冷轧罩式退火工艺及原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,轧钢工培训材料,2018,年,7,月,罩式退火工艺及原理,1,、冷轧工序组织变化,2,、退火原因,3,、退火目的及作用,4,、罩退与连续退火线比较,5,、罩式退火工艺流程图,6,、常用退火工艺曲线,7,、罩式退火温度分布特点,8,、退火粘结问题,9,、钢卷在加热过程热应力分布,1,、冷轧工序组织变化,酸轧工序压下率控制标准，以及带钢组织演变机理和特点,1,、冷轧工序组织变化,经过冷轧加工后的钢卷，由于其晶粒被,破碎拉长,，晶格发生严重畸变，使得钢的硬度增加，,塑軔,性降低，即产生加工硬化现象。通过将其,加热到,再结晶温度以上，奥氏体转化温度以下，并,保温一定,时间，使晶界上不稳定的原子由于热运动重 新排列，经过形核、长大这一过程，形成新的等轴 晶粒，即产生再结晶现象。从而使钢的强硬度,降低,，塑韧性增加，使得带钢获得良好的工艺及,使用性能,。再结晶的发生需要一定的时间和温度，,但随着,温度的升高和时间的过分延长，已形成的,等轴,晶粒其晶界之间会发生融合，新的等轴晶粒继 续长大，这一过程将使钢的各项性能再次下降。所以再结晶退火可概括为,:,通过加热和保温，,既要使经冷轧后,的钢发生再结晶，同时又要防止其,晶粒,过分,长大。,1,、冷轧工序组织变化,酸轧工序压下率控制标准，以及带钢组织演变机理和特点,退火工序影响再结晶后晶粒大小的主要,因素是,退火温度和保温时间,:,在一定的冷变形条件下，再结晶后的晶粒大小随退火温度和保温时间的,不同,而变化，加热温度越高，保温时间越长，晶粒,越粗大。,退火温度,/*c,图,4,再结晶后晶粒尺寸与退火温度的关系,晶粒尺寸,1,、冷轧工序组织变化,2,、退火原因,钢材经过冷轧变形后金属内部组织产生晶粒拉长、晶粒破碎和晶体缺陷大量存在现象，导致金属内部自由能升高，处于不稳定状态，具有自发地恢复到比较完整、规则和自由能低稳定状态的趋势。,在室温下，原子的动能少，扩散力差，扩散速度慢，导致这种倾向无法实现，须施加激活力，这种激活力就是将钢加热到一定温度，使原子获得足够的扩散动能，消除晶格畸变，使组织、性能发生变化。,因此经过冷轧后的钢材必须经过热处理退火。,3,、退火目的及作用,退火的目的及作用,退火是将带钢加热到一定的温度保温后再冷却的工艺操作。,冷轧板的退火是冷轧带钢生产中最主要的热处理工序之一。冷轧带钢的退火因钢种的不同分初退火、中间退火和成品退火，大多采用的是成品退火，其目的是消除冷轧造成的内应力和加工硬化，使钢板具有标准所要求的力学性能、工艺性能及显微结构，这种热处理一般为再结晶退火。,4,、罩退与连续退火线比较区别,罩式退火：生产周期长（几十个小时），与清洗线、平整线分开布置，整体联成一条冷板生产流程，但可选择的进行脱脂清洗，且钢种及规格对整体生产的影响较小，可小批量灵活的组织生产，单炉台生产，炉台数量可根据产量和品种变化随时增减，中间工序有库存缓冲，产量和品种适应能力强，适合多品种，小批量生产及试验生产。,连续退火：生产周期短（几分钟），脱脂清洗、退火、平整联成一条整体生产线，生产效率高，但受计划影响启停和规格品种切换等成本高，产品规格覆盖范围不宜太宽，产量不宜太低。适合大批量，少品种生产。,连退与罩退生产线,4,、罩,退,退与,连,连续,退,退火,线,线比,较,较区,别,别,罩式,退,退火,：,：罩,式,式炉,退,退火,加,加热,和,和冷,却,却速,度,度慢,，,，使,得,得碳,化,化物,析,析出,和,和晶,粒,粒长,大,大有,充,充足,的,的时,间,间，,这,这种,再,再结,晶,晶退,火,火方,式,式有,利,利于,形,形成,对,对深,冲,冲性,能,能有,利,利的,饼,饼形,晶,晶粒,，,，能,获,获得,较,较好,的,的,n,值，,r,值，,在,在生,产,产深,冲,冲、,超,超深,冲,冲用,钢,钢方,面,面可,以,以方,便,便的,控,控制,，,，有,其,其优,越,越性,。