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冷軋廠的冷軋帶鋼熱處理工藝流程有兩條,即:1)冷軋帶鋼罩式退火爐(BAF)→平整→精整→成品卷。2)冷軋帶鋼→連續(xù)式退火爐(CAPL)→成品卷。 2. 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、帶鋼尺寸和卷重等因素決定。退火工藝技術(shù) 1. 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)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。
退火中需要保證卷層間不粘結(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。
(1)加熱速度 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, 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,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以控制的。 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。對于氮氫型保護氣體罩式爐,一般規(guī)定為30~50℃/h;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,如厚度較大(大于1.2mm)的09MnAl(Re)、Q235F等鋼種,易出性能問題,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。
(2)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溫度,而是一個范圍,一般在570~720℃。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。大量實際資料的統(tǒng)計表明:當變形程度較大時,各種金屬材料的再結(jié)晶溫度(用溫度表示)為其熔點的0.35~0.40倍。在制定退火工藝制度、確定退火溫度時,退火溫度一般比再結(jié)晶溫度要高100~200℃。 對于再結(jié)晶退火,帶鋼在600℃以上、A1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,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 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,因此不希望發(fā)生二次再結(jié)晶。
(3)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320℃附近,快冷固溶的碳不能析出,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。 從600℃冷到320℃所需時間稱為有效冷卻時間。為了使固溶碳析出,江蘇九鼎工業(yè)爐在冷卻過程中進行過時效處理,過時效溫度一般為350~450℃,保溫20~300s。對于有特殊性能要求的,如重深沖汽車板,在500℃以上要求緩慢冷卻,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,考慮到爐臺利用率和確保表面質(zhì)量,出爐溫度應(yīng)以120~150℃為宜。
3. 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。 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;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20ppm,露點在-50℃以下,并且進出內(nèi)罩暢通;3)內(nèi)罩內(nèi)保持一定的壓力;4)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,并盡可能把相同規(guī)格和相同鋼質(zhì)的鋼卷放在一起以求大的的出爐系數(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建議小于200mm。當鋼卷外徑和寬度相同,厚度不同時,厚的在下,薄的在上。裝料-放內(nèi)罩-壓緊-放加-熱罩-點火-退火-吊加熱罩,扣冷卻罩-風冷-噴淋-吊冷-卻罩-移走-內(nèi)罩-卸料至終冷臺冷卻-完成-等待下一次裝料-冷密封測試及吹掃-空氣/水冷卻-加熱-均熱-冷卻。