光亮退火中气体的应用及重要性

【中国天然气网】保护气体的成分和纯度、加热和冷却制度、钢管的除油及脱水以及在 BA 处理前钢管的生产工艺等。 BA 板生产所采用的保护气体的成分和纯度是光亮退火的首要条件。 BA 采用H2、N2作为保护气体。是一种很强的还原剂，例如 Cr2 O3＋ 3H2一 2Cr + 3 H2O ，所以保护气体中线的浓度越高，光亮效果越好。以前广泛使用氮氢混合气，是在纯氮中加人 1 ％- 5 ％践（体积分数）；或是使用 75 ％氏和 25 ％从（体积分数）的氨分解气。随着技术的进步，为提高不锈钢管表面质量和生产能力，现在大型光亮炉上广泛使用纯氢气作保护气体，而在一些小型的炉子上由于保护气体制备的原因，普遍采用氨分解气体作保护气体，氨分解气含 75 ％践（体积分数），其光亮效果和生产率也很好。 随着处理温度和露点的降低，氧化温度随着降低。如在 1000 ℃ 发生的氧化（Cr2 O3）可被-30 ℃ 露点较高的处理温度还原，但当钢管温度降到600℃ 时则会重新被氧化。所以，在露点不变条件下，提高处理温度，或在处理温度不变的条件下降低露点温度，都可以取得较好的光亮效果。图2是露点和氢气的体积分数对 BA 板光亮度级别的影响。为了得到 3~ 4 号 BA 板，在大于 85%（体积分数）时，露点可在-35 ℃ ；但在55 ％-75 ％h2（体积分数）时，则露点温度应降至- 40 ℃ 以下。保护气体的露点直接与气体水分含量相关。由于 2Cr + 3 H2O2--Cr2 O3＋ 3H的反应使钢管表面氧化，保护气体露点应控制在-40~ -60 ℃ 的范围，水分含量（质量分数）为 1 . 21 ％-0 . 23 ％。同样，保护气体的残余氧含量（体积分数）也应小于 0 . 001 ％。由 Cr / Cr2O3平衡温度所决定，BA 板的质量与钢管加热后的冷却速度有极大关系。在通常的处理温度下，在从室温向高温的加热过程中，虽然在300 -800 ℃ 区间发生氧化，但在达到处理温度时很快被还原。只有在处理后的冷却过程中所发生的氧化再不能还原。因此，快速强化冷却是极其重要的。在 800 ℃ 以下冷却速度应在 20 ℃ ／ s 左右；冷却方法是用保护气体从下向上直接喷吹到处理钢管的表面。