,。,连续,退,退火,：,：加,热,热和,冷,冷却,速,速度,快,快，,保,保温,时,时间,短,短，,为,为了,再,再结,晶,晶尽,可,可能,充,充分,和,和得,到,到良,好,好的,成,成形,性,性，,对,对化,学,学成,分,分和,退,退火,制,制度,的,的要,求,求较,严,严格,，,，低,碳,碳钢,产,产品,性,性能,与,与罩,退,退相,比,比硬,度,度高,，,，强,度,度高,，,，塑,性,性低,，,，更,适,适合,生,生产,汽,汽车,用,用高,强,强度,钢,钢。,4,、罩,退,退与,连,连续,退,退火,线,线比,较,较区,别,别,罩式,退,退火,：,：整,卷,卷退,火,火，,内,内外,温,温度,存,存在,一,一定,的,的不,均,均匀,容,容易,发,发生,粘,粘结,，,，通,过,过加,热,热让,板,板带,表,表面,残,残油,挥,挥发,，,，如,挥,挥发,不,不好,易,易造,成,成清,洁,洁度,低,低（,可,可选,择,择的,进,进行,脱,脱脂,清,清洗,）,），,适,适于,生,生产,太,太薄,的,的产,品,品规,格,格，,但,但对,中,中厚,规,规格,产,产品,生,生产,没,没有,限,限制,。,。,连,续,续,退,退,火,火,：,：,经,经,过,过,脱,脱,脂,脂,清,清,洗,洗,表,表,面,面,清,清,洁,洁,，,，,开,开,卷,卷,加,加,热,热,带,带,钢,钢,温,温,度,度,均,均,匀,匀,，,，,带,带,钢,钢,平,平,直,直,度,度,，,，,板,板,形,形,优,优,良,良,。,。,适,适,合,合,生,生,产,产,表,表,面,面,要,要,求,求,较,较,高,高,的,的,产,产,品,品,和,和,薄,薄,规,规,格,格,产,产,品,品,。,。,5,、,罩,罩,式,式,退,退,火,火,工,工,艺,艺,流,流,程,程,图,图,装,料,料,；,；,内,内,罩,罩,；,；,加,加,热,热,罩,罩,；,；,冷,冷,却,却,内,罩,罩,加热罩,喷淋冷,却,却,冷却风,机,机,冷却风,机,机,水,水,罩式退火炉,加热罩,内罩,钢卷,炉台,6,、常用,退,退火工,艺,艺曲线,6,、常用,退,退火工,艺,艺曲线,罩式退,火,火工艺,厚度（,mm,）,、,加热、保温制度（单位：小时）,带罩冷却（单位：小时）,1,段,2,段,0.3-0.5,12,13.16,6,0.501-0.8,12,12.3,5,0.801-1.5,12,12,5,1.501-2.0,12,11.8,4.5,退火工,艺,艺参数,400,以前不,控,控制加,热,热速度,；,；,400-730,加热时间,不,不低于,12,小时，,730,保温，保,温,温时间不,低,低于,11.8,小时（卷,冷,冷、热点,温,温差,60,）,辐射冷却,时,时间不低,于,于,1.5,小时，喷,淋,淋开始温,度,度为,370,，出炉温,度,度为,80,。具体方,案,案见下表,所,所示。,DC03,钢种退火,工,工艺制度,罩式退火,工,工艺,空气,/,水冷却,加热,均热,冷却,7,、罩式退,火,火温度分,布,布特点,加热过程,的,的温度分,布,布,冷却过程,的,的温度分,布,布,因钢卷整,卷,卷退火，,在,在退火过,程,程中温度,存,存在差异,。,。加热过,程,程中，钢,卷,卷外圈温,度,度高芯部,温,温度低，,钢,钢卷膨胀,外,外圈受拉,应,应力，内,圈,圈受压应,力,力；反之,在,在冷却过,程,程中外圈,温,温度低芯,部,部温度高,，,，钢卷整,体,体外圈受,压,压应力，,内,内圈受拉,应,应力。,8,、退火粘,结,结问题,在冷硬卷,的,的紧卷立,卷,卷再结晶,退,退火过程,中,中，经常,发,发生相邻,卷,卷层间粘,到,到一起，,增,增加了后,道,道工序平,整,整机的开,卷,卷张力，,并,并且在开,卷,卷过程中,会,会造成板,带,带撕裂，,出,出现皱痕,等,等情况，,并,并且因同,样,样的粘结,力,力会造成,不,不同程度,板,板形缺陷,，,，这种缺,陷,陷就是我,们,们通常称,为,为的罩式,炉,炉粘钢。