(完整版)连续炉钢材热处理工艺与排产优化分析
金属材料热处理工艺优化
金属材料热处理工艺优化随着工业技术的发展，金属材料在现代生产中扮演着重要的角色。
金属材料在结构、机械性能、耐腐蚀性等方面的优异性能使得其广泛应用于汽车、飞机、电子、建筑、工程机械等产业。
然而，金属材料的原始状态并不能满足各行业对其性能的要求，因此热处理工艺的优化成为了金属材料制造的必要部分。
1. 金属材料热处理工艺的概念热处理工艺指的是通过加热、保温和冷却等过程改变金属材料的结构和性能的工艺。
热处理工艺广泛应用于钢材、铝材、铜材等金属材料的制造过程中，在不改变金属基本化学成分的情况下，通过调整温度、时间、冷却速率等参数，使得金属材料的性能得以改善。
2. 金属材料热处理工艺的原理金属材料的热处理工艺主要基于金属的组织和性能的相互关系。
在金属材料加工制造过程中，由于温度和变形等因素的作用，金属材料的微观组织会发生变化，从而导致金属材料的性能发生改变。
而金属材料的热处理工艺则通过控制材料的加热、保温和冷却过程，使得金属组织达到预期的状态，从而使得金属材料的性能得以优化。
3. 金属材料热处理工艺的分类由于不同种类的金属材料对温度、冷却速率等参数的要求不同，因此金属材料的热处理工艺也分为多种不同的类型。
3.1 普通火焰淬火工艺普通火焰淬火工艺主要应用于钢材的热处理工艺中。
在普通火焰淬火工艺中，钢材在进行过温退火后，通过高温加热使得钢材的红色组织充分恢复，并在继续加热至一定温度时急速冷却，从而使得钢材的晶粒尺寸变小、硬度提高、强度增加。
3.2 现代废气淬火工艺现代废气淬火工艺是在普通火焰淬火工艺基础上发展而来的。
在现代废气淬火工艺中，通过添加废气、废油等材料，使得钢材在加热过程中能够得到更均匀的加热和更快的冷却，从而获得更高的强度和硬度。
3.3 时效硬化工艺时效硬化工艺主要应用于铝材等材料的制造中。
在时效硬化工艺中，铝材经过T4或T6状态的变形后，进行加热保温，在一定的时间段内使得铝材内部的固溶体和时效相分离，在冷却过程中形成更高的强度。
科技成果——带钢连续热处理热过程模型与工艺优化
科技成果——带钢连续热处理热过程模型与工艺优化技术开发单位北京科技大学技术领域节能与新能源成果简介带钢连续热处理（包括立式炉、卧式炉）过程是冷轧和热轧带钢生产的重要工序，该过程是在带钢成分确定的情况下，依靠控制热量传递过程来控制带钢内部微观结构的演化，最终完成金相组织的转变，达到控制带钢力学、电磁等性能的目的。
因此，温度控制是带钢热处理过程控制的核心，也是热处理质量的根本保证。
为了解决带钢连续热处理炉优化控制的技术难题，并克服半理论或纯经验控制模型严重依赖于现场、难以移植和泛化能力有限的不足，本成果基于传热机理模型对带钢在连续热处理炉内的传热过程及其优化控制策略展开相关的理论分析和实验研究。
本成果瞄准带钢连续热处理热过程模型研究，基于传热学的基本原理，精确解析退火炉内辐射换热、对流换热（喷气快速冷却、喷气快速加热）、接触换热（炉辊与带钢之间）、喷雾冷却等传热过程，开发带钢在热处理过程中的温度分布预测软件，准确预测带钢温度分布（包括稳定工况和工艺过渡工况），带钢温度预测的典型精度在±2.5%以内（90%以上的命中率），为提高带钢连续热处理的产品质量奠定了基础。
在带钢温度精准预测的基础上，基于可行工况集和最优化方法，建立了炉况参数优化策略，大大降低带钢连续热处理工艺切换的效率。
应用情况目前处于推广应用阶段。
本项目成果目前已经在重庆赛迪热工环保工程技术有限公司、上海宝山钢铁股份有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司、武汉钢铁（集团）公司等进行应用推广。
