冷軋罩式退火工藝及原理

1、1、冷軋工序組織變化經(jīng)過(guò)冷軋加工后的鋼卷，由于其晶粒被破碎拉長(zhǎng)，晶格發(fā)生嚴(yán)重畸變，使得鋼的硬度增加，塑軔性降低，即產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。通過(guò)將其加熱到再結(jié)晶溫度以上，奧氏體轉(zhuǎn)化溫度以下，并保溫一定時(shí)間，使晶界上不穩(wěn)定的原子由于熱運(yùn)動(dòng)重 新排列，經(jīng)過(guò)形核、長(zhǎng)大這一過(guò)程，形成新的等軸 晶粒，即產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象。從而使鋼的強(qiáng)硬度降低，塑韌性增加，使得帶鋼獲得良好的工藝及使用性能。再結(jié)晶的發(fā)生需要一定的時(shí)間和溫度，但隨著溫度的升高和時(shí)間的過(guò)分延長(zhǎng)，已形成的等軸晶粒其晶界之間會(huì)發(fā)生融合，新的等軸晶粒繼 續(xù)長(zhǎng)大，這一過(guò)程將使鋼的各項(xiàng)性能再次下降。 所以再結(jié)晶退火可概括為:通過(guò)加熱和保溫，既要使經(jīng)冷軋后的鋼發(fā)生再

2、結(jié)晶，同時(shí)又要防止其晶粒過(guò)分長(zhǎng)大。1、冷軋工序組織變化酸軋工序壓下率控制標(biāo)準(zhǔn)，以及帶鋼組織演變機(jī)理和特點(diǎn)退火工序影響再結(jié)晶后晶粒大小的主要因素是退火溫度和保溫時(shí)間:在一定的冷變形條件下， 再結(jié)晶后的晶粒大小隨退火溫度和保溫時(shí)間的不同而變化，加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，晶粒越粗大。退火溫度/*c圖4再結(jié)晶后晶粒尺寸與退火溫度的關(guān)系晶粒尺寸1、冷軋工序組織變化2、退火原因 鋼材經(jīng)過(guò)冷軋變形后金屬內(nèi)部組織產(chǎn)生晶粒拉長(zhǎng)、晶粒破碎和晶體缺陷大量存在現(xiàn)象，導(dǎo)致金屬內(nèi)部自由能升高，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，具有自發(fā)地恢復(fù)到比較完整、規(guī)則和自由能低穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)。 在室溫下，原子的動(dòng)能少，擴(kuò)散力差，擴(kuò)散速度慢，導(dǎo)致這種

3、傾向無(wú)法實(shí)現(xiàn)，須施加激活力，這種激活力就是將鋼加熱到一定溫度，使原子獲得足夠的擴(kuò)散動(dòng)能，消除晶格畸變，使組織、性能發(fā)生變化。 因此經(jīng)過(guò)冷軋后的鋼材必須經(jīng)過(guò)熱處理退火。3、退火目的及作用退火的目的及作用 退火是將帶鋼加熱到一定的溫度保溫后再冷卻的工藝操作。 冷軋板的退火是冷軋帶鋼生產(chǎn)中最主要的熱處理工序之一。冷軋帶鋼的退火因鋼種的不同分初退火、中間退火和成品退火，大多采用的是成品退火，其目的是消除冷軋?jiān)斐傻膬?nèi)應(yīng)力和加工硬化，使鋼板具有標(biāo)準(zhǔn)所要求的力學(xué)性能、工藝性能及顯微結(jié)構(gòu)，這種熱處理一般為再結(jié)晶退火。4、罩退與連續(xù)退火線比較區(qū)別 罩式退火：生產(chǎn)周期長(zhǎng)（幾十個(gè)小時(shí)），與清洗線、平整線分開(kāi)布置，整

4、體聯(lián)成一條冷板生產(chǎn)流程，但可選擇的進(jìn)行脫脂清洗，且鋼種及規(guī)格對(duì)整體生產(chǎn)的影響較小，可小批量靈活的組織生產(chǎn)，單爐臺(tái)生產(chǎn)，爐臺(tái)數(shù)量可根據(jù)產(chǎn)量和品種變化隨時(shí)增減，中間工序有庫(kù)存緩沖，產(chǎn)量和品種適應(yīng)能力強(qiáng)，適合多品種，小批量生產(chǎn)及試驗(yàn)生產(chǎn)。 連續(xù)退火：生產(chǎn)周期短（幾分鐘），脫脂清洗、退火、平整聯(lián)成一條整體生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率高，但受計(jì)劃影響啟停和規(guī)格品種切換等成本高，產(chǎn)品規(guī)格覆蓋范圍不宜太寬， 產(chǎn)量不宜太低。適合大批量，少品種生產(chǎn)。連退與罩退生產(chǎn)線4、罩退與連續(xù)退火線比較區(qū)別罩式退火：罩式爐退火加熱和冷卻速度慢，使得碳化物析出和晶粒長(zhǎng)大有充足的時(shí)間，這種再結(jié)晶退火方式有利于形成對(duì)深沖性能有利的餅形晶粒，能

