不銹(xiu)鋼管的加熱缺陷(xian)主要有氧化、脫碳、過(guo)熱、過(guo)燒(shao)、加熱溫度不均、表(biao)面燒(shao)化、加熱裂紋。
一、氧化(hua)
氧化是指不(bu)銹鋼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(xiu)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(jin)屬氧化(hua)的因素有(you)管坯加(jia)(jia)熱溫(wen)度、加(jia)(jia)熱時間(jian)、爐內(nei)(nei)氣氛。其(qi)中爐內(nei)(nei)氣氛、加(jia)(jia)熱溫(wen)度影響較(jiao)大,加(jia)(jia)熱時間(jian)主要影響鋼的燒損(sun)量。
1. 鋼管(guan)溫度: 鋼(gang)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(yi)上變化速度(du)明顯加快;
2. 高(gao)(gao)溫停留時間: 管坯在高(gao)(gao)溫區停留時間越(yue)長氧化燒損越(yue)嚴重;
3. 爐膛氣氛: 氧化性(xing)氣氛越濃氧化燒損越嚴重。
以上三者的影響程度比例(li)基本為6:3:1.
二、脫碳
不銹(xiu)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。
影響脫(tuo)碳(tan)的因素有加(jia)熱(re)溫(wen)度、加(jia)熱(re)時間、爐內(nei)氣氛、鋼的成(cheng)分。加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)中可以采取以下措施(shi)防止脫(tuo)碳(tan):
1. 減少管坯(pi)在高(gao)溫區的停留時間;
2. 控(kong)制加熱溫度(du)不(bu)能過高;
3. 控制爐內氣(qi)氛,減(jian)少(shao)冷(leng)空(kong)氣(qi)吸入,均(jun)熱段(duan)減(jian)少(shao)助燃空(kong)氣(qi)量,形成還原性(xing)氣(qi)氛,抑制氧化鐵皮的形成;
4. 認真執行待軋降溫、升溫制度。
三、過(guo)熱(re)與(yu)過(guo)燒
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(xiu)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(guan)坯(pi)在(zai)高(gao)溫區的停留時(shi)間;
2. 控制加(jia)熱溫度不能過高(gao);
3. 認真(zhen)執行待軋降溫(wen)、升溫(wen)制度;
4. 控(kong)制爐內氣(qi)氛,減(jian)少冷空(kong)氣(qi)吸(xi)入,均熱段減(jian)少助(zhu)燃(ran)空(kong)氣(qi)量(liang),形成還原性氣(qi)氛,抑制氧(yang)化鐵皮的(de)形成(主要針對鋼的(de)過燒(shao))。
四、表面燒(shao)化
由(you)于操作不慎,鋼(gang)的表(biao)面(mian)溫度過高(gao),可以使氧化(hua)鐵皮熔化(hua),這(zhe)就是鋼(gang)的表(biao)面(mian)燒(shao)(shao)化(hua)。影響鋼(gang)的表(biao)面(mian)燒(shao)(shao)化(hua)的因(yin)素有加熱溫度、在高(gao)溫區(qu)的加熱時間(jian)和爐內氣氛。防止表(biao)面(mian)燒(shao)(shao)化(hua)的主要措施:
1. 減少管坯在高溫區的停留時(shi)間;
2. 控(kong)制加熱溫(wen)度不能過高;
3. 控(kong)制爐(lu)內氣氛,減少冷空氣吸(xi)入,均熱(re)段減少助(zhu)燃(ran)空氣量,形(xing)成還原性氣氛,抑制氧化鐵皮的形(xing)成;
4. 火焰不(bu)能直接(jie)燒(shao)到鋼管上。
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(xiang)鋼(gang)的加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)不(bu)均勻的因素有(you)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)、加(jia)熱(re)時(shi)間、爐(lu)底(di)情況和爐(lu)壓。
防止(zhi)加熱溫度(du)不(bu)均勻的主要措施:
1. 按加(jia)熱(re)制度合(he)理控制加(jia)熱(re)溫度,加(jia)熱(re)溫度不(bu)能(neng)過(guo)高或(huo)過(guo)低,短時(shi)間內(nei)溫變不(bu)能(neng)過(guo)大;
2. 合理的控制裝出料節奏,保證(zheng)坯料在爐內的加熱時間(jian);
3. 認(ren)真執行待軋降溫(wen)升溫(wen)制度(du),以免坯料溫(wen)度(du)過高(gao);
4. 減少爐(lu)底的(de)氧化鐵皮,確保(bao)加熱(re)(re)爐(lu)底與鋼管(guan)接(jie)觸(chu)部位的(de)加熱(re)(re)溫度。
六(liu)、加熱裂紋
加(jia)熱裂(lie)紋(wen)的(de)(de)表現形式分為表面裂(lie)紋(wen)和(he)內部裂(lie)紋(wen)兩種,產生加(jia)熱裂(lie)紋(wen)的(de)(de)主(zhu)要因素(su)有原料材質(zhi)、過熱、加(jia)熱速度過快(kuai)和(he)裝(zhuang)爐溫度過高。防止加(jia)熱裂(lie)紋(wen)的(de)(de)主(zhu)要措(cuo)施(shi)有以(yi)下三個(ge)方面:
1. 認真檢查(cha)裝(zhuang)爐前的坯料(liao)外表面質量,如(ru)有皮下氣泡(pao)夾雜裂紋等要徹底清除;
2. 合(he)理控制加熱溫度,防止坯料(liao)過熱;
3. 嚴格按加熱規定控制加熱爐的預熱段(duan)溫度,防(fang)止坯(pi)料裝爐溫度過高。