鋼胚料在高溫爐內(nèi)加熱時(shí)，由于爐氣中含有大量O2、CO2、H2O，鋼表面層要發(fā)生氧化。鋼坯每加熱一次，有0.5%~3%的鋼由于氧化而燒損。隨著氧化的進(jìn)行及氧化鐵皮的產(chǎn)生造成了大量的金屬消耗，增加了生產(chǎn)成本，因此燒損指標(biāo)是加熱爐作業(yè)的重要指標(biāo)之一。

鋼的氧化不僅造成鋼的直接損失，而且氧化后產(chǎn)生的氧化鐵皮堆積在爐底上，特別是實(shí)爐底部分，不僅使耐火材料受到侵蝕，影響爐體壽命，而且清除這些氧化鐵皮是一項(xiàng)很繁重的勞動(dòng)，嚴(yán)重的時(shí)候加熱爐會(huì)被迫停產(chǎn)。

氧化鐵皮還會(huì)影響鋼的質(zhì)量，它在軋制過(guò)程中壓在鋼的表面上，就會(huì)使表面產(chǎn)生麻點(diǎn)，損害表面質(zhì)量。如果氧化層過(guò)深，會(huì)使鋼坯的皮下氣泡暴露，軋后造成廢品。為了清除氧化鐵皮，在加工的過(guò)程中，不得不增加必要的工序。

氧化鐵皮的導(dǎo)熱系數(shù)比純金屬低，所以鋼表面上覆蓋了氧化鐵皮，又惡化了傳熱條件，爐子產(chǎn)量降低，燃料消耗增加。

鋼的氧化過(guò)程及氧化鐵皮結(jié)構(gòu)

鋼在加熱過(guò)程中，其表層的鐵與爐氣中氧化性氣體O2、CO2、H2O、SO2等接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成氧化鐵皮，這個(gè)反應(yīng)叫鋼的氧化。根據(jù)氧化程度的不同，生成幾種不同的鐵的氧化物—FeO、Fe3O4、Fe2O3。

氧化鐵皮的形成過(guò)程也是氧和鐵兩種元素的擴(kuò)散過(guò)程，氧由表面向鐵的內(nèi)部擴(kuò)散，而鐵則向外部擴(kuò)散，外層氧的濃度大，鐵的濃度小，生成鐵的高價(jià)氧化物。所以氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是分層的，最靠近鐵層的是FeO，依次向外是Fe3O4和Fe2O3。各層大致的比例是FeO占40%，F(xiàn)e3O4占50%，F(xiàn)e2O3占10%。這樣的氧化鐵皮其熔點(diǎn)在1300~1350℃。

影響氧化的因素

影響氧化的因素有：加熱溫度、加熱時(shí)間、爐氣成分、鋼的成分，這些因素中爐氣成分、加熱溫度、鋼的成分對(duì)氧化速度有較大的影響，而加熱時(shí)間主要影響鋼的燒損量。

（1）加熱溫度的影響。因?yàn)檠趸且环N擴(kuò)散過(guò)程，所以溫度的影響非常顯著，溫度愈高，擴(kuò)散愈快，氧化速度愈大。常溫下鋼的氧化速度非常緩慢，600℃以上時(shí)開(kāi)始有顯著變化，鋼溫達(dá)到900℃以上時(shí)，氧化速度急劇增長(zhǎng)。這時(shí)氧化鐵皮生成量與溫度之間有如下關(guān)系：

鋼溫（℃） 900 1000 1100 1300

燒損量比值 1 2 3.5 7

（2）加熱時(shí)間的影響。在同樣的條件下，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，鋼的氧化燒損量就越多。所以加熱時(shí)應(yīng)盡可能縮短加熱時(shí)間。例如提高爐溫可能會(huì)使氧化增加，但如果能實(shí)現(xiàn)快速加熱，反而可能使燒損由于加熱時(shí)間縮短而減少。又如鋼的相對(duì)表面越大，燒損也越大，但如果由于受熱面積增大而使加熱時(shí)間縮短，也可能反而使氧化鐵皮減少。

（3）爐氣成分的影響?；鹧鏍t爐氣成分對(duì)氧化的影響是很大的，爐氣成分決定于燃料成分、空氣消耗系數(shù)n、完全燃燒程度等。

按照對(duì)鋼氧化的程度分：氧化性氣氛、中性氣氛、還原性氣氛，爐氣中屬于氧化性的氣體有O2、CO2、H2O及SO2，屬于還原性的氣體有CO、H2及CH4，屬于中性的氣體有N2。

加熱爐中燃料燃燒生成物常是氧化性氣氛，在燃燒生成物中保持2%~3%CO對(duì)減少氧化作用不大，因?yàn)槿剂先紵煌耆?，爐溫降低，將使加熱時(shí)間延長(zhǎng)而使氧化量增加。由于鋼與爐氣的氧化還原反應(yīng)是可逆的，因此，爐內(nèi)氣氛的影響主要取決于氧化性氣體與還原性氣體之比。如果在爐內(nèi)設(shè)法控制爐氣成分，使反應(yīng)逆向進(jìn)行，就可以使鋼在加熱過(guò)程中不被氧化或少氧化，對(duì)于正常工作的加熱爐無(wú)法實(shí)現(xiàn)還原性氣氛，因?yàn)闋t氣中不可能存在大量的H2和CO，所以在連續(xù)加熱爐中要實(shí)現(xiàn)控制氣氛的加熱是相當(dāng)困難的。

當(dāng)燃料中含S或H2S時(shí)，燃燒后SO2氣體或極少量H2S氣體，它們對(duì)FeO作用后生成低熔點(diǎn)的FeS，熔點(diǎn)為1190℃，這會(huì)使鋼的氧化速度急劇增大，同時(shí)生成的氧化鐵皮更加容易熔化，這都大大加劇了氧化的進(jìn)行。

（4）鋼的成分。對(duì)于碳素鋼隨其C含量的增加，鋼的燒損量有所下降，這很可能是由于鋼中的C氧化后，部分生成CO而阻止了氧化性氣體向鋼內(nèi)擴(kuò)散的結(jié)果。

合金元素如Cr、Ni等它們極易被氧化成為相應(yīng)的氧化物，但是由于它們生成的氧化物薄層組織結(jié)構(gòu)十分致密又很穩(wěn)定，因而這一薄層的氧化膜就起到了防止鋼的內(nèi)部基體免遭再氧化的作用。耐熱鋼之所以能夠抵抗高溫下的氧化，就是利用了它們能生成致密而且機(jī)械強(qiáng)度很好又不易脫落的這層氧化薄膜，比如鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻硅鋼等都具有很好的抗高溫氧化的性能。

減少鋼氧化的方法

操作上可以采取以下方法減少氧化鐵皮：

保證鋼的加熱溫度不超過(guò)規(guī)程的規(guī)定溫度。

采取高溫短燒的方法，提高爐溫，并使?fàn)t子高溫區(qū)前移并變短，縮短鋼在高溫中的加熱時(shí)間。

保證煤氣燃燒的情況下，使過(guò)剩空氣量達(dá)最小值，盡量減少燃料中的水分與硫含量。

保證爐子微正壓操作，防止吸入冷風(fēng)貼附在鋼坯表面，增加氧化。

待軋時(shí)要及時(shí)調(diào)整熱負(fù)荷和爐壓，降爐溫，關(guān)閉閘門，并使?fàn)t內(nèi)氣氛為弱還原性氣氛，以免進(jìn)一步氧化。