(yue)嚴(yan)重。
以上三者的影響程(cheng)度(du)比例基(ji)本為6:3:1.
二、脫碳
不銹鋼(gang)管在加熱時,在生成氧化鐵皮的基礎上由于高溫爐氣和擴散的作用,未氧化的鋼管表面層的碳原子向外擴散,爐氣中的氧原子也透過氧化鐵皮向內擴散,當兩種擴散會合時,碳原子被燒掉,從而導致未氧化的鋼管表面層中化學成分貧碳的這種現象叫脫碳。脫碳會使鋼管的機械強度大為降低。
影響(xiang)脫(tuo)碳(tan)的因素有加(jia)熱(re)溫(wen)度、加(jia)熱(re)時(shi)間(jian)、爐內氣氛、鋼的成(cheng)分。加(jia)熱(re)過程(cheng)中(zhong)可以采取以下措施(shi)防(fang)止脫(tuo)碳(tan):
1. 減少管坯在高溫區的停留時(shi)間;
2. 控制加(jia)熱溫度不(bu)能過(guo)高;
3. 控(kong)制爐內氣氛,減(jian)少冷空氣吸入,均熱段減(jian)少助燃空氣量,形成(cheng)還(huan)原性氣氛,抑制氧化(hua)鐵皮(pi)的形成(cheng);
4. 認真執行待軋降溫、升溫制度。
三、過熱與過燒(shao)
不銹鋼管的加熱溫度偏高,加熱時間偏長,會使奧氏體晶粒過分長大,引起晶粒之間的結合能力減弱,鋼管的機械性能顯著降低,這種現象叫鋼的過熱。如果鋼管的加熱溫度過高,時間又長,使鋼的晶粒之間的邊界上開始熔化,并且有氧滲入,形成晶粒間氧化,鋼坯失去了晶粒之間的結合力,因而失去了正常的強度和可塑性。在軋制或出爐受到震動時,就會碎裂或者表面形成粗大的裂紋,這種現象叫鋼的過燒。
過熱的不銹鋼管可以通過熱處理方法來消除,而過燒的鋼管無法補救,只能報廢。過燒實質上是過熱的進一步發展,因此防止過熱即可防止過燒。
不(bu)銹鋼管的過熱主要是加熱溫度和在高溫區的加熱時間;鋼的過燒主要是加熱溫度、在高溫區的加熱時間和爐內氣氛。加熱過程中可以采取以下措施防止鋼的過熱與過燒:
1. 減少管坯在高溫區的(de)停留時間;
2. 控制加熱(re)溫度不能過(guo)高;
3. 認真執行待軋降溫(wen)、升溫(wen)制度(du);
4. 控制爐內氣氛,減少(shao)冷空氣吸入,均熱段減少(shao)助燃(ran)空氣量,形成還(huan)原性(xing)氣氛,抑(yi)制氧(yang)化鐵皮的(de)形成(主要針(zhen)對鋼(gang)的(de)過燒)。
四、表面燒化
由于操作不慎,鋼(gang)的(de)表(biao)(biao)面溫(wen)度過高(gao),可以使(shi)氧化(hua)(hua)鐵(tie)皮熔化(hua)(hua),這就是鋼(gang)的(de)表(biao)(biao)面燒化(hua)(hua)。影響鋼(gang)的(de)表(biao)(biao)面燒化(hua)(hua)的(de)因(yin)素有(you)加熱(re)溫(wen)度、在高(gao)溫(wen)區的(de)加熱(re)時間和爐內氣氛。防止表(biao)(biao)面燒化(hua)(hua)的(de)主(zhu)要措施:
1. 減(jian)少管坯在高溫區的停留時間;
2. 控制加熱(re)溫(wen)度不能(neng)過高;
3. 控制(zhi)爐(lu)內氣(qi)(qi)(qi)氛(fen),減少冷空(kong)氣(qi)(qi)(qi)吸入,均熱段減少助燃空(kong)氣(qi)(qi)(qi)量,形成(cheng)還原(yuan)性氣(qi)(qi)(qi)氛(fen),抑制(zhi)氧化鐵(tie)皮(pi)的形成(cheng);
4. 火焰不能直接(jie)燒(shao)到(dao)鋼管上(shang)。
五、加熱溫度不均勻
不銹鋼管坯加熱溫度不均勻會給軋制帶來調整和操作上的困難,對產品質量影響也很大,實際生產中,通常允許存在一定的溫差,但不能過大。目前從熱軋管反映出的加熱缺陷主要是加熱溫度不均。加熱溫度不均勻的表現形式有上下溫度不均勻、內外溫度不均勻、長度方向溫度不均勻、管坯底面的黑印。
影響鋼(gang)的(de)加熱溫(wen)度不(bu)均(jun)勻的(de)因素有加熱溫(wen)度、加熱時間、爐底情況和爐壓。
防止加熱溫度不(bu)均(jun)勻的主要措施:
1. 按加(jia)熱制(zhi)度合理控制(zhi)加(jia)熱溫(wen)度,加(jia)熱溫(wen)度不能過(guo)高(gao)或過(guo)低(di),短(duan)時間內溫(wen)變不能過(guo)大;
2. 合理的控制裝(zhuang)出料節奏,保(bao)證坯料在(zai)爐內的加熱時間(jian);
3. 認真執(zhi)行待軋降溫升溫制度,以免坯料溫度過(guo)高;
4. 減少爐底(di)的氧化(hua)鐵皮(pi),確保加熱爐底(di)與鋼管接觸部(bu)位的加熱溫度。
六、加熱裂紋
加熱(re)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)表現形式分為表面裂(lie)(lie)紋(wen)和內部(bu)裂(lie)(lie)紋(wen)兩種,產生(sheng)加熱(re)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)主要因素有原料材質(zhi)、過熱(re)、加熱(re)速度(du)過快和裝爐(lu)溫度(du)過高。防止加熱(re)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)主要措施(shi)有以下三個(ge)方面:
1. 認真檢查裝爐前的坯料外表面(mian)質量,如(ru)有皮下(xia)氣泡夾雜(za)裂紋(wen)等要徹底清(qing)除;
2. 合(he)理控制加熱(re)溫度,防止坯料過熱(re);
3. 嚴(yan)格(ge)按加熱(re)(re)規定控(kong)制(zhi)加熱(re)(re)爐的預熱(re)(re)段溫度,防止(zhi)坯料(liao)裝爐溫度過(guo)高。