火焰表面清理指利用气割火焰铲除钢锭表面缺陷的方法。

中文名称

火焰表面清理

英文名称

scarfing

定　　义

利用气割火焰铲除钢锭表面缺陷的方法。

应用学科

机械工程（一级学科），焊接与切割（二级学科），热切割（三级学科）

1．场地要求

为保证火焰清理安全、有效地进行，必须配有专门的火焰清理场地。火焰清理场地包含坯料堆垛区、火焰清理工作区。对于一个作业量在50万吨/年的火焰清理场地，火焰清理工作区面积为20*100m，能够保证5把火焰清理枪同时工作。火焰清理场地还需配备高压氧气管路、可燃气体管路，或可燃气瓶存放间、氧气、可燃气软管放线架，板坯吊运、翻身设备、照明、消防设施等。高压氧气管路压力要求在1.8~2.0MPa之间，并配有氧气储罐、点阀箱、压力表，流量计等；可燃气瓶存放间需离火焰清理工作区20m以上，并且避光通风；由于在火焰清理时会产生大量的高温氧化皮，如果氧气、可燃气软管在地上拖行，极易发生安全事故。所以要做好气体软管的保护，放线架需离地2m以上，每一把清理枪配一排放线架；板坯吊运设备一般为行车或叉车，车间内火焰清理场地使用行车、板坯翻身机完成板坯的铺设、翻身任务，露天场地则用叉车完成板坯的铺设与翻身。行车（叉车）的吊运能力应大于60t，沙钢火焰清理场地因叉车最大运载能力为40t，所以单重超40t的板坯不能直接进行火焰清理，需翻运至轧钢二切后再翻运至火焰清理场地，增加了翻运费用，延长了板坯清理周期。板坯火焰清理场地可以设在车间内也可以设在露天，两者相比各有优劣。在车间内火焰清理可以减少板坯翻运量，清理作业不受天气限制。但固定投资要比露天场地大出很多，且在通风、光照条件方面要比露天场地差，一般较大规模的板坯清理场地设在露天为宜。

2．人员及配备

板坯火焰清理是一项技术性很强的工作,操作人员必须经过专业培训，并持有焊割工操作证。要确保板坯清理质量，就必须要求火焰清理操作工技术娴熟，工作责任心强。另外操作人员还需配备专门的火焰清理枪及劳护用品。沙钢使用的火焰清理枪枪身长1.6m,舒适的手柄设计,设有改进的氧气控制阀门,使氧气供应更加顺畅,使用带喷焰控制的超短火焰喷嘴，由于火焰清理的高温及高危险性，操作工必须穿戴专门的劳护用品，主要为耐高温隔热的工作服、劳保鞋、围裙、盖脚布、风帽，还需佩戴标准护目镜、防溅钢丝网。目前沙钢火焰清理配备专业火焰清理工12名，专业检验员3名，生产调度员1名 。

火焰清理的实质是用高温火焰将原料缺陷烧除。它是生产率最高、成本最低的一种清理方法。用火焰清理一吨钢的成本，比用风铲清理便宜一半以上，仅为砂轮研磨的十分之一。清理速度高于风铲10~15倍，同时所需设备也简单。因此被广泛的应用于一般碳素钢、普通低合金钢及部分合金钢的清理上。火焰清理又有人工火焰清理和机械火焰清理两种。

人工火焰清理，是人工使用火焰枪清理原料表面缺陷的操作方法。

对于一些导热性较差的合金钢及高碳钢，一般不适于采用火焰清理方法。因为这些钢，由于导热性差，火焰清理时，钢表面与中心温度差很大，易产生裂纹。某些经过试验可用火焰清理的高碳钢，在清理前应进行预热或者在初轧机轧制后，未完全冷却前，利用原料余热状态进行清理（即抢温清理）。按照不同的钢种可采用不同的清理条件，见下图：

表面缺陷清理人工火焰清理操作

火焰清理前应对原料进行检查，须火焰清理的部位，应划出标记和范围，以便按此清理。点火前，应检查火焰枪，氧气、煤气管路系统确认畅通后方可点火。点火时要用明火点火。

火焰清理包括两个主要过程：加热金属和熔化烧除。先将易燃混合气体通过火焰枪喷嘴喷在原料有缺陷的部位，使钢加热到900~1000℃， 然后在火焰枪喷嘴中心通以氧气， 使铁氧化并使部分金属熔化，靠氧气压力将熔渣吹除。开始时靠预热火焰对钢的加热是慢的。在达到熔化温度以前金属的加热速度，对提高表面清理的生产率有很大的影响。为了提高加热速度，可在预热火焰中，插入直径为4~6毫米的低碳铁条，由于铁条很快熔化，熔融的金属滴在钢坯表面上并被氧化，使原料缺陷处的金属加热迅速了。由于预热火焰加热低碳铁条比加热缺陷部位本身的速度大大加快了，因而大大地提高火焰枪的清理能力。因铁条加速加热，也会使打火时造成的打火坑较小，提高了清理质量。

开始加热时火焰枪喷嘴角度为70°~80° （与金属表面之夹角），使火焰热力集中，当金属开始达到熔化温度及开始清理时，为避免产生较大的打火坑，火焰枪角度应改为25°~30°并通以氧气进行清理。

表面缺陷清理注意事项

为使经火焰清理而形成的凹坑在轧后不产生结疤等缺陷，要求其宽度应是深度的五倍或六倍。在原料宽面上的缺陷小于2毫米宽，窄面上的缺陷小于10毫米宽可不予清理。原料火焰清理凹坑的长度方向应垂直于它的轧制方向。火焰清理深度与清理角度、喷嘴移动速度及氧气压力大小有关。角度大移动慢时，则清理深度较深；清理角度小移动快时，则清理深度较浅。

为了避免熔渣粘结在原料上而在轧制后产生缺陷，应将清理后的熔渣铲除。为使溶渣易于去除，火焰清理时，其喷嘴角度不要过大。喷嘴角度小，向前移动快时，由于熔渣不散向两侧而易去除。足够的氧气压力和氧气量也使熔渣易于去除。避免较深的打火坑，对去除熔渣也有利。较深缺陷分多遍清理，每次皆去除部分熔渣，也是可行的。当缺陷较深时，经清理后去除熔渣，仍发现有缺陷时，应进行第二遍乃至第三遍清理，直至缺陷全部烧除为止。为保证轧成一定尺寸规格的钢板及加热炉装料时顺行，要求火焰清理深度是：单面不超过原料厚度的20%；双面总深度不超过厚度的25%。长时间中断清理时， 火焰枪应闭火后放置。应注意防止氧气、煤气管路系统的着火事故。

应用瓶装氧气时，应有氧气瓶的专门贮藏地点。用完的氧气瓶应带上安全帽，并留有剩余压力。用乙炔做清理用燃料时，乙炔罐要放置在离火源较远的地方，并应有防冻防火设施，当发现冻结寸应用蒸气处理。