冷轧的压下规程.doc

冷轧的压下规程和制定热连轧机压下规程一样，制定冷连轧机压下规程时，也要考虑如下约束条件： 各道轧制力、轧制力矩、轧制功率、轧辊转速、咬入角等必须在相应机架机械、电气等部件和轧制过程建立所允许的范围内。 冷轧原料尺寸的选择主要是厚度的选择，主要根据成品厚度和性能要求适当选择合理的原料厚度，如对于08Al深冲板要求变形量达70%才能取得较好的深冲性能。另外，适当大的变形对板面和板形的改善均有一定的作用。 冷轧各道次或连轧各机架压下量分配的原则如下：由于第一道次后张力太小，且热轧酸洗卷的板形及厚度偏差不均匀，甚至呈现浪形、瓢曲、镰刀弯或楔形断面，致使轧件对中难以保证，给轧制带来一定困难，故第一道次压下率不能过大。此外，前几道压下率不宜过大，但也不应过小，且有的钢种（如硅钢）往往第一道宁可采用大压下量，以防止边部受拉，造成断带。中间各道次压下量基本可以从充分利用轧机能力出发，或按照经验资料采用能耗法确定。为了保证板形及厚度精度，最后12道给与较小的压下量，但在连轧机轧制薄规格，如镀锡板时，则应使最末两架之间的轧件厚些，以免由于张力调厚引起断带，这样末架压下率可能增加到3540%。表4-6是某1700冷连轧机的一个典型的压下量分配实例。 表4-6? 压下量分配实例 机架号 1 2 3 4 5 总计 压下量分配比% 32 26 20 14 8 100（2）压下规程的优化 把轧件从一个已知的原料厚度，通过几道轧到一个已知的成品厚度，可以排出无数个压下规程，在这么多压下规程中，哪些可行，哪些不可行呢？满足轧机各项约束条件的就可行。也就是说，采用这些压下规程，能较顺利地轧出钢来，不会造成设备的损坏。但可行的不一定是最优的。最优（或最合理的，“最优”是数学上用语，实际生产中只能做到最合理）是相对于一定的条件和目标量而言的，不是泛泛而谈的。最优的压下规程是指在相同的轧制条件下，能获得最佳的质量、最大的生产率或最低的能源消耗等，即使质量、生产率、能耗等一个或多个目标量取得最大或最小值。寻找最优的压下规程，就需要设计出众多的压下规程，以便从中选优。这项工作往往是人工所无法做到的。但是，借助计算机强大的运算能力和运用数学理论最优化算法，可以帮助我们设计出众多的压下规程，并校核可行性，计算目标量的值，通过比较，找到最优的压下规程。但这些设计计算都需要必要的原始参数（包括约束条件）和数学模型，只有把原始参数和数学模型程序化，输入计算机时，计算机才能接受和执行。由于设计计算所依据的参数和模型不一定符合实际情况，算法和程序不一定正确，因此计算机给出的、“最优”的压下规程是否最合理，只有将其应用于实践，根据轧制结果，才能作出正确的评价。 在实际生产中，各个目标量都应兼顾。由于各个目标量之间往往存在相互制约关系（一个好了，另一个就变坏了），因此需要建立目标函数，这个目标函数的自变量就是需要保证的各个目标量。对于各个自变量，给需要重点保证的目标以较大的权重系数（比如在市场极度疲软时，质量应尽量高，重点保证的目标应是质量），给不需要重点保证的目标以较小的权重系数，不需要考虑的权重系数为零。建立了目标函数后，接下来的工作就是运用恰当的最优算法用计算机“算出”在满足各个约束条件的情况下，使目标函数值最优（最大或最小）的压下规程。 4.3.2.2张力制度 轧制时机架间以及开卷、卷取张力设定值一般是根据带钢尺寸，查张应力（单位张力、或称比张力）表，经计算而得。因此，确定张力首先是确定张应力。 