退火工藝技術(shù)

1、1 退火工藝技術(shù)退火工藝技術(shù) 1. 1. 退火爐退火爐 冷軋帶鋼熱處理爐按處理方式分有罩式（周期式）退火爐冷軋帶鋼熱處理爐按處理方式分有罩式（周期式）退火爐BAF和連續(xù)和連續(xù) 式退火爐式退火爐CAPL兩大類。罩式爐又有緊卷罩式爐和松卷罩式爐兩種，每兩大類。罩式爐又有緊卷罩式爐和松卷罩式爐兩種，每 種按堆垛方式分又有單垛、多垛兩種。連續(xù)式退火爐按鋼鋼帶在退火種按堆垛方式分又有單垛、多垛兩種。連續(xù)式退火爐按鋼鋼帶在退火 爐中輸送方式可分為立式爐和臥式爐兩類。爐中輸送方式可分為立式爐和臥式爐兩類。 寶鋼冷軋廠的冷軋帶鋼熱處理工藝流程有兩條寶鋼冷軋廠的冷軋帶鋼熱處理工藝流程有兩條,即：即：1）冷軋帶鋼

2、罩式）冷軋帶鋼罩式 退火爐（退火爐（BAF）平整平整精整精整成品卷。成品卷。2）冷軋帶鋼）冷軋帶鋼連續(xù)式退火連續(xù)式退火 爐（爐（CAPL）成品卷。成品卷。 2. 退火工藝參數(shù)退火工藝參數(shù) 冷軋帶鋼退火工藝制度根據(jù)鋼的化學(xué)成分、產(chǎn)品技術(shù)標準、帶鋼尺寸冷軋帶鋼退火工藝制度根據(jù)鋼的化學(xué)成分、產(chǎn)品技術(shù)標準、帶鋼尺寸 和卷重等因素決定。退火中必須保證卷層間不粘結(jié)，表面不出現(xiàn)氧化，和卷重等因素決定。退火中必須保證卷層間不粘結(jié)，表面不出現(xiàn)氧化， 中高碳鋼、合金鋼不脫碳，汽車板要能獲得好的深沖性能。中高碳鋼、合金鋼不脫碳，汽車板要能獲得好的深沖性能。 2 （1）加熱速度）加熱速度 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)越大，加熱速度可

3、以越快。含碳量或合金含量高時，鋼鋼的導(dǎo)熱系數(shù)越大，加熱速度可以越快。含碳量或合金含量高時，鋼 的導(dǎo)熱系數(shù)小，的導(dǎo)熱系數(shù)小， 故加熱速度應(yīng)適當慢些。從室溫到故加熱速度應(yīng)適當慢些。從室溫到400，加熱速度一般不加限制，加熱速度一般不加限制， 因為在此期間，帶鋼內(nèi)部組織無顯著變化，尚未發(fā)生再結(jié)晶，在這個因為在此期間，帶鋼內(nèi)部組織無顯著變化，尚未發(fā)生再結(jié)晶，在這個 溫度區(qū)間加熱速度快慢對性能和表面質(zhì)量影響不大。實際生產(chǎn)中，加溫度區(qū)間加熱速度快慢對性能和表面質(zhì)量影響不大。實際生產(chǎn)中，加 熱罩（外罩）都是由上一爐保溫結(jié)束，立即轉(zhuǎn)移到另一爐上，由于罩熱罩（外罩）都是由上一爐保溫結(jié)束，立即轉(zhuǎn)移到另一爐上，由于

4、罩 體溫度很高，鋼卷溫度很快從室溫升到體溫度很高，鋼卷溫度很快從室溫升到400，此期間溫度變化是難，此期間溫度變化是難 以控制的。以控制的。 從從400到保溫溫度，加熱速度對帶鋼的性能和表面質(zhì)量影響很大。到保溫溫度，加熱速度對帶鋼的性能和表面質(zhì)量影響很大。 對于氮氫型保護氣體罩式爐，一般規(guī)定為對于氮氫型保護氣體罩式爐，一般規(guī)定為3050/h；對特殊鋼、易對特殊鋼、易 出質(zhì)量問題的鋼種和較厚的帶鋼，加熱速度應(yīng)有不同的規(guī)定，如厚度出質(zhì)量問題的鋼種和較厚的帶鋼，加熱速度應(yīng)有不同的規(guī)定，如厚度 較大（大于較大（大于1.2mm）的的09MnAl（Re）、）、Q235F等鋼種，易出性能問等鋼種，易出性能問

