冷轧罩式退火工艺及原理201807

4、罩退与连续退火线比较区别
罩式退火：整卷退火，内外温度存在一定的不均匀容易发生粘结， 通过加热让板带表面残油挥发，如挥发不好易造成清洁度低 （可选择的进行脱脂清洗），适于生产太薄的产品规格，但对 中厚规格产品生产没有限制。
连续退火：经过脱脂清洗表面清洁，开卷加热带钢温度均匀，带 钢平直度，板形优良。适合生产表面要求较高的产品和薄规格 产品。
图 4再结晶后晶粒尺寸与退火温度的 关系
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。
既能提高板面质量而且能降张力，增加防粘层等，使粘结几率降低； • 表面粗糙度方面：给罩退备料末机架采用大粗糙度辊，形成合适的表
面的Ra值和PPI值，降低粘结倾向；
• 板形控制：为了避免粘结在轧机为罩退备料采用微边浪控制，避免中 浪对粘结造成影响；
粘结解决措施
• 退火工艺优化：采用合适的退火升温和降温制度，避免因温度差异热
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 2、退火原因 3、退火目的及作用 4、罩退与连续退火线比较 5、罩式退火工艺流程图 6、常用退火工艺曲线 7、罩式退火温度分布特点 8、退火粘结问题 9、钢卷在加热过程热应力分布
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
5、罩式退火工艺流程图
装料；内罩；加热罩；冷却
内
罩
加热罩
冷却风机
水
水
冷却 风机
喷淋冷却
罩 式 退 火 炉
加热罩 内罩
钢卷
炉台
6、常用退火工艺曲线
6、常用退火工艺曲线
罩式退火工艺
退火工艺参数 400℃以前不控制加热速度；400℃-730℃加热时间不低 于12小时，730℃保温，保温时间不低于11.8小时（卷冷、 热点温差≤60℃）,辐射冷却时间不低于1.5小时，喷淋开始温 度为370℃，出炉温度为80℃。具体方案见下表所示。 DC03 钢种退火工艺制度
厚度（mm） >、≤ 0.3-0.5 0.501-0.8 加热、保温制度（单位：小时） 1段 12 12 2段 13.16 12.3 带罩冷却（单位： 小时） 6 5
0.801-1.5 1.501-2.0
12 12
12 11.8
5 4.5
罩式退火工艺
均热
空气/水冷却
加热
冷却
7、罩式退火温度分布特点
加热过程的温度分布
ຫໍສະໝຸດ Baidu
冷却过程的温度分布
因钢卷整卷退火，在退火过程中温度存在差异。加热过程中，钢卷 外圈温度高芯部温度低，钢卷膨胀外圈受拉应力，内圈受压应力； 反之在冷却过程中外圈温度低芯部温度高，钢卷整体外圈受压应力 ，内圈受拉应力。
8、退火粘结问题
在冷硬卷的紧卷立卷再结晶退火过程中，经常发生相邻卷层间粘到一 起，增加了后道工序平整机的开卷张力，并且在开卷过程中会造成板 带撕裂，出现皱痕等情况，并且因同样的粘结力会造成不同程度板形 缺陷，这种缺陷就是我们通常称为的罩式炉粘钢。
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。
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。
9、钢卷在加热过程热应力分布
在加热过程中随加热时间的变缓和退火时间的延长，卷内心处的
应力一直向变小趋势发展，而随外径逐渐增大应力随退火时间的 延长，呈现处先变大后减小的趋势。且因退火时间的不同，应力
集中的位置会发生变化 。
钢卷在冷却过程热应力分布
在冷却过程中主要的应力出现在卷厚度的中心位置，且随 着时间的延长，压应力越大，就越可能造成粘结。
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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
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
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。
晶粒尺寸
退火温度/*c
连退与罩退生产线
4、罩退与连续退火线比较区别
罩式退火：罩式炉退火加热和冷却速度慢，使得碳化物析出和晶 粒长大有充足的时间，这种再结晶退火方式有利于形成对深冲 性能有利的饼形晶粒，能获得较好的n值，r值，在生产深冲、 超深冲用钢方面可以方便的控制，有其优越性。 连续退火：加热和冷却速度快，保温时间短，为了再结晶尽可能 充分和得到良好的成形性，对化学成分和退火制度的要求较严 格，低碳钢产品性能与罩退相比硬度高，强度高，塑性低，更 适合生产汽车用高强度钢。
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。
应力过大造成的粘结风险，尤其对于特殊规格，根据实际温度差采用
相应时间的带罩缓慢冷却，降低冷却过程中的压应力，最大程度上减 少粘结风险；同时合理配炉，采用规格和卷位的合理搭配，减少易发
生粘结钢卷的粘结倾向。
• 平整生产的张力和速度控制：对于粘结较严重的钢卷在采用大张力和 高速生产，大于500m/min，使粘结情况减弱。
粘结缺陷
粘结的影响因素
• • • • • • • 酸轧的卷取张力 原料板形 鼓包缺陷 表面物理情况及粗糙度 退火工艺制度及热应力分布情况 表面清洁度及残留情况 平整生产开卷张力及生产速度
粘结解决措施
• 张力控制方面：酸轧采用阶梯张力控制，最大程度的降低卷曲张力，
尤其对于薄规格。对于品种钢及特殊规格、钢种等流向脱脂清洗线，