冷軋罩式退火工藝及原理

軋鋼工培訓(xùn)材料2018年7月罩式退火工藝及原理

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)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(xiàn)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(xiàn)、平整線(xiàn)分開(kāi)布置，整體聯(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(xiàn)，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(xiàn)4、罩退退與連連續(xù)退退火線(xiàn)線(xiàn)比較較區(qū)別別罩式退退火：：罩式式爐退退火加加熱和和冷卻卻速度度慢，，使得得碳化化物析析出和和晶粒粒長(zhǎng)大大有充充足的的時(shí)間間，這這種再再結(jié)晶晶退火火方式式有利利于形形成對(duì)對(duì)深沖沖性能能有利利的餅餅形晶晶粒，，能獲獲得較較好的的n值，r值，在在生產(chǎn)產(chǎn)深沖沖、超超深沖沖用鋼鋼方面面可以以方便便的控控制，，有其其優(yōu)越越性。。連續(xù)退退火：：加熱熱和冷冷卻速速度快快，保保溫時(shí)時(shí)間短短，為為了再再結(jié)晶晶盡可可能充充分和和得到到良好好的成成形性性，對(duì)對(duì)化學(xué)學(xué)成分分和退退火制制度的的要求求較嚴(yán)嚴(yán)格，，低碳碳鋼產(chǎn)產(chǎn)品性性能與與罩退退相比比硬度度高，，強(qiáng)度度高，，塑性性低，，更適適合生生產(chǎn)汽汽車(chē)用用高強(qiáng)強(qiáng)度鋼鋼。4、罩退退與連連續(xù)退退火線(xiàn)線(xiàn)比較較區(qū)別別罩式退退火：：整卷卷退火火，內(nèi)內(nèi)外溫溫度存存在一一定的的不均均勻容容易發(fā)發(fā)生粘粘結(jié)，，通過(guò)過(guò)加熱熱讓板板帶表表面殘殘油揮揮發(fā)，，如揮揮發(fā)不不好易易造成成清潔潔度低低（可可選擇擇的進(jìn)進(jìn)行脫脫脂清清洗）），適適于生生產(chǎn)太太薄的的產(chǎn)品品規(guī)格格，但但對(duì)中中厚規(guī)規(guī)格產(chǎn)產(chǎn)品生生產(chǎn)沒(méi)沒(méi)有限限制。。連續(xù)退退火：：經(jīng)過(guò)過(guò)脫脂脂清洗洗表面面清潔潔，開(kāi)開(kāi)卷加加熱帶帶鋼溫溫度均均勻，，帶鋼鋼平直直度，，板形形優(yōu)良良。適適合生生產(chǎn)表表面要要求較較高的的產(chǎn)品品和薄薄規(guī)格格產(chǎn)品品。5、罩式式退火火工藝藝流程程圖裝料；；內(nèi)罩罩；加加熱罩罩；冷冷卻內(nèi)罩罩加熱罩罩噴淋冷冷卻冷卻風(fēng)風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)風(fēng)機(jī)水水罩式退退火爐爐加熱罩罩內(nèi)罩鋼卷爐臺(tái)6、常用用退火火工藝藝曲線(xiàn)線(xiàn)6、常用用退火火工藝藝曲線(xiàn)線(xiàn)罩式退退火工工藝厚度（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退火工工藝參參數(shù)400℃以前不不控制制加熱熱速度度；400℃-730℃℃加熱時(shí)時(shí)間不不低于于12小時(shí)，，730℃保溫，，保溫溫時(shí)間間不低低于11.8小時(shí)（（卷冷冷、熱熱點(diǎn)溫溫差≤≤60℃℃）,輻射冷冷卻時(shí)時(shí)間不不低于于1.5小時(shí)，，噴淋淋開(kāi)始始溫度度為370℃，出爐爐溫度度為80℃℃。具體體方案案見(jiàn)下下表所所示。。DC03鋼種退退火工工藝制制度罩式退退火工工藝空氣/水冷卻卻加熱均熱冷卻7、罩式式退火火溫度度分布布特點(diǎn)點(diǎn)加熱過(guò)過(guò)程的的溫度度分布布冷卻過(guò)過(guò)程的的溫度度分布布因鋼卷卷整卷卷退火火，在在退火火過(guò)程程中溫溫度存存在差差異。。