钢材加热工艺.doc

钢材加热工艺1、导热系数钢的导热系数与钢的化学成分、温度、内部组织、杂志含量以及加工条件都有关系钢的导热系数随碳含量的增加而减小，当碳含量小于 0.2%时，这种影响特别明显，其它杂质锰、硅、磷、硫也降低钢的导热系数1.1 碳钢导热系数常温下碳素钢的导热系数的经验公式 λ0=69.78-10.12C-18.75Mn-33.73Si 瓦/米· 开900 度奥氏体化后，导热系数随温度升高而略有升高1.2 合金钢导热系数合金元素使钢的导热系数降低，合金钢中导热系数与组织的关系：珠光体>马氏体>奥氏体合金钢的导热系数 λ023.26-25.59 时，导热系数随随温度升高而降低2、钢材氧化2,1 氧化量与加热或保温的关系850-900 度时，钢材铁皮氧化速度很小；>1000 度时，氧化速度急速上升；>1200 度时，氧化脱碳的速度再次有质的飞跃；>1300 度时，氧化铁皮开始融化在 600-1200 度温度范围内，碳钢氧化量与温度、保温时间的定量经验关系式为：α：碳钢氧化烧损量（克/平方厘米· 分钟）τ：加热时间（分钟）T：加热温度（开）30 号钢的氧化烧损与加热温度、保温时间的关系见图 4-2 和 4-3.2.2 氧化铁皮2.2.1 氧化铁皮与剥落：外层 Fe2O3（熔点最高 1560 度）;中间 Fe3O4（熔点 1538 度） ；内层FeO（熔点 1377 度） ；这就是说氧化铁皮中 FeO 含量越多，氧化铁皮熔点越低，越不容易剥落；为使氧化铁皮容易剥落，则高价氧化铁越多越好；2.2.2 氧化铁皮剥落实践：大风量快速加热：长期的操作“大风量低炉压的快速加热”正是这一理论的实践。

所谓大风量就是大的煤气量和大的空气量保持加热高温区的集中；大的空气量保证了过剩的氧向钢材内部扩散，从而保证氧原子向内扩散的速度大于铁原子的扩散速度；使高价氧化铁的数量较多另一方面，由于大风量高温集中快速加热，使氧化铁皮的相对含量减少，氧化铁皮较薄，也利于氧化铁皮的剥落低炉压：与大风量相适应的低炉压（部分冷空气从出料口进入） ，也使氧化铁中高价铁含量较高，同时冷空气冷却氧化铁皮，使其变脆，利于氧化铁皮的剥落均热段：均热段的小煤气、小空气流量，使得该段温度略低于加热段，从而保证了钢坯温度不在上升，氧化皮不再加厚，有利于氧化铁皮剥落；而此段的低温度促进了高温区向加热段移动，使未完全燃烧的煤气向加热段流动，而完全燃烧麻点：一般来说，氧化皮的未完全剥落压如钢中导致一般钢加热时间过长或停轧时间过长（钢降温时形成的氧化铁皮不容易剥落）容易造成该现象文献指出，900-1000 度时，氧化铁皮有较强的粘合力，超过 1000 度氧化皮粘合力下降，同时指出，Si 含量较高，氧化铁皮较易剥落3 脱碳氧化铁皮与脱碳：脱碳化氧化同时发生，并且脱碳往往先于氧化，单氧化后的铁皮阻止了脱碳时气体的溢出，所以氧化后的钢，脱碳也就减慢了。

加热温度与脱碳： 脱碳反映是吸热的，因此虽温度的升高，脱碳速度增加但对某些钢，随温度的增加氧化速度加快，低温时脱碳速度大于氧化速度，到达某一温度后氧化速度大于脱碳速度试验指出，大于 1000 度时，氧化速度大于脱碳速度如 60Si2Mn 在 1100 度前，脱碳速度虽温度增加很快；超过1100 度，脱碳曾后度随温度增加而明显降低；即在 1100 度附件存在一个峰值；一般来说对此类钢应在 700-900 度范围不能长时间保温，因为此时脱碳速度远远高于氧化速度保温时间与脱碳：一般来说，700 度以下加热保温，不会产生脱碳层高温区域保温加热，随保温时间的加长，脱碳层增加，增加到一定深度，脱碳层不在增加，这就是氧化皮对脱碳曾的阻止效果脱碳实践：一般来说，火焰炉内的烟气对于易脱碳得钢来来说是处于饱和性脱碳气氛，，即使在无氧化性气氛中加热，脱碳仍然是无法避免的实践表明：最小的脱碳层不是在还原性气氛中得到的，而是在氧化性气氛中得到的但是氧化性气氛将使氧化铁皮严重，这是相矛盾的例如，薄板厂在加热硅钢片时，不希望有氧化，希望存在表面脱碳；因此，钢厂理由 700-900 度脱碳层峰值范围内长时间保温（此时氧化很少） ，增加脱碳层，然后 1100 度快速加热减少氧化层来达到工艺要求。

对钢厂来说，脱碳比之氧化还是次要的3 过热与过烧钢材加热时晶粒长大的临界温度见下图轧或锻的加热温度一般在 AC3 以上 30-50 度，固相线以下 100-150 度的范围内各种加热温度的极限值如下图碳钢和合金钢的最高加热温度和理论过烧温度见下图4 热加工工艺对加热的要求一般来说压延比锻造的加热温度要求稍低热拉钢管、管坯穿孔（穿孔产生温升） 、钢管剪径及弯曲等工艺加热温度要稍低，以减少氧化；但是焊接钢管的加热温度要稍高5 加热速度钢材加热时内外体积膨胀均是一致向外的，而冷却开始时却是钢材表面收缩（表面温度降低时，由于热滞现象，芯部温度上升） ，而芯部膨胀所以对于一般碳钢和低合金钢，加热一般不会产生裂纹，完全可以用快速加热的方式进行（2t 以下钢锭） 但是对于塑性较差的钢，在 500-600 度加热时，速度应放慢，温度高于 600 度时，塑性已很好，可以快速加热。