张力的确定要考虑以下因素： （1）开卷张力的大小与设备配置有关，为了使带钢顺利导入，应尽量提高开卷张力，但不能超过酸洗卷取张力，以免板层间错动引起擦伤； （2）穿带时带头咬入轧机后张应力才建立起来，但当时还没有前张应力，这时，如果后张应力过大，就可能发生打滑或断带； （3）热轧带钢有边裂时，会在张应力远低于屈服应力的情况下，发生断带； （4）张应力过小，有可能形成活套，或由于相对大的测量噪声影响张力的测量精度； （5）卷取张力过大会造成心形卷，或退火后板面粘结，卷取张力过小，会造成塌卷或在平整机开卷时，因板层间打滑而产生带钢表面擦伤。 一般机架间张应力大约是屈服应力的三分之一到二分之一，卷取张应力根据现场情况和设备技术条件等经反复修改而定。 表4-7 五机架冷连轧机组机架间张应力设定表 成品带钢厚度 h5? /mm机架号 单位张力Z和单位附加张力ZZ，N/mm2（:附加张力ZZ在常规单卷轧制穿带甩尾时使用） 0.3 0.44 0.450.59 0.61.09 1.11.79 1.82.00? Z1 12ZZ1 10030 11010 11020 10020 9010? Z2 23ZZ2 10040 14010 12020 10020 10010? Z334ZZ3 10040 14010 13020 13020 10010? Z445ZZ4 1200 14010 13020 13020 10010乳化液润滑等级 半稳定乳化液 稳定乳化液 表4-7是某五机架冷连轧机组机架间张应力控制表。如不能预先确定带钢的单位张力，可用下列经验值：当h51.2mm时，Z1=100MPa，Z2=100MPa，Z3=100MPa，Z4=100MPa。该机组卷取单位张力与后续机组（罩式退火炉、热镀锌机组、连续退火机组等）的退火曲线及带钢宽度和成品厚度有关，很难确定时，选择经验值Z5=30MPa。 4.3.2.3速度制度 采取单卷轧制的常规冷连轧机一般采用梯形速度图，如图4-3所示，与热连轧机精轧机组梯形速度图相似，但 多了一个过焊缝轧制速度段。 小结 1. 冷连轧的轧制规程与热连轧的有些是相似的，但内容要少些，计算要简单些。 2. ?冷轧轧制规程是人为制定的，但轧制规程对产品质量、生产成本、生产率有重要影响，故在有条件的情况下，要努力使其优化。 作业 o 什么叫优化？轧制规程怎么优化？ o 制定压下规程有哪些方法？ 课时授课计划 第23 次 课 教学课题：轧制计划编制与轧辊管理 教学目的： 1了解冷轧轧制计划的编制原则。 2了解轧辊管理的内容和注意事项。? 教学重点及处理方法：轧辊管理。多安排一些时间。 教学难点及处理方法：轧轧制计划的编制。与热轧比较来讲。 教学方法：讲授、讨论、启发。 教具：无 时间分配： 1复习：10分钟。 2正文：70分钟。 3其它：10分钟。 开头 复习 热轧轧制计划编制的一些知识。 新课内容 4.3.3轧制计划编制? 与热连轧带钢轧机精轧机组轧制计划编制原则相似，常规冷连轧机按照以下原则编制轧制计划：钢卷宽度变化，从宽到窄；带钢厚度变化，从厚到薄；带钢硬度变化，从硬到软；不同去向的钢卷应分别集中生产；剪边带钢和不剪边应集中生产；用户对冷连轧机组成品卷有特殊要求时，特殊安排轧制计划。 4.3.4轧辊管理 冷轧时，轧辊凸度及表面状态、轧辊配置、轧辊预热制度对轧出带钢的板形和表面质量有直接的影响，因此要加强对轧辊的管理。轧辊管理主要是磨辊人员的职责，但轧钢人员应了解轧钢工艺对轧辊提出的要求，以便验收轧辊。下面以某四机架HC冷连轧机为例，介绍轧辊管理制度主要内容。 4.3.4.1凸度及表面状态 工作辊凸度及表面状态要求见表4-8，中间辊凸度及表面状态要求见表4-9，支承辊凸度及表面状态要求见表4-10。 