一、加熱爐的原理
1、目的
加熱的目的是把坯料加熱到均勻的、適合軋制的溫度（奧氏體組織）。溫度提高以后，首先是提高鋼的塑性，降低變形抗力，使鋼容易變形。如T12鋼室溫下變形抗力約為600Mpa，加熱到1200℃時(shí)變形抗力下降到30Mpa左右，只相當(dāng)室溫下變形抗力的二十分之一。加熱溫度合適的鋼，軋制時(shí)可以用較大的壓下量，減少因磨損和沖擊造成的設(shè)備事故，提高軋機(jī)的生產(chǎn)率和作業(yè)率，而且軋制耗能也較少。其次，加熱能改善鋼坯的內(nèi)部組織和性能。不均勻組織和非金屬夾雜物通過(guò)高溫加熱的擴(kuò)散作用而均勻化。加熱溫度和均勻程度是加熱質(zhì)量的標(biāo)志，加熱質(zhì)量好的鋼，容易獲得斷面形狀正確、幾何尺寸精確的成品。
2、加熱過(guò)程
鋼坯的加熱溫度包括表面溫度、沿?cái)嗝嫔系臏囟炔罴把嘏髯娱L(zhǎng)度方向上的溫度差。鋼坯在爐內(nèi)的最終加熱溫度是考慮了軋制工藝、軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及爐子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等實(shí)際情況后規(guī)定的。加熱到規(guī)定溫度所需時(shí)間，取決于鋼坯的尺寸、鋼種、采用的溫度制度及一些其他條件。
鋼坯在爐內(nèi)以對(duì)流方式和輻射方式得到熱量，前者是爐氣沖刷鋼坯表面；后者是爐氣和熾熱的爐襯輻射熱。我們加熱爐沿長(zhǎng)度方向上分三段控制：即預(yù)加熱段、加熱段和均熱段。鋼坯進(jìn)入加熱爐預(yù)熱段，熱流逐漸增大，鋼坯到二加熱段，熱流基本保持不變，鋼坯到均熱段，熱流逐漸減小。鋼坯在均熱段內(nèi)，鋼坯表面溫度基本保持不變，而斷面溫差逐步縮小，鋼坯表面得到的熱量以熱傳導(dǎo)的方式向內(nèi)部擴(kuò)散。傳給鋼坯表面的熱流越小、受熱面積越大、鋼坯的斷面尺寸越小、鋼的導(dǎo)熱率越大，斷面溫差就越小。一般斷面大的鋼坯要比斷面小的鋼坯加熱時(shí)間要長(zhǎng)，合金鋼要比碳鋼的加熱時(shí)間要長(zhǎng)。
3、加熱缺陷
合金鋼開裂：加熱開始階段（700℃以下），對(duì)高碳工具鋼、高錳鋼、軸承鋼、高速鋼等這類導(dǎo)熱率小的鋼，如果升溫速度過(guò)快、表面溫度驟然升高而斷面溫差過(guò)大，將產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。
過(guò)熱和過(guò)燒：加熱溫度過(guò)高或高溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使鋼的晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，晶粒間的聯(lián)系削弱，鋼變脆，這稱為過(guò)熱。過(guò)熱的坯料軋制時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋；即使軋制沒有開裂，成品的力學(xué)性能也不能滿足要求。過(guò)熱鋼坯進(jìn)行正火可以挽救。過(guò)熱進(jìn)一步發(fā)展，晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大，而且晶界出現(xiàn)氧化或熔化，軋制時(shí)往往碎裂或崩裂，這稱為過(guò)燒。過(guò)燒的坯料是不可挽救的廢品。在軋制作業(yè)突然出現(xiàn)故障停軋時(shí)，容易出現(xiàn)過(guò)熱或過(guò)燒現(xiàn)象；高碳鋼如溫度控制不當(dāng)，也很容易造成過(guò)熱或過(guò)燒現(xiàn)象。
鋼坯的氧化和脫碳：鋼坯在爐內(nèi)加熱的過(guò)程中，鋼中金屬元素和爐內(nèi)的氧化性氣氛發(fā)生反應(yīng)并生產(chǎn)氧化鐵皮（氧化鐵皮的內(nèi)層是氧化鐵、中間層是四氧化三鐵、最外層是三氧化二鐵）。脫碳是鋼中的碳元素向表面擴(kuò)散并和爐內(nèi)氣氛反應(yīng)而引起的。軸承鋼、工具鋼、彈簧鋼和其他一些鋼種，鋼的脫碳是有害的，脫碳后的鋼件表面在淬火時(shí)達(dá)不到所要求的硬度，此外還使抗壓性能、耐磨性能、彈性降低。
氧化和脫碳過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，它們都和加熱條件（溫度、爐內(nèi)時(shí)間、爐內(nèi)氣氛以及坯料的化學(xué)成分）有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，溫度小于750℃時(shí)氧化和脫碳都不明顯。但溫度大于800℃時(shí)增加的特別快。
特別注意的是：對(duì)于碳鋼加熱溫度一般不能大于1300℃，大于此溫度，其一，鋼坯表面的氧化鐵皮會(huì)熔化（純氧化鐵皮的熔點(diǎn)為1377~1565℃，含有雜質(zhì)時(shí)降到1300~1350℃），從鋼表面上掉下來(lái)，露出新的表面，燒損迅速增加。其二，當(dāng)加熱溫度大于1300℃時(shí)，鋼坯很有可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱或過(guò)燒。生產(chǎn)其它鋼種時(shí)更應(yīng)該注意最高加熱溫度。
鋼坯氧化燒損后，必然影響成材率；氧化鐵皮的熱導(dǎo)率非常差，對(duì)鋼坯的加熱時(shí)間有影響；氧化鐵皮脫落并堆積在爐低，人工清理非常困難，工作非常辛苦。
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