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冷轧板连续退火技术及应用(宝钢 何建锋)2004[1][1].07
【789 :;4<2】
H-56 8447,.0 ! 概 况
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热、短时间均热、快速冷却,使铁素体晶粒细小 且固溶碳含量较高,造成连退后的带钢钢质硬, 不适于深冲成形。后来,日本钢铁界采用控制钢 化学成分、热轧高温卷取、退火均热后快速冷却 及过时效处理等手段改善冷轧板的生产,从 (" 年代初开始新日铁、川铁、日本钢管等大的钢铁 公司选用超低碳钢用连退法生产深冲冷轧板,并 研究开发了各种类型的高强钢。 现在,连续退火产品品种十分丰富,不仅有 普通的冷轧板(如 8M, NM) ,还能生产深冲级 和超深冲级冷轧板(如 NNM、 ONNM、 1ONNM) , 而且为适应汽车工业高速发展的要求,开发出了 一系列高强钢产品,以满足汽车各部件的不同需 求。
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第!J卷
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+ + (12+ % 3+ ) ( (8 - . ) ] } 4 4 { 7 % [/ ! ! , - ./ 0 5 %6) " 其中, ! , - ./ :发生热瓢曲的临界张力
! 5 :屈服应力 6:杨氏模量 2:炉辊半径 7:带钢厚度 3:上下辊高度 8:带钢宽度 /:炉辊锥度角 :滑动摩擦系数 " .:炉辊平直部分的宽度
世界上第一条完备的冷轧钢板立式连续退火 线于 %#I! 年在新日铁的君津钢厂投入工业生产。 由于连续退火机组将带钢的清洗、退火、平整、 精整等工艺集于一体,具有生产效率高(生产周 期由 %" 天左右缩短到一个小时以内) ,产品品种 多样化,产品质量高,生产成本低等许多罩式退 火工艺无法比拟的优势,连续退火技术得到了迅 速的发展。从 I" 年代以后,世界上有 J" 多条连 退线投产,世界上已有十几个国家拥有连退线, 日本用连退工艺生产的冷板已占总量的约 ("K 。 " 生产品种的扩展 早在 ’" L J" 年代,用连续退火炉处理镀锡 原板得到了广泛的应用,由于这种连退线快速加
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第 3, 卷
连退机组各种冷却方式的对比
冷却开始和 终了温度 任意温度 ,-)! 左右任意温度 ,++/,)+! ,!0++! ,-)! ,!3)+! 约 )++! , 6 $++! 任意温度 任意温度 适用品种 镀锡板 镀锡板冷轧板 冷轧板 冷却板 冷轧板 冷轧板 冷轧板 板形 优 优 良 良 中 中 良 表面 质量 优 优 差 良 中 良 良 机械 性能 差 良 优 优 优 良 良 生产 成本 低 较高 较低 高 低 中 中 技术拥 有公司 新日铁等 新日铁川铁 日本钢管 新日铁 日本钢管 比利时 川铁
新日铁在 &’ 年代初期开发了口琴式气流雾 化水冷喷嘴,并成功地应用于多条连退机组。其 冷却速度介于喷气和冷水淬之间,中等冷却速度 提供了最佳的碳过饱和度并在后续处理过程中促 进碳化物析出,有利于抗时效性的深冲软钢生 产,也有利于高强冷轧板的工业化生产。 由于带钢经 $%% 处理后,表面产生了蒸汽 表"
项 目 (’)’ 连退机组(改造) +0"*! , ++ 设计产量 , - *’! . , /
宝钢冷轧厂连退机技术参数
*!(’ 连退机组 !!"+& , !("*10 *++’ 连退机组 2*"2+ , 2’"’) %3、 43、 5443、 *&’’ 连退机组 10"!0 , 10"’+ 43、 443、 65443、 备 注 入口 , 出口
冷轧板连续退火技术及其应用
何建锋
(上海宝钢股份有限公司,上海 !""#$%)
【摘要】 了对比。 【关键词】
介绍了冷轧板连续退火技术的发展以及薄板高温退火、高速冷却技术的发展
以及对宝钢 !"&"、%$!"、%’’" 和即将投产的 %("" 单元四条连续退火机组主要技术工艺进行 连续退火炉 冷轧板 高温退火 高速冷却
