带钢退火工艺及其装备
冷轧板带生产技术与管理之四-退火处理
焊机类型
焊机类型及型号说明
型号： MSW-C150D-26-2R2P） MSW: MASH SEAM WELDER(窄搭接焊机) C: C型架并带有铡刀式剪子 150D: 电源的额定容量是150KVA 2: 带钢最大厚度是2.3cm 6: 带钢最大宽度是1850cm 2R: 2个压轮和2个焊轮 2P: 2个通道(带有一个预载料通道)
八、全氢罩式退火炉的特点
九、退火方式比较
十、罩式退火工艺流程
60万吨的产能，约需 要退火炉35~40座， 投资大约6~7亿元人 民币。
例：年产60万吨的罩式退火机组构成
十一、罩式退火车间平面布置举例
十二、罩式退火工艺流程图
十三、全氢罩式退火炉控制界面举例
十四、罩式退火炉工艺曲线
连续退火篇
2、高强钢的退火原理
BH钢强化原理示意图
DP及TRIP钢种强化机理示意图
连退机组各钢种退火曲线
1、CQ
2、DQ（LC）
3、DQ（ULC）
4、DDQ
5、EDDQ
6、S-EDDQ
7、CQ-HSS 440
8、CQ-HSS 590
9、DQ-HSS 340 +DQ-HSS 440
10、DDQ-HSS 340 + DDQ-HSS 440
ULC类别钢种退火原理示意图
2、高强钢的退火原理
连续退火生产高强钢强化机理: 1）析出强化：通过在钢中形成分散状的、由碳与添加元素所形 成碳化物的析出物导致位错移动受阻，从而导致钢的强度增加。 析出强化采用的添加元素有钛、铌、钒等。 2）固溶强化：因固溶元素原子存在导致铁素体晶格产生畸变， 而导致位错运动受阻，并由此导致钢强度增加。通常采用的固溶 强化元素有硅、锰、磷等。 3）相变强化：由马氏体和贝氏体等低温相变生成物分散而导致 的强化; 4）晶粒细化：通过加快冷却速度，细化晶粒
不锈钢冷带退火酸洗的工艺及设备研究
不锈钢冷带退火酸洗的工艺及设备研究不锈钢冷带退火酸洗是一种用于提高不锈钢冷带表面质量的工艺。
在不锈钢生产过程中，由于连铸、热轧、冷轧等工艺的影响，冷带表面存在一定的尺寸不规则性、表面粗糙、杂质和氧化物等缺陷。
通过不锈钢冷带退火酸洗工艺，可以消除这些缺陷，提高不锈钢冷带的表面平整度和表面光洁度，从而满足不同领域对不锈钢冷带高质量的要求。
一、不锈钢冷带退火工艺1.不锈钢冷带退火工艺的目的：消除冷带的残留应力、改善冷带的塑性、提高冷带的表面品质。
2.不锈钢冷带退火工艺流程：(1)热轧酸洗：将不锈钢冷带经过软化处理，并去除表面的氧化物和杂质。
这一步可以通过酸洗方式进行。
(2)冷轧：将酸洗后的冷带进行轧制，以得到所需的尺寸和厚度。
(3)冷带退火：将冷轧后的不锈钢冷带进行退火处理，消除残余应力，并提高冷带的塑性。
3.不锈钢冷带的退火工艺条件：(1)温度：不锈钢冷带退火温度一般在800-1050℃之间，具体的退火温度需要根据不同的材料和要求进行调整。
(2)保温时间：不锈钢冷带在退火炉中保温时间一般为10-60分钟，具体的保温时间需要根据不同的材料和要求进行调整。
(3)冷却方式：退火后的冷带一般通过空冷进行冷却，也可以采用水冷等其他方式进行冷却。
具体的冷却方式需要根据不同的材料和要求进行确定。
二、不锈钢冷带退火酸洗设备1.酸洗设备：酸洗工艺中，主要使用酸洗槽来进行酸洗处理。
酸洗槽通常采用不锈钢材质制作，能够耐受强酸的腐蚀。
2.退火设备：不锈钢冷带的退火通常使用退火炉进行处理。
退火炉可分为多种类型，主要包括箱式退火炉、辊道退火炉和连续退火炉等。
具体的选择需要根据生产线的工艺要求和产能来确定。
3.辅助设备：酸洗和退火过程中，可能还需要使用一些辅助设备，例如循环泵、过滤器、脱脂机等，以实现酸液的循环和净化，提高工艺效率。
总结：不锈钢冷带退火酸洗工艺与设备研究，旨在提高不锈钢冷带的表面品质和塑性。
通过合理的工艺条件和适当的设备配置，可以实现不锈钢冷带的优化处理，满足不同领域对不锈钢冷带高质量的要求。
