不銹鋼管的加熱(re)缺陷主要有氧化、脫碳(tan)、過(guo)熱(re)、過(guo)燒、加熱(re)溫度(du)不均、表面燒化、加熱(re)裂(lie)紋。
一、氧(yang)化
氧化是指不銹(xiu)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(de)因素有管坯(pi)加熱溫度(du)、加熱時間、爐內(nei)(nei)氣(qi)氛(fen)。其中爐內(nei)(nei)氣(qi)氛(fen)、加熱溫度(du)影響較大,加熱時間主要影響鋼的(de)燒(shao)損量(liang)。
1. 鋼管溫度: 鋼的溫度(du)達(da)到800℃之前氧化并不劇(ju)烈,管坯溫度(du)達(da)到800℃以上變化速度(du)明顯加快;
2. 高(gao)溫(wen)停留(liu)時間: 管坯在(zai)高(gao)溫(wen)區停留(liu)時間越長氧(yang)化燒損越嚴重;
3. 爐膛氣氛: 氧化性(xing)氣氛越濃氧化燒損(sun)越嚴重。
以上(shang)三者的影響程度比例(li)基本為(wei)6:3:1.
二(er)、脫碳(tan)
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。
影響脫碳(tan)的因素有加(jia)熱溫度、加(jia)熱時間、爐內氣氛、鋼的成(cheng)分。加(jia)熱過程中可以采取以下措施防止脫碳(tan):
1. 減(jian)少管坯在高溫區的停留時(shi)間;
2. 控制加熱溫度不能過高;
3. 控制(zhi)爐內氣(qi)氛,減少冷空氣(qi)吸入,均熱段減少助燃空氣(qi)量,形(xing)成還原性氣(qi)氛,抑制(zhi)氧化鐵皮的形(xing)成;
4. 認真執(zhi)行待軋降溫、升(sheng)溫制度。
三、過熱與過燒
不銹鋼(gang)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。
不銹鋼管(guan)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)在高溫區的停(ting)留(liu)時間;
2. 控(kong)制(zhi)加熱溫度(du)不能過高;
3. 認真執行(xing)待軋降溫、升(sheng)溫制度;
4. 控制(zhi)爐內氣氛,減少冷空(kong)氣吸入,均熱段減少助(zhu)燃空(kong)氣量,形(xing)成還原性氣氛,抑制(zhi)氧化鐵皮(pi)的(de)形(xing)成(主要(yao)針對鋼(gang)的(de)過燒)。
四、表面燒(shao)化
由于(yu)操作不慎,鋼的(de)表(biao)面溫(wen)度(du)過高,可以使氧(yang)化(hua)鐵皮熔化(hua),這就是(shi)鋼的(de)表(biao)面燒(shao)化(hua)。影(ying)響鋼的(de)表(biao)面燒(shao)化(hua)的(de)因素有加熱(re)溫(wen)度(du)、在高溫(wen)區的(de)加熱(re)時間(jian)和(he)爐(lu)內氣氛。防止表(biao)面燒(shao)化(hua)的(de)主要(yao)措(cuo)施:
1. 減(jian)少(shao)管坯在高溫區的停留時(shi)間(jian);
2. 控制加熱(re)溫度不能過高;
3. 控(kong)制爐內氣氛,減(jian)少冷空(kong)氣吸入(ru),均熱(re)段(duan)減(jian)少助燃(ran)空(kong)氣量,形(xing)成(cheng)還原性氣氛,抑制氧化(hua)鐵皮的形(xing)成(cheng);
4. 火焰(yan)不(bu)能直接燒到鋼(gang)管上。
五、加熱溫度不均(jun)勻
不(bu)銹鋼(gang)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(de)加熱溫度不均勻(yun)的(de)因素有加熱溫度、加熱時間、爐底情(qing)況和爐壓。
防止加熱溫度(du)不均勻的主要措施:
1. 按加(jia)熱制度合(he)理控制加(jia)熱溫(wen)度,加(jia)熱溫(wen)度不能過高或(huo)過低(di),短時(shi)間內溫(wen)變不能過大;
2. 合理的(de)控(kong)制裝出料節奏,保證坯料在爐內的(de)加熱時間;
3. 認真(zhen)執行待(dai)軋(ya)降溫(wen)升(sheng)溫(wen)制度(du)(du),以免坯料(liao)溫(wen)度(du)(du)過高(gao);
4. 減少爐底的(de)氧(yang)化鐵(tie)皮,確保加(jia)(jia)熱爐底與鋼(gang)管(guan)接觸部位的(de)加(jia)(jia)熱溫度。
六、加熱(re)裂紋
加(jia)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)的表(biao)現形式分為表(biao)面裂(lie)紋(wen)(wen)和內(nei)部裂(lie)紋(wen)(wen)兩種,產生(sheng)加(jia)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)的主(zhu)要因素(su)有原料(liao)材質、過(guo)熱(re)、加(jia)熱(re)速度過(guo)快和裝(zhuang)爐(lu)溫度過(guo)高。防止加(jia)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)的主(zhu)要措施有以下(xia)三個方面:
1. 認真檢查裝爐前的坯料外表面質量,如有(you)皮(pi)下氣泡夾雜裂紋等要徹底(di)清除(chu);
2. 合(he)理控制加(jia)熱溫度,防止坯料過(guo)熱;
3. 嚴格(ge)按加熱規定(ding)控(kong)制(zhi)加熱爐的(de)預熱段溫度(du),防(fang)止坯料裝爐溫度(du)過高。