不銹(xiu)鋼管的加熱(re)(re)缺陷(xian)主要有氧化、脫(tuo)碳、過熱(re)(re)、過燒(shao)、加熱(re)(re)溫度(du)不均、表面(mian)燒(shao)化、加熱(re)(re)裂(lie)紋(wen)。
一、氧化
氧化是指不銹鋼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(ying)響金屬氧(yang)化的(de)因素(su)有管(guan)坯加熱(re)溫度、加熱(re)時間、爐內氣(qi)氛(fen)。其中爐內氣(qi)氛(fen)、加熱(re)溫度影(ying)響較大,加熱(re)時間主要影(ying)響鋼的(de)燒損量(liang)。
1. 鋼管溫度: 鋼的溫度(du)達(da)到800℃之前氧化并不(bu)劇(ju)烈(lie),管坯(pi)溫度(du)達(da)到800℃以上變(bian)化速(su)度(du)明顯加(jia)快;
2. 高溫(wen)停(ting)留(liu)時間(jian): 管坯在高溫(wen)區停(ting)留(liu)時間(jian)越長氧化燒損越嚴重;
3. 爐(lu)膛氣氛(fen): 氧化(hua)性氣氛(fen)越(yue)濃(nong)氧化(hua)燒損越(yue)嚴重(zhong)。
以上三者的影(ying)響程度比例(li)基本為6:3:1.
二、脫碳
不銹鋼管在加熱時,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(tuo)碳的因素有加(jia)熱溫度、加(jia)熱時(shi)間(jian)、爐內氣氛、鋼的成分(fen)。加(jia)熱過程(cheng)中可以(yi)采取以(yi)下措(cuo)施防止脫(tuo)碳:
1. 減少管(guan)坯在高溫區的停留時間;
2. 控制加熱溫度不能過高;
3. 控制(zhi)爐內氣(qi)氛(fen),減少(shao)冷空(kong)(kong)氣(qi)吸(xi)入,均(jun)熱段減少(shao)助燃空(kong)(kong)氣(qi)量,形成(cheng)還原(yuan)性氣(qi)氛(fen),抑制(zhi)氧(yang)化(hua)鐵皮的形成(cheng);
4. 認真執行待軋降溫、升溫制度。
三、過熱與過燒
不銹鋼管的加熱溫度偏高,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(xiu)鋼管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(zai)高溫區的(de)停留時(shi)間;
2. 控(kong)制加熱溫度不能過高;
3. 認真(zhen)執行(xing)待(dai)軋(ya)降(jiang)溫、升溫制度(du);
4. 控制爐內氣氛,減少冷空氣吸入,均熱(re)段減少助(zhu)燃(ran)空氣量,形成還原性氣氛,抑制氧(yang)化(hua)鐵皮的形成(主要針對鋼的過燒)。
四(si)、表面(mian)燒化(hua)
由于(yu)操作(zuo)不慎,鋼的(de)表(biao)面(mian)溫度(du)過高,可以使氧化鐵(tie)皮熔化,這就是鋼的(de)表(biao)面(mian)燒化。影響鋼的(de)表(biao)面(mian)燒化的(de)因素有(you)加熱溫度(du)、在高溫區(qu)的(de)加熱時間和爐(lu)內氣(qi)氛。防止表(biao)面(mian)燒化的(de)主要(yao)措施:
1. 減少管坯在(zai)高(gao)溫(wen)區的停(ting)留時間;
2. 控制加熱溫度不能過高;
3. 控制爐內氣(qi)氛(fen),減少(shao)冷空氣(qi)吸入(ru),均熱段減少(shao)助燃(ran)空氣(qi)量,形成(cheng)(cheng)還原性氣(qi)氛(fen),抑制氧化鐵皮(pi)的形成(cheng)(cheng);
4. 火焰不能(neng)直接燒到鋼(gang)管上(shang)。
五、加熱(re)溫度不均勻(yun)
不銹鋼管(guan)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。
影響鋼的加(jia)(jia)熱溫度(du)不均勻的因素有加(jia)(jia)熱溫度(du)、加(jia)(jia)熱時間、爐底(di)情況和爐壓。
防止加熱溫度不均勻的主要(yao)措施:
1. 按加熱制度合理控(kong)制加熱溫度,加熱溫度不能(neng)過高或過低(di),短時(shi)間內溫變不能(neng)過大;
2. 合理的控制裝出(chu)料節奏,保證坯料在爐內的加熱(re)時間(jian);
3. 認(ren)真執行待軋降溫(wen)升溫(wen)制度(du),以免(mian)坯(pi)料溫(wen)度(du)過高;
4. 減少爐底的氧化鐵皮,確保加熱(re)爐底與鋼管接觸部位的加熱(re)溫度(du)。
六(liu)、加熱裂紋
加熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)表現形式(shi)分為表面(mian)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)和內部裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)兩種,產生加熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)主要因(yin)素有原料材質、過(guo)熱(re)(re)(re)、加熱(re)(re)(re)速度過(guo)快和裝爐溫度過(guo)高。防止加熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)主要措施有以下三個方面(mian):
1. 認真檢(jian)查裝爐前的坯料外表面質量,如有皮下氣泡夾雜(za)裂紋等要徹底(di)清除;
2. 合理控制加熱溫度,防止坯料過熱;
3. 嚴格(ge)按加(jia)(jia)熱(re)規定(ding)控制(zhi)加(jia)(jia)熱(re)爐的預熱(re)段溫度(du),防止坯料裝爐溫度(du)過(guo)高(gao)。