不锈钢带钢光亮退火工艺与装备探讨
不锈钢带钢光亮退火工艺与装备探讨光亮退火是指在适当的温度下，将不锈钢带材进行退火处理，以改善其表面质量和机械性能。
具体工艺包括加热、保温和冷却三个阶段。
在加热阶段，可以选择电阻加热或气氛炉加热，以提高带材的温度。
保温阶段是将带材保持在退火温度下一定的时间，使其达到均匀的显微组织。
冷却阶段则是通过控制冷却速度，使带材在冷却过程中不产生过硬和扭曲。
在不锈钢带钢光亮退火工艺中，温度和保温时间是最重要的参数。
温度过高会导致过热和粗晶，影响不锈钢带材的质量；温度过低则不满足退火效果。
保温时间过长会增加生产周期，而保温时间过短则可能导致显微组织不均匀。
因此，对温度和保温时间的控制非常关键。
在不锈钢带钢光亮退火装备方面，目前常用的装备有电阻退火炉和气氛炉。
电阻退火炉具有加热速度快、温度控制精度高的优点，适用于大批量生产。
而气氛炉利用指定气氛控制温度，可以防止带材表面氧化，适合对表面质量要求较高的产品。
另外，还有真空炉和激光退火设备等高新技术装备可供选择。
在使用不锈钢带钢光亮退火工艺和装备时，还需要注意以下几点。
首先，要根据具体不锈钢带材的材质和要求选择合适的工艺和装备。
其次，要控制好温度和保温时间，避免过热和过冷引起的不良效果。
另外，定期对设备进行维护和保养，确保其正常运行。
总之，不锈钢带钢光亮退火工艺和装备是关键的制造环节，对产品质量有着重要影响。
通过合理的工艺和选择合适的装备，可以提高不锈钢带钢的表面质量和机械性能，满足不同领域对不锈钢带材的需求。
退火工艺流程、参数及产品
退火工艺流程、参数及产品工艺流程罩式光亮退火炉为周期式热处理炉，用于带钢卷保护气氛条件下的再结晶光亮退火处理。
通过控制钢卷在罩式炉内加热、保温和冷却过程来完成金属组织和性能的变化，既将经冷轧变形的金属加热到再结晶温度以上、Ac1以下，经保温后冷却，同时通入还原性保护气氛，在完成金属组织恢复、再结晶、晶粒长大的同时达到光亮的目的。
通过再结晶退火可以消除冷轧加工硬化，消除内应力，降低硬度，恢复塑性，提高延伸率，使钢板达到要求的力学性能、工艺性能和显微组织结构。
一个完整的退火工艺流程包括：炉台清理→炉台装料（钢卷+对流板）→输入退火参数→扣上内罩→锁紧内罩→冷态密封检查→氮气吹扫→启动循环风机→扣放加热罩→充氨分解气（H2+N2）保护→加热罩点火→按设定速率升温→风机按控制方式变换为高速运行→保温→热态密封检查（保温结束前）→吊走加热罩扣上冷却罩→风机冷却至设定温度→喷淋水冷至出炉温度→氮气吹扫→吊走冷却罩→松开内罩锁紧→吊走内罩→卸料→退火数据保存。
产品大纲1、退火料规格材质：冷轧钢卷：普通碳素钢、优质碳素钢、低合金结构钢。
代表钢号：Q195、Q235、08AL、20、45、SPCC、SPCD、SPCE。
热卷来源：宝钢、武钢、鞍本钢、唐山建龙等热卷和中宽带。
厚度：0.2-1.8 mm宽度： 650-1250 mm卷内径：φ510 mm卷外径：φ900 –φ1900 mmφ900 –φ1650 mm 两种卷重： Max 26t（1250mm板宽）屈服强度： max. 910MPa拉伸强度：max. 1280MPa2、成品尺寸：厚度：同来料宽度：同来料卷内径：同来料卷外径：同来料卷重：同来料屈服强度： max. 360MPa拉伸强度： max. 700MPa15万吨热处理产品大纲如下：4、罩式退火炉机组主要条件和要求：1）机组型式：强对流循环罩式退火炉机组2）炉子数量：炉台数16台3）热处理形式：冷轧带钢的再结晶（软化）退火。
带钢冷轧前退火线工艺流程
带钢冷轧前退火线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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带钢连续退火工艺技术介绍
