钢坯加热常见的几种缺陷
钢坯加热缺陷的预防措施
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11.1.2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=FeO3Feo+1/2O2=Fe3O42Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3 CO2:Fe+CO2=FeO+CO3Fe+4CO2=Fe3O43Fe+CO2=Fe3O4+CO H2O:Fe+H2O=FeO+H23Fe+4H2O=Fe3O4+4H23FeO+H2O=Fe3O4+H2 SO2:3Fe+SO2=FeS+2FeO1.1.3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。
加热常见缺陷及事故
如发现有上翘下曲的现象，要检查以下项 目： 上下部段炉温是否准确真实,注意烧嘴和热 电偶是否有关系。 有无单个烧嘴燃烧不正常,空气量过大,火 焰短小,使在其上方停留的板坯下表面温度 低.板坯空气量不足,火焰上飘,使在其上方 的板坯上表面温度高。 3、检查下部段的炉温差，根据轧线要求可 以随时调整。 4、调整炉压，防止冷气吸入过多。
3)加热气氛。 烧损量和加热温度的关系。 假如包含有水蒸气和二氧化硫,烧损量就会 急剧增加。特别是包含有二氧化硫时,即使 在还原性气氛中,氧化铁皮的生成量也是很 多的。烧损还与过剩空气有关,从提高热效 率的角度来讲,过剩空气多也是个损失,而 从板坯烧损的角度来看,也应该减少过剩空 气量。特别在抽出端附近,应该使之形成还 原性或中性气氛。
八、降低板坯烧损的途径 (1)所谓烧损,是指由于加热产生的氧化 铁皮而使板坯减少的重量.影响烧损的因素 有: 1)加热时间。加热时间是影响生成氧化铁 皮的主要因素之一。加热时间越长,烧损越 大。 2)加热温度。烧损量和加热温度的关系.烧 损量大约从900℃开始到1100℃左右,有急 剧增加的趋势。
5、如果在轧制时，除鳞不干净，可使一次铁鳞 压入板坯表面，造成产品的表面质量事故。 6、轧制时需要大量的高压水除鳞冲刷。 7、轧制时，由于有氧化铁皮的存在，轧机咬入 板坯困难，且咬入后打滑。给设备造成不同程度 的损坏影响生产。 为了减少氧化铁皮的形成，一定要控制好空 燃比，尽量少用氧化性气氛烧钢，减少炉内的过 剩空气量。在加热条件允许情况下，可以采用快 速加热和高温时间的停留。但仅局限于普碳钢、 不锈钢或硅钢等，高合金钢是不允许的。
三、什么是脱碳？如何防止？ 加热时，原料板坯的表面层所含的碳被 氧化而减少的现象，称为脱碳。造成脱碳 的气体有氧气、氢气、二氧化碳、和水蒸 汽。 脱碳钢淬火后，表面硬度、疲劳强度及 耐磨性降低，而且表面形成拉应力，易形 成网状裂纹。脱碳对普通钢的机械性能影 响不显著。但对某些合金钢如滚珠轴承钢， 则会影响耐磨性和抗压性。脱碳还能使烧 损量大大增加。
钢坯中常见缺陷
钢坯中常见缺陷危害钢坯质量的各种疵病。
钢坯的缺陷按其来源可分成两类：炼钢和铸锭造成的缺陷及轧钢造成的缺陷。
从缺陷所在的部位又可分表面缺陷及内部缺陷两种。
钢坯缺陷主要有：结疤、裂纹、拉裂、夹杂（见非金属夹杂）、缩孔残余（见缩孔）、气囊、气泡、内裂、过烧、内热、尾孔、牙痕、折叠、划痕、压痕、凹陷、角不满、弯曲（见弯曲度）、耳子、扭转、炸裂、剪切缺陷、清理不良、翻皮、接痕、网状裂纹、劈裂、尺寸超差及麻点等。
（1）气囊。
沸腾钢坯剪切断面出现类似缩孔的缺陷。
断面上有对称垂直轴线的舌状波峰，波峰裂口处出现粒状夹杂物、冒火、变色等。
有时表面发生鼓包、撕裂、剪切宽展面大等现象，成品坯表面出现凸包，截面上有舌状波峰，严重的钢坯有通长的孔洞。