表 4-8? 工作辊凸度及表面状态 机架号 凸度 粗糙度（m） 表面状态 辊身硬度（HS） 1 平辊 0.70.8 磨光 90952 平辊 0.30.4 磨光 90953 平辊 0.30.4 磨光 90954 平辊 0.40.5 磨光 9095 2.52.8 磨光抛丸 9095表4-9? 中间辊凸度及表面状态 机架号 凸度 粗糙度（m） 表面状态 辊身硬度（HS） 1 平辊 0.40.5 磨光 75802 平辊 0.40.5 磨光 75803 平辊 0.40.5 磨光 75804 平辊 0.40.5 磨光 7580表4-10? 中间辊凸度及表面状态 机架号 凸度 粗糙度（m） 表面状态 辊身硬度（HS） 1 平辊 0.30.4 磨光 60652 平辊 0.30.4 磨光 60653 平辊 0.30.4 磨光 60654 平辊 0.30.4 磨光 60654.3.4.2轧辊配置 第1、2机架的上下工作辊直径差应该小于4mm，第3、4机架的上下工作辊直径差应小于3mm；在轧辊配置时，较大直径的工作辊为上辊；在上下工作辊存在较大硬度差时，较硬的工作辊作为上辊使用；轧制热镀锌原板时，第4机架的工作辊采用光辊；轧制去罩式炉的带钢时，当成品带钢厚度h40.5mm时，第4机架工作辊采用光辊，其余采用毛辊，特殊要求除外。 4.3.4.3换辊计划 在正常情况下，通过4000045000t的轧制量时应更换支承辊；在非故障情况下，达到7000t轧制良时应更换中间辊；达到下表中任一轧制吨位或轧制长度时应更换工作辊。 表 4-11? 工作辊换辊计划 机架号 轧制吨位/t 轧制长度/km1 1200 702 1000 1103 1000 1404 1000 1504.3.4.4轧辊预热制度 在轧机重新启动或较长时间停机换辊后，为了使轧机在最佳状态下工作，必须对轧辊进行预热。预热时对轧制速度、张力的规定如下表。同时，若出现辊系（工作辊、中间辊、支承辊全部更换）时，要打开乳化液化，预压靠轧制力300t，空转10min。 表 4-12? 预热时对轧制速度、张力的规定 钢卷数 第四架最大轧制速度 单位张力 1 设定速度的40% 尽量大张力轧制 2 设定速度的60% 3 设定速度的80% 4 设定速度的100% 小结 1. 为保证产品质量，必须按一定原则和规律制定轧制计划和加强轧辊管理。 作业 1. 简述轧辊管理的内容。 课时授课计划 第24次课 教学课题：常规冷连轧机的轧制工艺流程及可逆式冷轧机的轧制工艺 教学目的： 1掌握典型的常规冷连轧机的轧制工艺流程。 2了解可逆式冷轧机的轧制工艺。? 教学重点及处理方法：典型的常规冷连轧机的轧制工艺流程。下次课前抽问。 教学难点及处理方法：可逆式冷轧机的轧制工艺。提供一些资料，叫学生以后自学。 教学方法：讨论、讲授、启发。 教具：无 时间分配： 1复习：10分钟。 2正文：60分钟。 3其它：20分钟。 开头复习? 轧辊管理包括哪些内容？ 新课内容 4.3.5轧制工艺流程 以某1700mm带钢冷连轧机为例介绍常规冷轧工艺流程，全连续式冷轧工艺流程见后。 如图所示的1700mm带钢五机架冷连轧机可以轧制普通用途和深冲用的低碳薄板、带钢以及镀锡、镀锌原板。 该机组的工艺流程是：将经过酸洗后的热轧板卷用吊车从冷轧机前跨的中间钢卷库内吊放在与轧制线垂直布置的托架式步进梁上，然后由步进梁将钢卷送到钢卷小车上，经光电管和定位传感器自动对中后，由拆卷机将钢卷上的捆带切断、剪碎，随即小车沿轧制线方向把钢卷送到预开卷位置。