带钢在热轧时，就必须满足合适的条件，诸如完全析出以及粗大的碳化物和氮化物的生成。均匀一致大的铁素体晶粒。
连续退火处理的低碳钢深冲性较差是因为在过时效处理期间钢组织内部所形成细微碳化物弥散所至，因此在连续退火里，只有通过采用IF钢，才能获得特深冲级别的高rm和nm值。对IF钢的罩式退火和连续退火来讲，二者的组织结构之间没有显著的区别（见图12.5.2.5B-3）。
从金相的观点来看，采用连续退火生产冷轧高强钢具有潜在的优越性，譬如通过形成精细晶粒结构和精细碳化物析出，可用来提高钢的屈服强度（2）。
连续退火过程中加热期间，带钢中碳化物结构将部分或完全被溶解．这取决于含碳量以及碳化物的大小，如图12.5.2.5B-1所示。该过程还受加热速度快慢、退火温度高低和碳化物粗大程度的反作用影响。
钢被加热到退火温度并均热后，碳的溶解达到了平衡，并且根据退火温度会发生有限的晶粒生长。然而，连续退火机组里较高的冷却速度阻碍了固溶碳的析出，使其在冷却阶段的碳化物析出偏离平衡，只有通过调整冷却和过时效参数，才能控制碳化物的分布和固溶碳含量，从而获得合适的机械性能并消除时效影响。
使用这二种方法的不同退火周期，可以制造各种质量的钢种，包括CQ（商用级），DQ（冲压级），DDQ（深冲级），HSS（高强钢）等品种。
(1) 低碳软钢、商用钢和冲压钢的连续退火原理（3）
冷轧板要求具备如下的可成形性：CQ板延展性、DQ板的延展性和慢速时效性（低屈服点延长）、DDQ板延展性和非时效性（几乎无屈服点延长）和深冲性（Landford值）。
先进冷轧带钢工艺与装备技术
先进冷轧带钢工艺与装备技术先进冷轧带钢工艺与装备技术是冷轧带钢生产中的一项重要技术，它能够提高生产效率、降低生产成本，并使产品具有更好的质量。
本文将从工艺流程、装备技术以及未来发展趋势等方面进行详细介绍。
一、工艺流程先进冷轧带钢工艺流程主要包括钢卷开卷、除锈、洗涤、酸洗、冷轧、退火、涂油、切割等环节。
其中，除锈和洗涤环节是为了去除钢卷表面的氧化皮和污染物，以保证后续工艺的顺利进行。
酸洗环节是利用酸性溶液对钢卷进行腐蚀，以去除表面的氧化物和锈蚀物，提高表面质量。
冷轧环节是将钢卷经过连续轧制机组冷轧成带钢的过程，通过减小钢卷的厚度和改变其形状，达到所需的尺寸和性能。
退火环节是将冷轧后的带钢加热至一定温度，保持一段时间后再冷却，以消除冷轧过程中产生的应力和晶粒变形，提高带钢的力学性能和表面质量。
涂油环节是在带钢表面覆盖一层薄薄的油膜，以防止带钢表面氧化和腐蚀。
切割环节是将带钢根据客户需求进行切割，得到所需尺寸的成品。
二、装备技术先进冷轧带钢的装备技术主要包括连续轧机、除锈设备、酸洗设备、退火炉、涂油机和切割机等。
连续轧机是冷轧带钢生产线的核心设备，它能够实现高速、高效的冷轧过程，提高生产效率和产品质量。
除锈设备和酸洗设备是用于去除钢卷表面氧化皮和污染物的设备，采用先进的喷淋和刷洗技术，能够有效地清洗钢卷表面，提高酸洗效果。
退火炉是用于对冷轧后的带钢进行加热和冷却的设备，采用先进的加热和控温技术，能够实现精确的退火工艺要求。
涂油机是用于给带钢表面涂覆一层薄薄的油膜的设备，采用喷雾和滚涂等技术，能够保护带钢表面不被氧化和腐蚀。
切割机是用于将带钢根据客户需求进行切割的设备，采用先进的切割技术，能够实现高效、精确的切割过程。
三、未来发展趋势随着科技的不断进步和产业的不断发展，先进冷轧带钢工艺与装备技术也在不断更新和改进。
未来的发展趋势主要有以下几个方面：1.智能化：随着人工智能、大数据和云计算等技术的应用，冷轧带钢生产线将实现智能化管理和控制，提高生产效率和产品质量。
带钢连续退火工艺技术介绍
