冷轧低碳钢连续退火生产工艺优化方案研究

带钢通过以上工艺生产过程，大大节省了退火 时间。经过带钢经冷轧以后，就会使得晶粒拉长，并 发生畸变，导致带钢出现硬化。然而，在薄钢板退火 工艺中，先将带钢加热到结晶温度，将进行温度转 化，然后进行保温与加热，使带钢再结晶，以防晶粒 过分长大。
随着温度的增高，原子能力会迅速扩散，导致晶 界迁移过快。故在温度较高时，通过退火工艺使晶粒 粗大，析出渗碳体。另外，在均热段，由于温度直接影
2 低碳铝镇静钢的性能分析
在冷轧低碳钢连续退火工艺优化前，机组的屈
服强度为 265 MPa，将接近上限的 270 MPa，塑性应
变比（r 值）较低，材料塑性较差，这难以满足用户使
用。机组的低碳铝镇静钢力学性能指标见表 1。
表 1 低碳铝镇静钢工艺的力学性能指标
屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率/% r 值
作者简介：田士张（1984-），男，湖北武汉人，大学本科，助理工程师，主要从事冷轧工作。
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第1期
和优化后的对比如表 2 所示。
表 2 优化前和优化后的热轧工艺
阶段 优化前 优化后
加热温度/°C 终轧温度/°C 卷取温度/°C
1200
890
680
1200
890
720
3.3 连续退火工艺优化
退火炉作为连续退火机组的关键设备，由多个 环节组成，一般来说，包括预热段、加热段、均热段、 缓冷段、和终冷段等。退火带钢工艺流程如下：首先， 在退火炉前，带钢要进入预热段预热，再经加热段加 热，待加热至退火温度后，再进入均热段保温，使晶 粒长大；然后进入到缓冷段冷却，当达到设定温度 时，再进入过时效段进行处理，最后带钢经终冷段冷 却到 40 °C 左右，进而完成退火处理。
第 39 卷 第 1 期 2019 年 2 月
冶 金冶 金与 与材材料料
Metallurgy and materials
Vol.39 第 3N9o卷. 1 February 2019
冷轧低碳钢连续退火生产工艺优化方案研究
田士张
（佛山市高明基业冷轧钢板有限公司，广东 佛山 528000）
摘 要：在低碳钢使用过程中，经常会出现屈服强度高和开裂问题，研究发现，这是由于低碳钢力学性能受到炼 钢成分、冷轧压下率的影响，因此，需要对冷轧低碳钢连续退火生产工艺进行优化，以满足了用户使用要求。文 章阐述了低碳铝镇静钢的性能，从而进一步就冷轧低碳钢连续退火生产工艺优化措施进行了深入探讨。 关键词：冷轧低碳钢；连续退火；性能分析；生产工艺
过去，在罩式退火炉生产过程中，热轧原料采取 加热温度和开轧温度较高，终轧温度较低的生产方 式。而实践表明，采用连续退火工艺，在热轧时采用 中高温进行轧卷，这样可以使铁素体晶粒变大，进一 步析出氮化铝。通过连退工艺与热轧工艺之间的配 合，可以有效降低晶粒生长的影响度，使晶粒长大， 以提高冲压性能，增大 r 值的目的。热轧工艺优化前
1 概述
某冷轧厂，连续退火生产线采用 2080 mm 冷轧 连续退火机组，集带钢的清洗、退火、平整于一体，冷 轧连续退火机组尺寸为 （0.3~2.5）mm×（900~2080） mm，定位为高端质量的汽车板。近年来，随着冷轧产 品产量的提高，冷轧低碳钢 D 出现了冲压开裂问题。 经分析发现，由于冷轧板屈服强度偏高，在受到冲压 作用下，易于开裂。因此，为了解决这一问题，冷轧厂 对冷轧低碳钢连续退火生产工艺进行优化，以满足 机械性能和使用性能，达到用户需求。
265
345
41
1.0
在工艺优化前，对表 1 中的屈服强度、抗拉强度 和伸长率进行统计分析，发现屈服强度较高，在 220~ 300 MPa 范围内；伸长率波动较小，而抗拉强度分布 较为集中。
3 冷轧低碳钢连续退火生产工艺的优化措施
3.1 化学成分优化 为了确保产品性能的良好性，需要对钢水的化
学成分进行优化。在连续退火工艺生产过程中，由于 高温保温时间较少，在冶炼时要加强化学成分控制。 由于带钢的抗拉性能受到碳、锰含量变化的影响。因 此，为保证钢板的低屈服强度，应将保碳含量控制小 于 0.05%，同时还可以过时效时能够析出碳化物；另 外，应将锰的质量分数控制在 0.15%~0.25%范围内， 以确保锰含量的热脆性。
在钢水中，铝能消除钢的硬化性，提高冲压性 能，降低屈服强度。因此，要钢的加工性能，应提高铝 的含量。由于钢水中的氮含量过高，极于产生气泡， 从而给热轧带钢的加工性能造成影响。同时，如果氮 含量过高，还可以析出铝氮，导致奥氏体晶界面脆化， 使铸坯开裂。在冷轧时，如果氮钉在扎邦时出现位 错，将会降低塑性应变比的数值。而在退火时，通过 铝氮质点的形成及结晶，使晶粒较小的形核受到抑 制，而晶粒在较大驱动力下，能促进织构的形成，提 高冲压成型性能。一般来说，退火后为了获得良好的 冲压性能，需将钢水中铝和氮的比值控制在 8~12。 可见，在 2080 mm 冷轧连续退火工艺的化学成分优 化应用中，大大提高钢水中铝的含量，降低氮的含量。 3.2 热轧工艺优化
冷轧低碳板带作为一种通用钢材，在汽车制造、 家用电器等领域得到了广泛的应用。冷轧生产是指 在结晶温度下进行钢板轧制生产的过程。由于钢板 在轧制过程中出现硬化，从而给冲压加工带来影响。 因此，为了解决以上问题，需进行冷轧板退火处理。 退火是将冷变形后的金属加热到结晶温度，并以适 宜速度进行冷却，消除加工硬化现象的工艺。文章着 重探讨了冷轧低碳钢连续退火生产工艺优化方案。
（1）通过冷轧低碳铝镇静钢的化学成分、热轧工 艺和退火工艺的优化，2080mm 连续退火生产工艺达 到稳定状态，降低了产品的屈服强度，满足了用户使 用要求；（2）通过 2080mm 连续退火生产工艺的成功 优化，为冷轧厂今后在钢开发和汽车冲压用钢生产 提供了便利，提升冷轧厂的生产效率，给冷轧厂带来 良好的经济效益。
响到晶粒的再结晶和长大，故会影响到带钢的屈服强
度，而在过时效段，屈服强度很少受到温度的影响。
连续退火生产工艺优化前和优化后的效果见表 3。
表 3 优化前后的连续退火工艺
阶段 均热 缓冷 时效 1 时效 2 时效 3
优化前 730
670
440
420
400
优化后 800
670
440
420

4结语
综上所述，文章通过对冷轧低碳钢连续退火生 产工艺优化方案进行探讨，得到了以下几点结论：