（2）内裂。
钢坯内部的裂纹，轧制有胀肚现象时剪255garlg钢切断面上形成对称的单波峰或双波峰，波峰下有裂纹和冒蓝火现象，波峰处无低熔点物质析出。
（3）内热。
钢锭内部温度高于表面温度，在轧制时有胀肚。
钢坯的非轧制面凸起，剪切时压陷，宽展大，剪切截面上出现“П”字形波峰，在波峰处无低熔点物质溢出。
（4）尾孔。
钢坯的鱼尾没切净称尾孔，又称机械缩孔，但波峰不一定对称，波峰下表面平滑而无夹杂物溢出。
（5）牙痕。
钢坯表面上呈纵向裂纹缺陷，裂纹中间宽且深，逐渐向两端闭合，表面光滑，内无夹杂物。
（6）凹陷。
钢坯两侧边成曲线内凹。
（7）角不满。
钢坯角部没充满，或圆角半径过大，形如缺角。
角不满可出现在一个角或几个角，钢坯的局部或全长。
（8）炸裂。
导热系数低的钢，因加热速度过快或者冷却速度过快而产生的裂纹。
炸裂多呈龟裂和横裂，裂口清洁而整齐。
在开裂的过程中有响声，严重者出现钢坯截断现象。
（9）剪切缺陷。
有：压扁，剪切后钢坯端部的宽展超过标准要求；切斜，钢坯端部截面与纵向轴线不垂直；长短尺，没有按定尺剪切；毛头，钢坯端部漏切。
（10）清理不良。
如：烧坑，火焰枪引火操作不良造成凹坑；宽深比不合，钢坯清理宽深比小于5：1；花纹棱角过大，走枪时宽度不够；漏检，清理前缺陷未检查出来，漏清理。
钢铁加热钢坯及钢料热处理容易出现的问题
工艺管控随着我国大力倡导绿色环保的发展理念，在未来的发展中将以环保型可回收压裂液作为重要的发展方向。
一般来说，致密气压裂返排液的量较多，这也就导致了成本得不到合理的控制，从而影响气田的发展。
长庆气田在不断的研究下，研发出了EM50可回收压裂液，其具有较为明显的优点，不仅能够携砂降阻，还能够有效的实现返排，而且经过简单的处理之后还可以再次利用，在很大程度上降低了处理的成本，同时也实现了可持续发展。
5支撑剂支撑剂作为致密气压裂工艺中不可或缺的组成部分，其能够有效的控制裂缝的闭合。
支撑剂的质量在一定程度上对裂缝的导流能力有巨大的影响，其中对进井筒地带裂缝导流能力的影响最为直观，同时也对增产的效果有着紧密的联系，常规支撑剂主要有陶粒、石英砂等。
对于支撑剂的选择来说，应该结合储层闭合压力，以及设计导流的能力进行选择，如果闭合压力在42MPa以上，温度小于121℃的储层，一般使用覆膜石英砂；如果压力较小的就应该根据实际的情况进行支撑剂的选择。
对于覆膜石英来说，其主要由改性树脂包在石英砂表面经过热固处理制作而成的，能够在很大程度上降低石英砂破速率，以及降低颗粒的运移对导流能力造成的影响。
将石英砂通过化学覆膜的方式改造成疏水支撑剂，还能够提高气相渗透率。
如果在支撑剂的使用过程中发现其沉降速率较快时，会发现有效的支撑面积会变小，而导致支撑剂不能够正常的被使用，对整体的施工质量造成影响。
在满足闭合压力的条件下，低密度的支撑剂能够实现对成本的节约，同时还能够增加有效缝高和缝长，这将是支撑剂的未来发展方向。
6结语从上述内容可以知道，在我国的致密砂岩气压裂工艺中存在着很多的问题，而且工作流程也较为复杂，但是我们仍然应该不断对其进行更新和完善。
对于致密砂岩气压裂施工工业来说，在致密气含水层的施工中，为了保护储层以及提高携液效率，应该保证小油管环空分层压裂技术是直井/定向井开发的有效方式。
还应该了解到，在未来的发展过程中，应该将研究方向放在水平井体积压力上，这样才能够保证致密气的增产。
钢坯常见缺陷图谱讲解
在带锯锯切过程因板坯内部应力引起的锯切断裂
缺陷名称 压痕(轧痕)
代码
缺陷特征
轧件表面压入异物，孔型掉肉或粘附异物而造成的钢坯表 面无规或有规律性分布的凹坑或凸痕。
此缺陷主要因轧机的翻钢钩引起 的表面压痕，为与钢坯长度方向 平行的纵向缺陷。
