CN103555927A - 高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法 - Google Patents

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本发明公开了一种高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，包括高温空气煤气双蓄热式加热炉，加热炉内包括四个加热段：预热段、二加热段、三加热段和均热段，其中，加热炉内的在炉时间为4.0～5.0h；预热段的加热温度为780～810℃，加热速度为2.0～3.0℃/min；二加热段的加热温度为980～1090℃，加热速度为0.8～1.5℃/min；三加热段的加热温度为1230～1260℃，加热速度为0.8～1.2℃/min；均热段的加热温度为1230～1250℃，加热速度为0.08～0.12℃/min。该高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，可以有效解决奥氏体不锈钢中厚板轧制以后产品的表面裂纹缺陷问题，改善产品的表面色差。

Description

高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法
技术领域
本发明属于工业炉技术领域，尤其涉及一种高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法。 
背景技术
目前国内市场不锈钢产品中板带材占70%以上，其中，部分是通过热轧直接生产供应市场，其余是热轧生产板卷为冷轧供料。不锈钢产量、质量、成材率很大程度上依赖于热轧。 
不锈钢中厚板产品合格率不高，主要由其自身特性及中板目前的现有设备影响所致。一方面因不锈钢属于高合金强化产品，生产过程中温度敏感性极强，温度区间小，加热过程控制中温度波动，将直接导致表面裂纹缺陷，产生废品，对不锈钢最终产品质量造成较大影响；另一方面，中板目前采用的是高温空气煤气双蓄热式加热炉，其加热特性及方法均不成熟。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，可以提将奥氏体不锈钢中厚板经加热轧制以后的产品表面质量。 
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是： 
一种高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，包括高温空气煤气双蓄热式加热炉，加热炉内包括四个加热段：预热段、二加热段、三加热段和均热段，其中，加热炉内的在炉时间为4.0～5.0h；预热段的加热温度为780～810℃，加热速度为2.0～3.0℃/min；二加热段的加热温度为980～1090℃，加热速度为0.8～1.5℃/min；三加热段的加热温度为1230～1260℃，加热速度为0.8～1.2℃/min；均热段的加热温度为1230～1250℃，加热速度为0.08～0.12℃/min。
所述高温空气煤气双蓄热式加热炉的空燃比为0.7～0.9。 
所述高温空气煤气双蓄热式加热炉的综合残氧量为1.5%～3%。 
采用本发明提供的高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，可以有效解决奥氏体不锈钢中厚板轧制以后产品的表面裂纹缺陷问题，改善产品的表面色差。 
附图说明
图1是采用本方法制备得到的奥氏体不锈钢中厚板表面示意图， 
图2是现有技术方法制备得到的奥氏体不锈钢中厚板表面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及其附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 
采用本发明提供的高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，包括高温空气煤气双蓄热式加热炉，加热炉内包括四个加热段：预热段、二加热段、三加热段和均热段，其中，加热炉内的在炉时间为4.0～5.0h；预热段的加热温度为780～810℃，加热速度为2.0～3.0℃/min；二加热段的加热温度为980～1090℃，加热速度为0.8～1.5℃/min；三加热段的加热温度为1230～1260℃，加热速度为0.8～1.2℃/min；均热段的加热温度为1230～1250℃，加热速度为0.08～0.12℃/min。高温空气煤气双蓄热式加热炉的空燃比为0.7～0.9，综合残氧量为1.5%～3%。 
奥氏体不锈钢中厚板的裂纹缺陷，主要是在冶炼和轧制环节产生的。由于不锈钢属于高合金强化钢种，对温度、方法及过程控制敏感性强，小的控制波动极有可能导致产品表面裂纹缺陷。奥氏体不锈钢中厚板在轧制过程中出现的不锈钢裂纹，主要是由于加热方面的原因。由于不锈钢合金元素多，导热性差，板坯加热的不均匀或温度波动，使局部温度场热量扩散不均匀，导致轧后钢板表面局部出现裂纹缺陷。 
根据18Cr-Ni及8Ni-Cr相图可知，奥氏体不锈钢在700～1100℃温度范围内为奥氏体组织，高于1100℃后在奥氏体基体上析出高温α铁素体相，且温度越高，产生α相的比例越大。由于α铁素体相的数量、形态以及分布不均匀，都会影响奥氏体不锈钢的热加工性能。加热温度对α铁素体相的影响是：当温度在1000～1100℃时，铁素体相的数量基本没有变化，温度到1150℃时，铁素体相的数量开始增加，超过1250℃时，铁素体相的数量增加很快，随温度的升高，网络状铁素体相的数量在逐渐减少，趋向尖角状，在1200℃时还存在少量的网络状铁素体，到1250℃时就全部转变成尖角状的。虽然尖角状的铁素体对钢的热加工性能来讲不是有利的形态，然而相对网络状的铁素体形态已有所改变。到1280℃时仍为尖角状的，只是体积明显长大。 
