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減少板坯氧化燒損的措施

文檔作者：王麗云，劉翠花，金鑫鑫，馬欣然，陳愛苗文檔來源：河北鋼鐵集團		點擊數：	更新時間： 2025年07月16日
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總第201期
2012年第9期
河北冶全
HEBEI M ETALLURGY
T otal N O 201
2012，Number 9
減少板坯氧化燒損的措施
王麗云，劉翠花，金鑫鑫，馬欣然，陳愛苗
(河北鋼鐵集團唐鋼中厚板材有限公司，河北唐山063016)
摘要：氧化燒損是金屬熱加工中影響經濟技術指標的重要因素。軋鋼加熱爐在加熱過程中鋼的氧化燒
損會造成一定的經濟損失，同時氧化鐵皮還會降低成品表面質量，延長鋼在爐加熱時間，增加停爐清渣
次數等。通過分析、討論影響板坯氧化燒損的因素，提出了降低板坯出爐目標溫度、減少板坯在爐時間、
合理控制爐內氣氛等優化措施，板坯氧化燒損得到有效控制，創造了良好的經濟效益和社會效益。
關鍵詞：板坯；氧化燒損；均熱溫度；在爐時間；爐膛氣氛；優化
中圖分類號：TG333．2 文獻標識碼：B 文章編號：1006—5008(2012)09—0038—03
M EASURES TO REDUCE
0XIDAT10N BURNING LOSS OF SLAB
W ang Liyun，Liu Cuihua，Jin Xinxin，M a Xinran，Chen Aimiao
(Plate Co．Ltd．of Tang Steel，Hebei Iron and Steel Group，Tangshan，Hebei，063016)
Abstract：Oxidation burning loss is an important factor to affect economic and technical indexes in metal hot—
working．Steel oxidation burning loss in heating furnace would make a certain economical loss，the scale
would affect the surface quality of products，prolong the heating time and increase times of stopping and slag
— clearing．Based on analysis and discussion about the factors to affect slab oxidation burning loss，it is pro—
posed the measures to effectively control the loss：lowering furnace exit temperature of slab，shortening heat—
ing time，and reasonably controlling furnace atmosphere，excellent economic and social profit got．
Key W ords：slab；oxidation burning loss；even heating temperature；time in furnace；furnace chamber atmos—
phere；optimization
1 前言
隨著中厚板產品市場競爭的日益激烈，唐鋼中
厚板公司從改善技術經濟指標人手來提高板材效
益。具體到軋鋼方面考慮盡量減少鋼坯的氧化燒損
來降低軋制損失。板坯在高溫加熱過程中，其表層
金屬容易與加熱爐爐氣中的0：、H：O、CO：等氧化
性氣體發生反應，形成板坯氧化燒損，燒損率一般在
1．3％ ～1．6％ 。
板坯氧化燒損的主要危害有：板坯氧化嚴重時，
影響氧化鐵皮的去除，除鱗不凈造成甩坯或在軋制
過程中造成氧化鐵皮壓入，影響軋制狀態和板材的
表面質量，降低成材率；板坯燒損嚴重，造成煤氣消
耗的上升和加熱爐停爐清渣次數增多。
2 影響板坯氧化的因素
收稿日期：2012—08—26
