不锈钢管的加热缺陷主要有氧化、脱碳、过热、过烧、加热温度不均、表面烧化、加热裂纹。


一、氧化


 氧化是指不锈钢管在加热时受到炉气中的二氧化碳、一氧化二氢、氧气的作用而使不锈钢管的表面被氧化形成氧化铁皮,大约每加热一次就约有0.5%~3%的不锈钢管被氧化形成氧化铁皮(即烧损),使成材率降低,同时氧化铁皮堆积在炉底上会造成耐火材料的侵蚀,降低炉子使用寿命。此外,氧化铁皮热导率比金属低得多,影响钢坯加热。


氧化铁皮是钢的氧化产物,由外至内分为Fe2O3、Fe3O4、FeO三层。试验结果证明Fe2O3占10%、Fe3O4占50%、FeO占40%,熔点约为1300~1350℃。


影响金属氧化的因素有管坯加热温度、加热时间、炉内气氛。其中炉内气氛、加热温度影响较大,加热时间主要影响钢的烧损量。


 1. 钢管温度:   钢的温度达到800℃之前氧化并不剧烈,管坯温度达到800℃以上变化速度明显加快;


 2. 高温停留时间:  管坯在高温区停留时间越长氧化烧损越严重;


 3. 炉膛气氛:  氧化性气氛越浓氧化烧损越严重。


以上三者的影响程度比例基本为6:3:1.


二、脱碳


  不锈钢管在加热时,在生成氧化铁皮的基础上由于高温炉气和扩散的作用,未氧化的钢管表面层的碳原子向外扩散,炉气中的氧原子也透过氧化铁皮向内扩散,当两种扩散会合时,碳原子被烧掉,从而导致未氧化的钢管表面层中化学成分贫碳的这种现象叫脱碳。脱碳会使钢管的机械强度大为降低。


  影响脱碳的因素有加热温度、加热时间、炉内气氛、钢的成分。加热过程中可以采取以下措施防止脱碳:


  1. 减少管坯在高温区的停留时间;


  2. 控制加热温度不能过高;


  3. 控制炉内气氛,减少冷空气吸入,均热段减少助燃空气量,形成还原性气氛,抑制氧化铁皮的形成;


  4. 认真执行待轧降温、升温制度。


三、过热与过烧


 不锈钢管的加热温度偏高,加热时间偏长,会使奥氏体晶粒过分长大,引起晶粒之间的结合能力减弱,钢管的机械性能显著降低,这种现象叫钢的过热。如果钢管的加热温度过高,时间又长,使钢的晶粒之间的边界上开始熔化,并且有氧渗入,形成晶粒间氧化,钢坯失去了晶粒之间的结合力,因而失去了正常的强度和可塑性。在轧制或出炉受到震动时,就会碎裂或者表面形成粗大的裂纹,这种现象叫钢的过烧。


  过热的不锈钢管可以通过热处理方法来消除,而过烧的钢管无法补救,只能报废。过烧实质上是过热的进一步发展,因此防止过热即可防止过烧。


 不锈钢管的过热主要是加热温度和在高温区的加热时间;钢的过烧主要是加热温度、在高温区的加热时间和炉内气氛。加热过程中可以采取以下措施防止钢的过热与过烧:


  1. 减少管坯在高温区的停留时间;


  2. 控制加热温度不能过高;


  3. 认真执行待轧降温、升温制度;


  4. 控制炉内气氛,减少冷空气吸入,均热段减少助燃空气量,形成还原性气氛,抑制氧化铁皮的形成(主要针对钢的过烧)。


四、表面烧化


由于操作不慎,钢的表面温度过高,可以使氧化铁皮熔化,这就是钢的表面烧化。影响钢的表面烧化的因素有加热温度、在高温区的加热时间和炉内气氛。防止表面烧化的主要措施:


 1. 减少管坯在高温区的停留时间;


 2. 控制加热温度不能过高;


 3. 控制炉内气氛,减少冷空气吸入,均热段减少助燃空气量,形成还原性气氛,抑制氧化铁皮的形成;


 4. 火焰不能直接烧到钢管上。


五、加热温度不均匀


 不锈钢管坯加热温度不均匀会给轧制带来调整和操作上的困难,对产品质量影响也很大,实际生产中,通常允许存在一定的温差,但不能过大。目前从热轧管反映出的加热缺陷主要是加热温度不均。加热温度不均匀的表现形式有上下温度不均匀、内外温度不均匀、长度方向温度不均匀、管坯底面的黑印。


 影响钢的加热温度不均匀的因素有加热温度、加热时间、炉底情况和炉压。


 防止加热温度不均匀的主要措施:


  1. 按加热制度合理控制加热温度,加热温度不能过高或过低,短时间内温变不能过大;


  2. 合理的控制装出料节奏,保证坯料在炉内的加热时间;


  3. 认真执行待轧降温升温制度,以免坯料温度过高;


  4. 减少炉底的氧化铁皮,确保加热炉底与钢管接触部位的加热温度。


六、加热裂纹


 加热裂纹的表现形式分为表面裂纹和内部裂纹两种,产生加热裂纹的主要因素有原料材质、过热、加热速度过快和装炉温度过高。防止加热裂纹的主要措施有以下三个方面:


  1. 认真检查装炉前的坯料外表面质量,如有皮下气泡夹杂裂纹等要彻底清除;


  2. 合理控制加热温度,防止坯料过热;


  3. 严格按加热规定控制加热炉的预热段温度,防止坯料装炉温度过高。