连续退火与罩式退火工艺比较F

邯钢附企公司冷轧工程 连 续 退 火 与 罩 式 退 火 工 艺 比 较 二〇二二年四月 1 目目录录 1. 1.概述概述 1 2. 2.两种工艺的比较两种工艺的比较.2 2．1 罩式退火工艺2 2．2 连续退火工艺.4 2．3 两种退火工艺比较.4 2．4 连续退火工艺的优势.5 2．5 实例7 3. 3.生产成本比较生产成本比较.8 4. 4.工程投资比较工程投资比较.9 5. 5.工程退火工艺选择建议工程退火工艺选择建议.10 2 1. 1. 概述概述 带钢经过冷轧机大压下率冷轧， 晶粒组织被延伸和硬化，不能进 行进一步的加工成形，因此必须进行再结晶退火，控制晶粒的成长形 成适当的组织，恢复材料塑性，这就是退火的目的。 低碳钢的退火通常是在还原性气氛中加热到A1 点温度附近，并 在该温度下保温一段时间后冷却，这种退火称为光亮退火。根据退火 炉的形式和操作方法可分为罩式退火工艺和连续退火工艺。 罩式退火工艺（也称为分批退火）是指对冷轧后的钢卷按工序顺 序分别在脱脂机组（若需要） 、罩式退火炉、平整机组、重卷机组进 行相应处理，以整卷分批次退火生产冷轧商品卷的工艺。 在罩式退火 工序，钢卷除装炉和卸炉外，以紧卷方式在炉内按一定卷数堆垛、静 止放置，随炉温升降而加热和冷却。罩式退火时钢卷有充分的加热和 均热时间，使晶粒生长和取向结晶增加，通过缓慢的冷却过程使均热 时多余的固溶碳和氮充分析出，得到良好的材质。紧卷的缺点在于热 量传到钢卷内部缓慢，生产率低；由于钢卷多层叠压，造成各层钢卷 间和同一钢卷内有温度差，这样钢卷沿长度方向机械性能不均； 同时 冷却时，紧卷收缩易造成带钢粘连。 连续退火工艺是将清洗、退火、平整、 拉矫和分卷等工序集成在 一条连续生产线上，将带钢进行连续展开退火生产冷轧商品卷的工 艺。具有生产周期短、布置紧凑、便于生产管理、劳动生产率高以及 产品质量优良等优点。因为连续生产，退火周期非常短，仅5 分钟左 右。用连续退火时其特有的快速加热和冷却可得到较硬的材质， 早期 1 的连续退火机组大都用于硬质镀锡原板生产，不作为软钢板的退火。 近些年来通过钢的成分调整和热轧高温卷取使再结晶晶粒变大， 经短 时间过时效处理固溶碳完全析出， 可以用连续退火生产有深冲性的冷 轧钢板。同时连续退火还能制造强度和塑性均好的高强度冷轧钢板； 在罩式退火中也可通过加入 Si、Mn、Ti 等强化合金元素制造了高强 度钢板，但由于缓慢加热和长时间退火使上述添加物粗大化， 没能充 分利用强化合金元素的析出硬化， 并且由于钢卷内外温差而不能成为 全长均匀的高强度钢； 而连续退火通过快速加热和一次快冷技术的短 时退火，能得到节省强化合金元素的和全长均匀的高强度钢。 2. 2. 两种工艺的比较两种工艺的比较 两种工艺流程示意如下图： 2．1罩式退火工艺 罩式退火工艺除罩式炉退火外，还包括下列生产工序： 1）若需要时（部分薄规格） ，用碱洗加电解清洗的办法，清除掉 带钢表面上的轧制油（乳化液） ； 2）罩式退火。 3）通过终冷台冷却到适当的温度，进入下工序。 4）冷却后的带钢卷，用小的压下量，在平整机或拉矫上进行加 工，提高它的机械性能，改善带钢的平直度，同时得到光洁的表面。 5）对带钢进行检查和分卷。 2 3 2．2 连续退火工艺 连续退火线是把冷轧带钢卷装到入口侧的开卷机上， 通过清洗槽 将表面轧制油脱脂后直接进入退火炉进行加热和冷却， 经过平整、拉 矫、检查后再进行张力卷取的高速、连续运行的作业线。 2．