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针对目前退火技术中主要使用的四种快冷技 术重点介绍如下。 :;$ 辊冷技术 辊冷技术是使带钢与内部通冷却水的炉辊接 触,通过热传导实现带钢冷却。其冷却系数可达 ・! ,接触冷却速度为 $++ 2 3838 2 -)0$<’ " %3・= 0++! " >,冷却速度调节可通过带钢运行速度及 水冷辊的移动位置实现。该技术生产成本低,可 实现快速冷却,适合生产冷轧板。但对板形依赖 性强,对板宽方向均匀性缺乏有效的调控手段, 通常辅以水冷辊对面喷气冷却和后部喷气冷却, 以减少板温偏差,但也影响冷却速度,且接触的 辊子多,不可避免产品辊印产生的几率大。 :;3 高速喷气冷却(*&’() 这是将炉内保护气体高速喷吹到带钢表面, 达到快速冷却带钢的一种技术。由于喷气冷却具 有收敛的自稳定特点,即如果带钢温度不均匀, 温度高的部位,其与气体的温差大,冷却快;反 之,带温低的 部 位,其 与 气 体 的 温 差 小,冷 却 慢,从而最终达到整个板面温度均匀,冷却效果 见图 0。 新日铁开发的高速喷气冷却,在带钢宽度方 向上分五个区段,设置五个挡板,与出口侧的扫 描温度计配合,控制带钢横向板温使之均匀。而 川铁开发的高速喷气冷却与辊冷技术结合形成高 速气冷加辊冷复合技术(.&(() 。新日铁连退的 *&’( 与川铁的不同之处主要是喷嘴不一样。新 日铁采用突出的喷嘴,川铁采用窄缝喷嘴,并采 取了能有效减轻气体回流的对策措施,如喷嘴横 向移动等,保证带钢宽度方向的均匀冷却。另 外,与川铁的窄缝喷嘴相比,圆柱状喷嘴达到相 同的冷却能力,所需的能量更小。
第!期
何建锋:冷轧板连续退火技术及其应用 气 # 水双相冷却($%%)
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膜,因而退火后的带钢需进行酸洗、漂洗、烘干 等后处理以及闪镀镍处理,以改善表面涂装性 能,所以工艺复杂,设备投资大,生产成本高。 ! 宝钢现有连退机组的技术参数 宝钢目前已经投产了 (’)’、*!(’、*++’ 三条 连续退火机组,加上 *&’’ 连退机组共四条,工 艺设备及设计规格、品种都不一样,其具体情况 见表 (。
设计规格 , == 钢卷内径 , == 钢卷重量 , . 入口段速度 , = , =AB 工艺段速度 , = , =AB 出口段速度 , = , =AB 退火炉能力 , . , C 加热方式
’"+ > ("’ - 1’’ # *0’’ ’"*& > ’"++ - 2)’ > *()’ ’") > *"0 - 2’’ > *!)’ ’"!+ > ("’ - &’’ > *&+’ 入口、出口 +’&、!0*’ !0*’ !!(’,!+’& ! !+’&、!0*’ 入口、出口 ?/@ !+ ?/@ (0"+ ?/@ (0"+ ?/@ !("+ ?/@ )(’ ?/@ (+’ ?/@ )(’ ?/@ *(’ 辐射管加热 电加热(6D, E$) 高速喷气冷却 (7FG%) 单机架四辊平整机 湿平整 ?/@ *’0’ ?/@ &&’ ?/@ *’2’ ?/@ 1("+ 辐射管加热 电加热(6D, E$) 感应加热 高速喷气冷却 (7FG%) 干平整 ?/@ 0’’ ?/@ !(’ ?/@ +0’ ?/@ *&’ 辐射管加热 电加热( E$) 辊冷( F%) 气冷( FG%) 干平整 ?/@ 0&’ ?/@ !&+ ?/@ 0&’(平整后 2’’) ?/@ (*!"* 辐射管加热 电加热(6D, E$) 高速喷气冷却 (7FG%) 湿平整
与其 他 冷 却 方 式 相 比, *&’( 产 品 缺 陷 少, 板形控制能力更强,冷却的起始温度可以较高, 约 ,-)! 左右,有利于材质性能提高,更适合薄 板高速稳定运行。
图0 :;0
高速喷气冷却(*&’()系统冷却效果
冷水淬冷却
该方法冷却速度 高,可 达 $+++ 2 3+++! ?>, 因而生产高强钢所需合金元素少,产品焊接性 能、延时破坏性能好,特别适合高强钢和超高强 钢专业化生产。但由于连退机组产品品种多,通 常既要生产软钢,又要生产高强钢,而软钢不必 水淬,一般采用高速喷气冷却、辊冷等冷却方 式。这样一条连退机组需配备两种冷却方式,造 成设备投资大,生产成本高,且采用水淬,带钢 表面的蒸汽膜对炉辊表面质量有影响,不适合生 产高品质的冷却板。