关于钢坯在加热炉内氧化的讨论

关于钢坯在加热炉内氧化的讨论

（棒材厂熊斌）

摘要：本文就钢坯在加热炉内加热的过程中氧化铁皮形成的机理和原因以及影响因素进行了简单的论述，同时提出了一些减少氧化烧损的措施和方法。

关键词：钢坯、加热炉、氧化

1、前言：钢坯的氧化即钢坯表面被加热炉内的气体（如CO

2、H2O↑、O2、SO2）反应而生成氧化铁皮（即烧损）。氧化铁皮占加热钢坯总量的百分数叫烧损率。通常情况下，钢加热一次烧损率大致在1%－1.5%，严重的可达3%，较好的则可控制在1%以下。

钢坯的氧化不仅使成材率大幅降低，而且，氧化铁皮的产生还有如下不良影响：

（1）、由于炉内堆积的氧化铁皮吸收大量的热量，从而降低了加热炉的热效率和钢坯的加热速度；

（2）、氧化铁熔化后会浸蚀耐火砖，从而使加热炉寿命降低，严重的只好被迫提前停炉大修；

（3）、排烟过程中，由于吸附作用，氧化铁皮会随烟气进入蓄热室或蓄热体，遇热熔化后会致使蓄热球板结，缩短蓄热小球的使用周期，同时，氧化铁皮还会堵塞蓄热室内层挡砖小孔或蓄热体小孔。这一切均会导致加热炉排烟不畅，炉压升高，升温困难等严重后果；

（4）、对氧化铁的清理加大了生产工人的劳动强度及增加能源、运输等成本费用和二次回收利用的费用；

（5）、氧化铁皮的产生，还会增加轧辊的磨损和影响成品的表面质量。

总之，钢坯的氧化是有百害而无一益的。那么，影响钢坯氧化的因素有哪

些？如何有效抑制钢坯的氧化呢？

2、氧化铁形成的机理和必要因素

钢坯的氧化是钢坯在加热炉内加热的过程中，氧原子与铁原子发生化学反应的结果。在钢坯的加热过程中,炉气中的氧原子通过钢坯表面向钢坯内部扩散，当这两种元素接触以后，在一定的条件下就会发生化学反应而生成氧化铁，而且氧化铁的最外层是铁的最高价氧化物Fe2O3,中间是Fe3O4，内层是FeO。

（1）、加热温度。

从上表可以看出：加热温度愈高，氧化愈剧烈。钢坯在600－700℃时开始生成氧化铁皮；温度在900－1000℃时，氧化速度加快，氧化铁皮变厚；当钢温高于1200℃时，氧化速度是800℃的10倍。因此，防止钢在过高温度下加热是减少钢坯氧化的重要措施。

（2）、加热时间，钢坯的加热时间愈长，钢的氧化愈严重，生成的氧化铁皮也愈多，因此，减少钢在高温下的停留时间是减少氧化损失的一个重要措施。这就要求加热工在操作过程中“勤联系”，根据待轧时间合理调整炉温，并严格按照加热炉相关降温制度执行，杜绝在高温下长时间保温的现象发生。另外，提高钢坯的入炉温度、缩短加热时间也可以减少氧化，钢坯在600℃入炉后可以减少一半的氧化量；

（3）、炉气成分。炉气成分对钢的氧化也有很大影响。氧化性气氛愈浓，钢的氧化愈是剧烈，生成的氧化铁皮愈多。氧化性最强的是SO2、O2和H2O↑。这要求我们要勤排煤气总管的水，尽量减少煤气中水分的含量。加热过程中保

证炉压为微正压，杜绝负压（吸冷气）的现象；保证加热炉的密封性，根据煤气热值的高低调整空煤比，尽量减少富余空气对钢坯的氧化等；

（4）、钢的化学成分。钢中含有的铬、镍、硅、锰等元素时，这些元素氧化后生成很致密的氧化膜，阻止金属原子向外扩散以及氧原子向内扩散，从而降低钢坯的氧化速度。

3、减少钢坯氧化的措施

由以上分析可以看出：减少钢坯氧化的主要措施有：

（1）控制钢的加热温度；

（2）采用快速加热，减少钢在高温下的停留时间；

（3）尽量采用钢坯的热装方式，提高钢坯的入炉温度，以缩短钢坯的加热时间；

（4）杜绝在高温下长时间保温的现象；

（5）根据煤气发热值的变化，调整合适的空煤比。在保证煤气充分燃烧的前提下，最大限度的控制空气过剩系数，减少冷空气的吸入等。

（6）常排煤气总管的冷凝水，尽量减少煤气中的水分含量。

只要控制好以上几点，钢坯的氧化将会大大改善。

参考文献：

1、《2004年华西冶金论坛钢铁工业炉技术论文集》，2004年。

2、小型型钢连轧生产工艺与设备编写组著《小型型钢连轧生产工艺与设备》，冶金工业出版社，2003年。

3、戚翠芬著《加热炉》，冶金工业出版社，2004年。