加热缺陷的产生与预防
摘要：金属坯在轧制和锻造前要进行加热，主要是为了提高金属的塑性，使金属锭坯或坯内外温度均匀，改变金属的结晶组织。金属的加热质量直接影响到轧制的质量、产量、能源消耗和轧机的寿命，在加热过程中可能出现的加热缺陷会影响锭坯质量，及时找出造成缺陷的原因与预防缺陷产生极其重要。本论文研究和讨论的就是加热时产生的缺陷、产生缺陷的原因，以及预防的措施。研究本课题能更好的解决实际生产过程中遇到的问题，从而提高钢的质量，提高产量，提高生产效率，降低生产成本，增加效益。
关键字：加热缺陷产生，产生原因，预防措施
前言
在钢铁行业不断发展的今天，竞争愈演愈烈，所以为了获得更好效益就必须提高钢材质量，降低生产成本。在生产过程中就要避免各种缺陷的产生，降低原材料，能源等的消耗，提高成材率，提高产品质量，这样才能在竞争激烈的市场经济中占据一席之地。
1加热缺陷的类型
在加热过程中，炉子的温度和气氛必须调整得当，如果操作不当，会出现各种加热缺陷，如氧化、脱碳、过热、过烧等。这些缺陷影响金属的加热质量，重则造成废品。
1.1钢的氧化
1.1.1氧化的概念
钢在高温炉内加热时，由于炉气中含有大量的O2、CO2、H2O，钢的表面层要发生氧化，生成致密的氧化物积累下来形成氧化铁皮。氧化不仅会造成钢的直接损失，而且氧化产生的氧化铁皮堆积在炉底上，特别是实炉底部分，不仅腐蚀耐火材料，影响炉体寿命。氧化铁皮如图1
图1
1.1.2氧化铁皮的生成
钢在常温下也会氧化生锈，在干燥的条件下，这一氧化过程是很缓慢的；到了200到300度，表面会生成氧化膜，但如果湿度不大，这时氧化比较慢的；温度继续升高，氧化的速度也随之加快，到了1000℃以上，氧化过程开始激烈进行；当温度超过1300℃以后，氧化铁皮开始熔化，氧化进行得更加剧烈；如果以900℃时烧损量为1，则1000℃为2，1100℃时为3.5，1300℃时为7。温度和氧化烧损的关系如表1；
表1
铁氧化的反应式：
O2:
Fe+1/2O2=FeO
3Feo+1/2O2=Fe3O4
2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3 CO2:
Fe+CO2=FeO+CO
3Fe+4CO2=Fe3O4
3Fe+CO2=Fe3O4+CO H2O:
Fe+H2O=FeO+H2
3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2
3FeO+H2O=Fe3O4+H2 SO2:
3Fe+SO2=FeS+2FeO
1.1.3影响氧化的因素
（1）加热温度的影响
根据实际生产和实验得知钢在850-900℃以下，铁的氧化速度很小，1000℃上则急剧上升。因为随着温度的升高，各成分的扩散加快，超过1300℃后，表面的氧化铁皮熔化，扩散的阻力减小，氧化速度大大增加。
（2）加热时间的影响
在同样的条件下，加热时间越长，钢氧化烧损量越多。碳钢（C=0.3%）在不同加热温度下，开始时氧化铁皮随时间的增长比较快，而后逐渐减缓，这是因为开始形成氧化铁皮后，阻碍了扩散。但是氧化铁皮并不是很致密的，不能完全防止继续氧化。所以还是应当尽可能缩短加热时间。例如提高炉温可能会是氧化增加，但如果能实现快速加热，反而可能使烧损由于加热时间的缩短而减少。又如钢的相对表面越大，烧损也越大，但如果由于受热面积增大而使加热时间缩短，也能反而使氧化铁皮减少。
（3）炉内成分的影响
火焰炉的炉气成分决定于燃料成分，空气系数、完全燃烧与否，炉气成分对氧化的影响很大。根据对于金属氧化程度的影响，炉气可分为：氧化性气氛、中性气氛、还原性气氛。炉气中一般含有O2、CO2、H2O、SO2等氧化性气体，氧化性最强的是SO2，依次是O2、H2O和CO2。如表2
表2
O2是过剩空气带入的，应当在保证完全燃烧的前提下，尽量减少过剩空气量。CO2及H2O在高温下对钢的氧化都很厉害，但这两组反应都是可逆的，增大CO及H2的浓度，可以使反应向左进行，即能防止钢的氧化。
一般正常工作的炉子，炉内气氛都是氧化性的，不可能有大量CO及H2，亦即要控制他们的浓度来防止氧化是困难的。判断炉内气氛究竟是还原性还是氧化性，可以借助于平衡常数和平衡曲线。例如反应
Fe+CO2=FeO+CO,在1000℃时，平衡常数K P=2.48,即（CO）/(CO2)=2.48时，氧化和还原作用处于动态平衡状态，这时钢既不氧化也不还原。当炉气中（CO）/(CO2)<2.48时，为了趋向平衡达到K P=2.48,CO2将使Fe氧化成FeO,使CO浓度增加，即反应向右进行，使钢发生氧化。当（CO）/(CO2)>2.48时，反应向左进行，钢不会氧化。可见是否发生氧化，取决于CO和CO2的相对含量，而不是它们的绝对值。同样，对于H2O-H2气氛，也要看平常数K P=(H2)/(H2O)的值。
硫在炉气中主要以SO2存在，也有燃烧不完全的H2S等。含硫炉气会加速金属的氧化，因为SO2与氧化铁能生成低熔点的FeS(熔点只有1190℃)使氧化铁皮更容易熔化，氧化过程加剧。
（4）钢的成分的影响
钢的成分的影响主要是对氧化铁皮构造的影响。合金元素如Cr、Ni、Si、Al、Mn、V等，都能够提高钢的抗氧化性能。耐热钢能够抗高温下的氧化，就是利用了他们能生成致密而且机械强度很好，不易脱落的氧化膜，例如铬钢、铬镍钢、铬硅铝钢等，在高温下都有很好的抗氧化性能。
1.2钢的脱碳
1.2.1脱碳的概念
钢在加热过程中，表面除了被氧化烧损外，还会造成表层内含碳量的减少，称为钢的脱碳。碳在钢中是以Fe3C的形式存在的，它是它是直接决定钢的机械性质的成分。
1.2.2钢的脱碳过程
钢的脱碳过程是炉气内的H2O、CO2、O2、H2和钢中的Fe3C反应的结果，这些反应式：
Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2
Fe3C+CO2=3Fe+2CO
2Fe3C+O2=6Fe+2CO
Fe3C+2H2=3Fe+CH4
1.2.3影响脱碳的因素
（1）加热温度的影响
上述反应式中所列的脱碳反应都是吸热反应，提高温度有利于促使反应向右进行，所以加热温度越高，脱碳过程越深。随着温度的升高，碳的扩散速度增加，脱碳层厚度也增大。
（2）加热时间的影响
在低温条件下，即使钢在炉内时间较长，脱碳并不显著但高温下停留的时间越长，则脱碳层越厚。
（3）钢的成分的影响
钢中含碳量越高越容易脱碳。合金元素对碳钢的影响不一，铝、钴、钨这些元素能促使脱碳，铬、锰、硼则减少钢的脱碳，镍、硅、钒对脱碳没有什么影响。
（4）炉气成分的影响
炉气成分中的H2O、CO2、O2都能引起脱碳。一般情况下，火焰炉内的炉气对易脱碳钢来说都是饱和性脱碳气氛，即使在敞焰无氧化加热炉中，仍不能避免钢表面的脱碳。实践表明，最小的脱碳层不是在还原气氛时，而是在氧化气氛下得到的，但钢在氧化气氛下加热的烧损大。
1.3.1概念
钢的的过热是指，钢在加热时温度超过临界温度A c3，造成钢温过高的现象。
1.3.2过热的主要特征
如果钢的加热温度超过了临界温度A c3，钢的晶粒就开始长大，晶粒粗化是过热的主要特征。（钢的组织如图2）
图2
1.3.3影响钢过热的因素
（1）加热温度
在加热段温度过高，均热段时间过长。晶粒长大的现象显著，如果晶粒过分长大，钢的机械性能会下降加工时会产生裂纹。
（2）加热时间
锭坯在加热炉高温段停留的时间越长钢坯的温度就会越高，这样晶粒就会越大，当晶粒过大时钢的机械性能就会下降加工时就会出现裂纹。
（3）合金元素
钢中的合金元素会影响钢的加热温度和加热时间，从而间接影响晶粒的成长，影响钢的机械性能。
1.4.1钢过烧的概念