以上所述机理适用于低碳钢。对无间隙（IF）钢，即那些含有钛或铌的理想配比或者略微超过理想配比的合金钢，则毋需过时效处理。由于IF钢中碳和氮元素主要在热轧期间以Ti—C－N或Nb－C2析出，因此由于连续退火中将不会发生时效作用。
目前全世界已经建成和投产近六十多条连续退火机组，随着各种新工艺和新技术的不断开发和完善，连续退火技术正在广泛地取代了罩式退火技术，实现冷轧带纲快速、经济和大规模的生产。在镀锡原板品种上，连续退火机组已经能够生产从T1–T5，DR8–DR10全部调质度；在冷轧板品种上，连续退火机组不仅能够生产DDQ、EDDQ等深冲和超深冲软材，还能够生产各类高强钢（HSS），不仅有CQ级HSS，DQ级HSS，而且还出现了DDQ深冲级HSS、烘烤硬化性DQ级HSS，以及低屈服点超高强钢（LOW YR/SUPER-HSS）和TRIP等高强钢新品种。
成品率高：工艺过程紧凑，避免了罩式退火工艺中钢卷多次搬运擦伤、粘结、折边等缺陷。
当然，在具备上述优点的同时，连续退火机组也ห้องสมุดไป่ตู้在着不足，主要表面在以下方面：
极限规格带钢（厚度大于2.5mm或0.15mm以下的超薄规格）用立式连续退火生产比较困难。
设备和技术复杂，要求技术人员、机组操作和维护人员的素质要求较高。
对热轧条件的分析，热轧的轧制温度必须达到Ar3相变点以上，否则不仅得不到好的金相组织，而且在高温卷取时，晶粒变得粗大，这样rm值和延伸性下降。采用高温卷取的目有：1)碳化物的聚集；2)AIN析出物的聚集。碳化物粗大化后使碳化物的平均间隔变成再结晶晶粒直径数倍以上，晶界移动的阻力因碳化物而大幅度减少。再结晶晶粒直径继续长大，引起屈服应力下降。同样由于快速加热，在再结晶时，碳溶解速度变缓，固溶碳量少，对深冲有利的（111）成份增加，rm值得到了提高。但温度过高，则会产生粗大晶粒，导致材料特性恶化,表面质量也变坏。
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2020/7/30
3
二 全 氢 罩 式 炉 的 基 本 构 造
2020/7/30
4
空气喷嘴 内罩 高速烧嘴
主体结构
扩散器
全密封炉台
加热罩 燃料预热
对流板
保护气氛 循环风扇
水喷淋探头 风扇
风扇 冷却罩
带罩冷却过程
2020/7/30
7
三、炉内传热过程分析 ❖ 板卷加热的数学模型 ❖ 板卷均热的数学模型 ❖ 板卷冷却的数学模型 ❖ 数学模型的实验验证 ❖ 数值模拟结果及分析
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Time, hr
15
1
分 析 燃 料 消 耗 量 变 化
Fuel Flux, Nm3/hr
700
600
500
Average Fuel Flux: 413.42 Nm3/hr
400
300
Whole Fuel Consumption: 14653.73 Nm3
200
100 0
RS1/2
RD
RCT
RS1/2
RG
钢卷内部导热热阻网络模拟
r
S
1 S L0 g
1 L0
2
SL0
/ 4Tm3
1
1
/
s
1
1
RCT
/L0S
其中：0≤ ≤100% L0=b/S
2020/7/30
23
2、氢气与氮气介质中钢卷径向等效导热系数的比较
，（W\m℃） rad/steel
60
钢
40
氢气
29
• 通过模拟计算，模型软件可以实现：
–按时间控制计算流程
钢卷温度变化； 氢气温度变化； 内罩温度变化。
–按温度控制计算流程（除上述温度外）
加热时间；
均热时间；
带加热罩冷却时间；
带冷却罩冷却时间；
快速冷却时间；
总退火时间。
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30
• 通过模拟计算，模型软件可以实现：
–退火过程热工分析
2020/7/30
2
一、发展历程
传统罩式炉: 鞍钢冷轧厂20世纪50年代 引进的由前苏联设计开发制造
