冷轧立式连续退火炉探析及研究

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1、冷轧立式连续退火炉探析及研究【摘要】简述冷轧过程的实质与冷轧连续退火机理，分析其炉型的发展与比较，揭示退火炉的关键技术。【关键词】冷轧；连续退火炉；技术分析1.前言新钢公司1550冷轧薄板工程于2007年筹备建设，总投资22亿元，是江西省单项投资最大、工艺装备最复杂、技术含量最高的工程项目。该工程年设计能力120万吨，产品厚度0.2-2mm,宽度700-1430mm,拥有一条酸轧联合机组、一条连续退火机组、一条重卷机组、一条包装包装机组及辅助设施。产品定位以中高档汽车结构板、家电板和建筑板为主，最高强度级别达到780Mpao该工程于2011年8月全面建成投产，经

2、过一年多的生产，连续退火机组也逐渐达成达标。连续退火机组集带钢的清洗、退火、平整、精整等工艺一体，具有生产效率髙、产品品种多样化、产品质量高、生产成本低等许多优势，连退技术最核心的技术装备为立式连续退火炉，它在冷轧上得到广泛的应用。2.冷轧过程的实质冷轧工程实质上是一个加工硬化的过程，即金属材料在冷塑性变形后所发生的强度和硬度升高，塑性、韧性下降的现象。冷轧不经加热的室温状态钢，经过轧制压力加工，便产生不能自行恢复原形和尺寸的变化，即在轧制过程中，各个晶粒顺着轧制方向伸长、压扁、破碎，形成纤维状。同时在晶粒内部将出现一些相互平行的滑移。经过冷轧出来的成品冷轧卷一

3、般不作为商品卷出售，其硬度、强度较高，塑性、韧性低，利用价值不高，使用范围窄。在经过退火工艺处理后，可改善其组织性能，降低硬度,提高塑性，方可作为商品卷出售。1.连续退火机理钢带经过冷轧变形后，金属内部组织产生晶粒拉长、晶粒破碎和晶粒缺大量存在位错现象，导致金属内部自由能升高，处于不稳定状态，且有自发恢复到比较完整、规则和自由能低的稳定平衡状态的趋势。将其加热到再结晶温度以上，Acl以下，使原子获得足够的扩散功能，消除晶格畸变,经保温后冷却，使组织和性能发生变化。即：在结晶退火。如图1所示，加工硬化金属材料在加热时组织和性能的变化随着加热温度的升高，组织和性能的

4、变化经过三个阶段，即回复、再结晶、晶粒长大。4•连退炉的发展与炉型的比较自从20世纪70年代初日本新日铁公司成功地开发出CAPL以来，全世界钢铁对连续退火炉及退火工艺给于极大的关注，并迅速开发了适应各种产品要求的新工艺技术装备。据不完全统计，目前全世界已建设60余条连续退火线，其中连续退火炉成为冷轧退火工艺发展主流。用连续退火炉既可以生产普通级别的冲压成形冷轧薄板、深冲板、超深冲板,也可以生产烤漆硬化钢、硬质与软质的镀锡原板、微合金钢、双相钢等高强和超高强冷轧板。连退炉炉型发展主要有卧式炉和立式炉两种。而炉型的选择与比较要从机组产量、产品品种、钢板规格、建设场地

5、、投资、操作、发展趋势等各方面进行综合考虑，选择性价比高的炉型以适合机组的生产要求。对于生产低端产品、年产量低于30万吨、钢板规格偏厚、产品质量要求不高的机组一般选用卧式炉。卧式炉对机组长度将会增长，钢带在炉内的板形控制、跑偏控制均很困难。而立式炉用于速度高、年产量在30万吨以上、规格薄、产品质量高的机组上，钢带在立式炉内通过转向規输送，并缠绕在转向棍上，可以改善钢带的表面质量，防止钢带在加热过程中热变形。基于新钢冷轧连续退火机组生产规模、投资、产品质量、产品规格的定位较高，经综合分析，其选择立式炉炉型。5.连退炉的关键技术连续退火炉由炉子机械、介质系统、隔热材

6、料等组成。炉段可分为：预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段、终冷段和水淬。其常采用的关键技术如下：(1)钢带加热及冷却技术预热段利用加热段均热段排出的废气中的热量将钢带预热，可以充分利用烟气余热达到节能目的，降低燃气消耗,减少加热段第一根导向棍所受的热冲击。预热段采用保护气体循环喷吹预热钢带，从而保证带钢表面的清洁，可以在无任何氧化危险的条件下预热带钢，即使在停炉时也不必担心带钢被氧化。加热段均热段采用交替布置的B型、U型或W型辐射管加热，既保证带钢表面无氧化物，又可以加热平稳控制炉温,避免带钢在停炉或产品转换时产生影响。辐射管烧嘴采用抽鼓式低Nox

7、烧嘴，与空气热交换器预热助燃空气、比例调节燃烧方式。冷却方式的选择取决于冷却速度的大小。冷却技术有气体喷射冷却、气一水加速冷却、水淬冷却、辘式冷却及高速气体喷射冷却。缓冷段选择冷却速度为5〜30°C/s的气体喷射冷却，生产的产品品种多，设备简单，操作稳定。在快冷段选择辘式冷却，其冷却速度可达100〜400°C/s,可以生产深冲板和高强度钢。(1)炉棍热凸度控制技术炉楹辐型单锥、双锥度优化设计能保证带钢可以自行对中，也可以减少热瓢曲的产生。在加热段内带钢与辐射管温度有很大温差，炉车昆两端被辐射管辐射加热，而炉辐中央被相对温度较低的带钢冷却，这样炉規产生凸度，导致带

8、钢跑偏和断带。要充分考虑