不銹鋼管的加(jia)熱缺陷(xian)主要有氧化、脫碳、過熱、過燒(shao)、加(jia)熱溫度不均(jun)、表(biao)面燒(shao)化、加(jia)熱裂(lie)紋。
一、氧化
氧化是指不銹(xiu)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(gang)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(ying)響(xiang)(xiang)金屬氧化(hua)的(de)因素有管坯加熱(re)(re)(re)(re)溫度、加熱(re)(re)(re)(re)時間、爐內氣(qi)氛。其中爐內氣(qi)氛、加熱(re)(re)(re)(re)溫度影(ying)響(xiang)(xiang)較大(da),加熱(re)(re)(re)(re)時間主(zhu)要影(ying)響(xiang)(xiang)鋼的(de)燒損量(liang)。
1. 鋼管溫(wen)度: 鋼的溫度達到800℃之前氧化并不劇烈,管(guan)坯(pi)溫度達到800℃以上變(bian)化速度明顯(xian)加快;
2. 高(gao)溫停(ting)留時間: 管(guan)坯在高(gao)溫區停(ting)留時間越長氧化燒損越嚴重;
3. 爐(lu)膛氣氛: 氧化(hua)性氣氛越(yue)濃(nong)氧化(hua)燒(shao)損越(yue)嚴(yan)重。
以上三(san)者(zhe)的影響程(cheng)度比例基本為6:3:1.
二、脫碳
不銹鋼管在加熱時,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)脫碳的因素有(you)加熱(re)溫度、加熱(re)時(shi)間、爐內氣氛、鋼的成分。加熱(re)過程(cheng)中(zhong)可以采取以下措(cuo)施防止脫碳:
1. 減(jian)少管坯在高溫區的停留時間;
2. 控制(zhi)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)不能過高;
3. 控制爐內(nei)氣氛,減少(shao)冷(leng)空氣吸(xi)入,均熱段減少(shao)助燃空氣量(liang),形成還原(yuan)性氣氛,抑制氧化鐵皮(pi)的形成;
4. 認真執行待(dai)軋降溫、升溫制度。
三、過(guo)熱與過(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。
不銹鋼(gang)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(gao)溫區(qu)的(de)停留時間;
2. 控(kong)制加熱(re)溫度不能過高(gao);
3. 認真執行待軋(ya)降溫、升溫制度(du);
4. 控制爐內氣氛,減(jian)少冷空(kong)氣吸(xi)入,均熱(re)段減(jian)少助燃空(kong)氣量,形成還原性(xing)氣氛,抑制氧(yang)化鐵皮(pi)的形成(主要針對鋼的過燒)。
四、表(biao)面燒化
由于操作不慎,鋼(gang)(gang)的(de)表(biao)(biao)面溫(wen)度(du)過高,可以使氧化(hua)鐵皮(pi)熔化(hua),這就(jiu)是鋼(gang)(gang)的(de)表(biao)(biao)面燒(shao)(shao)化(hua)。影響(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)表(biao)(biao)面燒(shao)(shao)化(hua)的(de)因(yin)素有加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)、在高溫(wen)區(qu)的(de)加(jia)熱(re)時(shi)間(jian)和爐內氣氛(fen)。防止表(biao)(biao)面燒(shao)(shao)化(hua)的(de)主要措施:
1. 減少管(guan)坯在高溫(wen)區的停留時間;
2. 控(kong)制加熱(re)溫度不(bu)能過(guo)高;
3. 控(kong)制爐內氣(qi)氛,減少(shao)冷(leng)空(kong)氣(qi)吸入,均熱段減少(shao)助(zhu)燃空(kong)氣(qi)量,形成(cheng)(cheng)還原性氣(qi)氛,抑制氧化鐵皮的形成(cheng)(cheng);
4. 火焰不能直接燒到鋼管上。
五(wu)、加熱溫(wen)度不均(jun)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。
影響鋼的加熱(re)溫度(du)不(bu)均勻的因素有加熱(re)溫度(du)、加熱(re)時間(jian)、爐底情況(kuang)和爐壓。
防止加熱溫度(du)不均(jun)勻的主要措(cuo)施:
1. 按加熱制(zhi)度(du)合理控制(zhi)加熱溫度(du),加熱溫度(du)不能(neng)過高或過低,短時間內(nei)溫變不能(neng)過大;
2. 合理的(de)控制裝出(chu)料節奏,保證坯料在爐(lu)內的(de)加熱時間;
3. 認(ren)真執行待軋降溫升溫制度,以免坯料溫度過高;
4. 減少爐(lu)底的氧化鐵皮,確保加熱(re)爐(lu)底與鋼管接(jie)觸部(bu)位的加熱(re)溫度。
六、加熱裂紋
加(jia)熱裂(lie)紋的(de)表現(xian)形式分為表面(mian)裂(lie)紋和內部裂(lie)紋兩(liang)種,產生加(jia)熱裂(lie)紋的(de)主(zhu)要因(yin)素有原料(liao)材質(zhi)、過(guo)熱、加(jia)熱速度過(guo)快和裝爐(lu)溫(wen)度過(guo)高(gao)。防止加(jia)熱裂(lie)紋的(de)主(zhu)要措施有以下三個方面(mian):
1. 認真檢查(cha)裝爐前的坯料外(wai)表面質量,如有皮下(xia)氣泡夾雜裂(lie)紋等要徹底清除;
2. 合理控制加熱溫(wen)度,防止坯料過熱;
3. 嚴格按加(jia)熱(re)規定控制加(jia)熱(re)爐的預熱(re)段溫度,防止(zhi)坯料(liao)裝爐溫度過(guo)高。