5、獲得較好的n值，r值，在生產(chǎn)深沖、超深沖用鋼方面可以方便的控制，有其優(yōu)越性。連續(xù)退火：加熱和冷卻速度快，保溫時(shí)間短，為了再結(jié)晶盡可能充分和得到良好的成形性，對(duì)化學(xué)成分和退火制度的要求較嚴(yán)格，低碳鋼產(chǎn)品性能與罩退相比硬度高，強(qiáng)度高，塑性低，更適合生產(chǎn)汽車用高強(qiáng)度鋼。4、罩退與連續(xù)退火線比較區(qū)別罩式退火：整卷退火，內(nèi)外溫度存在一定的不均勻容易發(fā)生粘結(jié)，通過(guò)加熱讓板帶表面殘油揮發(fā)，如揮發(fā)不好易造成清潔度低（可選擇的進(jìn)行脫脂清洗），適于生產(chǎn)太薄的產(chǎn)品規(guī)格，但對(duì)中厚規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)沒(méi)有限制。連續(xù)退火：經(jīng)過(guò)脫脂清洗表面清潔，開(kāi)卷加熱帶鋼溫度均勻，帶鋼平直度，板形優(yōu)良。適合生產(chǎn)表面要求較高的產(chǎn)品和薄規(guī)格產(chǎn)品。5

6、、罩式退火工藝流程圖裝料；內(nèi)罩；加熱罩；冷卻內(nèi) 罩加熱罩噴淋冷卻冷卻風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)水水罩式退火爐加熱罩內(nèi)罩鋼卷爐臺(tái)6、常用退火工藝曲線6、常用退火工藝曲線罩式退火工藝厚度（mm）、加熱、保溫制度（單位：小時(shí)）帶罩冷卻（單位：小時(shí)）1段2段0.3-0.51213.1660.501-0.81212.350.801-1.5121251.501-2.01211.84.5退火工藝參數(shù)400以前不控制加熱速度；400-730加熱時(shí)間不低于12小時(shí)，730保溫，保溫時(shí)間不低于11.8小時(shí)（卷冷、熱點(diǎn)溫差60）,輻射冷卻時(shí)間不低于1.5小時(shí)，噴淋開(kāi)始溫度為370，出爐溫度為80。具體方案見(jiàn)下表所示。DC03 鋼

7、種退火工藝制度罩式退火工藝空氣/水冷卻 加熱均熱冷卻7、罩式退火溫度分布特點(diǎn)加熱過(guò)程的溫度分布冷卻過(guò)程的溫度分布因鋼卷整卷退火，在退火過(guò)程中溫度存在差異。加熱過(guò)程中，鋼卷外圈溫度高芯部溫度低，鋼卷膨脹外圈受拉應(yīng)力，內(nèi)圈受壓應(yīng)力；反之在冷卻過(guò)程中外圈溫度低芯部溫度高，鋼卷整體外圈受壓應(yīng)力，內(nèi)圈受拉應(yīng)力。8、退火粘結(jié)問(wèn)題 在冷硬卷的緊卷立卷再結(jié)晶退火過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生相鄰卷層間粘到一起，增加了后道工序平整機(jī)的開(kāi)卷張力，并且在開(kāi)卷過(guò)程中會(huì)造成板帶撕裂，出現(xiàn)皺痕等情況，并且因同樣的粘結(jié)力會(huì)造成不同程度板形缺陷，這種缺陷就是我們通常稱為的罩式爐粘鋼。 粘結(jié)缺陷粘結(jié)的影響因素粘結(jié)的影響因素酸軋的卷取張力原料

8、板形鼓包缺陷表面物理情況及粗糙度退火工藝制度及熱應(yīng)力分布情況表面清潔度及殘留情況平整生產(chǎn)開(kāi)卷張力及生產(chǎn)速度粘結(jié)解決措施粘結(jié)解決措施張力控制方面：酸軋采用階梯張力控制，最大程度的降低卷曲張力，尤其對(duì)于薄規(guī)格。對(duì)于品種鋼及特殊規(guī)格、鋼種等流向脫脂清洗線，既能提高板面質(zhì)量而且能降張力，增加防粘層等，使粘結(jié)幾率降低；表面粗糙度方面：給罩退備料末機(jī)架采用大粗糙度輥，形成合適的表面的Ra值和PPI值，降低粘結(jié)傾向；板形控制：為了避免粘結(jié)在軋機(jī)為罩退備料采用微邊浪控制，避免中浪對(duì)粘結(jié)造成影響；粘結(jié)解決措施粘結(jié)解決措施退火工藝優(yōu)化：采用合適的退火升溫和降溫制度，避免因溫度差異熱應(yīng)力過(guò)大造成的粘結(jié)風(fēng)險(xiǎn)，尤其對(duì)于特殊規(guī)格，根據(jù)實(shí)際溫度差采用相應(yīng)時(shí)間的帶罩緩慢冷卻，降低冷卻過(guò)程中的壓應(yīng)力，最大程度上減少粘結(jié)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)合理配爐，采用規(guī)格和卷位的合理搭配，減少易發(fā)生粘結(jié)鋼卷的粘結(jié)傾向。平整生產(chǎn)的張力和速度控制：對(duì)于粘結(jié)較嚴(yán)重的鋼卷在采用大張力和高速生產(chǎn)，大于500m/min，使粘結(jié)情況減弱。9 9、鋼卷在加熱過(guò)程熱應(yīng)力分布、鋼卷在加熱過(guò)程熱應(yīng)力分布 在加熱過(guò)程中隨加熱時(shí)間的變緩和退火時(shí)間的延長(zhǎng)，卷內(nèi)心處的應(yīng)力一直向變小趨勢(shì)發(fā)展