过烧就是当钢在高温下，在强烈氧化介质中加热时，氧渗透到钢内杂质集中的晶粒边界，使晶界开始氧化和部分熔化，形成脆皮严重破坏晶粒间连结的现象。
1.4.2钢过烧的特征
当钢加热到比过热更高时，不仅钢的晶粒长大，晶粒周围的薄膜开始熔化，氧进入了晶粒之间的间隙，使金属发生氧化，又促进了其的熔化。过烧会导致晶粒间彼此结合力大为下降，塑性变坏，这样钢在进行压力加工过程中就会裂开。过烧的钢用退火的无法挽救，只有回炉重新熔炼。过烧特征如图3
图3
1.4.3影响过烧的因素
（1）钢的加热温度过高，加热时间过长；（钢的含碳量和最高加热温度和理论过烧量关系如表3）
表3
含碳量（%）最高加热温度（℃）理论过烧温度（℃）
0.1 1350 1490
0.2 1320 1470
0.5 1250 1350
0.7 1180 1280
0.9 1120 1220
1.1 1080 1180
1.5 1050 1140
（3）钢的化学成分对过烧也有影响。低碳钢及中碳钢过烧的可能性小，合金钢特别是合金工具钢，各种高碳钢都有较大的过烧危险性，其中又以含铜钢最易过烧。
2加热缺陷的预防
在实际生产过程中加热缺陷的产生会影响金属的质量，严重会造成废钢，降低了生产效率，提高了生产成本，降低了效益，所以在生产过程中应该尽量避免加热缺陷的产生。防止缺陷产生有如下方法：
2.1预防钢的氧化
在加热过程中要想减少氧化烧损量主要要从加热时间、炉内气氛控制两方面着手。
2.1.1快速加热
减少钢在高温区域的停留时间，钢坯在炉温较高的炉内快速加热，达到出炉温度后，马上出炉开轧，避免长时间停留在炉内待轧。
2.1.2控制炉内气氛
在保证完全燃烧的前提下，控制适当的空气消耗系数。炉内不能有大量过剩空气，降低炉气中自由氧的浓度。同时注意适时调节炉膛内压力，保持微正压操作，避免吸入大量的冷空气，炉子应尽可能严密。
2.1.3使用保护气氛
使钢坯表面处于还原性气层的覆盖之下。在炉子出料端烧嘴下面，用管子送入保护气体（如发生炉煤气、液体燃料的裂化产物等）。
2.1.4采用保护材料
在钢的表面涂上一层保护性涂料。在钢的表面涂上粘土、煤粉，把钢与炉气隔开减少氧化，不过这样增加了热阻对传热不利。国外试验采取以气态或液态随燃料向炉内加入有机硅化合物、有机铝化合物或有机硼化合物，它们热分解后生成的硅、铝、硼由于和氧的亲和力强，在金属表面形成稳定的氧化膜，能防止金属的氧化和脱碳。
2.1.5使钢料与氧化性气氛隔绝
使钢料与氧化性气氛隔绝的方法：一采用带有马弗罩的马弗炉，二是采用辐射管
（1）马弗炉是使被加热的钢料在金属或陶瓷制的马弗罩内加热，炉气在外面加热马弗罩，罩子再把热传给被加热物，罩内还可以通保护气体。马弗罩可以用石墨、碳化硅或耐热合金制成，型式有许多种。这种加热方式主要用于热处理炉上，小型的用于零件的热处理，大型的可用于带钢、薄板的退火。
（2）辐射管式炉型式也很多，基本的特点是燃料不是在炉膛空间内燃烧，而是在金属的辐射管内燃烧，将辐射管加热到高温，然后依靠辐射管把热辐射给被加热的钢料。炉内也可以通保护性气体。这种加热方式因为钢完全不与火焰接触，能有效的防止氧化。
2.1.6敞焰无氧化加热
让高发热量燃料在炉内分两阶段直接燃烧。让高发热量燃料（如焦炉煤气、天然气、液体燃料等）在炉内分两阶段直接燃烧：第一阶段（加热段）燃料在空气不足的条件下燃烧（n=0.5—0.55），在高温下将产生大量不完全燃烧产物（CO12%—16%,H215%—17%）。由于存在这样多的还原性气体，氧化作用显著下降。这些不完全燃烧产物与二次空气在进行第二阶段（预热段）的燃烧。这一阶段的燃烧在金属的低温区域，也可以在单独的燃烧室内进行。
2.2预防钢的脱碳
钢在加热过程中除了氧化烧损外，还会造成表面内层含碳量的减少，含碳量的减少会直接影响钢的质量，所以在生产时要预防钢在加热时的脱碳。防止脱碳的措施如下：
2.2.1快速加热
缩短钢在高温区的停留时间，正确的选择出钢时间，但是一定要保证钢加热到适当高出轧制温度。
2.2.2选择正确的加热温度
避开最容易脱碳的温度，但是最好不要高于临界温度A c3，也不能过低。
2.2.3适当调节和控制炉内气氛
保持炉内的氧化气氛，使氧化速度大于脱碳速度。
2.3预防钢的过热
2.3.1预防钢过热的方式
钢的过热产生的主要原因取决于加热温度和加热时间。所以想要预防钢的过热，必须掌握好加热温度和钢在高温区域停留的时间。想要预防钢的过热就是在钢中加热一些合金元素，因为合金元素大多数是可以减小晶粒长大趋势的，只有碳、磷、锰会促进晶粒的长大。故一般合金钢的过热敏感性比碳素钢低，即合金元素起了细化晶粒的作用。
2.3.2钢过热后处理方法
已经过热的钢可以通过退火处理来恢复钢的机械性能，即使钢缓慢加热到略高于A3c的温度，再慢慢冷却下来，使组织再结晶。这样的钢可以重新加热进行压力加工。
2.4预防钢的过烧
2.4.1预防钢过烧的方式
与过热相同，发生过烧往往也是在高温区域停留时间过长，例如在轧机发生故障、换辊的时候，遇到这类情况要及时采取措施，设法降低炉温并减少进入炉内的空气。
2.4.2钢过烧后处理方法
钢过烧后使用退火不能恢复钢的机械性能，只能回炉重炼。
3总结
钢加热的缺陷会直接影响轧制成品的质量，并且会对轧辊和轧机造成损伤，所以解决及预防加热缺陷是每个轧钢厂都想解决的大问题。本文例举了锭坯加热的几种缺陷，以及这些缺陷产生的原因，并且例举了一些解决缺陷的办法。希望可以提高加热炉加热的技术水平，能够实际的解决生产中遇到的问题，提高生产效率，降低生产成本，从而获得更多的效益。可以在钢铁行业不景气的情况下，激烈的竞争下能够生存下去，并且能够获得更好的发展。
参考文献
[1]蔡乔方.加热炉.冶金工业出版社.1996
消火栓給水系统 1、消防水池 (1) 消防水池的有效容量偏小 对建筑物火灾延续时间、室内消火栓用水量选用错误。老工程改造后，增设喷淋系统，水池容量没有增加。 (2) 合用水池无消防专用的技术措施 有些工程的消防用水与生产、生活合用水池，以防止水质变坏;但未设计消防专用措施。合用水池的 专用措施常用的有下面图示三种：合用水池的技术措施 (3) 较大容量水池无分格措施 消防水池如超过1000m3 的消防水池，所对应的建筑危险性或重要性比较大，消防水池有了分格措施后，消防水池清洗期间仍有一半消防水源，确保建筑物的安全。 2、消防水泵 (1) 消防水泵流量偏小 消防泵流量偏小不能满足室内消防用水量的要求。 (2) 消防水泵扬程偏大 消防泵的扬程偏大对管网工作不利。 (3) 一组消防水泵只有一根吸水管 有的工程一组消防水泵只有一根吸水管，当吸水管检修时，整个系统瘫痪。 (4) 一组消防水泵只有一根出水管 和消防水泵的吸水管一样，如果一组消防水泵只有一根出水管，就会降低消防系统的可靠性。 (5) 水泵出水管上无压力表、无试验放水阀、无泄压阀 消防水泵出水管装有压力表，试验放水阀，在检查站消防泵时，可使消防泵的出水不进入管网，使管网免受超压和水锤的影响。由于发生初期火灾时启动消防泵后管网会超压，且会产生水锤效应，停泵时也会产生水锤效应。出水管上设置泄压阀后能泄压且能减小水锤效应。 (6) 引水装置设置不正确 ① 吸水管设引水罐， ② 吸水管上设底阀，高位水箱补渗水。在消防工程检测中我们发现有三种不