由带头探测器测出带头位置后，被刮刀掀起的带头送至三辊矫直机（图上未画出）并继续前进。待带钢头部穿过带钢夹持器通过夹送辊而被夹钳夹紧，此时预开卷工作完成，此后刮刀板和矫直机两个下辊离开轧制线，退至轧机传动侧。钢卷等待开卷。 当前一卷带钢尾部离开双锥头涨缩式开卷机后，卷筒收缩并左右分开。上卷小车即将准备好的钢卷运至开卷机，并套在开卷机的卷筒上。接着便开始穿带过程。即带头由夹送辊送入辊式压紧台5，待带钢进入轧机后，辊式压紧器立即压紧带钢，以防止带钢折皱且使其产生后张力。当开卷机与第一架间带钢产生张力后，开卷机上的带钢跑偏控制装置自动投入工作，使带钢始终保持对中轧制，然后以12m/s的穿带速度依次喂入机组中的各架轧辊中，一直到带头进入卷取机芯轴并建立了出口张力为止，整个过程称为穿带过程。 穿带时，各机架带钢压紧器的压板，其开口度均保持在215mm左右，侧导板宽度已调为预设定值，以引导带钢对中前进，机架间的测张辊均处于下降位置。在穿带过程中，操作工必须严密监视由每架轧机出来的轧件的走向（是否跑偏）与板形。一旦发现跑偏或板形不良，必须立刻调整轧机予以纠正。因此穿带速度必须很低，否则发现问题将来不及纠正，以致造成断带、勒辊等事故。 待穿带完毕后，机架间带钢产生张力，测张辊上升，压紧器的压板下降至开口度为60mm处，侧导板快速打开，每侧打开30mm，并打开轧辊冷却剂喷头。当带钢头部在卷筒上卷上35圈后，皮带助卷器退回，关闭保护栅罩。如图4-5所示，穿带结束后，整个冷连轧机组以技术上允许的最大加速度迅速地从穿带时的低速，加速到预定的轧制速度，即进入稳定（恒速）轧制阶段。 在轧机加速前，厚度自动控制系统（在开卷机与第一架间，第一架与第二架间，第五架与卷取机间各装设有一台同位素射线测厚仪）、张力自动控制系统（在各机架间，以及第五架与卷取机间装设有带钢张力测量辊，用压磁式传感器测量带钢张力）和液压压下系统已投入工作，将加速过程中带钢厚度公差控制在允许范围内。各机架上设置的工作辊液压弯辊装置，可控制辊型、校正板形。 由于供冷轧用的带卷是由两个或以上的热轧卷焊接并成的大卷，焊缝处硬度一般硬度较高，厚度与板卷其他部分也有差异，且边缘状况也不理想，因此，在冷连轧的稳定轧制阶段，当带钢的焊缝进入轧机前，为了避免损伤轧辊和防止断带，由光电焊缝检测器发出信号（焊缝旁的带钢在酸洗机组焊接时冲有一个圆孔），主传动速度调节系统自动减速，使焊缝过轧机时，其轧制速度降为稳定轧制速度的4070%，待焊缝通过轧机后又自动升速到稳定轧制速度。 在稳定轧制阶段，轧制操作及过程的控制完全是自动进行的，操作工只起监视的作用，很少进行人工干预。 在带尾快要到达卷尾时，轧机必须及时从稳定轧制速度降至甩尾速度，该速度一般与穿带速度相同。带钢离开开卷机后，各架的压紧器压板顺序压紧带钢，保证带钢尾部在一定的后张力下轧制，且可防止甩尾时带钢的跳动。 当带尾离开最后一个机架后，卸卷小车上升，卷取机自动停车，卷筒收缩，由卸卷小车从卷取机上卸下钢卷，送入输出步进梁的鞍形部。 由步进梁将钢卷移上磅秤，称量后送往打捆机打捆，然后移至步进梁端部，根据下一工序安排，一部分钢卷经翻卷机翻转900后送往罩式退火炉，其他钢卷则不翻卷直接运往电解脱脂机组或热度锌机 组，如需检查带钢质量，则运至钢卷检查站。 图4-5 常规式冷轧机的速度图 12：穿带速度段23：加速段 34、56：稳定轧制段45：过焊缝速度段 56：减速段78：过尾部时速度段 4.3.6可逆式冷轧机的生产工艺 目前带钢冷轧机除了连轧机外，还有数量较多的可逆式轧机，前面介绍的是冷连轧机的生产工艺，下面简要介绍可逆式冷轧机的生产工艺。 