作者簡介：王麗云(1982一)，女，助理工程師，2007年畢業于河北理
工大學金屬材料工程專業，現在河北鋼鐵集團唐鋼中厚板公司工
作，E—mail：lywangO801@sina．COll1．(·n
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影響板坯氧化的主要因素有：加熱時間、加熱溫
度、爐內氣氛。其中影響最明顯的是加熱溫度，氧化
燒損量隨加熱溫度升高而劇烈增加。
2．1 板坯表面氧化鐵皮形成機理
氧化鐵皮的形成過程是氧由表面向鐵的內部擴
散，鐵向外部擴散的過程。
加熱過程中鋼的氧化反應：
0，與鐵的反應：Fe+1／20，=FeO
3Fe+202=Fe3O4
2Fe O4+1／202=3Fe2O
CO2與鋼的反應：Fe+CO2=FeO+CO
3Fe+4CO2=Fe3O4+CO
H 0與鐵的反應：Fe+H2O=FeO+H2
3Fe+4H2O =Fe3O4+4H2
3FeO +H2O ：Fe3O4+H2
氧化鐵皮的結構是分層的，與鐵基緊鄰的是
FeO，向外依次是Fe3O4和Fe O 。一般FeO較松
散，Fe，O 和Fe O 較致密。除鱗效果隨著氧化鐵
河北冶金 2012年第9期
皮松散層厚度的增加而下降，原因是松散層有較多
的氣孔，當噴水除鱗時氧化鐵皮迅速冷卻，由熱應力
產生的裂紋被松散層的氣孔所緩解，裂紋不能到達
鋼的基體面，高壓水沖擊不能完全去除板坯表面的
氧化鐵皮。所以當鋼坯表面含的FeO量過多時會
導致除鱗不凈。
2．2 出爐溫度偏高
工藝優化之前，為了保證軋線生產速度和保護
軋機，板坯在爐時間短，加熱爐各段溫度都控制得較
高(見表1)，造成加熱燒損量在高溫下急劇增高。
表1 加熱爐各段溫度 ℃
Tab 1 Temperatures of various segments in heating furnace ℃
2．3 鑄坯在爐時間不合理
影響鑄坯在爐加熱時間的因素主要有：(1)軋
制節奏。產量高時，軋制節奏快，鑄坯在爐加熱時問
短。(2)鑄坯規格尺寸。鑄坯厚度越厚，寬度越寬，
要求加熱時間越長。(3)鑄坯熱裝量和熱裝溫度。
鑄坯熱裝量大和熱裝溫度高，所需要的加熱時間就
短等等。唐鋼中厚板公司在鑄坯加熱過程中，由于
檢修或設備問題造成鋼坯待溫時間較長，增加了氧
化燒損量。
2．4 爐膛氣氛控制不合理
正常生產情況下空燃比為1．0左右，比理論值
(1．1)偏低。因鼓風機壓力偏小，空氣與煤氣配比
不好，導致空氣供應量不足。爐內煤氣含量過多，偏
還原性，且火焰溫度偏低導致傳熱效果不好，鋼坯加
熱不均勻，鋼坯表面不易生成氧化鐵皮。
另外加熱段和均熱段煤壓過高且不能調，因為
煤氣燃燒熱值較低(CO含量20％ 左右)，若降低煤
氣流量則爐溫達不到要求，也不能加大排煙量，因煙
溫過高會使排煙機煙嘴燒結而堵塞。這種情況加熱
會造成鋼坯局部加熱溫度過高，對鋼坯影響較大。
3 改進措施
3．1 板坯出爐目標溫度優化
板坯的出爐溫度，要考慮鋼的化學成分、對鋼板
性能的要求、加熱爐和軋鋼設備的能力。出鋼溫度
越低，能耗就越少。據資料記載，鋼坯溫度每降低
50℃ ，能耗可降低2．2×10 kcal／t，但是鋼的溫度并
不能一味的降低，它要受到電機、設備和承受能力以
及鋼在奧氏體單相區范圍內加熱的限制。大量實踐
表明，適當降低加熱溫度不影響鋼的性能，對板坯出
爐目標溫度進行了優化，詳見表2。
表2 部分鋼種出爐溫度 ℃
Tab．2 Furnace—exit temperatures of part grades of steel oC
鋼種 出爐溫度
Q235B
Q345
45#、50#
A32、D32、A36、D36
$275JR
一般強度船用結構鋼板A、B、D級
1 100左右
1 160 ～1 200
1 l20 一l 15O
l 050 ～l l5O
l 050～l l5O
l lOO～1 15O
出爐目標溫度優化后，跟蹤了鋼坯的軋制情況：
不進行控制軋制時Q345B的二次開軋溫度從原來
的1 020±30℃ 降到了1 000±30 oC，出爐溫度優化
后，軋機的軋制壓力在允許范圍內。從產品質量的
跟蹤情況來看，開軋溫度降低后，沒有影響產品的性
能，鋼坯除鱗不凈情況卻大大降低。
3．2 板坯加熱在爐時間的優化
板坯在爐時間對板坯加熱質量和板坯氧化燒損