混氢(HNX)强对流罩式炉: 武钢冷轧厂20世纪70年代初引进 德国LOI公司生产的分流冷却罩式炉
全氢罩式炉:
70年代末奥地利EBNER公司(HICON/H2) 和德国LOI公司(HPH)分别开发完善
16
分析2 退火过程钢卷温度的变化
2020/7/30
Temperature, Celsius Degree
900 800 700 600 500 400 300 200 100
0 0
Inner Cover Hydrogen Monitor Point
10
20
30
40
50
60
Time, hr
17
分析(3)：钢卷温度分布(7hr)
f1=Tcon(t)/Tmon(t)
a=0.97024
b1=1.88564 b2=-1.1491
f2=Tcen(t)/Tmon(t)
f=a+b1t+b2t2
a=1.03484 b1=-1.53406 b2=0.78634
1<t≤38
f=(b+ct)/(1+at)
a=0.56269 b=2.22159 c=0.52907
Time, hr
13
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Temperature, Celsius Degree
模型验证(II)
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0
•2 • 1
1-core 2-edge
experimental value of core experimental value of edge calculated value of core calculated value of edge
根据所建立的数学模型，应用数值计算技术，编制了全氢罩式退火炉退 火过程的数值仿真系统软件
对全氢罩式退火炉退火过程的模拟计算软件进行了实测验证，结果表明： 所建立的数学模型是正确合理的，数值模拟方法适当，计算软件正确。
编制了全氢罩式退火炉退火过程的模拟计算软件的界面应用程序，使得 退火过程的分析更加简单、便捷、安全、可靠
1、对流换热系数的分析研究(1)
h Kh
V nV DnD
f
g
n
1
Df L
nDL
V 气体流速 m / s； Df 气体通流直径 m；
g 气体导热系数 W /(mc) ；
气体动力粘度 kg /(m s)；
气体密度 kg / m3 ；
L 气体流动路线的长度 m；
Kh , nV , nD , n , nDL 对流换热系数的实验常数析(1)
A—带钢间保护气体导热、 B—带钢间辐射热交换； C—接触点导热、 D—带钢导热
钢卷内的径向传热示意图
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22
2、钢卷径向等效导热系数的计算(2)
RR
Temperature, Celsius Degree
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0
110,000 Nm3/hr 90,000 Nm3/hr 70,000 Nm3/hr 50,000 Nm3/hr 30,000 Nm3/hr
10
20
30
40
50
60
70
80
Time, hr
20
氮气
0
0
200
400
T，(℃)
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（a）
=0 L0=0.01
600
800
0.6
=0
0.4
0.2
氢气
氮气
0
0
200
400
600
800
T，(℃)
（b）
24
3、影响钢卷径向等效导热系数的因素
rad/steel rad/steel
1.0
0.9
0.8
0.7
Tsteel=700℃
L0=0.01