可逆式轧制是指带钢在单机架轧机上往复进行多道次轧制的压下变形,最终获得成品厚度的轧制过程。轧辊在奇偶道次的转向不同，轧机两侧的卷取机既是卷取机又是开卷机，轧辊与卷筒的线速度差形成带钢所受的张力。形成前张力的卷取机的电机处于电动机状态，形成后张力的卷取机的电机处于发电机状态。当带钢在作为卷取机的卷筒上缠绕数圈后调整好压下和张力，施加润滑液，轧机升速到正常速度轧制。接触卷筒的带钢头尾部分，一般在奇偶道次都不离开卷筒，因此始终轧不到，轧完后要剪掉。 可逆式冷轧具有以下特点： （1）轧制工艺灵活多变，适应性强。根据带钢材质、规格和生产工艺条件，可选用不同的道次，每道的压下量、张力、速度等工艺参数也可在一定范围内变化，可逆式轧机适合生产多品种、多规格和中小批量的带钢。 （2）可逆轧制速度低、规模小。可逆轧制时带钢在每道次都要重复地加速、过焊缝、减速、停车和换向，限制 了轧制速度的提高，速度过高也会引起变形段带钢厚度超差加长，故轧制速度较低，一般为520m/s，生产批量和规模较小，适合于卷重有限制的中小企业。 （3）可逆轧机设备简单、战地面积小，投资费用低，建设和收效快。 常见的可逆冷轧机有四辊式、森吉米尔二十辊式、MKW型八辊式和HC轧机，可根据轧制带钢的品种和规格进行选用。 小结 1不同的冷连轧机的工艺流程大同小异，故今天讲的流程应记住。 2可逆式冷轧机数量较多，它与连轧机的工艺有相同之处，但也有不同之处。 作业： ?1、简述常规冷连轧机的工艺流程。2、简述可逆式冷轧机的特点。 .4 再结晶退火 4.4.1再结晶退火和退火炉的分类 再结晶退火是将冷塑性变形后的金属加热到再结晶温度以上、AC1以下，经保温后冷却的热处理工艺。根据钢种的不同，分为初退火、中间退火和成品退火。 初退火是冷轧前退火，主要用于45号以上碳钢和合金钢、高合金钢的热轧卷，目的是降低强度、硬度和变形抗力，为冷轧做好组织准备。生产中优质、高中碳钢的初退火为再结晶退火，而对于中合金钢和高合金钢，根据不同的要求，可采用不完全退火或再结晶退火。 中间退火用来消除冷轧产生的加工硬化，消除内应力，恢复塑性，以便能继续冷轧。中间退火一般为再结晶退火，生产中应尽量通过合理选择原料来避免中间退火和二次冷轧。 成品退火用于消除内应力和加工硬化，使钢板具有标准要求的力学性能、工艺性能和显微组织结构。成品退火一般为再结晶退火。当生产50号钢而又要求其组织为片状珠光体时，只能采用完全退火来达到这一要求。根据钢种和性能要求的不同，也可进行其他热处理。本章介绍成品退火。 按照炉子工作方式，退火炉分为间隙式（或称分批式）退火炉和连续式退火炉。连续退火炉是把带钢卷打开成带状，入炉后带钢依次、连续地通过电解清洗、连续退火、平整、检查及精整等各个工序。间隙式退火炉就是常说的罩式退火炉。按照冷轧钢卷在罩式炉内堆放方式，罩式退火炉又分为单垛紧卷罩式退火炉、单垛松卷罩式退火炉以及多垛紧卷罩式退火炉。根据采用的保护气体中氮气（或氢气）含量的不同，单垛紧卷罩式退火炉分为氮氢型（24%的H2和9698%的N2）和全氢型（100%的氢气）两种。 在各种退火炉中，罩式退火炉比较常见，而在罩式退火炉中，单垛紧卷罩式退火炉 应用最广。单垛紧卷罩式退火炉是由加热罩（又称外罩、大罩）、保护罩（又称内罩）、炉台及其循环风机、对流板等部分组成。加热罩上有若干个中心线与保护罩和加热罩间平均圆相切的烧嘴。炉子燃料一般是煤气，为了节省煤气，采用烟气预热助燃空气，预热温度可达250300。在退火过程中，保护罩内充满了热的流动的保护性气体。