此缺陷主要由推钢机滑块突出造 成。
缺陷名称 刮伤
代码
缺陷特征
钢坯表面被划出沟痕或刮去一条金属。
产生的原因可能为钢坯在传输或轧制时碰到辊道或轧机上有异物尖锐突出，与钢坯 接触时，在表面留下一条强制的刮伤，发生此类缺陷应在过钢件上检查是否有设备 原因。
代码
缺陷特征
钢坯断面呈平行四边形、梯形等形状的缺陷。
因为轧制原因造成。
缺陷名称 代码
缺陷特征
凹面
钢坯表面呈凹面。
主要是由压缩比不够，造成的。
缺陷名称 代码
缺陷特征
切割裂纹
因火焰切割产生的裂纹
部分合金钢由于硬度比较高，在火焰切割后由于受热而产 生应力使得端部切割后产生裂缝。
缺陷名称 辊环压痕
代码
常见缺陷图谱
板、方、管区域精整的坯料中存在的缺 陷种类很多，具有一定的特点，下面对钢坯 存在的缺陷的形状和部分产生原因进行介绍
缺陷名称 角部横裂
代码
缺陷特征
钢坯角部与轧制方向近乎垂直的横向线状缺陷。
形成原因：多为角裂的扩展
缺陷名称 缩孔
代码
缺陷特征
在钢坯断面上残留的缩孔超过规定切头的部分。
ห้องสมุดไป่ตู้
钢锭浇注凝固时，发生体积收缩，先凝固部分的体积收缩可由尚未凝固的钢液 补充，当钢液由外向内，由下向上冷却的过程中，在铸锭上部中间最后凝固的 部分，因得不到钢液的补充，集中形成了倒圆锥形的收缩孔洞，称为缩孔。这 里主要因为剪切不够，在剪切端面上的缩孔。
钢坯的加热缺陷及预防措施
（ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ， Ｓ ｈ ｏ ｕ ｇ ａ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｕ ｉ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ （ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ） Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｌ ｉ ｕ ｐ ａ ｎ ｓ ｈ ｕ ｉ ５ ５ ３ ０ ２ ８ ， Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｏ ｒ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ ｓ ｉ ｎ ｈ ｅ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ｐ ｏｃ ｒ ｅ ｓ ｓ ，ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ， ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｐ ｕ ｔ ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ｄ ｔ ｏ ｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ —
预 防或减 少缺 陷产 生 的办 法 等进行 分 析 ， 以改进 加热 操 作 控制 方 法 ， 防止 加 热 缺 陷 的产 生 ， 提 高 加热 质量 和加热 效 率 。
两种 元素 接触 以后 ， 在高 温条 件下 发生 化学反 应 而生 成不 同价 的氧化 铁 ， 最外层 是铁 的最 高 价氧
轧钢常见缺陷
2)腰厚、腰薄产生的主要原因是：如按孔型设计头部压下量为77—=6.7mm；腰部压下量为16一＝1.5mm，如果六孔压下量加大l.5mm，则头部尺寸为75.5mm压下量由6.7mm减少到5.2mm，腰部压下量由1.5mm减少到0，自然头部对腰部有拉伸加之腰部无压下而宽展，所以腰变薄，反之腰部变厚。
