时间：2023-12-12 03:29:29 点击：26
氧化铁皮生成因素有哪些 钢坯加热过程中，其表面铁元素与炉气中的氧化性气体发生反应，生成铁的氧化物，造成金属的损失，此现象称为钢坯的氧化烧损。把在轧钢加热过程中生成的铁的氧化物称为氧化铁皮。 钢坯在加热中，钢的氧化是氧原子和铁原子发生反应的结果，炉气中的氧化子通过钢坯的表面由外向里扩散，而铁原子由钢坯的里面向外扩散，当两种原子相遇，在一定条件下（温度、浓度、时间）就能起氧化反应，生成氧化物。通过对不同加热时间下生成的氧化铁皮金相结构分析发现：表面一层是致密的三氧化二铁。中间是四氧化三铁和氧化铁的混合物，里面是三氧化二铁和氧化铁的混合物。这表明氧化是由于炉内气氛中氧原子浓度过高造成的。钢坯在炉内加热时，炉气中的氧化性成分主要有氧气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等等。 影响氧化铁皮形成的因素 1.加热温度的影响 钢坯的加热温度主要根据铁-碳相图中组织转变温度来确定，同时必须满足轧钢工艺的要求，一般棒材钢坯加热温度都在1050-1200℃，具体确定加热温度还要看钢种、钢坯断面规格和轧钢工艺及设备条件。根据现场测试发现，温度越高，生成的氧化铁皮越多。因为随着温度的提高，各成分的扩散速度增加，炉气和钢坯之间氧化反应的平衡也向着氧化方向移动，使得钢的氧化加重。 2.加热时间的影响 加热时间和氧化烧损成正比，在相同条件下，加热时间越长，氧化生成的氧化铁皮越多，在高温条件下，钢坯在炉内停留时间越长，氧化铁皮生成量就越大。 3.炉内气氛的影响 加热炉内的气氛决定于燃料的成分，空气过剩系数及燃料燃烧的完全程度。炉气的主要成分有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气、二氧化硫、一氧化碳、氢气、甲烷等，其中炉气中的氧化成分主要有氧气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等等。 4.钢的化学成分的影响 钢的化学成分对钢坯的氧化烧损有显著影响，一般增加含碳量可提高钢的氧化能力，合金元素对于钢的氧化影响在于能否生成连续、致密的氧化物薄膜，提高钢的抗氧化能力。促进薄膜生成的元素有Cr、Al、Si、Ni，破坏生成这种膜生成的元素是W。 减少氧化烧损的措施 减少钢坯在加热过程中的氧化烧损，对于提高钢材的成品率，一直是钢企追求的目标，目前国内钢铁企业采取的措施有： 1、严格控制加热炉各段的空气过剩系数 根据加热工艺，均热段存在冷风吸入现象，因此，均热段的空气过剩系数可适当取小点，这样多余的燃料和吸入进来的冷风发生反应，让均热段保持还原性气氛。加热段的空气过剩系数可适当取大点，即可保持燃料的成分燃烧，还可让均热段未燃尽的燃料在加热段与空气发生反应。使加热段处于弱氧化性气氛。总之，控制空气过剩系数就是寻求优化空燃比，分段控制，减少氧化烧损。 2、炉压控制 加热炉在生产过程中，应该是微正压操作。 3、设计合理的加热炉炉型 加热炉设计时，应遵循适当延长预热段，高温快速加热，均热段烧烧加热的原则，预热段长度应达到50%以上，这样可充分利用余热，降低排烟温度，提高热效率，同时可以将钢坯预热到800度以上，为加热段的高温快速加热创造乐条件。在均热段炉底水管采用全热滑轨，减少钢坯黑印，缩短均热时间，提高加热质量，氧化层厚度也得到控制。 4、制定合理的加热工艺和轧制工艺 通过对轧钢车间调研发现，由于轧机和加热炉未能协调配合，经常出现加热炉空烧待轧的情况，这样氧化率提高了，增加了加热炉的能耗，为避免这种情况，加热炉和轧机应协调管理，减少加热炉的保温待轧时间。 5、提高助燃空气的预热温度 提高空气的预热温度可减少钢坯在炉内的加热时间，可减少氧化铁皮的生成量。 6、连铸坯热装热送 从连铸机出来的热坯不经冷却，直接送往加热炉加热轧制，可显著减少加热时间，降低能耗，减少氧化烧损量。 氧化铁皮的生成不仅影响钢材的成材率，还给加热炉炉底的维护带来很大困难。虽然氧化烧损不可避免，不过可采取一定措施和方法来减少。