在钢卷之间放置带有导向条的中间对流板，目的是使保护气流通过钢卷端部对其加热或冷却，以及对上下两个相邻钢卷进行隔离，防止钢卷在退火过程中端部粘连在一起。与松卷退火不同，紧卷退火时，板卷以紧卷状态进行退火，板卷由内罩辐射传热和对流板之间流过的保护气体对流传热被加热，板卷有充分的加热、均热时间，使晶粒生长和特定取向结晶增加，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，得到性能良好的钢材，可以制造经各种加工的制品。此外，紧卷退火不需要松卷退火、连续退火需要的开卷工序，冷轧带钢表面不易擦伤，并且这种炉子投资少，操作简单，便于生产管理，但这种炉子加热时，热量传递到带钢卷内缓慢，板卷中心达到规定温度的时间较长，生产率低，若干个带卷多层叠压堆成一垛，造成各层卷间和同一卷内温度差较大，如局部温度高和成卷张力过大，会出现粘结缺陷。? 与罩式炉退火炉比较，连续退火炉具有以下特点： （1）退火时间非常短，常为5min左右，快速加热和冷却可得到较硬的材质，可用于硬质镀锡原板的退火，但不能用作软质板的退火，通过适当的选择化学成分、热轧条件和时效处理条件，也可以用于制造深冲用板； 以拉直的带钢状态进行连续热处理可得到性能均匀、表面光洁的产品； （2）控制炉内张力，可改善带钢板形，带钢平直度好。 （3）没有粘结和砂粒压入缺陷，钢材收得率高，且平整效率高、质量好。 （4）作业线将清洗、退火、平整、表面自动检查、涂油、重卷或剪切一次完成，减少了多次钢卷处理，减少许多因此产生的废品，提高了收得率。 （5）生产过程简单、管理方便。生产出成品的时间由成批退火的10d缩短为10min，交货快，生产过程储备料可大大减少。 （6）车间布置紧凑、占地面积小，省掉许多辅助设备，建设费用降低，劳动定员大幅度减少，节省能源。 （7）技术复杂，难以掌握，要求生产人员素质高。 （8）生产厚规格（大于2mm）产品有困难，厚度大于2.5mm的带钢还不能生产。? ?（9）生产规格范围不宜太宽，如果一条线上生产规格太多，将增加控制难度，而罩式炉不受规格限制。 （10） 产量变化灵活性较差，现代连续退火机组生产能力为30100万t/a左右，罩式炉产量产量可随时增减。 连续退火适用于单品种、大批量生产。 4.4.2罩式退火炉的退火工艺制度 冷轧带钢退火工艺制度根据钢的化学成分、产品技术标准、带钢尺寸和卷重等因素决定。退火中必须保证卷层间不粘结，表面不出现氧化，中高碳钢、合金钢不脱碳，汽车板要能获得好的深冲性能。 （1）加热速度? 钢的导热系数越大，加热速度可以越快。含碳量或合金含量高时，钢的导热系数小， 故加热速度应适当慢些。从室温到400，加热速度一般不加限制，因为在此期间，带钢内部组织无显著变化，尚未发生再结晶，在这个温度区间加热速度快慢对性能和表面质量影响不大。实际生产中，加热罩（外罩）都是由上一炉保温结束，立即转移到另一炉上，由于罩体温度很高，钢卷温度很快从室温升到400，此期间温度变化是难以控制的。 从400到保温温度，加热速度对带钢的性能和表面质量影响很大。对于氮氢型保护气体罩式炉，一般规定为3050/h；对特殊钢、易出质量问题的钢种和较厚的带钢，加热速度应有不同的规定，如厚度较大（大于1.2mm）的09MnAl（Re）、Q235F等钢种，易出性能问题，不易出现粘结，加热速度应慢些，使钢卷温度比较均匀。 （2）保温温度和保温时间? 从理论上说，保温温度就是再结晶温度，但再结晶温度不是一个固定的温度，而是一个范围，一般在570720。