冷轧罩式退火工艺及原理

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。。连续退退火：：经过过脱脂脂清洗洗表面面清洁洁，开开卷加加热带带钢温温度均均匀，，带钢钢平直直度，，板形形优良良。适适合生生产表表面要要求较较高的的产品品和薄薄规格格产品品。5、罩式式退火火工艺艺流程程图装料；；内罩罩；加加热罩罩；冷冷却内罩罩加热罩罩喷淋冷冷却冷却风风机冷却风风机水水罩式退退火炉炉加热罩罩内罩钢卷炉台6、常用用退火火工艺艺曲线线6、常用用退火火工艺艺曲线线罩式退退火工工艺厚度（mm）>、≤加热、保温制度（单位：小时）带罩冷却（单位：小时）1段2段0.3-0.51213.1660.501-0.81212.350.801-1.5121251.501-2.01211.84.5退火工工艺参参数400℃以前不不控制制加热热速度度；400℃-730℃℃加热时时间不不低于于12小时，，730℃保温，，保温温时间间不低低于11.8小时（（卷冷冷、热热点温温差≤≤60℃℃）,辐射冷冷却时时间不不低于于1.5小时，，喷淋淋开始始温度度为370℃，出炉炉温度度为80℃℃。具体体方案案见下下表所所示。。DC03钢种退退火工工艺制制度罩式退退火工工艺空气/水冷却却加热均热冷却7、罩式式退火火温度度分布布特点点加热过过程的的温度度分布布冷却过过程的的温度度分布布因钢卷卷整卷卷退火火，在在退火火过程程中温温度存存在差差异。。加热热过程程中，，钢卷卷外圈圈温度度高芯芯部温温度低低，钢钢卷膨膨胀外外圈受受拉应应力，，内圈圈受压压应力力；反反之在在冷却却过程程中外外圈温温度低低芯部部温度度高，，钢卷卷整体体外圈圈受压压应力力，内内圈受受拉应应力。。8、退火火粘结结问题题在冷硬硬卷的的紧卷卷立卷卷再结结晶退退火过过程中中，经经常发发生相相邻卷卷层间间粘到到一起起，增增加了了后道道工序序平整整机的的开卷卷张力力，并并且在在开卷卷过程程中会会造成成板带带撕裂裂，出出现皱皱痕等等情况况，并并且因因同样样的粘粘结力力会造造成不不同程程度板板形缺缺陷，，这种种缺陷陷就是是我们们通常常称为为的罩罩式炉炉粘钢钢。粘结缺缺陷粘结的的影响响因素素酸轧的的卷取取张力力原料板板形鼓包缺缺陷表面物物理情情况及及粗糙糙度退火工工艺制制度及及热应应力分分布情情况表面清清洁度度及残残留情情况平整生生产开开卷张张力及及生产产速度度粘结解解决措措施张力控控制方方面：：酸轧轧采用用阶梯梯张力力控制制，最最大程程度的的降低低卷曲曲张力力，尤尤其对对于薄薄规格格。对对于品品种钢钢及特特殊规规格、、钢种种等流流向脱脱脂清清洗线线，既既能提提高板板面质质量而而且能能降张张力，，增加加防粘粘层等等，使使粘结结几率率降低低；表面粗粗糙度度方面面：给给罩退退备料料末机机架采采用大大粗糙糙度辊辊，形形成合合适的的表面面的Ra值和PPI值，降降低粘粘结倾倾向；；板形控控制：：为了了避免免粘结结在轧轧机为为罩退退备料料采用用微边边浪控控制，，避免免中浪浪对粘粘结造造成影影响；；粘结解解决措措施退火工工艺优优化：：采用用合适适的退退火升升温和和降温温制度度，避避免因因温度度差异异热应应力过过大造造成的的粘结结风险险，尤尤其对对于特特殊规规格，，根据据实际际温度度差采采用相相应时时间的的带罩罩缓慢慢冷却却，降降低冷冷却过过程中中的压压应力力，最最大程程度上上减少少粘结结风险险；同同时合合理配配炉，，采用用规格格和卷卷位的的合理理搭配配，减减少易易发生生粘结结钢卷卷的粘粘结倾倾向。。平整生生产的的张力力和速速度控控制：：对于于粘结结较严严重的的钢卷卷在采采用大大张力力和高高速生生产，，大于于500m/min，使粘粘结情情况减减弱。。9、钢卷卷在加加热过过程热热应力力分布布在加热热过程程中随随加热热时间间的变变缓和和退火火时间间的延延长，，卷内内心处处的应应力一一直向向变小小趋势势发展展，而而随外外径逐逐渐增增大应应力随随退火火时间间的延延长，，呈现现处