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關(guān)于鋼坯在加熱爐內(nèi)氧化的討論

摘要：本文就+鋼坯在加熱爐內(nèi)加熱的過(guò)程中氧化鐵皮形成的機(jī)理和原因以及影響因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，同時(shí)提出了一些減少氧化燒損的措施和方法。

關(guān)鍵詞：鋼坯、加熱爐、氧化

1、前言

鋼坯的氧化即鋼坯表面被加熱爐內(nèi)的氣體（如CO2、H2O↑、O2、SO2）反應(yīng)而生成氧化鐵皮（即燒損）。氧化鐵皮占加熱鋼坯總量的百分?jǐn)?shù)叫燒損率。通常情況下，鋼加熱一次燒損率大致在1%－1.5%，嚴(yán)重的可達(dá)3%，較好的則可控制在1%以下。

鋼坯的氧化不僅使成材率大幅降低，而且，氧化鐵皮的產(chǎn)生還有如下不良影響：

（1）、由于爐內(nèi)堆積的氧化鐵皮吸收大量的熱量，從而降低了加熱爐的熱效率和鋼坯的加熱速度；

（2）、氧化鐵熔化后會(huì)浸蝕耐火磚，從而使加熱爐壽命降低，嚴(yán)重的只好被迫提前停爐大修；

（3）、排煙過(guò)程中，由于吸附作用，氧化鐵皮會(huì)隨煙氣進(jìn)入蓄熱室或蓄熱體，遇熱熔化后會(huì)致使蓄熱球板結(jié)，縮短蓄熱小球的使用周期，同時(shí)，氧化鐵皮還會(huì)堵塞蓄熱室內(nèi)層擋磚小孔或蓄熱體小孔。這一切均會(huì)導(dǎo)致加熱爐排煙不暢，爐壓升高，升溫困難等嚴(yán)重后果；

（4）、對(duì)氧化鐵的清理加大了生產(chǎn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及增加能源、運(yùn)輸?shù)瘸杀举M(fèi)用和二次回收利用的費(fèi)用；

（5）、氧化鐵皮的產(chǎn)生，還會(huì)增加軋輥的磨損和影響成品的表面質(zhì)量。

總之，鋼坯的氧化是有百害而無(wú)一益的。那么，影響鋼坯氧化的因素有哪些？如何有效抑制鋼坯的氧化呢？

2、氧化鐵形成的機(jī)理和必要因素

鋼坯的氧化是鋼坯在加熱爐內(nèi)加熱的過(guò)程中，氧原子與鐵原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。在鋼坯的加熱過(guò)程中,爐氣中的氧原子通過(guò)鋼坯表面向鋼坯內(nèi)部擴(kuò)散，當(dāng)這兩種元素接觸以后，在一定的條件下就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成氧化鐵，而且氧化鐵的最外層是鐵的最高價(jià)氧化物Fe2O3,中間是Fe3O4，內(nèi)層是 FeO。

（1）、加熱溫度。

爐溫與鋼坯氧化量的關(guān)系

（2）、加熱時(shí)間，鋼坯的加熱時(shí)間愈長(zhǎng)，鋼的氧化愈嚴(yán)重，生成的氧化鐵皮也愈多，因此，減少鋼在高溫下的停留時(shí)間是減少氧化損失的一個(gè)重要措施。這就要求加熱工在操作過(guò)程中“勤聯(lián)系”，根據(jù)待軋時(shí)間合理調(diào)整爐溫，并嚴(yán)格按照加熱爐相關(guān)降溫制度執(zhí)行，杜絕在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫的現(xiàn)象發(fā)生。另外，提高鋼坯的入爐溫度、縮短加熱時(shí)間也可以減少氧化，鋼坯在600℃入爐后可以減少一半的氧化量；從上表可以看出：加熱溫度愈高，氧化愈劇烈。鋼坯在600－700℃時(shí)開始生成氧化鐵皮；溫度在900－1000℃時(shí)，氧化速度加快，氧化鐵皮變厚；當(dāng)鋼溫高于1200℃時(shí)，氧化速度是800℃的10倍。因此，防止鋼在過(guò)高溫度下加熱是減少鋼坯氧化的重要措施。

（3）、爐氣成分。爐氣成分對(duì)鋼的氧化也有很大影響。氧化性氣氛愈濃，鋼的氧化愈是劇烈，生成的氧化鐵皮愈多。氧化性最強(qiáng)的是SO2、O2和H2O↑。這要求我們要勤排煤氣總管的水，盡量減少煤氣中水分的含量。加熱過(guò)程中保證爐壓為微正壓，杜絕負(fù)壓（吸冷氣）的現(xiàn)象；保證加熱爐的密封性，根據(jù)煤氣熱值的高低調(diào)整空煤比，盡量減少富余空氣對(duì)鋼坯的氧化等；

（4）、鋼的化學(xué)成分。鋼中含有的鉻、鎳、硅、錳等元素時(shí)，這些元素氧化后生成很致密的氧化膜，阻止金屬原子向外擴(kuò)散以及氧原子向內(nèi)擴(kuò)散，從而降低鋼坯的氧化速度。

3、減少鋼坯氧化的措施

由以上分析可以看出：減少鋼坯氧化的主要措施有：

（1）控制鋼的加熱溫度；

（2）采用快速加熱，減少鋼在高溫下的停留時(shí)間；

（3）盡量采用鋼坯的熱裝方式，提高鋼坯的入爐溫度，以縮短鋼坯的加熱時(shí)間；

（4）杜絕在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫的現(xiàn)象；

（5）根據(jù)煤氣發(fā)熱值的變化，調(diào)整合適的空煤比。在保證煤氣充分燃燒的前提下，最大限度的控制空氣過(guò)剩系數(shù)，減少冷空氣的吸入等。

（6）常排煤氣總管的冷凝水，盡量減少煤氣中的水分含量。

只要控制好以上幾點(diǎn)，鋼坯的氧化將會(huì)大大改善。