冷轧职工技术培训教材(罩式炉)43页-bd

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1、第三篇罩式炉第一章概述罩式炉最初用于铜合金的退火，以后才被用于冷轧钢板的退火。当时退火用的保护介质是氮氢混合气体，但传统罩式炉有退火时间长、生产效率低、产品质量差等缺点。在结构上，内罩为光壁式，冷却为自然冷却，后来开发小功率风机作为冷却的主要设备，但是功率太小，退火时间很难缩短。2O世纪7O年代初奥地利EBNER公司开发了高对流全氢罩式退火炉(HICON／H2)，20世纪8O年代后被大量用于冷轧板卷的光亮退火。德国LOI公司也开发了以强对流和全氢气为特色的HPH(HighPerformanceHydrogen)罩式炉

2、。这两种罩式炉对传统罩式炉结构进行了很大的改进和完善，主要表现在以下几个方面：(1)加热罩烧嘴由径向布置改为切向布置；(2)内罩结构由的光壁式改为波纹型；(3)冷却方式由自然冷却改为强对流换热的冷却风机和喷淋冷却。现代罩式炉不但广泛应用于冷轧带钢、不锈钢的退火，还广泛应用于棒材、线材和大型高精度、高表面质量要求的机械设备的退火。对钢卷在罩式炉中的退火过程进行研究，分析温度场规律和影响加热时间的因素，建立温度场模型，为缩短加热时间，提高钢卷质量，防范粘结的发生提供理论依据，并为改进控制模型和制定温度制度提供基础是现在罩

3、式炉研究发展的主要方向。第二章热处理原理第一节热处理定义及分类热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢的内部组织结构，从而改善钢性能的一种工艺。温度和时间是影响热处理过程的主要因素，制订热处理主要工艺参数重点参考铁---碳相图。在实际生产中必须考虑相变进行的速度、转变产物的组织以及转变机理等，所以时间和速度也是热处理的重要工艺参数。根据目的不同，钢加热和冷却方法的不同，以及组织和性能的变化的不同，钢的热处理工艺通常分为回火、退火、正火、淬火和化学热处理。除去这些常规热处理方式外，经常还用到的有：热机械处理和表面淬

4、火。钢经热处理后，既可以改善工艺性能，也可以提高使用性能，从而可以充分发挥钢材的性能潜力。因此，无论在冶金生产和机械制造工艺中热处理都占有重要的地位。热处理不同于其它工艺，它只改变产品的性能，而仍保留产品的形状和尺寸。这一特点，可使工件的成型和赋于所要求的性能两道工序分开，在实际生产中这是十分有利的。在生产工艺流程中，经过切削加工等成型工艺而达到工件的形状和尺寸后，再进行赋于工件所需要的使用的热处理，称为最终热处理；如果为随后的冷拔、冲压和切削加工或进一步热处理作好组织准备的热处理，称为预备处理。第一节退火的定义及分

5、类把钢加热至临界点AC1以上的一定范围的温度，保温一定时间后，使其缓慢冷却以获得接近平衡状态的组织，这种热处理工艺称为退火。退火是冶金最常用的热处理工艺，多数属于预备热处理，其目的是改善和消除前道工序所带来的组织和性能上的缺陷，并为下道工序作好组织和性能上的准备。根据退火的加热温度和目的不同，退火方法可分消除铸件、锻轧件的内应力及降低硬度的软化退火，消除冷加工硬化的再结晶退火，均匀成份和组织、以及重结晶细化晶粒的完全退火、不完全退火、扩散退火。回火的目的是加速淬火组织的转变、消除内应力并得到较稳定的组织。回火过程中，

6、随着温度的升高发生四个转变：马氏体分解、残余奥氏体分解、碳化物转变为渗碳体、渗本的聚集长大和固溶体的再结晶。除了软化退火和再结晶退火，其余退火处理都要求将温度加热到奥氏体单相区，由于在该区域钢的成份完全均匀化，第二相质点和渗碳体都熔入基体中，从组织控制方面对加热速度没有要求。所以对这几类的退火过程中，加热速度取决钢件的形状和尺寸，以及对温度和压力分布的要求。第二节再结晶退火过程中组织和结构的转变金属经冷加工变形后，原先的等轴晶组织，随着塑性变形量的增大，其晶粒沿变形方向逐渐伸长，伸长也越显著；当变形度很大时，组织呈纤

7、维状。随着组织的变化，金属的性能也发生改变，强度硬度增高，塑性逐渐下降，即产生了“加工硬化”。  经冷变形后的金属加热到再结晶温度时，在原来的变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒而性能也发生明显变化，并恢复到完全软化状态，这个过程称之为再结晶。  再结晶晶核的形成与长大都需要原子的扩散，因此必须将冷变形金属加热到一定温度之上，足以激活原子，使其能进行迁移时，再结晶过程才能进行。通常把再结晶温度定义为：经过严重冷变形（变形度在40%）以上的金属，在约一小时的保温时间内能够完成再结晶（>95%转变量）的温度。再结晶温度与金

8、属变形度、杂质含量、保温时间、材料的原始晶粒度等有关。由于再结晶加热温度较低，没达到发生相变温度的要求，所以再结晶退火时温度达到最高点时，钢中组织不发生变化，只存在结构重组。第一节罩式炉退火的目的及控制因素冷轧带钢的罩式炉退火是为了消除冷轧过程中产生的加工硬化现象，改善带钢的力学性能，为后工序或用户提供良好的加工性能。控制再结晶过程的主要工艺参