鋼胚料在高溫爐內(nèi)加熱時，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，因此燒損指標是加熱爐作業(yè)的重要指標之一。

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很繁重的勞動，嚴重的時候加熱爐會被迫停產(chǎn)。

氧化鐵皮還會影響鋼的質(zhì)量，它在軋制過程中壓在鋼的表面上，就會使表面產(chǎn)生麻點，損害表面質(zhì)量。如果氧化層過深，會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。

鋼的氧化過程及氧化鐵皮結(jié)構(gòu)

鋼在加熱過程中，其表層的鐵與爐氣中氧化性氣體O2、CO2、H2O、SO2等接觸發(fā)生化學反應(yīng)并生成氧化鐵皮，這個反應(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。

氧化鐵皮的形成過程也是氧和鐵兩種元素的擴散過程，氧由表面向鐵的內(nèi)部擴散，而鐵則向外部擴散，外層氧的濃度大，鐵的濃度小，生成鐵的高價氧化物。所以氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)實際上是分層的，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、鋼的成分對氧化速度有較大的影響，而加熱時間主要影響鋼的燒損量。

（1）加熱溫度的影響。因為氧化是一種擴散過程，所以溫度的影響非常顯著，溫度愈高，擴散愈快，氧化速度愈大。常溫下鋼的氧化速度非常緩慢，600℃以上時開始有顯著變化，鋼溫達到900℃以上時，氧化速度急劇增長。這時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）加熱時間的影響。在同樣的條件下，加熱時間越長，鋼的氧化燒損量就越多。所以加熱時應(yīng)盡可能縮短加熱時間。例如提高爐溫可能會使氧化增加，但如果能實現(xiàn)快速加熱，反而可能使燒損由于加熱時間縮短而減少。又如鋼的相對表面越大，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對減少氧化作用不大，因為燃料燃燒不完全，爐溫降低，將使加熱時間延長而使氧化量增加。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)逆向進行，就可以使鋼在加熱過程中不被氧化或少氧化，對于正常工作的加熱爐無法實現(xiàn)還原性氣氛，因為爐氣中不可能存在大量的H2和CO，所以在連續(xù)加熱爐中要實現(xiàn)控制氣氛的加熱是相當困難的。

當燃料中含S或H2S時，燃燒后SO2氣體或極少量H2S氣體，它們對FeO作用后生成低熔點的FeS，熔點為1190℃，這會使鋼的氧化速度急劇增大，同時生成的氧化鐵皮更加容易熔化，這都大大加劇了氧化的進行。

（4）鋼的成分。對于碳素鋼隨其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械強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規(guī)程的規(guī)定溫度。

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

保證煤氣燃燒的情況下，使過?？諝饬窟_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，防止吸入冷風貼附在鋼坯表面，增加氧化。

待軋時要及時調(diào)整熱負荷和爐壓，降爐溫，關(guān)閉閘門，并使爐內(nèi)氣氛為弱還原性氣氛，以免進一步氧化。