的影響都非常大。而板坯在爐時問根據板坯入爐溫
度、板坯出爐目標溫度要求不同而不同。在不影響
板坯加熱質量的前提下，盡量降低板坯最短在爐時
間，詳見表3。
表3 部分鋼種鋼坯在爐時間h
Tab．3 In—furnace time of slab of part grades h
優化板坯最短在爐時問后，對板坯加熱質量進
行了跟蹤，統計結果顯示，板坯的加熱質量沒有受到
影響，說明優化是合理的。
另一方面，板坯在爐時問因為軋線故障或加熱
爐故障造成板坯在爐時間過長時，通過對加熱爐待
軋制度進行規范，避免板坯長時間高保溫，從而最大
限度降低板坯氧化燒損。
3．3 爐內氣氛控制優化
合理的控制空燃比將是降低能耗的重要手段，
風量過大將會造成廢氣增多，惡化燃燒條件；煤氣過
大又會使煤氣因缺氧而不能燃燒，白白浪費能源。
在保證煤氣完全燃燒的條件下，使助燃空氣量最少，
則燃燒溫度越高，而爐子加熱速度則越快，煤氣消耗
量越低。例如，煤氣熱值1 700 kcal／m 時，開車2～
3 h后，出鋼速度恒定，加熱段煤氣消耗量8 300 m ，
空氣量15 000 in ，爐溫1 160 oC；將空氣量減少到
12 400 m 時，10 min后，爐溫升至1 200 oC穩定；當
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總第201期
空氣量減為10 000 m ，10 min后，爐溫降低到
l 140 oC。可見，空氣系數存在最佳值。當空氣系
數過大時，爐溫會降低，煙氣中含0，量增多，導致
離爐煙氣帶走的熱損失增加，當空氣系數過小時，爐
溫會降至更低，造成煤氣不完全燃燒，使煙氣中的
CO、CH 等可燃成分含量增多，爐子的化學熱損失
增加。爐溫降低，必然使爐內輻射熱交換狀況變壞，
最終導致燃料消耗量的增加。表4為1組配比的經
驗值。
表4 空氣、煤氣配比參照表
Tab．4 Reference table of proportion ratio of air and gas
在加熱段控制空氣量在接近理論空氣需要量的
水平，均熱段控制在比理論空氣需要：量稍高，這樣
均熱段未參與反應的O 能在加熱段參與反應，有
利于提高加熱段溫度。
(上接第55頁)
5 結語
通過生產實踐可以看出，實現低硅冶煉的措施
應主要從以下幾個方面考慮。
(1)在原燃料方面首先要考慮降低硅源，通過
精料手段降低入爐焦比，降低焦炭灰分，減少SiO：
入爐。
(2)在操作方面主要以抑制SiO 還原為主，通
過適當提高堿度，降低SiO 活度、降低軟熔帶、壓縮
滴落帶等措施，使鐵水和爐渣在滴落帶滯留時問縮
短，減少含碳鐵滴和SiO：的接觸時間。通過縮短
40
4 應用效果及效益分析
采取上述優化措施后，板坯的氧化鐵皮生成量
得到較好控制，板坯氧化燒損率由1．320％ 降低到
1．216％ 。有利于板材表面氧化鐵皮壓入缺陷的控
制。爐生氧化鐵皮去除不良通常是板坯加熱溫度偏
高和在爐時間過長的結果。因此，通過降低板坯出
爐目標溫度、減少板坯在爐時間等措施，不僅有利于
提高板坯爐生氧化鐵皮去除率，而且還有利于減少
二次和三次氧化鐵皮的缺陷量，從而減少了板材表
面氧化鐵皮壓入缺陷的產生，提高了成材率；同時降
低了煤氣消耗量，有利于節約能源。爐渣量的降低
還減少了加熱爐的小修周期。
5 結語
通過改進鑄坯在爐時問、調整加熱爐各段溫度
范圍、改善加熱爐氣氛控制等手段，板坯氧化燒損率
明顯降低，有利于鋼板表面氧化鐵皮壓入缺陷的控
制，提高成材率，降低煤氣消耗量，減少加熱爐內均
熱段積渣量和延長加熱爐運行周期，在能源、生產及
加熱爐修護方面都取得了較好的效益。
反應時間和減少硅的還原，達到降低生鐵含硅目的。
(3)在保證爐缸熱量充沛的前提下，通過復合
噴吹手段適當降低風口回旋的區溫度，減少SiO 的
揮發，可有效降低鐵水中的硅含量。
(4)保持爐況長期穩定是進一步進行低硅冶煉
的基礎和前提。
參考文獻
[1]王筱留．高爐生產知識問答[M]．第二舨．北京：冶金工業出版
社，2008：302～305．
[2]馬良．高爐富氧大噴煤的操作實踐[J]．冶金動力，2000，(4)：68
69

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