燃气加热炉中减少金属氧化皮的措施

燃气加热炉在使用过程中，炉子的温度和气氛需调整得当，如果操作会出现钢坯的加热缺陷，如氧化、脱碳、过热等。这些缺陷将影响金属的加热质量和产品缺陷。本文指的燃气加热炉是大科在实际生产中接触的配套天然气烧嘴的天然气加热炉，金属指的是钢坯或是不锈钢产品。
钢的氧化过程是一个复杂的物理化学反应过程。钢坯在加热炉内加热时，炉内含有大量的氧气、二氧化碳和水，钢坯的表面层要发生氧化。有的钢坯在做到成品过程中往往需要多次炉内加热，每一次加热，将会有0.5%-3%的钢坯进行氧化。氧化不仅造成钢的直接损失，而且钢坯氧化后铁皮会堆积在炉底上，不仅使耐火材料受到侵蚀、影响炉体寿命，而且清除这些氧化皮需要很长时间和工序。除此之外氧化皮还降低了加热炉的加热速率增加了能耗，特别是以天然气烧嘴为加热方式的燃气炉中能耗增加明显。
燃气加热炉中钢坯的氧化皮是怎样生成的。常识所知，钢在常温下也会氧化生锈，在干燥环境下生锈过程比较缓慢。但在200-300℃表面会生成氧化膜，如果湿度不大，这时氧化速度并不快。此时如果温度继续升高，氧化速度也随之加快。到1000℃以上，氧化过程开始剧烈进行，当**过1300℃以后，氧化皮开始熔化。如果以900℃氧化量为1，则1000℃可能为2,1300℃可能会达到7。燃气加热炉中钢坯的氧化过程从化学反应原理来看，是由于炉内的氧化性气体和钢坯表面的铁元素进行化学反应，生成了氧化铁。
影响金属氧化的因素有多个。
首先是由加热炉的炉内温度影响。上文中提到钢坯在900度以下时氧化速度很小，到达1000℃以上则急剧上升。因为随着温度升高，各成分的扩散加快，**过1300℃以后表面氧化皮开始熔化，扩散的阻力减小，氧化速度大大增加。
其次是钢坯在炉内加热时间的影响。在同样的条件下，加热时间越长，钢坯的氧化皮生成越多。在实际生产中提高温度可能会使氧化增加，但如果能够实现快速加热，减少加热时间，也能减少氧化发生。
再者是加热炉内气氛影响。天然气加热炉中炉内气氛受天然气成分、空气过剩系数、烧嘴的设计等因素影响。燃气加热炉可分为氧化性气氛、中性气氛、还原气氛。炉内的氧化气体一般有氧气、二氧化碳、水等气体。氧气一般是由过剩空气带入，所以在保证完全燃烧的前提下，应当尽量减少过剩空气量，这就对烧嘴的性能要求很高。但一般炉子都属于氧化性气氛。
还有一个原因导致氧化皮生成，就是钢坯本身含碳量的增加，钢坯中碳的氧化生成一氧化碳阻止了氧化性气体的反应。
燃气加热炉中如何减少金属氧化皮产生。从上文中氧化皮产生的因素和途径可以看出如果采取措施。
快速加热。减少钢坯在高温区停留时间。加热炉和后续的锻造轧钢设备设计能力适应，让钢坯达到生产温度的时候立马出炉，减少高温停留时间。
控制炉内气氛。选用高调节比的烧嘴，如DK高速烧嘴，并配套性能稳定的空燃比例阀。尽量减少炉内过剩空气，保持炉内微正压，避免大量空气吸入。
使用保护气体层和保护涂料。有条件的炉子在烧嘴下面可通入保护气体，在钢坯表面涂上一层保护涂料。