(7) 水泵的吸水管的管径偏小 有些设计选用管径偏小,水泵的流量达不到设计值。 3、增压设施 (1) 增压泵的流量偏大 4、水泵接合器 (1) 水泵接合器与室外消火栓或消防水池的取水口距离大于40m (2) 水泵接合器的数量偏少 (3) 水泵接合器未分区设置 5、减压装置的设置 (1) 栓口动压大于0.5Mpa 的未设减压装置 (2) 减压孔板孔径偏小有些设计如某办公楼，B2-1F选用减压板为D/d=65/14,启动消防泵后，实测动水压力为0.12Mpa，充实水柱〈10m，不利于灭火。 6、消火栓按钮 (1) 消火栓按钮功能不齐 常见错误有 4 种类型。 a、消火栓按钮不能直接启泵，只能通过联动控制器启动消防水泵。 b、消火栓按钮启动后无确认信号。 c、消火栓按钮不能报警，显示所在部位。 d、消火栓按钮通过220V强电启泵。 (2) 临时高压给水系统部分消火栓箱内未设置直接启泵按钮 7、消防水箱 (1)屋顶合用水箱无直通消防管网水管 (2)合用水箱无消防水专用措施 (3) 消防水箱出水管上未设单向阀 8、屋顶未设检查用的试验消火栓
加热缺陷的产生与预防 摘要：金属坯在轧制和锻造前要进行加热，主要是为了提高金属的塑性，使金属锭坯或坯内外温度均匀，改变金属的结晶组织。金属的加热质量直接影响到轧制的质量、产量、能源消耗和轧机的寿命，在加热过程中可能出现的加热缺陷会影响锭坯质量，及时找出造成缺陷的原因与预防缺陷产生极其重要。本论文研究和讨论的就是加热时产生的缺陷、产生缺陷的原因，以及预防的措施。研究本课题能更好的解决实际生产过程中遇到的问题，从而提高钢的质量，提高产量，提高生产效率，降低生产成本，增加效益。 关键字：加热缺陷产生，产生原因，预防措施 前言 在钢铁行业不断发展的今天，竞争愈演愈烈，所以为了获得更好效益就必须提高钢材质量，降低生产成本。在生产过程中就要避免各种缺陷的产生，降低原材料，能源等的消耗，提高成材率，提高产品质量，这样才能在竞争激烈的市场经济中占据一席之地。 1加热缺陷的类型 在加热过程中，炉子的温度和气氛必须调整得当，如果操作不当，会出现各种加热缺陷，如氧化、脱碳、过热、过烧等。这些缺陷影响金属的加热质量，重则造成废品。 1.1钢的氧化 1.1.1氧化的概念 钢在高温炉内加热时，由于炉气中含有大量的O2、CO2、H2O，钢的表面层要发生氧化，生成致密的氧化物积累下来形成氧化铁皮。氧化不仅会造成钢的直接损失，而且氧化产生的氧化铁皮堆积在炉底上，特别是实炉底部分，不仅腐蚀耐火材料，影响炉体寿命。氧化铁皮如图1 图1 1.1.2氧化铁皮的生成 钢在常温下也会氧化生锈，在干燥的条件下，这一氧化过程是很缓慢的；到了200到300度，表面会生成氧化膜，但如果湿度不大，这时氧化比较慢的；温度继续升高，氧化的速度也随之加快，到了1000℃以上，氧化过程开始激烈进行；当温度超过1300℃以后，氧化铁皮开始熔化，氧化进行得更加剧烈；如果以900℃时烧损量为1，则1000℃为2，1100℃时为3.5，1300℃时为7。温度和氧化烧损的关系如表1； 表1
热轧带钢外观缺陷 Visual Defects in Hot Rolled Strip 不规则表面夹杂（夹层）(Irregular Shells) 【定义与特征】 板带钢表面的薄层折叠，缺陷常呈灰白色，其大小、形状不一，不规则分布于板带钢表面。【产生原因】 板坯表面或皮下有非金属夹杂，这些夹杂在轧制过程中被破碎或暴露而形成夹层状折叠。 【预防与纠正】 优化炼钢、精炼工艺，提高钢质纯净度。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有夹层。 带状表面夹杂（夹层）(Seams) 【定义与特征】 板带钢表面的夹杂呈线状或带状不规则地沿轧向分布，有时以点状或舌状逐渐消失。 【产生原因】 板坯皮下的夹杂在轧制出现剧烈延伸、破裂而造成。 【预防与纠正】 优化炼钢、精炼工艺，提高钢质纯净度。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有夹层。 气泡(Blisters) 【定义与特征】 板带钢表面凸起内有气体，分布无规律，有闭口气泡和开口气泡之分。 【产生原因】 板坯由于大量气体在凝固过程中不能逸出，被封闭在内部而形成气体夹杂。在热轧时，空洞与孔穴被拉长，并随着轧材厚度减薄，被带至产品的表面或边部。最终，高的气体压力使产品表面或边部出现圆顶状的凸起物或挤出物。 【预防与纠正】 优化精炼工艺，保证吹氩时间，使钢水搅拌均匀，避免气体残留；保证中间包烘烤时间；保护
渣要符合工艺要求，避免受潮。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有气泡。 结疤（重皮）(Scabs) 【定义与特征】 以不规则的舌状、鱼鳞状、条状或M状的金属薄片分布于带钢表面。一种与带钢基体相连；另一种与带钢基体不相连，但粘合到表面上，易于脱落，脱落后形成较光滑的凹坑。 【产生原因】 由于板坯表面有结疤、毛刺，轧后残留在带钢表面。或板坯经火焰清理后留有残渣，在轧制中压入表面。 【预防与纠正】 加强板坯切口熔渣的清理，合理调整中间坯的切头、切尾量，避免毛刺残留。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有结疤。 分层(Split layer) 【定义与特征】 带钢断面上呈现未焊合的缝隙,有时在离层的缝隙中有肉眼可见的夹杂物,严重的分层使钢板局部劈裂,分层产生的部位无规律。 【产生原因】 板坯内局部聚集过多气体或非金属夹杂物，在轧制过程中不能焊合；化学成分偏析严重，也能形成分层。 【预防与纠正】 优化炼钢工艺，提高钢质纯净度；保证吹氩时间，钢水搅拌均匀，避免气体残留；。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有分层。 翘皮(Spills) 【定义与特征】 翘皮常呈舌状、线状、层状或M状折叠（不连续，薄材常出现翘起），常出现在带钢上表面边部。【产生原因】 铸坯内部近上表面的针孔、气泡、夹杂，在轧制过程中易在带钢上表面边部（薄弱处）暴露，在往返轧制过程中或卷取过程中部分表皮分层剥离翘起造成翘皮缺陷。 【预防与纠正】
常见的焊接缺陷(1) 常见的焊接缺陷 （1）未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。 （2）未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。 （3）气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属的气体 或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应
力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔 （4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。 W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒 对接电阻焊缝中的夹渣断口照片 钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣
钢的加热工艺 一、钢的加热工艺制度 加热工艺制度包括加热温度、加热速度、加热时间、加热制度等。 1、加热温度 钢的加热温度是指钢料在炉内加热完毕出炉时的表面温度。确定钢的加热温度不仅要根据钢种的性质，而且还要考虑到加工的要求，以获得最佳的塑性，最小的变形抗力，从而有利于提高轧制的产量、质量，降低能耗和设备磨损。实际生产中加热温度主要由以下几方面来确定。 ①加热温度的上限和下限 碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图。当钢处于奥氏体区其塑性最好，加热温度的理论上限应当是固相线AE（1400~1530℃），实际上由于钢中偏析及非金属夹杂物的存在，加热还不到固相线温度就可能在晶界出现熔化而后氧化，晶粒间失去塑性，形成过烧。所以钢的加热温度上限一般低于固相线温度100~150℃。碳钢的最高加热温度和 图3-1 Fe-C合金状态图（其中指出了加热温度界限） 1—锻造的加热温度极限；2—常化的加热温度极限； 3—淬火时的温度极限；4—退火的温度极限