f=(b+ct)/(1+at) a=0.35009 b=-0.10238 c=0.3808
38<t≤58.5
f=f0+a1e-(t-t0)/x1
f0=0.79184 t0=38.03 a1=0.21853 x1= 3.07573 f=a+b1t+b2t2+b3t3
a=-23.79697 b1=1.48994 b2=-0.02926 b3=1.89788×10-4
分析了对流换热系数与钢卷径向等效导热系数的影响因素，对比了它 们在氢气和氮气气氛下的不同，从机理上阐明了全氢炉相对于传统混 氢炉的优越性
对炉内保护气循环量进行了优化仿真数值模拟计算，所做工作对现场 的实际生产有重要的指导意义。
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谢谢大家
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33
❖对不同来料、不同产品的退火过程，只要将原 始数据作为模型输入条件，模型即可计算出相 应的退火曲线，为工艺优化与过程控制提供依 据。
❖建立、完善不同钢种、不同规格的钢卷在不同
产量条件下的优化退火工艺制度，为今后实现
2020/7/30 在线控制提供坚实的理论基础。
10
四、数值模拟与实验验证
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温 度 的 在 线 关 联 式
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全氢罩式退火炉热过程 离线数学模型计算结果及分析
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离线数学模型的主要功能
• 改变输入参数，模型计算软件可以适应下列变化：
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钢卷尺寸：钢卷内外径，板卷宽度，钢板厚度； 装 炉 量：钢卷个数（1-4卷，各卷几何参数可不同）； 钢 种：钢的热物性参数； 燃气种类：燃气成分与燃气消耗量； 冷却方式：氢气旁路冷却与水喷淋冷却； 退火曲线：按时间或温度控制计算流程； 介质流量：氢气和冷却空气各阶段流量； 温度变化：环境温度、初始温度、空气预热温度等温度变化； 炉子参数：内罩、加热罩与冷却罩的尺寸及物性变化。
32,560
1,012
33,000 33,760
1,012 1,012
钢板厚 mm 0.806 0.806 0.806 0.806
外径 mm 2,028 2,383 2,391 2,423
12
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Temperature, Celsius Degree
模型验证(I)
800 700 600 500 400 300 200 100
不同循环风量下的钢卷卷芯退火曲线
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26
1.8
钢
1.6 1.4
卷
1.2
•Tcen
温
1.0
• Tcon
度
f
0.8
0.6
f
1
f
0.4
2
• Tmon
与
检
0.2 0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Time, hr
测 点
时间段 t（hr） 表达式 f
0≤t≤1 f=a+b1t+b2t2
0 0
•2 • 1 1-core 2-edge
experimental value of core experimental value of edge calculated value of core calculated value of edge