本成果拟技术转移的公司主要为带钢连续热处理、带钢连续热涂镀的生产企业。
投资估算和经济效益分析（1）针对某公司带钢连续热处理机组（斯坦因公司提供的设备，带钢最小厚度0.17mm，机组速度880m/min），利用本项目成果提出的“带钢温度动态预测模型”，实现了工艺过渡过程的数值仿真，计算精度偏差≤3%，所开发的工艺过渡参数优化仿真系统，大大降低了工况切换的周期。
连续退火工艺流程
连续退火工艺流程连续退火是金属材料热处理中的一种重要工艺，在制造过程中起着至关重要的作用。
连续退火流程可以通过调整温度和时间来改变材料的结构和性能，从而满足不同的应用需求。
下面是一个典型的连续退火工艺流程。
第一步：准备工作在开始连续退火之前，需要对待处理的材料进行准备工作。
首先，将金属材料切割成所需的尺寸和形状。
然后，通过打磨或其他方法将材料表面的氧化层和污垢去除，确保材料表面的清洁。
第二步：加热将准备好的金属材料放在连续退火炉中。
通常使用电阻加热炉进行加热，但也可以使用其他加热方式，如气体或火焰加热。
根据材料的类型和要求，设定合适的加热温度和加热时间。
第三步：保温在达到退火温度后，需要将材料保温一段时间，使材料内部的温度均匀分布。
保温时间取决于材料的类型和厚度，通常为几分钟到几小时不等。
第四步：冷却当保温时间到达后，需要将材料冷却到室温。
冷却过程是控制材料晶格结构和性能的关键步骤。
冷却速度的快慢会直接影响到材料的硬度和韧性。
通常采用自然冷却或强制冷却的方式进行冷却。
第五步：处理在冷却过程完成后，需要对材料进行进一步的处理。
这可能包括清洗、质量检测、修正等工作，以确保材料符合预定的要求。
第六步：检验和测试连续退火后的材料需要进行检验和测试，以确保其达到所需的性能要求。
这些测试可以包括硬度测试、拉伸测试、冲击测试、金相显微镜观察等。
根据测试结果，可以对连续退火工艺进行调整和改进。
总结：连续退火是金属材料热处理中一种重要的工艺，通过调整合适的温度和时间，可以改变材料的结构和性能，使其满足特定的应用要求。
准备工作、加热、保温、冷却、处理、检验和测试是一个典型的连续退火工艺流程。
通过严格控制这些步骤，可以获得优质的连续退火产品，为实际应用提供支持。
热处理工艺对钢材的组织和力学性能的优化和调控
热处理工艺对钢材的组织和力学性能的优化和调控热处理工艺是钢材加工中非常重要的一环，它能够对钢材的组织和力学性能进行优化和调控。
通过对钢材进行适当的加热、保温和冷却处理，可以改善钢材的力学性能，提高其强度、硬度、韧性等特性，从而满足不同应用环境的需求。
热处理工艺中的关键步骤主要包括加热、保温和冷却三个阶段。
在加热阶段，钢材被加热到一定温度，使其晶粒逐渐长大，晶界发生变化，原有的组织结构逐渐消失。
在保温阶段，钢材保持在一定的温度下，使其内部晶粒逐渐重新排列，形成新的组织结构。
在冷却阶段，钢材被快速冷却，使其内部组织变得均匀，晶粒细小，从而提高钢材的强度和硬度。
热处理工艺对钢材的组织和力学性能进行优化和调控的关键在于选择合适的加热温度、保温时间和冷却速度。
这些参数的选择将影响钢材的晶粒尺寸、晶粒形状、晶界结构等组织特征。
通常情况下，较高的加热温度和保温时间会使钢材的晶粒长大，从而降低其强度和硬度，但同时也能提高其韧性。
相反，较快的冷却速度通常可以使钢材的晶粒细小，提高其强度和硬度，但也可能降低其韧性。
热处理工艺的优化和调控可以根据具体钢材和应用需求来进行。
例如，在用于制作刀具的高速钢材中，为了提高其耐磨性和耐热性，常采用高温加热和快速冷却的工艺。
这样可以使钢材中的碳化物均匀分布，从而提高刀具的硬度和强度。