(1)因辊式或立式矫直机调整操作不当，将钢轨矫断。
(2)钢质不好，如局部夹杂、偏析，在矫直过程中被矫(压)裂(断)。
3、线材常见缺陷
缺陷名称
缺陷特征
产生原因
耳子
盘条表面沿轧制方向的条状凸起称为耳子，有单边耳子，也有双边耳子。在高速线材轧机(连轧)生产中，最终产品头尾两端很难避免耳子的产生。
1)轧槽导卫安装不正及放偏过钢，使轧件产生耳子。
(1)卫板安装不良，使钢轨产生力偶，形成扭转。
(2)轧件温度不均或压下量不均，造成各部延伸不一致。
(3)矫直机调整不当，钢轨受力偶作用。
(4)在冷却台架上翻钢时因温度较高也会出现扭转。
弯曲
钢轨沿垂直或水平方向呈现不平直的现象叫弯曲，一般呈镰刀形或波浪形，仅在端部的弯曲又叫弯头。
(1)由于重轨的头、腰、底面积相差较大，使轧制、冷却等工序操作易产生弯曲。
(1)钢坯带来的表面非金属夹杂物。
(2)在加热或轧制过程中，偶然有非金属夹杂物(如加热炉的耐火材料及炉渣等)，附在钢坯表面上，轧制时被压入钢材，冷却经矫直后部分脱落。
分层
此缺陷在型钢的锯切断面上呈黑线或黑带状，严重的分离成两层或多层，分层处伴随有夹杂物。
(1)主要是由于镇静钢的缩孔或沸腾钢的气囊未切净。
(1)主要因钢坯缩孔部分未切净。
钢铁材料常见缺陷(图谱)及产生原因
科普知识钢铁材料常见缺陷（图谱）及产生原因我们在材料采购、生产加工以及试验检测过程中，经常发现材料中存在这样那样不同程度的缺陷，有的缺陷可能直接影响到使用。
为了进一步了解和识别缺陷成因及其对构件的影响，与大家共同学习，共同提高，第一部分为“钢铁材料常见缺陷及产生原因”; 第二部分为“缺陷图谱”；“图谱”部分是笔者多年收集、整理、编写而成，供大家参考。
（一）钢铁材料常见缺陷及产生原因型钢常见缺陷重轨常见缺陷线材常见缺陷中厚板常见缺陷热轧板（卷）常见缺陷冷轧板（卷）常见缺陷镀锌板（卷）常见缺陷镀锡板（卷）常见缺陷彩涂板（卷）常见缺陷硅钢产品常见缺陷露晶带钢表面上可看到隐约可见的晶粒。
(1)CA3线MgO底层含水率较高。
(2)带钢在CA3线过氢化或油污清洗不净。
(3)CB炉露点高。
保护气体中的含氧量高或含有水份。
(4)保护气体供给量不是。
(5)钢卷装CB炉前滞留时间长使MgO含水率增高。
(6)密封不严吸人空气。
二：缺陷图谱图1-8为弯曲试验缺陷，图9-21为拉伸断口图1:刮伤图2：角钢中夹渣分层图3：角钢夹渣分层图4：夹杂分层图5：气泡起层图6：三分层缺陷图7：气泡形成三分层图8：角钢上的缩管分层图9：结晶状断口和星状断口图10：全杯状断口和半杯状断口图11：菊花状断口和燕尾断口图12：燕尾断口和斜断口图13：中心增碳和心部增碳图14：心部增碳图15：表面增碳图16：结晶胎性断口和残余增碳图17：结晶胎性断口和残余缩孔断口图18：残余缩孔断口和残余缩孔图19：缩孔断口和缩孔横截面劈开成二半图20：缩孔断口图21：白点断口和劈开断口。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•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。
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质碳素结构钢和合金钢等。
这些钢都有其特殊用途，脱碳后，由于钢的表面与内部含碳量不一致，降低了钢的强度和影响了使用性能。
尤其对要求具有高耐磨性、高弹性和高韧性的钢来讲，由于脱碳而大大降低表面硬度和使用性能，甚至造成废品。
控制方法：严格加热制度，合理控制炉温和炉内氧化气氛。