加熱熱過(guò)程程中，，鋼卷卷外圈圈溫度度高芯芯部溫溫度低低，鋼鋼卷膨膨脹外外圈受受拉應(yīng)應(yīng)力，，內(nèi)圈圈受壓壓應(yīng)力力；反反之在在冷卻卻過(guò)程程中外外圈溫溫度低低芯部部溫度度高，，鋼卷卷整體體外圈圈受壓壓應(yīng)力力，內(nèi)內(nèi)圈受受拉應(yīng)應(yīng)力。。8、退火火粘結(jié)結(jié)問(wèn)題題在冷硬硬卷的的緊卷卷立卷卷再結(jié)結(jié)晶退退火過(guò)過(guò)程中中，經(jīng)經(jīng)常發(fā)發(fā)生相相鄰卷卷層間間粘到到一起起，增增加了了后道道工序序平整整機(jī)的的開(kāi)卷卷張力力，并并且在在開(kāi)卷卷過(guò)程程中會(huì)會(huì)造成成板帶帶撕裂裂，出出現(xiàn)皺皺痕等等情況況，并并且因因同樣樣的粘粘結(jié)力力會(huì)造造成不不同程程度板板形缺缺陷，，這種種缺陷陷就是是我們們通常常稱(chēng)為為的罩罩式爐爐粘鋼鋼。粘結(jié)缺缺陷粘結(jié)的的影響響因素素酸軋的的卷取取張力力原料板板形鼓包缺缺陷表面物物理情情況及及粗糙糙度退火工工藝制制度及及熱應(yīng)應(yīng)力分分布情情況表面清清潔度度及殘殘留情情況平整生生產(chǎn)開(kāi)開(kāi)卷張張力及及生產(chǎn)產(chǎn)速度度粘結(jié)解解決措措施張力控控制方方面：：酸軋軋采用用階梯梯張力力控制制，最最大程程度的的降低低卷曲曲張力力，尤尤其對(duì)對(duì)于薄薄規(guī)格格。對(duì)對(duì)于品品種鋼鋼及特特殊規(guī)規(guī)格、、鋼種種等流流向脫脫脂清清洗線(xiàn)線(xiàn)，既既能提提高板板面質(zhì)質(zhì)量而而且能能降張張力，，增加加防粘粘層等等，使使粘結(jié)結(jié)幾率率降低低；表面粗粗糙度度方面面：給給罩退退備料料末機(jī)機(jī)架采采用大大粗糙糙度輥輥，形形成合合適的的表面面的Ra值和PPI值，降降低粘粘結(jié)傾傾向；；板形控控制：：為了了避免免粘結(jié)結(jié)在軋軋機(jī)為為罩退退備料料采用用微邊邊浪控控制，，避免免中浪浪對(duì)粘粘結(jié)造造成影影響；；粘結(jié)解解決措措施退火工工藝優(yōu)優(yōu)化：：采用用合適適的退退火升升溫和和降溫溫制度度，避避免因因溫度度差異異熱應(yīng)應(yīng)力過(guò)過(guò)大造造成的的粘結(jié)結(jié)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，尤尤其對(duì)對(duì)于特特殊規(guī)規(guī)格，，根據(jù)據(jù)實(shí)際際溫度度差采采用相相應(yīng)時(shí)時(shí)間的的帶罩罩緩慢慢冷卻卻，降降低冷冷卻過(guò)過(guò)程中中的壓壓應(yīng)力力，最最大程程度上上減少少粘結(jié)結(jié)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)；同同時(shí)合合理配配爐，，采用用規(guī)格格和卷卷位的的合理理搭配配，減減少易易發(fā)生生粘結(jié)結(jié)鋼卷卷的粘粘結(jié)傾傾向。。平整生生產(chǎn)的的張力力和速速度控控制：：對(duì)于于粘結(jié)結(jié)較嚴(yán)嚴(yán)重的的鋼卷卷在采采用大大張力力和高高速生生產(chǎn)，，大于于500m/min，使粘粘結(jié)情情況減減弱。。9、鋼卷卷在加加熱過(guò)過(guò)程熱熱應(yīng)力力分布布在加熱熱過(guò)程程中隨隨加熱熱時(shí)間間的變變緩和和退火火時(shí)間間的延延長(zhǎng)，，卷內(nèi)內(nèi)心處處的應(yīng)應(yīng)力一一直向向變小小趨勢(shì)勢(shì)發(fā)展展，而而隨外外徑逐逐漸增增大應(yīng)應(yīng)力隨隨退火火時(shí)間間的延延長(zhǎng)，，呈現(xiàn)現(xiàn)處