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减少板坯氧化烧损的措施

文档作者：王丽云，刘翠花，金鑫鑫，马欣然，陈爱苗文档来源：河北钢铁集团		点击数：	更新时间： 2025年07月16日
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总第201期
2012年第9期
河北冶全
HEBEI M ETALLURGY
T otal N O 201
2012，Number 9
减少板坯氧化烧损的措施
王丽云，刘翠花，金鑫鑫，马欣然，陈爱苗
(河北钢铁集团唐钢中厚板材有限公司，河北唐山063016)
摘要：氧化烧损是金属热加工中影响经济技术指标的重要因素。轧钢加热炉在加热过程中钢的氧化烧
损会造成一定的经济损失，同时氧化铁皮还会降低成品表面质量，延长钢在炉加热时间，增加停炉清渣
次数等。通过分析、讨论影响板坯氧化烧损的因素，提出了降低板坯出炉目标温度、减少板坯在炉时间、
合理控制炉内气氛等优化措施，板坯氧化烧损得到有效控制，创造了良好的经济效益和社会效益。
关键词：板坯；氧化烧损；均热温度；在炉时间；炉膛气氛；优化
中图分类号：TG333．2 文献标识码：B 文章编号：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
随着中厚板产品市场竞争的日益激烈，唐钢中
厚板公司从改善技术经济指标人手来提高板材效
益。具体到轧钢方面考虑尽量减少钢坯的氧化烧损
来降低轧制损失。板坯在高温加热过程中，其表层
金属容易与加热炉炉气中的0：、H：O、CO：等氧化
性气体发生反应，形成板坯氧化烧损，烧损率一般在
1．3％ ～1．6％ 。
板坯氧化烧损的主要危害有：板坯氧化严重时，
影响氧化铁皮的去除，除鳞不净造成甩坯或在轧制
过程中造成氧化铁皮压入，影响轧制状态和板材的
表面质量，降低成材率；板坯烧损严重，造成煤气消
耗的上升和加热炉停炉清渣次数增多。
2 影响板坯氧化的因素
收稿日期：2012—08—26
作者简介：王丽云(1982一)，女，助理工程师，2007年毕业于河北理
工大学金属材料工程专业，现在河北钢铁集团唐钢中厚板公司工
作，E—mail：lywangO801@sina．COll1．(·n
38
影响板坯氧化的主要因素有：加热时间、加热温
度、炉内气氛。其中影响最明显的是加热温度，氧化
烧损量随加热温度升高而剧烈增加。
2．1 板坯表面氧化铁皮形成机理
氧化铁皮的形成过程是氧由表面向铁的内部扩
散，铁向外部扩散的过程。
加热过程中钢的氧化反应：
0，与铁的反应：Fe+1／20，=FeO
3Fe+202=Fe3O4
2Fe O4+1／202=3Fe2O
CO2与钢的反应：Fe+CO2=FeO+CO
3Fe+4CO2=Fe3O4+CO
H 0与铁的反应：Fe+H2O=FeO+H2
3Fe+4H2O =Fe3O4+4H2
3FeO +H2O ：Fe3O4+H2
氧化铁皮的结构是分层的，与铁基紧邻的是
FeO，向外依次是Fe3O4和Fe O 。一般FeO较松
散，Fe，O 和Fe O 较致密。除鳞效果随着氧化铁
河北冶金 2012年第9期
皮松散层厚度的增加而下降，原因是松散层有较多
的气孔，当喷水除鳞时氧化铁皮迅速冷却，由热应力
产生的裂纹被松散层的气孔所缓解，裂纹不能到达
钢的基体面，高压水冲击不能完全去除板坯表面的
氧化铁皮。所以当钢坯表面含的FeO量过多时会
导致除鳞不净。
2．2 出炉温度偏高
工艺优化之前，为了保证轧线生产速度和保护
轧机，板坯在炉时间短，加热炉各段温度都控制得较
高(见表1)，造成加热烧损量在高温下急剧增高。
表1 加热炉各段温度 ℃
Tab 1 Temperatures of various segments in heating furnace ℃
2．3 铸坯在炉时间不合理
影响铸坯在炉加热时间的因素主要有：(1)轧
制节奏。产量高时，轧制节奏快，铸坯在炉加热时问
短。(2)铸坯规格尺寸。铸坯厚度越厚，宽度越宽，
要求加热时间越长。(3)铸坯热装量和热装温度。
铸坯热装量大和热装温度高，所需要的加热时间就
短等等。唐钢中厚板公司在铸坯加热过程中，由于
检修或设备问题造成钢坯待温时间较长，增加了氧
化烧损量。
2．4 炉膛气氛控制不合理
正常生产情况下空燃比为1．0左右，比理论值
(1．1)偏低。因鼓风机压力偏小，空气与煤气配比
不好，导致空气供应量不足。炉内煤气含量过多，偏
还原性，且火焰温度偏低导致传热效果不好，钢坯加
热不均匀，钢坯表面不易生成氧化铁皮。
另外加热段和均热段煤压过高且不能调，因为
煤气燃烧热值较低(CO含量20％ 左右)，若降低煤
气流量则炉温达不到要求，也不能加大排烟量，因烟
温过高会使排烟机烟嘴烧结而堵塞。这种情况加热
会造成钢坯局部加热温度过高，对钢坯影响较大。
3 改进措施
3．1 板坯出炉目标温度优化
板坯的出炉温度，要考虑钢的化学成分、对钢板
性能的要求、加热炉和轧钢设备的能力。出钢温度
越低，能耗就越少。据资料记载，钢坯温度每降低
50℃ ，能耗可降低2．2×10 kcal／t，但是钢的温度并
不能一味的降低，它要受到电机、设备和承受能力以