理论过烧温度见表1-1。加热温度的下限应高于A c3线30~50℃。根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。所以终轧温度也不能太高，最好在850℃左右，不要超过900℃，也不要低于700℃。 表1-1 ②加热温度与轧制工艺的关系 实际生产中，钢的加热温度还需结合压力加工工艺的要求。如轧制薄钢带时为满足产品厚度均匀的要求，比轧制厚钢带时的加热温度要高一些；坯料大加工道次多要求加热温度高些，反之小坯料加工道次少则要求加热温度低些等。这些都是压力加工工艺特点决定的。 高合金钢的加热温度则必须考虑合金元素及生成碳化物的影响，要参考相图，根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。 目前国内外有一种意见，认为应该在低温下轧制，因为低温轧制所消耗的电能，比提高加热温度所消耗的热能要少，在经济上更合理。 2、加热速度 钢的加热速度通常是指钢在加热时，单位时间内其表面温度升高的度数，单位为℃/h。有时也用加热单位厚度钢坯所需的时间（min/cm）；或单位时间内加热钢坯的厚度（cm/min）来表示。钢的加热速度和加热温度同样重要。下面分述它们对加热速度的影响： A 在加热初期，钢坯表面与中心产生温度差。表面的温度高，热膨胀较大，中心的温度低，热膨胀较小。而表面与中心是一块不可分割的金属整体，所以膨胀较小的中心部分将限制表面的膨胀，使钢坯表面部分受到压应力；同时，膨胀较大的表面部分将强迫中心部分和它一起膨胀，使中心受到拉应力。这种应力叫做“温度应力”或“热应力”。显然，从断面上的应力分布来看，表面与中心处的温度应力都是最大的，而在表面与中心之间的某层金属则既不受到压应力也不受到拉应力。可以证明，钢坯加热时的温度应力曲线与温度曲线一
内蒙古科技大学 过程控制课程设计论文 题目：钢坯加热炉温度控制系统 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
目录 钢坯加热炉温度控制系统设计摘要 (1) 第一章引言 (2) 1.1加热炉温度控制技术的发展 (2) 1.2 加热炉一般结构与控制原理 (3) 1.3加热炉生产工艺 (4) 第二章加热炉温度控制系统 (5) 2.1串级系统控制概述 (5) 2.2 温度控制系统概述 (6) 2.3 加热炉炉温基本控制方案 (6) 2.3.1 炉温基本控制方案一 (6) 2.3.2 炉温基本控制方案二 (7) 2.3.1 炉温控制改进方案 (8) 2.4调节器正反作用的确定 (9) 2.4.1副调节器作用方式的确定 (9) 2.4.2主调节器作用方式的确定 (9) 第三章仪器选型 (10) 3.1温度传感器的选择 (10) 3.2流量变送器的选择 (10) 3.3执行器选择 (11) 3.4调节器的选择 (11) 第四章总结 (13) 参考文献 (14)
钢坯加热炉温度控制系统设计 摘要 加热炉是冶金行业生产环节中重要的热工设备。加热的目的之一是提高钢的塑性。钢在冷态下可塑性很低，为了改善钢的热加工条件，必须提高钢的塑性。一般来说，钢的热加工温度越高，钢的可塑性越好。钢的加热温度越低，加工所消耗的能量越大，轧机的磨损也越快，而且温度过低时还容易发生断辊事故。加热的另外一个目的是使钢的内外温度均匀。由于板坯内外的温差，使得金属内部产生应力，这样经过轧制过程后容易造成质量缺陷和废品。通过加热炉的均热使断面上温差缩小，避免出现危险的温度应力。板坯的加热质量直接影响到钢材的质量、产量、能源消耗以及轧机寿命。正确的加热工艺可以提高钢的塑性，降低热加工时的变形抗力，及时为轧机提供加热质量优良的板坯，保证轧机生产顺利进行。反之，如加热工艺不当，例如加热温度过高，会发生板坯过热、过烧，轧制时就要造成废品。 加热炉的燃烧过程是受随机因素干扰的，具有大惯性、纯滞后的非线性分布参量的随机过程。对于这种复杂的控制对象，即使是经验丰富的操作人员，也很难全面考虑各种因素的影响，准确地控制燃烧过程，造成炉温经常偏高或偏低，这些都严重影响了加热炉加热质量和燃耗，甚至影响正常生产。 加热炉的生产任务是按轧机的轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度水平和加热质量，并在优质高产的前提下，尽可能地降低燃料消耗，减少氧化烧损。连续加热炉的操作水平直接影响产品的质量、产量和生产消耗指标，钢坯的出炉温度要求在 1 150～1 250℃，靠操作工人调节阀门来控制炉温的效果很差，粘钢和硬断轧辊的事故时有发生，而且能源消耗特别大，所以国内外关于加热炉自动控制的研究一直受到重视，发展得比较快，也取得了较为丰硕的成果。 关键字：加热炉、温度控制、过程控制
人生不能留遗憾 钢材常见缺陷及原因 一、圆钢 1 划伤 特征：一般呈直线型沟痕，可见沟底，长度由肉眼刚刚可见到几毫米不等，长度自几毫米至几米不等，可断续分布，也可能通长分布。 原因：导卫表面不光滑，有毛刺或磨损严重；滚动导轮不转或磨损严重；翻钢板表面不光滑刮伤；在运输过程中辊道盖板等刮伤。 2 折叠 特征：沿轧制方向呈直线状分布，外形似裂纹，边缘有时呈锯齿状，连续或断续分布，深浅不一，内有氧化铁皮，在横断面上看，一般呈折角。 原因：前某一道次出耳子；前某道次产生划伤、轴错、轧槽损坏或磨损严重、飞边等；原料表面有尖锐棱角或裂纹。 3 结疤 特征：一般呈舌形或指甲形，宽而厚的一端和基体相连；有时其外形呈一封闭的曲线，嵌在钢材表面上。 原因：前一孔型轧槽损坏破损或磨损严重；外界金属落在轧件上被带入孔型，压入钢材表面；前一道次轧件表面有深度较大的凹坑。 4 耳子 特征：出现于成品的两旁辊缝处，呈平行于轴线的突起条状。有两侧耳子、单侧耳子、全长出耳、局部出耳和周期出耳等。 原因：孔型设计不良，宽展估计过小；成品前料型高度较大；成品孔辊缝小；终轧温度低，宽展增加；成品导板安装不正、尺寸大或磨损严重；
横梁或导板盒松动；轧槽更换错误或轧机轴承损坏。 5 弯曲 特征：有头部弯曲、局部弯曲、全长弯曲等。 原因：出口导卫安装过高或过低；温度不均；上下辊径差过大；冷床不平，成品在冷床上排列不齐，移动速度不一致，翻钢设备不良；冷却水分布不均匀，成品冷却不均；精整操作不良。 6 翘皮 特征：呈鱼鳞状或分层翘起的薄皮，大部分是生根的，也有不生根的。 原因：导卫装置加工或安装不良，围盘有尖锐棱角，刮伤了轧件表面，再轧后，引起翘皮；输送辊道表面粗糙，刮起伤了轧件表面，再轧后造成翘皮；轧件带有薄耳子；轧槽磨损严重，轧件在孔型内打滑；连铸坯内部有较大的皮下气泡，轧后破裂形成翘皮。 7 表面夹杂 特征：一般呈点状、条状或块状分布，其颜色有暗红、暗黄、灰白等，机械地粘结在成品表面上，不易剥落，且有一定的深度。 原因：连铸坯表面带有非金属夹杂物；在加热过程中，炉内耐火砖、煤灰、煤渣等杂物粘附在原材料表面上，轧制时未能剥落；在轧制过程中，非金属夹杂物被带入孔型，被压入金属表面。 8 裂纹 特征：裂纹在钢材表面上，一般呈直线状，有的呈Y形，其方向多与轧制向一致，但也有横向或其他方向的。 原因：加热不均，轧制时各部分延伸不一致；轧制时，钢温过低，塑性变差；高碳钢和合金钢材冷却不当；连铸坯表面有裂缝未清除；连铸坯
热轧带钢缺陷图谱
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: ?
