宝钢集团八钢公司轧钢厂棒线分厂
摘要：随着经济社会的快速发展，如何实现优质生产，是轧钢生产企业着力解决的重要课题。受到钢坯成分、加热条件等的影响，轧钢加热炉钢坯氧化烧损问题，一直以来是实现优质生产课题解决的重中之重，为此，减少轧钢加热炉钢坯氧化烧损问题的意义，在于符合企业发展的现实需要，符合社会发展的总体趋势。有鉴于此，下文将重点围绕着轧钢加热炉钢坯氧化烧损及其优化提出自己的一下简单看法，以供广大同行参考。
关键词：轧钢；加热炉；钢坯氧化；氧化烧损；烧损；探讨
在轧钢的生产过程中，钢坯的氧化烧损问题对于生产质量与成本控制有着重要影响，由于钢坯氧化烧损造成的加热炉内氧化铁堆积问题，也会影响到加热炉的生产效益，危及到加热炉使用的寿命。为此，通过合理的方法解决轧钢加热炉钢坯氧化烧损的问题，是轧钢生产企业所重点研究与持续关注的问题。本文主要分析讨论轧钢加热炉钢坯氧化烧损的相关问题，对轧钢加热炉钢坯氧化烧损产生的原因、影响及解决方法等进行系统地分析，希望对减少氧化烧损起到参考与借鉴的作用。
一、轧钢加热炉钢坯氧化烧损影响因素分析
轧钢加热炉钢坯氧化烧损影响因素包括炉内气氛、加热温度、加热时间。具体分析如下：
（一）炉内气氛对轧钢加热炉钢坯氧化烧损的影响
主要的炉内气氛包括氧化性和还原性，特别是氧化性气氛，因为其中存在大量氧化性介质，所以使得钢坯在加热炉中时容易发生氧化烧损，具体这些氧化性介质包括O2、CO、CO2、H2、H2O、SO2等。其中氧化性最强的是O2。为此，O2的多少是加热炉钢坯氧化烧损程度高低的重要影响因素，但是需要注意的一点是，即便是很小的O2浓度也会引起钢坯的氧化烧损。具体在每种氧化性气体影响下，发生氧化烧损的机理分析如下：
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CO、CO2：需要注意的是CO在加热炉内主要起到还原作用，而CO2在加热炉内主要起到氧化作用，CO和CO2的浓度直接决定了氧化作用的程度，反应式为Fe+CO2→FeO+CO；3FeO+CO2→Fe3O4+CO
H2、H2O：炉内气氛保有足量的H2，能够有效防止水蒸汽对钢坯发挥氧化作用，Fe+H2O→FeO+H2；3FeO+H2O→Fe3O4；2Fe3O4+H2O→3Fe2O4+H2；3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2
（二）加热温度对轧钢加热炉钢坯氧化烧损的影响
钢坯出炉时的表面温度被看作是加热温度，受到钢材类型、加工要求等的影响，良好地加热温度是获得最佳塑性，降低能耗，提升质量的关键。一般情况下，加热温度对轧钢加热炉钢坯氧化烧损的影响，集中表现在当钢中存在非金属夹杂物时，在未达到固相线温度的情况下晶粒即丧失塑性，先熔化后氧化，造成因过烧严重而氧化烧损过大的情况。一般的规律是加热温度越高，氧化烧损量越大，具体加热温度与氧化烧损之间的关系见表1。现阶段，在优化加热温度的情况下，采用紧凑式烧钢工艺，能够明显使得钢坯生成的氧化铁含量降低，表皮变薄，为此该工艺的使用现已具有普遍性与适用性。
表1 加热温度与氧化烧损关系表
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（三）在炉时间对轧钢加热炉钢坯氧化烧损的影响