5、 題，不易出現(xiàn)粘結(jié)，加熱速度應(yīng)慢些，使鋼卷溫度比較均勻。題，不易出現(xiàn)粘結(jié)，加熱速度應(yīng)慢些，使鋼卷溫度比較均勻。 3 （2）保溫溫度和保溫時間）保溫溫度和保溫時間 從理論上說，保溫溫度就是再結(jié)晶溫度，但再結(jié)晶溫度不是一個固定的從理論上說，保溫溫度就是再結(jié)晶溫度，但再結(jié)晶溫度不是一個固定的 溫度，而是一個范圍，一般在溫度，而是一個范圍，一般在570720。根據(jù)金屬學(xué)，冷軋時累計變。根據(jù)金屬學(xué)，冷軋時累計變 形程度越小，再結(jié)晶溫度越高，反之，再結(jié)晶溫度越低。大量實際資料形程度越小，再結(jié)晶溫度越高，反之，再結(jié)晶溫度越低。大量實際資料 的統(tǒng)計表明：當變形程度較大時，各種金屬材料的最低再結(jié)晶溫度（用的統(tǒng)計

6、表明：當變形程度較大時，各種金屬材料的最低再結(jié)晶溫度（用 絕對溫度表示）為其熔點的絕對溫度表示）為其熔點的0.350.40倍。在制定退火工藝制度、確定倍。在制定退火工藝制度、確定 退火溫度時，退火溫度一般比最低再結(jié)晶溫度要高退火溫度時，退火溫度一般比最低再結(jié)晶溫度要高100200。 對于再結(jié)晶退火，帶鋼在對于再結(jié)晶退火，帶鋼在600以上、以上、A1以下的停留時間稱為有效均熱以下的停留時間稱為有效均熱 時間。此時間一般根據(jù)產(chǎn)品性能要求的不同而確定。此外，卷重越大，時間。此時間一般根據(jù)產(chǎn)品性能要求的不同而確定。此外，卷重越大， 鋼板越厚，保溫溫度應(yīng)越高，保溫時間應(yīng)越長。對易產(chǎn)生粘結(jié)和薄規(guī)格鋼板越厚

7、，保溫溫度應(yīng)越高，保溫時間應(yīng)越長。對易產(chǎn)生粘結(jié)和薄規(guī)格 帶鋼，保溫溫度要適當降低，保溫時間要適當縮短。帶鋼，保溫溫度要適當降低，保溫時間要適當縮短。 再結(jié)晶完成后，繼續(xù)升高溫度或延長保溫時間，晶粒會繼續(xù)長大。晶粒再結(jié)晶完成后，繼續(xù)升高溫度或延長保溫時間，晶粒會繼續(xù)長大。晶粒 長大是一個自發(fā)過程，主要靠晶界移動來完成。從再結(jié)晶完成到正常晶長大是一個自發(fā)過程，主要靠晶界移動來完成。從再結(jié)晶完成到正常晶 粒長大，稱為一次再結(jié)晶。一次再結(jié)晶形成的晶粒稱為一次晶粒。一次粒長大，稱為一次再結(jié)晶。一次再結(jié)晶形成的晶粒稱為一次晶粒。一次 晶粒長大是不可避免的，但要將晶粒度控制在一定范圍內(nèi)。當加熱到較晶粒長大是

8、不可避免的，但要將晶粒度控制在一定范圍內(nèi)。當加熱到較 高溫度或保溫時間較長時，有些鋼將產(chǎn)生二次再結(jié)晶，即有少數(shù)晶粒吞高溫度或保溫時間較長時，有些鋼將產(chǎn)生二次再結(jié)晶，即有少數(shù)晶粒吞 并其周圍的一次晶粒而迅速長大，形成的晶粒稱為二次晶粒。單取向并其周圍的一次晶粒而迅速長大，形成的晶粒稱為二次晶粒。單取向 4 硅鋼在高溫成品退火中，高斯織構(gòu)是通過二次再結(jié)晶來形成的。對于碳硅鋼在高溫成品退火中，高斯織構(gòu)是通過二次再結(jié)晶來形成的。對于碳 素鋼，晶粒粗大會降低強度、塑性、沖擊韌性及冷彎工藝性能，因此不素鋼，晶粒粗大會降低強度、塑性、沖擊韌性及冷彎工藝性能，因此不 希望發(fā)生二次再結(jié)晶。希望發(fā)生二次再結(jié)晶。

9、（3）冷卻速度和出爐溫度）冷卻速度和出爐溫度 生產(chǎn)中吊加熱罩后的冷卻速度是不加以控制的，但是冷卻速度對力學(xué)和生產(chǎn)中吊加熱罩后的冷卻速度是不加以控制的，但是冷卻速度對力學(xué)和 沖壓性能是有影響的。一般希沖壓性能是有影響的。一般希 望冷卻速度快些，快冷還可以提高爐臺效率、改變臺罩比。但在望冷卻速度快些，快冷還可以提高爐臺效率、改變臺罩比。但在320附附 近，快冷固溶的碳不能完全析出，以固溶狀態(tài)冷卻下來，以后過飽和的近，快冷固溶的碳不能完全析出，以固溶狀態(tài)冷卻下來，以后過飽和的 碳從固溶體中析出產(chǎn)生時效硬化。碳從固溶體中析出產(chǎn)生時效硬化。 從從600冷到冷到320所需時間稱為有效冷卻時間。為了使固溶碳

