轧钢加热炉及轧制的原理,25Cr2Mo1V当日玄机报1

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轧钢加热炉及轧制的原理

发布时间 : 2019-09-23 17:30:51 ???? 访问量 : 21次


一、加热炉的原理

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1、目的

加热的目的是把坯料加热到均匀的、适合轧制的温度(奥氏体组织)。温度提高以后,首先是提高钢的塑性,降低变形抗力,使钢容易变形。如T12钢室温下变形抗力约为600Mpa,加热到1200℃时变形抗力下降到30Mpa左右,只相当室温下变形抗力的二十分之一。加热温度合适的钢,轧制时可以用较大的压下量,减少因磨损和冲击造成的设备事故,提高轧机的生产率和作业率,而且轧制耗能也较少。其次,加热能改善钢坯的内部组织和性能。不均匀组织和非金属夹杂物通过高温加热的扩散作用而均匀化。加热温度和均匀程度是加热质量的标志,加热质量好的钢,容易获得断面形状正确、几何尺寸精确的成品。

2、加热过程

钢坯的加热温度包括表面温度、沿断面上的温度差及沿坯子长度方向上的温度差。钢坯在炉内的最终加热温度是考虑了轧制工艺、轧机的结构特点以及炉子的结构特点等实际情况后规定的。加热到规定温度所需时间,取决于钢坯的尺寸、钢种、采用的温度制度及一些其他条件。

钢坯在炉内以对流方式和辐射方式得到热量,前者是炉气冲刷钢坯表面;后者是炉气和炽热的炉衬辐射热。我们加热炉沿长度方向上分三段控制:即预加热段、加热段和均热段。钢坯进入加热炉预热段,热流逐渐增大,钢坯到二加热段,热流基本保持不变,钢坯到均热段,热流逐渐减小。钢坯在均热段内,钢坯表面温度基本保持不变,而断面温差逐步缩小,钢坯表面得到的热量以热传导的方式向内部扩散。传给钢坯表面的热流越小、受热面积越大、钢坯的断面尺寸越小、钢的导热率越大,断面温差就越小。一般断面大的钢坯要比断面小的钢坯加热时间要长,合金钢要比碳钢的加热时间要长。

3、加热缺陷

合金钢开裂:加热开始阶段(700℃以下),对高碳工具钢、高锰钢、轴承钢、高速钢等这类导热率小的钢,如果升温速度过快、表面温度骤然升高而断面温差过大,将产生热应力,导致出现裂纹。

过热和过烧:加热温度过高或高温下停留时间过长,会使钢的晶粒过分长大,晶粒间的联系削弱,钢变脆,这称为过热。过热的坯料轧制时会产生裂纹;即使轧制没有开裂,成品的力学性能也不能满足要求。过热钢坯进行正火可以挽救。过热进一步发展,晶粒继续长大,而且晶界出现氧化或熔化,轧制时往往碎裂或崩裂,这称为过烧。过烧的坯料是不可挽救的废品。在轧制作业突然出现故障停轧时,容易出现过热或过烧现象;高碳钢如温度控制不当,也很容易造成过热或过烧现象。

钢坯的氧化和脱碳:钢坯在炉内加热的过程中,钢中金属元素和炉内的氧化性气氛发生反应并生产氧化铁皮(氧化铁皮的内层是氧化铁、中间层是四氧化三铁、最外层是三氧化二铁)。脱碳是钢中的碳元素向表面扩散并和炉内气氛反应而引起的。轴承钢、工具钢、弹簧钢和其他一些钢种,钢的脱碳是有害的,脱碳后的钢件表面在淬火时达不到所要求的硬度,此外还使抗压性能、耐磨性能、弹性降低。

氧化和脱碳过程是同时进行的,它们都和加热条件(温度、炉内时间、炉内气氛以及坯料的化学成分)有关。一般来说,温度小于750℃时氧化和脱碳都不明显。但温度大于800℃时增加的特别快。

特别注意的是:对于碳钢加热温度一般不能大于1300℃,大于此温度,其一,钢坯表面的氧化铁皮会熔化(纯氧化铁皮的熔点为1377~1565℃,含有杂质时降到1300~1350℃),从钢表面上掉下来,露出新的表面,烧损迅速增加。其二,当加热温度大于1300℃时,钢坯很有可能会出现过热或过烧。生产其它钢种时更应该注意最高加热温度。

钢坯氧化烧损后,必然影响成材率;氧化铁皮的热导率非常差,对钢坯的加热时间有影响;氧化铁皮脱落并堆积在炉低,人工清理非常困难,工作非常辛苦。

4、热工制度

热工制度涉及燃料于空气进入炉内的情况、燃烧情况、燃烧产物的排除情况以及余热回收利用等情况。热工制度包括温度制度、炉压制度和炉子燃烧制度。

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