热轧带钢外观缺陷 Visual Dｅfects iｎHot Rolled Ｓtｒｉp 2．1 不规则表面夹杂(夹层)(IrｒeguｌaｒShelｌs） 【定义与特征】 板带钢表面的薄层折叠,缺陷常呈灰白色,其大小、形状不一，不规则分布于板带钢表面。【产生原因】 板坯表面或皮下有非金属夹杂，这些夹杂在轧制过程中被破碎或暴露而形成夹层状折叠。【预防与纠正】 优化炼钢、精炼工艺,提高钢质纯净度。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有夹层。 2.2 带状表面夹杂(夹层）(Sｅams)
【定义与特征】 板带钢表面的夹杂呈线状或带状不规则地沿轧向分布，有时以点状或舌状逐渐消失。【产生原因】 板坯皮下的夹杂在轧制出现剧烈延伸、破裂而造成。 【预防与纠正】 优化炼钢、精炼工艺，提高钢质纯净度。 【鉴别与判定】 肉眼检查,钢板和钢带不得有夹层。 2.3 气泡(Blisｔers)
【定义与特征】 板带钢表面凸起内有气体，分布无规律，有闭口气泡和开口气泡之分。 【产生原因】 板坯由于大量气体在凝固过程中不能逸出，被封闭在内部而形成气体夹杂。在热轧时,空洞与孔穴被拉长,并随着轧材厚度减薄,被带至产品的表面或边部。最终，高的气体压力使产品表面或边部出现圆顶状的凸起物或挤出物。 【预防与纠正】 优化精炼工艺，保证吹氩时间，使钢水搅拌均匀，避免气体残留；保证中间包烘烤时间；保护渣要符合工艺要求,避免受潮。 【鉴别与判定】 肉眼检查,钢板和钢带不得有气泡。 2.4 结疤(重皮）(Ｓcａbs)
钢坯加热不均的讨论 钢坯上各点加热温度不一致的现象叫做钢坯的加热不均。这种钢坯温度不均的现象一般表现在以下几个方面：一是钢坯上下温度不均，一般称为“阴阳面”。我们通常把温度低的一面称为阴面，把温度高的一面称为阳面。有“阴阳面”的钢坯在轧制过程中，容易产生弯曲和扭转现象，严重时会发生顶坏导卫板和缠辊事故。 二是钢坯的内外温度不均。通常是由于加热速度过快、加热时间过短，从而形成钢的表面温度高而钢的中心部分温度低的状态，我们一般称之为“黑心钢”。轧制“黑心钢”时会造成钢的延伸不均，使轧件产生应力，并容易产生裂纹，有时因为钢的内部温度过低，还会导致发生断辊的生产事故。 三是沿钢坯长度方向上的温度不均。轧制这种钢坯时轧机的辊跳值发生波动，造成轧件在长度方向上的尺寸不一致，给成品尺寸的公差控制带来困难。 防止钢坯加热不均可以采用以下措施： 1、控制钢坯的加热速度，确保加热时间。防止因速度过快、 时间过短造成钢坯的内外温差大，要尽量在低温阶段使 钢温达到一定温度后再考虑提高加热速度； 2、经常观察加热炉内钢坯的温度分布情况，正确调整加热 炉的温度，使沿炉宽各点的温度尽量保持均匀，以减少
坯料长度方向上的温度差； 3、均热段要有足够的保温时间，使钢坯的内外温差减小， 以保证在钢坯断面上的温度均匀； 4、在供热条件上（烧嘴的布置上）要保证钢坯的均匀受热。 由于燃料燃烧时热气流上升，所以炉内下加热的供热条 件比上加热差，因此在热负荷的分配上要注意下加热的 供热能力，确保下加热的温度比上加热温度高30℃左 右，以减少上下面的温度差； 5、采用无水冷滑轨或实底的均热床，尽量清除炉筋管处钢 坯的“黑印”； 6、采用炉体结构相对合理的加热炉，尽量增加钢坯受热面 的数量。如：以双面加热的推钢式加热炉（两个受热面）代替以单面加热的推钢式加热炉（一个受热面）；以步 进底式炉（三个受热面）代替双面加热的推钢式加热炉； 以步进梁式炉（四个受热面）代替步进底式炉等。 棒材厂：熊斌
钢的加热工艺 一、钢的加热缺陷 钢在加热过程中，炉子的温度和气氛必须调整得当，如果操作不当，会出现各种加热缺陷，如氧化、脱碳、过热、过烧等。这此缺陷影响钢的加热质量，重则造成废品，所以加热过程中必须严格执行工艺，避免上述缺陷产生。 (一)钢的氧化及其影响因素 钢在高温炉内加热时，由于炉气中含有大量的O2、CO2、H2O（六轧厂使用的燃气为高炉煤气，主要由可燃成分CO、H2、CH4和不可燃成分CO2、N2组成，其中CO占30%左右，H2和CH4的数量很少，高炉煤气含有大量的CO2和N2，约占60%～70%）。钢的表面层要发生氧化。氧化不仅造成钢的直接损失——成材率下降，而且在除鳞不净的情况下轧制会将氧化铁屑压入钢的表面而造成成品钢材表面麻点缺陷。如果氧化层过深，会使钢锭的皮下气泡暴露，轧后造成废品。氧化铁皮的导热系数比钢低，所以钢表面上覆盖了氧化铁皮，双恶化了传热条件，降低了炉子生产率，增加了能源的消耗。 钢的氧化影响因素有：加热温度、加热时间、炉气成分、钢的成分，这此因素中加热温度、炉气成分、钢的成分对氧化速度有较大的影响，而加热时间主要影响钢的烧损量。 1、加热温度的影响： 因为氧化是一种扩散的过程，所以温度的影响非常显著，温度愈高，扩散愈快，氧化速度愈大，常温下钢的氧化速度非常缓慢，600℃以上时开始有显著变化，钢温达到900℃以上时，氧化速度急剧增长，氧化铁皮生成量与温度之间有如下关系： 钢温/℃900 1000 1100 1200 烧损量比值 1 2 3.5 7 2、钢的成分： 对于碳素钢随其C含量的增加，钢的烧损量有所下降，这是由于钢中的C 氧化后，部分生成CO而阻止了氧化性气体向钢内扩散的结果，因此在同样的 加热条件下，高碳钢相对低碳钢的烧损要轻。合金元素如Cr、Ni等极易被氧化成为相应的氧化物，但是由于它们生成的氧化物薄层组织结构十分致密又很稳 定，这一薄层氧化膜起到了防止钢的内部基体免遭再氧化的作用，因此铬钢、 铬镍钢、铬硅钢等都具有很好的搞高温氧化的性能。 3、加热时间的影响： 在同样的条件下，加热时间越长，钢的氧化烧损量就越多，所以加热时应尽可能缩短加热时间。 (二)脱碳 钢在加热时，在生成氧化铁皮的基础上，由于高温炉气的存在和扩散作用，未氧化的钢表面层中的碳原子向外扩散，炉气中的氧原子也透过氧化铁皮向里扩散，当二种扩散会合时，碳原子被烧掉，导致未氧化的钢表面层中化学成分贫碳，这种现象叫做脱碳。 碳是决定钢性质的主要元素之一，脱碳使钢的硬度、耐磨性、疲劳强度、冲击韧性、使用寿命等力学性能显著降低。对工具钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、高碳钢等
轧钢高线车间工艺操作规程 目录