在炉时间是最小时间，即钢坯入炉后加热到可轧制程度所用的最小时间，而总体的在炉时间应包括预热、加热和均热。在炉时间对轧钢加热炉钢坯氧化烧损的影响，一般规律是在炉时间越久，钢坯的氧化烧损量越大，为此要在具体的操作当中对在炉时间进行具体控制。
二、轧钢加热炉钢坯氧化烧损解决方法分析
轧钢加热炉钢坯氧化烧损问题的解决方法，主要包括三项优化措施，即优化炉内气氛、优化升温曲线、优化在炉时间。具体分析如下：
（一）优化炉内气氛
炉内气氛，具体可以分为氧化性与还原性两类，与空气消耗系数有关，所谓空气消耗系数是指理论实际消耗空气量与理论消耗空气量的比值，当空气过剩系数大于1时，炉内气氛为氧化性，空气过剩系数小于1时，炉内气氛为还原性。炉内出现氧化性气氛时，多余的空气的氧气将促进钢坯氧化；炉内为还原性气氛时，炉内气体中氧含量减少，则会减少钢坯氧化。对于炉内气氛的优化关键，在于控制空气消耗系数保持稳定适度。为此，通过技术措施控制空气消耗系数是比较有效地优化方法，比较常用的技术设备是煤气热值监测与炉膛氧分析仪。通过煤气热值监测可以检测出煤气的热值，根据热值计算出合理的空燃比，降低空气消耗系数；炉膛氧分析仪可以实时监测烟气残氧含量，以提供科学的操作指导，对空燃比例系数进行适时调整，以使得炉内气氛始终保持弱氧化性，降低钢坯氧化烧损量，实现提高效率，减少能耗与污染。另外，炉膛压力也是炉内气氛的重要指标之一，对于炉膛压力的控制，也被视作优化炉内气氛的重要措施之一。在保证煤气使用安全的情况下，应尽可能控制微正压操作，一般炉膛压力控制在5-20Pa范围内，以减少冷空气的吸入，降低发生二次氧化的可能。
（二）优化升温曲线
升温曲线受加热炉设备性能的影响较大，不同的炉型结构、仪表型号等对钢坯的升温过程有不同程度的影响。一般情况下，对于升温曲线的优化是一个研究、观察、调整的过程，具体的优化措施是以800℃为分界点，小于800℃时应缓慢加热，到达及超过800℃时，要保持均匀提升加热速度，以满足轧钢生产的要求。具体炉型应具体分析，以确保得到最适宜的升温曲线。
（三）优化在炉时间
在炉时间受到轧线的影响较为直接，停轧待轧往往伴随着加热炉供热量的变化。特别需要注意的是，高温会增加钢坯氧化烧损的程度，为此应减少钢坯高温停留时间。当按照计划进行停轧待轧时，首先要减少供热量，降低炉膛温度。而如果发生突然停轧待轧的情况时，应首先降低一定比例的供热量，逐段降低炉膛温度，以此减少钢坯高温停留时间。具体优化在炉时间的措施包括控制加热温度在设计温度以下；采用“高温短烧”、“扩面短烧”等方法，缩减钢坯的在炉时间；使用微正压技术工艺，避免吸冷风的情况发生，降低氧化烧损程度；加热到轧钢温度后，应对炉压、炉温等采取降低操作，以保持钢坯在还原性气氛中待轧，避免氧化程度加深；降低燃料中水分和硫化物的含量，调整过剩空气在最低值。
三、结束语
轧钢加热炉钢坯氧化烧损问题，一直以来是轧钢生产企业在具体生产过程中必须面对的问题，对于该问题的优化解决，是轧钢生产企业关注的重点，直接决定轧钢的质量与能耗的高低。通过针对性分析，采取合理化措施，是降低轧钢加热炉钢坯氧化烧损程度的主要方法，随着科学技术的进步发展，轧钢的工艺技术水平将进一步提高，对于轧钢加热炉钢坯氧化烧损问题的优化水平也将进一步提高，效果将进一步增强，这是未来的发展趋势，也是必然的方向。
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