燃?xì)饧訜釥t中減少金屬氧化皮的措施
網(wǎng)站編輯:admin │ 發(fā)表時(shí)間:2021-08-13 │
燃?xì)饧訜釥t在使用過程中,爐子的溫度和氣氛需調(diào)整得當(dāng),如果操作會(huì)出現(xiàn)鋼坯的加熱缺陷,如氧化、脫碳、過熱等。這些缺陷將影響金屬的加熱質(zhì)量和產(chǎn)品缺陷。本文指的燃?xì)饧訜釥t是大科在實(shí)際生產(chǎn)中接觸的配套天然氣燒嘴的天然氣加熱爐,金屬指的是鋼坯或是不銹鋼產(chǎn)品。
鋼的氧化過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程。鋼坯在加熱爐內(nèi)加熱時(shí),爐內(nèi)含有大量的氧氣、二氧化碳和水,鋼坯的表面層要發(fā)生氧化。有的鋼坯在做到成品過程中往往需要多次爐內(nèi)加熱,每一次加熱,將會(huì)有0.5%-3%的鋼坯進(jìn)行氧化。氧化不僅造成鋼的直接損失,而且鋼坯氧化后鐵皮會(huì)堆積在爐底上,不僅使耐火材料受到侵蝕、影響爐體壽命,而且清除這些氧化皮需要很長(zhǎng)時(shí)間和工序。除此之外氧化皮還降低了加熱爐的加熱速率增加了能耗,特別是以天然氣燒嘴為加熱方式的燃?xì)鉅t中能耗增加明顯。
燃?xì)饧訜釥t中鋼坯的氧化皮是怎樣生成的。常識(shí)所知,鋼在常溫下也會(huì)氧化生銹,在干燥環(huán)境下生銹過程比較緩慢。但在200-300℃表面會(huì)生成氧化膜,如果濕度不大,這時(shí)氧化速度并不快。此時(shí)如果溫度繼續(xù)升高,氧化速度也隨之加快。到1000℃以上,氧化過程開始劇烈進(jìn)行,當(dāng)超過1300℃以后,氧化皮開始熔化。如果以900℃氧化量為1,則1000℃可能為2,1300℃可能會(huì)達(dá)到7。燃?xì)饧訜釥t中鋼坯的氧化過程從化學(xué)反應(yīng)原理來看,是由于爐內(nèi)的氧化性氣體和鋼坯表面的鐵元素進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成了氧化鐵。
影響金屬氧化的因素有多個(gè)。
首先是由加熱爐的爐內(nèi)溫度影響。上文中提到鋼坯在900度以下時(shí)氧化速度很小,到達(dá)1000℃以上則急劇上升。因?yàn)殡S著溫度升高,各成分的擴(kuò)散加快,超過1300℃以后表面氧化皮開始熔化,擴(kuò)散的阻力減小,氧化速度大大增加。
其次是鋼坯在爐內(nèi)加熱時(shí)間的影響。在同樣的條件下,加熱時(shí)間越長(zhǎng),鋼坯的氧化皮生成越多。在實(shí)際生產(chǎn)中提高溫度可能會(huì)使氧化增加,但如果能夠?qū)崿F(xiàn)快速加熱,減少加熱時(shí)間,也能減少氧化發(fā)生。
再者是加熱爐內(nèi)氣氛影響。天然氣加熱爐中爐內(nèi)氣氛受天然氣成分、空氣過剩系數(shù)、燒嘴的設(shè)計(jì)等因素影響。燃?xì)饧訜釥t可分為氧化性氣氛、中性氣氛、還原氣氛。爐內(nèi)的氧化氣體一般有氧氣、二氧化碳、水等氣體。氧氣一般是由過??諝鈳耄栽诒WC完全燃燒的前提下,應(yīng)當(dāng)盡量減少過??諝饬?,這就對(duì)燒嘴的性能要求很高。但一般爐子都屬于氧化性氣氛。
還有一個(gè)原因?qū)е卵趸ど?,就是鋼坯本身含碳量的增加,鋼坯中碳的氧化生成一氧化碳阻止了氧化性氣體的反應(yīng)。
燃?xì)饧訜釥t中如何減少金屬氧化皮產(chǎn)生。從上文中氧化皮產(chǎn)生的因素和途徑可以看出如果采取措施。
快速加熱。減少鋼坯在高溫區(qū)停留時(shí)間。加熱爐和后續(xù)的鍛造軋鋼設(shè)備設(shè)計(jì)能力適應(yīng),讓鋼坯達(dá)到生產(chǎn)溫度的時(shí)候立馬出爐,減少高溫停留時(shí)間。
控制爐內(nèi)氣氛。選用高調(diào)節(jié)比的燒嘴,如DK高速燒嘴,并配套性能穩(wěn)定的空燃比例閥。盡量減少爐內(nèi)過??諝?,保持爐內(nèi)微正壓,避免大量空氣吸入。
使用保護(hù)氣體層和保護(hù)涂料。有條件的爐子在燒嘴下面可通入保護(hù)氣體,在鋼坯表面涂上一層保護(hù)涂料。