1.上料工工艺规程 2 2.一号台操作工工艺规程 3 3.二号台操作工工艺规程 5 4.加热工工艺规程 6 5.三号台操作工工艺规程 19 6.粗轧调整工工艺规程 32 7.高线中轧调整工工艺规程 35 8. 高线预精轧350轧机调整工工艺规程 37 9. 高线预精轧2架轧机及精轧调整工工艺规程 39 10 A线双模块轧钢调整工工艺规程 54 11导卫工工艺规程 58 12装配工工艺规程 62 13风冷线管理工工艺规程 65 14集卷双芯棒操作工工艺规程 66 15头尾在线剪切工工艺规程 67 16打捆工工艺规程 68 17.盘卷称重工工艺规程 69 18标牌打印工工艺规程 70 19挂牌工工艺规程 70 20卸卷操作工工艺规程 71 21成品管理与码垛工工艺规程 71 22轧辊车工工艺规程 72 23铣工工艺规程 75 24样板工工艺规程 77 25辊环磨工工艺规程 78 工艺操作规程 1.上料工工艺规程 1.1岗位名称：上料工 1.2岗位职责：负责配合质量站检查验收入厂钢坯，并据质保书将钢坯堆放在批定垛位。对库存进行管理，对钢坯进行组坯入炉跑号，对不合格钢坯进行剔除。 1.3岗位工艺流程: 1.框图 2.工艺概述:炼钢厂连铸车间运送过来的钢坯,有冷坯和热坯经检查合格后,需要轧制的直接放在步进式上料台架上,经上料机构逐根向前移动移至挡钢钩，挡钢钩落下时单支落到钢槽。再由拨钢机逐根转入进炉辊道向前运行，辊道间有测长辊，用于钢坯测量。入炉辊道两侧有剔废装置如有弯曲、超差、超长、超短、脱方等不合格钢坯，经剔废装置剔出到剔废平台上，多根再一起吊走。合格钢坯逐步在入炉辊道上运行至步进炉内的悬臂辊上，经液压推钢机推入步进炉的静梁上。
钢坯加热工艺 加热工艺制度包括加热温度、加热速度、加热时间、加热制度等。 一、加热温度 钢的加热温度是指钢料在炉内加热完毕出炉时的表面温度。确定钢的加热温度不仅要根据钢种的性质，而且还要考虑到加工的要求，以获得最佳的塑性，最小的变形抗力，从而有利于提高轧制的产量、质量，降低能耗和设备磨损。实际生产中加热温度主要由以下几方面来确定。 A 加热温度的上限和下限 图1-1 Fe-C合金状态图（其中指出了加 热温度界限）
碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图（图1-1）。当钢处于奥氏 体区其塑性最好，加热温度的理论上限应当是固相线AE （1400~1530℃），实际上由于钢中偏析及非金属夹杂物的存在，加热还不到固相线温度就可能在晶界出现熔化而后氧化，晶粒间失去塑性，形成过烧。所以钢的加热温度上限一般低于固相线温度100~150℃。碳钢的最高 线30~50℃。加热温度和理论过烧温度见表3-1。加热温度的下限应高于A c3 根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒 集聚Array长大 的倾 向越 大， 奥氏
度还需结合压力加工工艺的要求。如轧制薄钢带时为满足产品厚度均匀的要求，比轧制厚钢带时的加热温度要高一些；坯料大加工道次多要求加热温度高些，反之小坯料加工道次少则要求加热温度低些等。这些都是压力加工工艺特点决定的。 高合金钢的加热温度则必须考虑合金元素及生成碳化物的影响，要参考相图，根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。 目前国内外有一种意见，认为应该在低温下轧制，因为低温轧制所消耗的电能，比提高加热温度所消耗的热能要少，在经济上更合理。 二、加热速度 钢的加热速度通常是指钢在加热时，单位时间内其表面温度升高的度数，单位为℃/h。有时也用加热单位厚度钢坯所需的时间（min/cm）；或单位时间内加热钢坯的厚度（cm/min）来表示。钢的加热速度和加热温度同样重要。在操作中常常由于加热速度控制不当，造成钢的内外温差过大，钢的内部产生较大的热应力，从而使钢出现裂纹或断裂。加热速度愈大，炉子的单位生产率愈高，钢坯的氧化、脱碳愈少，单位燃料消耗量也愈低。所以快速加热是提高炉子各项指标的重要措施。但是，提高加热速度受到一些因素的限制，对厚料来说，不仅受炉子给热能力的限制，而且还受到工艺上钢坯本身所允许的加热速度的限制，这种限制可归纳为在加热初期断面上温差的限制，在加热末期断面上烧透程度的限制和因炉温过高造成加热缺陷的限制。下面分述它们对加热速度的影响： A 在加热初期，钢坯表面与中心产生温度差。表面的温度高，热膨胀较大，中心的温度低，热膨胀较小。而表面与中心是一块不可分割的金属
轧钢生产工艺流程介绍 1、棒材生产线工艺流程 钢坯验收f加热f轧制f倍尺剪切f冷却f剪切f检验f包装f计量f入库 (1)钢坯验收=钢坯质量是关系到成品质量的关键，必须经过检查验收。 ①、钢坯验收程序包括：物卡核对、外形尺寸测量、表而质量检查、记录等。 ②、钢坯验收依据钢坯技术标准和内控技术条件进行，不合格钢坯不得入炉。 (2)、钢坯加热 钢坯加热是热轧生产工艺过程中的重要工序。 ①、钢坯加热的目的 钢坯加热的目的是提高钢的塑性，降低变形抗力，以便于轧制；正确的加热工艺，还可以消除或减轻钢坯内部组织缺陷。钢的加热工艺与钢材质量、轧机产量、能量消耗、轧机寿命等各项技术经济指标有直接关系。 ②、三段连续式加热炉 所谓的三段即：预热段、加热段和均热段。 预热段的作用：利用加热烟气余热对钢坯进行预加热，以节约燃料。(一般预加热 到 300?450°C) 加热段的作用：对预加热钢坯再加温至1150?1250°C,它是加热炉的主要供热段，决定炉子的加热生产能力。 均热段的作用：减少钢坯内外温差及消除水冷滑道黑印，稳定均匀加热质量。 ③、钢坯加热常见的几种缺陷 a、过热钢坯在高温长时间加热时，极易产生过热现象。钢坯产生过热现象主要表现在钢的组织晶粒过分长大变为粗晶组织，从而降低晶粒间的结合力，降低钢的可塑
性。过热钢在轧制时易产生拉裂，尤其边角部位。轻微过热时钢材表面产生裂纹， 影响钢材表而质M和力学性能。 为了避免产生过热缺陷，必须对加热温度和加热时间进行严格控制。 b、过烧 钢坯在高温长时间加热会变成粗大的结晶组织，同时晶粒边界上的低熔点非金属化 合物氧化而使结晶组织遭到破坏，使钢失去应有的强度和塑性，这种现象称为过 烧。 过烧钢在轧制时会产生严重的破裂。因此过烧是比过热更为严重的一种加热缺陷。 过烧钢除重新冶炼外无法挽救。 避免过烧的办法：合理控制加热温度和炉内氧化气氛，严格执行正确的加热制度和 待轧制度，避免温度过高。 ( C、温度不均 钢坯加热速度过快或轧制机时产量大于加热能力时易产生这种现象。温度不均的钢坯，轧制时轧件尺寸精度难以稳定控制，且易造成轧制事故或设备事故。 避免方法：合理控制炉温和加热速度；做好轧制与加热的联系衔接。 d、氧化烧损 钢坯在室温状态就产生氧化，只是氧化速度较慢而己，随着加热温度的升高氧化速度加快，当钢坯加热到1100-1200°C时，在炉气的作用下进行强烈的氧化而生成氧化铁皮。氧化铁皮的产生，增加了加热烧损，造成成材率指标下降。 减少氧化烧损的措施：合理加热制度并正确操作，控制好炉内气氛。 e、脱碳 钢坯在加热时，表面含碳量减少的现象称脱碳，易脱碳的钢一般是含碳量较高的优
