钢坯氧化烧损影响因素试验研究

收稿日期:2006-07-04

邓　伟(1967～　),高工;114009　辽宁省鞍山市。

钢坯氧化烧损影响因素试验研究

邓　伟　张　宇　杨大正　徐大勇　刘常鹏(鞍钢新轧钢技术中心)

刘玉良

(鞍钢生产检测中心)

摘　要　通过在实验室进行不同加热温度、不同加热气氛对钢坯试样氧化烧损影响研究试验,找出造成钢坯氧化烧损加剧的温度区间及适宜加热气氛,为现场的生产操作提供参考,降低钢坯的氧化烧损率。

关键词　加热炉　钢坯　氧化烧损

Experimental Study of factor influencing on billet oxygenation loss

Deng Wei Zhang Yu Yang Dazheng Xu Dayong Liu Changpeng (Technology Centre of new Stell Co 1,Angang Iorn &steel Grop )

Liu Yuliang

(Ansteel Production and Detection Centre )

Abstract It is studied that different heating temperature and atmos phere have an effect on oxygena 2tion loss of billet at laboratory therefore ,the temperature zone and status of heating atmosphere are found for intensifying oxygenation loss of billet ,and these provide references for production site to de 2crease the rate of oxygenation loss.

K eyw ords heating furnace steel billet oxidation burning loss

1　前　言

钢坯在加热过程中表面会产生氧化,氧化铁皮的产生不仅损害了钢的性能,还降低了钢的成材率。同时钢坯在加热炉内运行中,其表面的氧化铁皮受炉头负压吸冷风的影响,常常与钢坯机体脱离而掉在炉内。特别是均热段由于氧化铁皮的堆积,一方面造成炉底上涨过快,迫使清渣周期缩短,增加劳动强度,影响生产;另一方面氧化铁皮还造成炉底耐火材料的侵蚀,影响炉体的寿命。钢坯的氧化烧损程度随着加热温度的升高而加重,而在加热炉的生产中钢坯需要在高温状态下运行,故钢坯在加热过程中氧化烧损是不可避免的,这就需要研究钢坯氧化烧损加剧的温度

区间,并结合加热气氛状况,找出既可满足生产又低烧损、低单耗的加热工艺。2　试验方法及试验装置211　试验方法

钢坯氧化与炉温、在炉时间、炉内气氛密切相关。炉温越高,在炉时间越长,烧损越严重;炉气中的O 2、H 2O 含量越高,氧化也越严重〔1〕。在实验室用氧气、氮气、二氧化碳、水等物质以适当比例混合来模拟加热炉烟气成分,通过连接导管把混合气体通入到实验用的电炉内,并使气体充满炉膛,使试验用试样处于混合气体的气氛中;通过调整炉外不同气体的比例,来模拟不同空气系数下燃料燃烧所生成的烟气;把称好重量的钢坯试样放置在电炉炉膛内,用铂铑热电偶实时测定炉膛温度,研究一定的在炉时间、不同温度、不同加热气氛条件下试样的氧化烧损程度。

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3Vol 125　No 16Nov 12006

冶　金　能　源

EN ER GY FOR M ETALL U R GICAL INDUSTR Y

212　试验用试样尺寸的确定

结合炉膛尺寸,考虑试样的取放方便,试样

尺寸为70×55×35比较适宜。213　试验温度及气氛的确定

鞍钢某厂钢坯装炉温度一般为800℃左右的热连铸坯,

故我们在实验室所做的氧化烧损试验温度从800℃起,分如下11个温度档次:800、850、900、950、1000、1100、1150、1200、1240、1280、1320℃;空气系数控制为:110、1105、111、1115、112、1130六个档次。214　试验装置

试验用的加热装置为一温度可控的电炉,试

验所用的氧气、氮气、二氧化碳、水在炉外由导管、三通连接后由导气管通过炉膛口通入炉内。同时由炉膛口插入一铂铑热电偶并与温度显示表相连,进行炉膛温度实时检测。3　加热温度对氧化烧损影响试验311　试验过程

把试验所用的混合气体(模拟一定空气系数

下燃料燃烧所产生)由炉膛口通入炉内,接好测温电偶后进行空炉升温,当炉膛温度达到800℃时,把试验所用的钢坯试样放置在电炉炉膛内,通过调整电流量,使钢坯试样在被加热30分钟时炉膛温度分别达到11个温度档次,再在相应的温度下分别保温120min 后取出试样,用水冷却后对试样进行称重,比较试样试验前后的重量,测算试样在相同加热时间、相同炉内气氛、不同加热温度下的氧化烧损率。试样氧化烧损率与加热温度关系见图1。312　

试验分析

图1　试样氧化烧损率与加热温度关系曲线

温度越高,氧化烧损越重。当温度达到

1200℃以上后,氧化烧损加剧。1000℃时的烧损量为800℃时氧化烧损量的6倍,1100℃时约为10倍,1200℃时约为15倍,1320℃约为31倍〔2〕。因此,最大限度地降低炉温,减少钢坯在高温段的停留时间,是降低氧化烧损的有效措施。

4　加热气氛对氧化烧损影响试验411　试验过程

空气系数对炉气成分起着重要的作用,因

此,空气系数的控制特别重要。把试验所模拟的按六个不同空气系数所生成的混合气体分次通入炉内,分别进行加热控制,得到不同的加热气氛。接好测温电偶后进行空炉升温,当炉膛温度达到800℃时,把试验所用的钢坯试样放置在电炉炉膛内,通过调整电流量,炉膛温度达到1200℃后保温120min ,取出试验试样,用水冷却后对试样进行称重,比较试样试验前后的重量,测算试样在相同加热时间、相同加热温度、不同加热气氛下的氧化烧损率。试样氧化烧损率与加热气氛关系见图2。412　试验分析

空气系数越高,氧化烧损越重,当空气系数超过1115后氧化加剧。因此,在加热炉高温段,应严格控制炉内气氛,尽量将空气系数控制在1115以下,合适的空气系数应选择在110～1115之间。5　结束语

加热温度是钢坯氧化烧损的最主要因素,适

图2　氧化烧损率与加热气氛的关系曲线

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