根据金属学，冷轧时累计变形程度越小，再结晶温度越高，反之，再结晶温度越低。大量实际资料的统计表明：当变形程度较大时，各种金属材料的最低再结晶温度（用绝对温度表示）为其熔点的0.350.40倍。在制定退火工艺制度、确定退火温度时，退火温度一般比最低再结晶温度要高100200。对于再结晶退火，带钢在600以上、A1以下的停留时间称为有效均热时间。此时间一般根据产品性能要求的不同而确定。此外，卷重越大，钢板越厚，保温温度应越高，保温时间应越长。对易产生粘结和薄规格带钢，保温温度要适当降低，保温时间要适当缩短。 再结晶完成后，继续升高温度或延长保温时间，晶粒会继续长大。晶粒长大是一个自发过程，主要靠晶界移动来完成。从再结晶完成到正常晶粒长大，称为一次再结晶。一次再结晶形成的晶粒称为一次晶粒。一次晶粒长大是不可避免的，但要将晶粒度控制在一定范围内。当加热到较高温度或保温时间较长时，有些钢将产生二次再结晶，即有少数晶粒吞并其周围的一次晶粒而迅速长大，形成的晶粒称为二次晶粒。单取向硅钢在高温成品退火中，高斯织构是通过二次再结晶来形成的。对于碳素钢，晶粒粗大会降低强度、塑性、冲击韧性及冷弯工艺性能，因此不希望发生二次再结晶。 （3）冷却速度和出炉温度 生产中吊加热罩后的冷却速度是不加以控制的，但是冷却速度对力学和冲压性能是 有影响的。一般希望冷却速度快些，快冷还可以提高炉台效率、改变台罩比。但在320附近，快冷固溶的碳不能完全析出，以固溶状态冷却下来，以后过饱和的碳从固溶体中析出产生时效硬化。 从600冷到320所需时间称为有效冷却时间。为了使固溶碳完全析出，在冷却过程中进行过时效处理，过时效温度一般为350450，保温20300s。对于有特殊性能要求的，如重深冲汽车板，在500以上要求缓慢冷却，即带大罩冷却，以保证冲压性能。 出炉温度以带钢出炉时与空气接触不发生氧化的原则来确定，考虑到炉台利用率和确保表面质量，出炉温度应以120150为宜。（4）光亮退火? 光亮退火是退火时带钢不发生氧化和脱碳的退火。做好以下工作可以防止带钢被氧 化：1）冷轧后带钢进行电解清洗；2）退火过程中炉子严密不漏，保护气体（氮气、氢气或二者混合物）含氧和含水量低（含氧和含水会造成金属表面氧化和脱碳），含氧量要小于20ppm，露点在-50以下，并且进出内罩畅通；3）内罩内保持一定的压力；4）搞好冷吹和热吹工作。 冷吹是用保护气体赶走内罩内空气，热吹的作用是将板卷带来的乳化液产生的油烟、水蒸气等有害物质吹净，并赶走残余的空气。一般在点炉前两小时打开通入炉内的保护气体阀，保护气体压力应大于800MPa，并打开保护气体排出阀，利用保护气体吹干内罩中的空气。冷吹正常且时间已达两小时，才能点炉。 小结 1退火有哪几种？各种的目的是什么？ 2简述罩式退火炉的操作过程。 作业 1简述罩式退火炉的操作过程。 2成品退火的目的是什么？退火过程种应注意防止发生什么缺陷？ 课时授课计划 第27 次 课 教学课题： 1. 全氢罩式退火炉 2. 连续退火炉 教学目的： 1 了解以上两种退火炉的优点、组成和用途。? 教学重点及处理方法：连续退火炉。下次课复习。 教学难点及处理方法：全氢罩式退火炉。重复两次。 教学方法：讲授、启发。 教具： 时间分配： 1. 复习：15分钟。 2. 全氢罩式退火炉：40分钟。 3. 连续退火炉：50分钟。 4. 其它：10分钟。 开头? 复习 普通罩式退火炉的退火过程，找人说说。 新课内容 4.4.3现代强对流全氢罩式退火炉 HUGF 185-530HPH和HUGF 185-548HPH型强对流全氢罩式退火炉，主要由退火炉台及其供排管线、加热罩、内罩、冷却罩和对流板组成。