连铸方坯的缺陷及其处理 1 表面缺陷 1.1 气孔和针孔 定义 : 垂直铸坯表面并在铸坯表面肉眼可见的小气孔并可能以针孔的形式深入表面。 原因 : 钢水脱氧不足、凝固时产生一氧化碳; 脱氧后又钢流二次氧化吸收的气体; 结晶器保护渣质量不合要求; 钢包及中间包烘烤不好 改进方法: 钢水完全脱氧; 不浇注过氧化的钢水; 保持浇注温度;（注温不能过高） 使用干燥的钢水罐及中间罐; 保护渣不能受潮，摆放时间不能太久。 1.2 坯头气孔及针孔 定义: 同1.1,但仅出现在每次浇注的第一根钢坯坯头处 原因: 钢液温度太低; 结晶器中钢水氧化; 保护渣受潮或杂质多; 结晶器内壁上有冷凝水; 引锭头潮湿; 填入结晶器中切屑及废钢有锈、有油或潮湿; 中间罐内衬及钢水罐内衬潮湿; 改进方法: 保持浇注温度; 采用适宜的保护渣; 采用干燥和洁净的废钢及切屑; 绝对避免在结晶器内壁及锭头上产生冷凝水; 干燥及烘烤中间罐; 1.3 夹渣 定义: 表面分布不均匀的夹渣,有时针孔和渣聚集,呈疏松态的外观
原因: 由保护渣耐火材料颗粒和钢水氧化产物以及出钢渣等引起,随着钢流带入并被卷至铸坯表面。 改进方法: 用挡渣出钢; 采用适宜的保护渣及耐火材料; 钢水不能过氧化，注温要合适。 1.4 振动波纹及折叠 定义: 在与铸坯轴线垂直方向上,铸坯表面上以均匀间距分布的波纹振痕，在不利的情况下出现折叠。 原因: 浇注速度波动大,使结晶器中钢液面不稳定。 改进方法: 保持均匀的浇注速度，稳定结晶器钢水液面。 调整振动频率使其与拉速相适应。 1.5 结疤与重皮 定义: 铸坯角部和表面上出现的疤痕 原因: 由于结晶器内坯壳破裂、钢水渗入到结晶器和铸坯之间的夹缝，以及保护渣结块造成。 改进方法: 保证结晶器具有准确的锥度，当结晶器使用时间过长而磨损会使坯壳过早脱离结晶器内壁而导致坯壳破裂。 1.6 分层: (双浇) 定义: 铸坯中间出现分界层 原因: 浇注中断又重新开始浇注时,使两次浇注连接出现重接。 改进方法: 浇注过程中不要断流，拉速要相对稳定，不要忽高忽低。 1.7 纵裂 定义: 分布在铸坯角部的纵向裂纹, 角部纵裂常是拉漏的预兆。 原因: 针孔、气泡及夹杂; 结晶器内坯壳不均匀冷却; 由于铜结晶器中和足辊上有沟槽,缺口,渣子等而引起裂纹; 结晶器壁磨损或单面磨损使该处坯壳提前脱离结晶器壁; 浇注速度过高或浇注温度过高,坯壳厚度薄; 足辊对位不准; 二次冷却水不均匀;
钢坯加热温度范围的制定 摘要：钢的加热对于钢材质量、产量、能耗以及机械寿命等都直接相关，采取正确的加热温度可以提高钢的塑性，降低热加工时的变形抗力按时为轧制机械提供加热质量优良的钢坯，以保证轧制优质、高产低耗。反之，如果加热不当则可能会造成过热过烧、加热不均等缺陷，严重影响钢材的质量，同时会使设备磨损增加动力的消耗。由此可见加热温度范围制定的重要性。为此我们应当掌握加热工艺的基本知识，参考铁碳相图、塑性图、及变形抗力图等资料，分析不同因素对加热温度的影响才能综合确定以便能够正确制定钢的加热温度，尽量防止加热缺陷的产生。以便获得良好的钢材质量和组织性能。 关键词：加热温度加热工艺奥氏体合金元素 前言 随着钢材生产技术的不断发展及市场对钢材产品质量要求的不断提高，在激烈竞争的条件下，为了获得良好的钢材表面质量和组织性能，对加热工艺、热处理工艺及加热温度制定的研究和应用就显得非常重要了。 1钢坯的加热温度 1.1钢坯加热温度的概念 钢的加热温度就是指钢料在炉内加热终了出炉时钢料表面的温度。 1.2 钢坯加热的目的 （1）提高钢的塑性，以降低钢在热加工时的变形抗力，从而减少轧制中轧辊的磨损和断辊等机械设备事故。 （2）使钢锭内外温度均匀，初轧前在均热炉中对钢锭的加热主要目的就是为了缩小表面和中心的温差，以避免由于温度过大而造成成品的严重缺陷和废品。
（3）改变金属的结晶组织或消除加工时所形成的内应力。轧材成品经过加热退火或常化等热处理过程后可以等到所要求的金相组织，从而使成材的机械性能得到了很大的提高。有时钢锭在浇铸过程中会带来组织缺陷：比如高速钢中组织的偏析，通过高温下长时间保温后，就可以消除或减轻这类缺陷。 1.3钢坯的最高加热温度、最低加热温度 根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程的热损失及工艺要求，便可确定钢的最低加热温度。 确定最高加热温度按照固相线以下100～150℃而定。下表1为碳钢的最高加热温度（Tm）和理论过烧温度T与含碳量间的值，其间大致关系如表1： Tm＝0.95T℃ 表1 1.4不同钢种的加热温度 1.4.1优质碳素结构钢 对优质结构碳素钢选择加热温度时，除参考铁碳平衡相图外还要考虑钢表面脱碳问题，为了不至使脱碳层超出规定的标准，应适当降低一些加热温度。钢的加热温度也不应该过低，即加热温度的下线应保证终轧温度在奥氏体区即一般为A 以上30～50°C，固相线以下100～150°C左右的地方。终轧温度对钢的组织和c3 性能影响很大。一般来说终轧温度越高晶粒集聚长大的倾向越大，而奥氏体晶粒
1、圆钢 1.1耳子 棒材表面沿轧制方向的连续条状凸起，肉眼即可辨别。 1.1.1产生原因 主要是轧件在孔型内过充满、导卫安装不正确、钢温低等造成的；过盈充满、减面率过大、辊缝调整不当、入口倒卫偏。 单耳多是由安装不正导致的，双耳多是由K2孔来料大，造成成品到此过充满引起的。 1.1.2解决办法 入口导板要对准孔型，安装牢靠；合理使用坯料，保证各槽钢尺寸及断面形状合格；使用适当的孔型，适当的压下量。 2.1折叠 棒材表面沿轧制方向平直或弯曲的曲线，在横截面呈小角度交角状的缺陷，这种折叠线很长，几乎通向整个产品的纵向，肉眼即可识别。 2.1.1产生原因 由于前道次产生耳子，也可能是其他纵向突起物扎入本体；方坯缺陷处理不当留下的深沟，轧制时可能形成折叠；切分带宽大形成折叠；钢坯质量切分形成折叠。判断是否轧钢原因：是否通条折叠或者连续批次都出现折叠。 2.1.2解决办法 进行适当的轧辊调整，合理使用各槽钢料；正确安装导卫板，对准孔型；