3 两种退火工艺比较 由于在经过罩式退火和连续退火时， 钢卷退火的形式不同，所以 其工艺参数及再结晶温度也相差很大。 表 2-1退火工艺参数比较 加热和冷却参数 加热速度（℃/s） 再结晶温度范围（℃） 退火温度（℃） 退火周期 冷却速度（℃/s） 罩式退火（100%H2） 0.01 560～620 650～730 2～3 天 0.001 连续退火 10 650～800 700～880 4～8 min 10～100 罩式退火的加热和冷却速度慢使得碳化物析出和晶粒长大有充 足的时间。但随着退火温度的提高，相邻钢卷层之间容易产生粘结， 并且易产生粗大的碳化物。因此，罩式退火的保温温度必须被严格控 制在 A1 线以下。 连续退火的加热和冷却速度快，保温时间短，易产生室温时效， 适宜采用 IF 钢生产，可减少时效倾向。 罩式退火比连续退火适用于处理铝镇静低碳钢； 但对于添加合金 元素的超低碳钢（加Ti 或加 Ti+Nb） ，两种退火方式均可得到良好的 成形性能。 为了得到好的成形性， 冷轧压下量一般在 60～90%范围内。 中等 4 冷轧压下量的铝镇静钢经罩式退火后就可得到很好的织构。 IF 钢为了 在退火后得到优越的性能，冷轧压下量应达到80～90%。 在连续退火过程中高温时的保温时间很短， 为了使再结晶尽可能 的充分和得到良好的成形性能，冶炼时必须对化学成分进行严格控 制。还要保证良好的热轧条件，如高温卷取（700℃） ；同时改善织 构，如提高钢的纯净度和降低碳含量、 优化的退火温度和采用高的冷 轧压下量。 罩式退火对热轧工艺最重要的要求是低温卷取（至少600℃） 。 低碳铝镇静钢和超低碳钢经罩式退火后都可获得良好的成形性。 总体上来讲，连续退火对钢的化学成分和热轧工艺要求严格， 而 罩式退火对前部工序工艺控制的要求比较宽松。 连续退火低碳钢时， 不可能获得象罩式退火一样的晶粒长大尺寸 和合金元素析出物。连续退火生产铝镇静钢时，产品性能与罩式退火 相比，硬度高、强度高、塑性低、深冲性差、时效指数差。连续退火 更适合生产汽车用高强钢。 罩式退火能生产如烘烤硬化等级和 HSLA 等一些类型的高强钢，但不能生产DP（双相钢）和TRIP（形变诱导 高强钢）钢等抗拉强度超过 800MPa 的钢种。由于连续退火周期短， 获得细小的晶粒和微细的弥散的碳化物， 使强度明显提高，更适合生 产所有种类的高强钢。 2．4 连续退火工艺的优势 传统的罩式退火炉是一种周期性生产的热处理设备， 它具有对钢 材品种、规格以及热处理工艺适应性较强的特点。 5 连续退火工艺同罩式退火工艺相比，则具有以下特点： 1）钢种方面： 生产高强度钢， 连续退火过程中带钢的一次冷却速度大大高于罩 式退火炉，便于控制合金元素的析出和相变， 可以生产多种强化机理 的高强度钢，可以降低强化合金元素的用量，从而可降低生产成本； 对于多相钢只能在连续退火线生产。 生产深冲钢（DDQ、EDDQ） ，罩式退火采用铝镇静钢，而连续 退火必须使用较高成本的 IF 钢； 罩式退火采用较低的热轧卷取温度， 而连续退火必须使用较高的热轧卷取温度。 2）收得率提高。常规生产，工序多，需吊运，个别连续机组还 需焊接和剪切（切头，切尾等） 。罩式退火中的损耗也被排除，综合 看，收得率提高了一半。 3）产品的表面质量和机械性能的均匀性提高。 由于是钢卷敞开进行处理， 机械性能的均匀性提高； 且由于在线 脱脂，产品表面质量也好。 4）占地空间小 罩式退火工艺，由于设备分散，机组间还需中间仓库， 因此占地 面积大。连续退火工艺上下游工序衔接，无需中间库，占地面积小， 可节省占地面积~10