及钢在奥氏体单相区范围内加热的限制。大量实践
表明，适当降低加热温度不影响钢的性能，对板坯出
炉目标温度进行了优化，详见表2。
表2 部分钢种出炉温度 ℃
Tab．2 Furnace—exit temperatures of part grades of steel oC
钢种 出炉温度
Q235B
Q345
45#、50#
A32、D32、A36、D36
$275JR
一般强度船用结构钢板A、B、D级
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
出炉目标温度优化后，跟踪了钢坯的轧制情况：
不进行控制轧制时Q345B的二次开轧温度从原来
的1 020±30℃ 降到了1 000±30 oC，出炉温度优化
后，轧机的轧制压力在允许范围内。从产品质量的
跟踪情况来看，开轧温度降低后，没有影响产品的性
能，钢坯除鳞不净情况却大大降低。
3．2 板坯加热在炉时间的优化
板坯在炉时间对板坯加热质量和板坯氧化烧损
的影响都非常大。而板坯在炉时问根据板坯入炉温
度、板坯出炉目标温度要求不同而不同。在不影响
板坯加热质量的前提下，尽量降低板坯最短在炉时
间，详见表3。
表3 部分钢种钢坯在炉时间h
Tab．3 In—furnace time of slab of part grades h
优化板坯最短在炉时问后，对板坯加热质量进
行了跟踪，统计结果显示，板坯的加热质量没有受到
影响，说明优化是合理的。
另一方面，板坯在炉时问因为轧线故障或加热
炉故障造成板坯在炉时间过长时，通过对加热炉待
轧制度进行规范，避免板坯长时间高保温，从而最大
限度降低板坯氧化烧损。
3．3 炉内气氛控制优化
合理的控制空燃比将是降低能耗的重要手段，
风量过大将会造成废气增多，恶化燃烧条件；煤气过
大又会使煤气因缺氧而不能燃烧，白白浪费能源。
在保证煤气完全燃烧的条件下，使助燃空气量最少，
则燃烧温度越高，而炉子加热速度则越快，煤气消耗
量越低。例如，煤气热值1 700 kcal／m 时，开车2～
3 h后，出钢速度恒定，加热段煤气消耗量8 300 m ，
空气量15 000 in ，炉温1 160 oC；将空气量减少到
12 400 m 时，10 min后，炉温升至1 200 oC稳定；当
39
总第201期
空气量减为10 000 m ，10 min后，炉温降低到
l 140 oC。可见，空气系数存在最佳值。当空气系
数过大时，炉温会降低，烟气中含0，量增多，导致
离炉烟气带走的热损失增加，当空气系数过小时，炉
温会降至更低，造成煤气不完全燃烧，使烟气中的
CO、CH 等可燃成分含量增多，炉子的化学热损失
增加。炉温降低，必然使炉内辐射热交换状况变坏，
最终导致燃料消耗量的增加。表4为1组配比的经
验值。
表4 空气、煤气配比参照表
Tab．4 Reference table of proportion ratio of air and gas
在加热段控制空气量在接近理论空气需要量的
水平，均热段控制在比理论空气需要：量稍高，这样
均热段未参与反应的O 能在加热段参与反应，有
利于提高加热段温度。
(上接第55页)
5 结语
通过生产实践可以看出，实现低硅冶炼的措施
应主要从以下几个方面考虑。
(1)在原燃料方面首先要考虑降低硅源，通过
精料手段降低入炉焦比，降低焦炭灰分，减少SiO：
入炉。
(2)在操作方面主要以抑制SiO 还原为主，通
过适当提高碱度，降低SiO 活度、降低软熔带、压缩
滴落带等措施，使铁水和炉渣在滴落带滞留时问缩
短，减少含碳铁滴和SiO：的接触时间。通过缩短
40
4 应用效果及效益分析
采取上述优化措施后，板坯的氧化铁皮生成量
得到较好控制，板坯氧化烧损率由1．320％ 降低到
1．216％ 。有利于板材表面氧化铁皮压入缺陷的控
制。炉生氧化铁皮去除不良通常是板坯加热温度偏
高和在炉时间过长的结果。因此，通过降低板坯出
炉目标温度、减少板坯在炉时间等措施，不仅有利于
提高板坯炉生氧化铁皮去除率，而且还有利于减少
二次和三次氧化铁皮的缺陷量，从而减少了板材表
面氧化铁皮压入缺陷的产生，提高了成材率；同时降
低了煤气消耗量，有利于节约能源。炉渣量的降低
还减少了加热炉的小修周期。
5 结语
通过改进铸坯在炉时问、调整加热炉各段温度
范围、改善加热炉气氛控制等手段，板坯氧化烧损率
明显降低，有利于钢板表面氧化铁皮压入缺陷的控
制，提高成材率，降低煤气消耗量，减少加热炉内均
热段积渣量和延长加热炉运行周期，在能源、生产及
加热炉修护方面都取得了较好的效益。
反应时间和减少硅的还原，达到降低生铁含硅目的。
(3)在保证炉缸热量充沛的前提下，通过复合
喷吹手段适当降低风口回旋的区温度，减少SiO 的
挥发，可有效降低铁水中的硅含量。
(4)保持炉况长期稳定是进一步进行低硅冶炼
的基础和前提。
参考文献
[1]王筱留．高炉生产知识问答[M]．第二舨．北京：冶金工业出版
社，2008：302～305．
[2]马良．高炉富氧大喷煤的操作实践[J]．冶金动力，2000，(4)：68
69

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