经常检查入口导卫板的磨损情况。 3.1裂纹 顺着轧制方向出现的比较深的连续的线状缺陷，肉眼即可辨别。 3.1.1产生原因 一是由于炼钢连铸坯的原因，一般裂纹内有夹杂物，因为坯料上有未消除的裂纹、皮下气泡、及金属夹杂物等在棒材表面形成裂纹缺陷；二是轧钢原因引起的，主要是加热和冷却制度的影响。在冷却过程中由于组织应力和热应力的原因，加热时，尤其是高碳钢和合金钢的导热性比较差，如果加热过快很容易造成钢坯内外温度不均而产生裂纹。 3.1.2解决办法 控制冷却制度，制定合理的加热制度。 4.1结巴 在棒材表面与棒材本体部分结合或者完全未结合的金属片状层，肉眼即可辨别。 4.1.1产生原因 在成品以前道次轧件上凸起物扎入本体形成；已脱离轧件的金属碎屑扎在轧件表面上形成；前道轧槽有掉肉现象。 4.1.2解决办法 清理坯料上的异物；及时清理导卫上的刮丝。
轧钢生产工艺流程 1、棒材生产线工艺流程 钢坯验收→加热→轧制→倍尺剪切→冷却→剪切→检验→包装→计量→入库 (1)钢坯验收〓钢坯质量是关系到成品质量的关键，必须经过检查验收。 ①、钢坯验收程序包括：物卡核对、外形尺寸测量、表面质量检查、记录等。 ②、钢坯验收依据钢坯技术标准和内控技术条件进行，不合格钢坯不得入炉。 (2)、钢坯加热 钢坯加热是热轧生产工艺过程中的重要工序。 ①、钢坯加热的目的 钢坯加热的目的是提高钢的塑性，降低变形抗力，以便于轧制；正确的加热工艺，还可以消除或减轻钢坯内部组织缺陷。钢的加热工艺与钢材质量、轧机产量、能量消耗、轧机寿命等各项技术经济指标有直接关系。 ②、三段连续式加热炉 所谓的三段即：预热段、加热段和均热段。 预热段的作用：利用加热烟气余热对钢坯进行预加热，以节约燃料。（一般预加热到300～450℃） 加热段的作用：对预加热钢坯再加温至1150～1250℃，它是加热炉的主要供热段，决定炉子的加热生产能力。 均热段的作用：减少钢坯内外温差及消除水冷滑道黑印，稳定均匀加热质量。 ③、钢坯加热常见的几种缺陷 a、过热 钢坯在高温长时间加热时，极易产生过热现象。钢坯产生过热现象主要表现在钢的组织晶粒过分长大变为粗晶组织，从而降低晶粒间的结合力，降低钢的可塑性。 过热钢在轧制时易产生拉裂，尤其边角部位。轻微过热时钢材表面产生裂纹，影响钢材表面质量和力学性能。 为了避免产生过热缺陷，必须对加热温度和加热时间进行严格控制。 b、过烧 钢坯在高温长时间加热会变成粗大的结晶组织，同时晶粒边界上的低熔点非金属化合物氧化而使结晶组织遭到破坏，使钢失去应有的强度和塑性，这种现象称为过烧。 过烧钢在轧制时会产生严重的破裂。因此过烧是比过热更为严重的一种加热缺陷。过烧钢除重新冶炼外无法挽救。 避免过烧的办法：合理控制加热温度和炉内氧化气氛，严格执行正确的加热制度和待轧制度，避免温度过高。 c、温度不均 钢坯加热速度过快或轧制机时产量大于加热能力时易产生这种现象。温度不均的钢坯，轧制时轧件尺寸精度难以稳定控制，且易造成轧制事故或设备事故。 避免方法：合理控制炉温和加热速度；做好轧制与加热的联系衔接。 d、氧化烧损 钢坯在室温状态就产生氧化，只是氧化速度较慢而已，随着加热温度的升高氧化速度加快，当钢坯加热到1100—1200℃时，在炉气的作用下进行强烈的氧化而生成氧化铁皮。氧化铁皮的产生，增加了加热烧损，造成成材率指标下降。 减少氧化烧损的措施：合理加热制度并正确操作，控制好炉内气氛。
钢坯轧制过程温度确定的研究 不同的钢种、不同的板坯规格、采用不同的轧机型式，以不同的轧制速度进行轧制，对于轧制不同厚度的成品而言，要求采用不同的钢坯加热温度和和钢坯的加热时间。本文以成品不同温度时的晶相组织为依据，结合不锈钢轧制时的热应力分析，再参考铁碳相图，制定成品不同厚度的终轧温度，再通过建立轧制过程热模型，反算出板坯的出炉温度，从而对各种形式的加热和轧制提供加热依据。 1、不锈钢加热温度的确定依据 对于金属的压力加工来说，金属轧制前的加热，是为了获得良好的塑性和较小的变形抗力，加热温度主要根据加工工艺要求，由金属的塑性和变形抗力等性质来确定。不同的热加工方法，其加热温度也不一样。 金属的塑性和变形抗力主要取决于金属的化学成份、组织状态、温度及其它变形条件。其中，温度影响的总局势是，随温度升高，金属的塑性增加，变形抗力降低，这是因为温度升高，原子热运动加剧，原子间的结合力减弱，所以变形抗力降低，同时可增加新的滑移系，以及热变形过程中伴随回复再结晶软化过程，这些都提高了金属的塑性变形能力。但是，随着温度的升高，金属的塑性并不直线上升的，因为相态和晶粒边界同时也发生了变化，这种变化又对塑性产生影响。 钢的加热温度不能太低，必须保证钢在压力加工的末期仍能保持一定的温度（即终轧温度）。由于奥氏体组织的塑性最好，如果在单相奥氏体区域内加工，这时金属的变形抗力最小，而且加工后的残余应力最小，不会出现裂纹等缺陷。这个区域对于碳素钢来说，就是在铁碳平衡图的AC3以上30-50℃，固相线以下100-150℃的地方，根据终轧温度再考虑钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。钢的终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。所以终轧温度也不能太高，根据铁碳相图最好在850℃左右，最好不要超过900℃，也不要低于700℃。 金属的加热温度，一般来说需要参考金属的状态相图、塑性图及变形抗力图等资料综合确定。确定轧制的加热温度要依据固相线，因为过烧现象和金属的开始熔化温度有关。钢内如果有偏析、非金属夹杂，都会促使熔点降低。因此，加热的最高温度应比固相线低100-150℃。 不锈钢属于一种高合金钢，钢中含有较多的合金元素，合金元素对钢的加热温度也有一定的影响，一是合金元素对奥氏体区域的影响，二是生成碳化物的影响。 对于不锈钢中合金元素如镍、铜、钴、锰等，它们都具有与奥氏体相同的面心立方晶格，都可无限量溶于奥氏体中，使奥氏体区域扩大，钢的终轧温度可相应低一些，同时因为提高了固相线，开轧温度（即最高加热温度）可适当提高一些。对于不锈钢这样的高合金钢，其加热温度不仅要参照相图，还要根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。 轧制工艺对加热温度也有一定的要求。轧制道次越多，中间的温度降落越大，加热温度