而对于用于制作弹簧的弹簧钢材来说，为了保持其一定的韧性和弯曲性能，通常采用中温加热和缓慢冷却的工艺，以避免晶粒长大和组织变脆。
此外，热处理工艺的优化和调控还可以通过钢材的淬火和回火处理来实现。
淬火是通过将钢材加热到透磁温度以上，然后迅速冷却来获得较高的硬度和强度。
回火是在淬火后，将钢材加热到较低温度下保持一段时间，以降低其内部应力，提高其韧性和可加工性。
总之，热处理工艺对钢材的组织和力学性能的优化和调控具有重要作用。
通过选择合适的加热温度、保温时间和冷却速度，以及采用淬火和回火等工艺，可以使钢材达到最佳的性能。
钢铁热处理工艺简介
过共析钢：Ac1—Accm ,不完全淬火，使淬火组织中保
留一定数量细小，弥散的C化物颗粒，以提高耐磨性 （通过控制C化物数量，控制A的C浓度及合金浓度； 从而控制马氏体成分，组织和性能）
碳素工具钢 ： t=Ac1+„30-70‟℃, 合金钢，高合金
钢的表面热处理
二、火焰加热表面淬火，
（0.8—6mm）深的淬火硬化层。 气体燃料与在氧气或空气中燃烧（2000℃以 上），当乙炔和氧气1：1时，火焰温度最高， 可达3000℃，氧炔焰。 优点：设备简单，使用方便成本低等。 缺点：不易控制加热温度，易过热，且淬火质 量不易均一。
钢的化学热处理
钢件臵于一定温度的化学活性介质中，使一种或几种元素的原子渗入 钢件表面，改变钢件表层化学成份，获得预期的组织和性能。可利用C素 钢，低合金钢代替高合金钢，降低成本。
钢的淬火
（三）淬火冷却： 冷却是淬火的关键工序，关系到淬火
质量的好坏。 → 快冷：碳钢—水冷 合金钢—油冷
目的：防止过冷A在Ms点以上发生任何分解。 600—400℃温度分解快，只要在此期间快冷，其它温度不需 要，Ms点以下反而希望冷却慢些，以防止变形开裂。 → 冷却介质的选择原则 快冷并非越快冷越好，在保证淬硬的前提下，尽量选择 缓和的介质，以减小淬火变形和开裂。 对冷却介质的要求是：要求的淬火硬度和深度、淬火变形不 超过公差范围，不出现淬火组织缺陷，不开裂
一、钢的渗C
用于齿轮、活塞、销轴等工件，需承受弯、扭，交变载荷， 冲击载荷，很大接触应用和磨损的情况 低C钢件，渗C性介质(CO→[C]+CO2（放热）、（CH4→[C]+H2 （吸）、（固体渗C剂），加热至单相奥氏体区（930℃左 右），保温足够长时间，使表面层C浓度提高，。 C钢件都是C＝0.1—0.25%的低C钢（C素钢、低合金钢），而表 面C＝0.8—1.1%，合适渗C层厚度。渗C后工件进行淬火+低温 回火
钢板连续退火工艺流程
钢板连续退火工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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连续退火炉-2012-1
燃气
烧嘴处废气排放温度 空气预热温度 换热器类型 烧嘴功率
天然气
700 450 鳍片式 200 kw
燃烧控制
燃烧控制方式一般有两种，一种是双交叉限幅控制。另一种是脉 冲燃烧控制，即烧嘴只工作在开/关两种状态下。 双交叉限幅控制方式，炉温控制是通过燃料与空气按一定比例的 流量连续变化而实现。这种流量比例调节的方式响应能力无法满 足流量变化的需要，因此温度控制的误差较大。 间断燃烧的方式是通过控制烧嘴的燃烧时序与燃烧时间来控制炉 温。燃料流量可通过压力调整预先设定，烧嘴一旦工作，就处于 满负荷状态，空燃比始终处于最佳配比状态。如一个烧嘴的燃烧 周期为60秒，当燃烧负荷为60%时，该烧嘴一个周期内的燃烧时 间为36秒。
1
2
3
4000