,粘结缺陷,粘结的影,响,响因素,酸轧的卷,取,取张力,原料板形,鼓包缺陷,表面物理,情,情况及粗,糙,糙度,退火工艺,制,制度及热,应,应力分布,情,情况,表面清洁,度,度及残留,情,情况,平整生产,开,开卷张力,及,及生产速,度,度,粘结解决,措,措施,张力控制,方,方面：酸,轧,轧采用阶,梯,梯张力控,制,制，最大,程,程度的降,低,低卷曲张,力,力，尤其,对,对于薄规,格,格。对于,品,品种钢及,特,特殊规格,、,、钢种等,流,流向脱脂,清,清洗线，,既,既能提高,板,板面质量,而,而且能降,张,张力，增,加,加防粘层,等,等，使粘,结,结几率降,低,低；,表面粗糙,度,度方面：,给,给罩退备,料,料末机架,采,采用大粗,糙,糙度辊，形成合适的表,面,面的,Ra,值和,PPI,值，降低,粘,粘结倾向,；,；,板形控制,：,：为了避,免,免粘结在,轧,轧机为罩,退,退备料采,用,用微边浪,控,控制，避,免,免中浪对,粘,粘结造成,影,影响；,粘结解决,措,措施,退火工艺优化,：,：采用合,适,适的退火,升,升温和降,温,温制度，,避,避免因温,度,度差异热,应,应力过大,造,造成的粘,结,结风险，,尤,尤其对于,特,特殊规格,，,，根据实,际,际温度差,采,采用相应,时,时间的带,罩,罩缓慢冷,却,却，降低,冷,冷却过程,中,中的压应,力,力，最大,程,程度上减,少,少粘结风,险,险；同时,合,合理配炉,，,，采用规,格,格和卷位,的,的合理搭,配,配，减少,易,易发生粘,结,结钢卷的,粘,粘结倾向,。,。,平整生产,的,的张力和,速,速度控制,：,：对于粘,结,结较严重,的,的钢卷在,采,采用大张,力,力和高速,生,生产，大,于,于,500m/min,，使粘结,情,情况减弱,。,。,9,、钢卷在加热,过,过程热应,力,力分布,在加热过,程,程中随加,热,热时间的,变,变缓和退,火,火时间的,延,延长，卷,内,内心处的,应,应力一直,向,向变小趋,势,势发展，,而,而随外径,逐,逐渐增大,应,应力随退,火,火时间的,延,延长，呈,现,现处先变,大,大后减小,的,的趋势。,且,且因退火,时,时间的不,同,同，应力,集,集中的位,置,置会发生,变,变化。,钢卷在,冷却过程,热,热应力分,布,布,在,冷,冷,却,却,过,过,程,程,中,中,主,主,要,要,的,的,应,应,力,力,出,出,现,现,在,在,卷,卷,厚,厚,度,度,的,的,中,中,心,心,位,位,置,置,，,，,且,且,随,随,着,着,时,时,间,间,的,的,延,延,长,长,，,，,压,压,应,应,力,力,越,越,大,大,，,，,就,就,越,越,可,可,能,能,造,造,成,成,粘,粘,结,结,。,。,Thanks,！,谢,谢,谢,！,！,9,、静夜四,无,无邻，荒,居,居旧业贫,。,。12月-2212月-22,Thursday,December 29,2022,10,、,雨,雨,中,中,黄,黄,叶,叶,树,树,，,，,灯,灯,下,下,白,白,头,头,人,人,。,。,。,。04:21:4304:21:4304:21,12/29/20224:21:43AM,11,、以我,独,独沈久,，,，愧君,相,相见频,。,。12月-2204:21:4304:21,Dec-2229-Dec-22,12,、故人,江,江海别,，,，几度,隔,隔山川,。,。04:21:4304:21:4304:21,Thursday,December29,2022,13,、乍,见,见翻,疑,疑梦,，,，相,悲,悲各,问,问年,。,。12,月,月-2212,月,月-2204:21:4304:21:43,December29,2022,14,、他乡,生,生白发,，,，旧国,见,见青山,。,。29,十,十二月20224:21:43 上,午,午04:21:4312月-22,