对于不锈钢产品来说，其它缺陷可以通过一定的修磨、再酸洗、改尺、切除等措施得到有效的弥补，将损失量降至最低。而裂纹缺陷对于不锈钢产品，即使是碳钢产品来说，都是致命的，因裂纹缺陷除了切除之外，没有其它可行的措施来弥补，因此，如何从冶炼、加热、轧制等环节合理控制裂纹缺陷，是不锈钢中厚板生产的关键环节，也是不锈钢中厚板产品质量提升的前提条件。 
1. 高温空气煤气双蓄热式加热炉内各段加热温度的确定： 
通过实际轧制跟踪分析，对于不锈钢板坯加热来说，预热段的温度控制尤为重要，往往决定了最终的产品质量。预热段加热的主要目的是低温板坯逐渐升温，在此阶段保证缓慢的加热速度，避免加热速度过快造成板坯出现裂纹缺陷，预热段温度一般控制在780～810℃之间。
加热段主要是将板坯加热到满足轧制及性能控制要求，在此阶段板坯的加热温度尤为关键，温度过高会出现过热、过烧的现象，严重影响轧后钢板质量及性能控制，加热温度低会出现板坯心部与表面温度不均，影响产品质量，奥氏体不锈钢变形抗力大，加热不良无法保证轧制塑性，二加热段温度一般控制在980～1090℃，三加热段温度一般控制在1230～1260℃之间，保证板坯良好的加热质量。 
均热段主要是调整板坯的加热质量，比如“黑印”、“阴阳面”等加热缺陷，同时保证板坯的开轧温度，均热段温度一般控制在1230～1250℃。 
2. 高温空气煤气双蓄热式加热炉内各段加热速度、在炉时间的确定： 
从加热速度和保温时间来看，加热时间速度过快，保温时间不足，会造成坯料表面温度过高，坯料表层α相铁素体数量迅速增加，由于奥氏体与α相铁素体在轧制过程中再结晶速度不一致，两者接受变形的能力不同，α相铁素体的塑性比奥氏体的差，使加工变形困难，当加工变形量较大时，在两相晶粒交界容易产生裂纹，最终导致热轧裂纹的出现。当保温时间不足时，坯料边部、心部温度不均，就会导致金属塑性急剧变坏。
含镍和高铬的铬镍合金在加热时，当气氛中含S时，会产生特有的晶间氧化，这是由于在晶界上的铬首先氧化并与气氛中的S共同作用而产生裂纹。 
在炉时间对α铁素体相的影响：保温时间对铁素体相的数量变化不明显，而对形态的变化很明显，随着保温时间的延长，铁素体由原来网络状分布转变为尖角状和长条状以及球状的分布。加热保温时，由于合金元素扩散和界面迁移的结果，必然要发生α/γ界面趋于最小的过程。因此就出现铁素体从网络状到尖角状到长条状到球粒状的结果，从而降低系统的自由能。因此，在温度为1180～1200℃时，适当增加保温时间可使α相边界趋于圆滑，从而使得钢的热塑性得以提高。 
奥氏体不锈钢存在高温下变形抗力大、导热系数低的特点，因此加热速度过快、在炉时间过长极易产生裂纹缺陷，针对奥氏体不锈钢的特点，如何采用合理的加热速度及在炉时间是加热方法控制的要点，在炉时间控制在4.5小时，并严格控制轧制节奏，保证加热速率的稳定过渡达到细化内部组织晶粒，提高产品质量。 
最佳数据为：在高温空气煤气双蓄热式加热炉内的在炉时间为4.5h，在预热段的加热温度为800℃，加热速度为2.5℃/min；在二加热段的加热温度为1035℃，加热速度为1.2℃/min；在三加热段的加热温度为1245℃，加热速度为1.0℃/min，在均热段的加热温度为1240℃，加热速度为0.1℃/min。 
3. 高温空气煤气双蓄热式加热炉的炉内气氛控制 
空燃比是指空气与煤气的配比。空燃比设定为0.7～0.9，最佳数据为0.8。
综合残氧量是指烟气内氧气含量，残氧量控制直接反应炉内气氛及高炉煤气燃烧是否充分，综合残氧量为1.5%～3%，最佳数据为2.25%。 
奥氏体不锈钢在加热过程中，必须严格控制炉内气氛，残氧量高、空燃比小使钢板烧损增大，表面生成氧化铁皮不均匀，轧后不锈钢经酸洗会出现色差。 
残氧量低、空燃比大，造成加热过程中生成的氧化铁皮致密，后续轧制除鳞很难完全清除干净，在轧制过程中压入钢板表面，酸洗后压入的氧化铁皮脱落，产生表面压入缺陷。 
通过2012年及2013年奥氏体不锈钢中厚板轧制统计分析，彻底解决了表面裂纹缺陷，表面色差得到明显改善，产品质量得到下游用户的一致认同。 

Claims (3)

1.一种高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，包括高温空气煤气双蓄热式加热炉，加热炉内包括四个加热段：预热段、二加热段、三加热段和均热段，其特征在于，加热炉内的在炉时间为4.0～5.0h；预热段的加热温度为780～810℃，加热速度为2.0～3.0℃/min；二加热段的加热温度为980～1090℃，加热速度为0.8～1.5℃/min；三加热段的加热温度为1230～1260℃，加热速度为0.8～1.2℃/min；均热段的加热温度为1230～1250℃，加热速度为0.08～0.12℃/ min。
2.根据权利要求1所述的高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，其特征在于，所述高温空气煤气双蓄热式加热炉的空燃比为0.7～0.9。
3.根据权利要求1所述的高温空气煤气双蓄热式加热炉的加热方法，其特征在于，所述高温空气煤气双蓄热式加热炉的综合残氧量为1.5%～3%。
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