6000 Radiant Tube length (mm)
8000
10000 Exhaust Side
连退线设备介绍
入口密封
功能：
保持密封性，防止炉内气体从入口逸出，将炉内气 氛与炉外环境隔开
结构及组成：
钢结构主体 2根密封辊 2个气缸 密封装置（密封挡板） 驱动系统（齿轮马达，万向联轴器等） 1个快速打开装置（由气缸执行）
炉辊
辊身是离心铸造件，喇叭口是静态浇铸件，采用连续焊接 将它们连在一起。
种类
耐热合金钢辊 碳套辊 陶瓷辊 陶瓷芯材喷涂辊 合金钢喷涂辊
炉辊制造工艺要点
高温合金离心铸管
离心铸造的转速直接影响铸件的表面质量及金相组织， 炉辊外圆表层要求为等轴晶，其余为柱状晶；
辊径大，炉辊加工时表面粗糙度、同轴度和径向跳动有 较高要求；
钢的热处理工艺
二、回火的分类和应用
根据回火温度和对淬火钢力学性能的要求，一般 将回火分为三类 ：
定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间 保温（10~20 h），以消除成分偏析的热处理工 艺。
加热温度；略低于固相线温度。 亚共析钢：T＝Ac3 + (150℃～300℃) 过共析钢：T＝Accm+(150℃～300℃) 目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化 实质：使合金元素的原子充分扩散。 适用于：合金钢铸件和铸锭。 后续处理：保温10～20小时退火后晶粒较粗大，一
热处理分类
普通热处理：退火、正火、 淬火与回火
表面热处理：表面淬火 化学热处理
形变热处理：控制轧制
§10-1 钢的退火与正火
一、钢的退火
钢的退火：将（组织偏离平衡状态的）钢加热到Ac1 以上或以下温度，保温一定的时间，然后缓慢冷却 （一般为炉冷至550℃后空冷），以获得接近平衡状态 组织的热处理工艺。
4、 淬火冷却介质
理想冷却速度： 1）在Ac1～650℃之
间慢冷，以↓热应力 2）在650℃～400 ℃
之间快冷，以避开“鼻 尖；防发生非M相变 3）在400 ℃以下慢冷 ，以↓组织应力。
图5 理想冷却速度
常用淬火介质介绍
1．自来水（30℃以下）
冷却特性：在650-400 ℃冷却能力较小、在Ms附近点 冷速极快，淬硬能力较强。
淬透性与淬透层 深度关系：
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编号：KJCX-2017-
附件11
公司级科技创新创效
项目任务书
项目类别：工艺
项目名称：连续炉钢材热处理工艺与排产优化
承担单位：工艺部
起止时间：2017年1月〜2018年6月
西宁特殊钢股份有限公司制
申请项目的依据和理由
二、现状与需求分析
三、主要内容和技术关键、技术来源
四、项目拟采取的方法、技术路线或工艺流程
技术方法：
1、通过球化退火保温区域的增加，加快退火辊速，从而
毛坯提高球化退火效率。
2、软化退火将现有的部分回火工艺修改为不完全退火工艺，通过辊
速的提高来提高退火效率。
车3、通过不同钢种的硬度要求，合理修改各区域的保温温度和辊速，提高生产效率。
4、梳理出钢材退火后硬度值高于230HBW勺品种，并制定出叶片
钢、钎具钢、工模具钢等高硬度钢的硬度内
控标准。
5、制定连续炉优化排产与管理制度，修订连续炉的热处
五、项目要达到的主要技术、经济指标
六、承担项目的单位、人员
1.承担单位
2.其它协作单位
3.参加项目人员
七、经费
1.投资预算明细表
预算支出科目金一额计算依据及理由
2.项目总投资情况单位：万元
3.分年度投资情况单位：万元
4.其它
八、评审意见
项目申报单位:。