10、完全析出，所需時間稱為有效冷卻時間。為了使固溶碳完全析出， 在冷卻過程中進行過時效處理，過時效溫度一般為在冷卻過程中進行過時效處理，過時效溫度一般為350450，保溫，保溫 20300s。對于有特殊性能要求的，如重深沖汽車板，在對于有特殊性能要求的，如重深沖汽車板，在500以上要求以上要求 緩慢冷卻，即帶大罩冷卻，以保證沖壓性能。緩慢冷卻，即帶大罩冷卻，以保證沖壓性能。 出爐溫度以帶鋼出爐時與空氣接觸不發(fā)生氧化的原則來確定，考慮到爐出爐溫度以帶鋼出爐時與空氣接觸不發(fā)生氧化的原則來確定，考慮到爐 臺利用率和確保表面質(zhì)量，出爐溫度應(yīng)以臺利用率和確保表面質(zhì)量，出爐溫度應(yīng)以120150為宜。為宜。 5

11、 3. 光亮退火光亮退火 光亮退火是退火時帶鋼不發(fā)生氧化和脫碳的退火。光亮退火是退火時帶鋼不發(fā)生氧化和脫碳的退火。 做好以下工作可以防止帶鋼被氧化：做好以下工作可以防止帶鋼被氧化：1）冷軋后帶鋼進行電解清洗；）冷軋后帶鋼進行電解清洗；2） 退火過程中爐子嚴密不漏，保護氣體（氮氣、氫氣或二者混合物）含退火過程中爐子嚴密不漏，保護氣體（氮氣、氫氣或二者混合物）含 氧和含水量低（含氧和含水會造成金屬表面氧化和脫碳），含氧量要氧和含水量低（含氧和含水會造成金屬表面氧化和脫碳），含氧量要 小于小于20ppm，露點在露點在-50以下，并且進出內(nèi)罩暢通；以下，并且進出內(nèi)罩暢通；3）內(nèi)罩內(nèi)保持）內(nèi)罩內(nèi)保持 一

12、定的壓力；一定的壓力；4）搞好冷吹和熱吹工作。）搞好冷吹和熱吹工作。 冷吹是用保護氣體趕走內(nèi)罩內(nèi)空氣，熱吹的作用是將板卷帶來的乳化冷吹是用保護氣體趕走內(nèi)罩內(nèi)空氣，熱吹的作用是將板卷帶來的乳化 液產(chǎn)生的油煙、水蒸氣等有害物質(zhì)吹凈，并趕走殘余的空氣。一般在液產(chǎn)生的油煙、水蒸氣等有害物質(zhì)吹凈，并趕走殘余的空氣。一般在 點爐前兩小時打開通入爐內(nèi)的保護氣體閥，利用保護氣體吹干內(nèi)罩中點爐前兩小時打開通入爐內(nèi)的保護氣體閥，利用保護氣體吹干內(nèi)罩中 的空氣。冷吹正常且時間已達兩小時，才能點爐。的空氣。冷吹正常且時間已達兩小時，才能點爐。 把具有相同退火工藝制度和相同內(nèi)徑的鋼卷應(yīng)盡可能裝在一爐退火，并把具有相同退

13、火工藝制度和相同內(nèi)徑的鋼卷應(yīng)盡可能裝在一爐退火，并 盡可能把相同規(guī)格和相同鋼質(zhì)的鋼卷放在一起以求最大的出爐系數(shù)。鋼盡可能把相同規(guī)格和相同鋼質(zhì)的鋼卷放在一起以求最大的出爐系數(shù)。鋼 卷的寬度和厚度相同，而外徑不同時，外徑大的在下，小的在上。外徑卷的寬度和厚度相同，而外徑不同時，外徑大的在下，小的在上。外徑 相同，但寬度不同時，則寬的在下，窄的在上，但要求相鄰兩卷的寬度相同，但寬度不同時，則寬的在下，窄的在上，但要求相鄰兩卷的寬度 差最好小于差最好小于200mm。當鋼卷外徑和寬度相同，厚度不同時，厚的在下，當鋼卷外徑和寬度相同，厚度不同時，厚的在下， 薄的在上。薄的在上。 6 4. 某廠罩式爐車間簡介某廠罩式爐車間簡介 罩式退火所用原料及產(chǎn)品罩式退火所用原料及產(chǎn)品 年產(chǎn)量：年產(chǎn)量：600,000 t/a 原料原料/產(chǎn)品：產(chǎn)品： 鋼種為低碳軟鋼、高強度低合金鋼。鋼種為低碳軟鋼、高強度低合金鋼。 鋼等級為：鋼等級為：CQ, DQ, DDQ, HSLA 原料規(guī)格原料規(guī)格 鋼帶厚度：鋼帶厚度： 0.3-2.0 mm 鋼帶寬度鋼帶寬度: 900-1665 mm 鋼卷外徑：鋼卷外徑： 1100mm 2000mm 鋼卷內(nèi)徑：鋼卷內(nèi)徑： 610 mm 最大鋼卷重量最大鋼卷重量: 33.3t 最大堆垛高