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轧钢加热炉轧制的工作原理?
发布时间:2020-10-30      点击次数:323

  轧钢加热炉轧制的工作原理?

  一、轧钢加热炉轧制的工作原理

  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、几何尺寸准确的成品。

  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,热流逐渐增加,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、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。

轧钢加热炉轧制的工作原理?

  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。

  5、炉压制度:

  加热炉内炉压大小及其分布是调整温度场、控制火焰及炉内气氛的一个重要手段,它影响加热速度和加热质量,也影响燃料利用的好坏。特别是炉子出料段处炉膛压力尤为重要。

  炉压设定应比大气压力高出0~30Pa左右。炉压过大则装料口、出料口、观察孔等开口部位都会往外冒火,其结果是:⑴炉气损失增加,使热损失增加;⑵SO2等有害气体进入车间使作业环境污染;⑶冒火部位的炉墙、附近的钢结构或机械设备受损或者变形。反之,炉压过低,则吸收车间冷空气将使⑴炉温降低燃料消耗量增加;⑵低温空气对坯料冷却导致温度不均;⑶炉气的含氧量增加导致烧损增加。

  6、燃烧制度:

  其基本要求是保证燃料在炉膛范围内燃烧完全,同时空气系数α要小。空气过剩则烟气量大,带走的热量增多;空气量不足,炉内形成不完全燃烧,同样使热损失增加。

  7、炉子的操作

  承德建龙棒材加热炉是步进梁蓄热式加热炉,它是一座复杂的机械化与自动化的热工设备。它由炉子本体(步进系统)、坯料的运输设施、输送各项介质(高炉煤气、转炉煤气、空气、氮气、压缩空气、水、液压油、润滑剂)的管道系统、燃料的燃烧设施、燃烧产物的排放和余热回收设施、热工制度的控制系统、各部件的冷却系统、加热中生成氧化铁皮的清除设施等。只有生产人员很好的了解和掌握了这套工艺设备,才能正确的维护和操作,加热炉才能有好的指标。生产人员的工作涉及:钢坯的装炉、钢坯在炉内运输、钢坯出炉、钢坯的加热制度和炉子的热工制度;氧化铁皮的清理;事故停炉;按计划停炉检修和检修后的开炉等。


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