退火炉台由钢结构支撑，炉台下安排供排管道和H2/N2阀站。每个退火炉台有两根导向柱，用于内罩、加热罩、冷却罩和对流板对中。有4根支撑柱，用于承载加热罩和冷却罩。炉台和内罩之间有法兰密封系统（包括炉台和内罩法兰，密封胶圈和液压夹紧装置等）以确保其良好的密封。快冷用喷淋冷却水，由水循环系统供给。辅助设备由链式运输机、翻卷机、最终冷却台、运卷小车和吊车组成。 4.4.3.1强对流全氢罩式退火炉的优点 由于H2具有强的还原性，密度小（仅为N2的1/4）； H2作为保护气体在炉内流动时，其阻力比用N2要小得多；H2的传热率为N2的7倍，以及采取高性能的炉台循环风机、最小阻力的炉台扩散器和对流板等措施，提高了H2在炉内的流动速度，加强了H2与钢卷之间对流换热速度，因此，与传统的氮氢型罩式退火炉比较，HUGF 185-530HPH和HUGF 185-548HPH型强对流全氢罩式退火炉具有如下优点： （1）热处理周期显著缩短，生产率提高3050%； （2）带钢表面光洁度大大提高，表面碳沉积减少约50%，从而提高了带钢耐腐蚀能力； （3）传热效果好，再结晶退火期间钢卷外层与卷心温度差减小，钢卷外层不易过热，可减小粘钢的危险性； （4）加热温度均匀，在均热末期，钢卷最大温度差，可根据需要控制在10以内； （5）带钢全长显微组织均匀，改善了材料机械性能和加工性能，提高了成材率。 4.4.3.1工艺流程 装炉前必须清扫炉台，然后将钢卷堆放在炉台上，钢卷堆垛完成后，扣上保护罩，连接法兰冷却水。法兰冷却水由相连的冷却水供给系统供给，流量阀对冷却水流量进行监控。由自锁压紧装置将保护罩压紧在炉台密封法兰上。然后进行氮气吹扫前的氢气阀门和炉内退火空间的气密性试验（检测压力为40.4kPa）。如果氢气阀门和内罩/炉台系统密封良好，则开始氮气对内罩里的空气进行吹扫，氮气吹扫流量为140m3/h，吹扫时间约为20min，在吹扫过程中，由二氧化锆探头连续测试炉内氧含量，当炉台控制装置确认下述三个条件满足时，吹扫结束：1）最小的氮气总量（40m3）已进入到保护罩；2）已达到最小的吹扫时间（18min）；3）炉内氧含量低于1%。 在氮气吹扫期间可扣上加热罩，只要炉内保护气氛的氧含量低于1%就可点火。在点火前，要先以最大的助燃空气流量对燃烧空间进行约5 min的空气吹扫。加热一开始，用氢气对保护罩内的氮气进行吹扫，N2/H2混合气体通过排放管道排到厂房外面。当吹扫氮气的氢气达约10m3时，氮气排放阀关闭，为了清除轧制油蒸气，氢气排放阀打开的时间和流量是可调的。氢气和轧制油的混合气体进入加热罩上专门设置的燃烧系统。 保护气体循环风机开始以750rpm运行，当H2取代N2后，循环风机转速增加到1500rpm的转速运行到均热结束。只要炉内有氢气存在，其压力由压力开关连续监控（正常压力范围为14kPa，超过7kPa，氢气出口阀将打开泄压）。均热结束前，对炉内退火空间进行第二次泄漏测试。 退火均热结束后，若用加热罩冷却（薄板和深冲板才用加热罩冷却），先用助燃空气对内罩进行冷却，然后移去加热罩，扣上冷却罩，冷却风机自动开启，保护气体循环风机转速从1500rpm降到750rpm。当保护气体温度降到500时，保护气体循环风机完全停止（停转12min以上）。 当保护气体温度降到约300时，冷却风机停止。冷却风机停机2 min后，喷淋冷却系统打开，喷淋冷却水的流量为35m3/h，喷淋冷却进行5 min后，保护气体循环风机再次启动，前10s内以750rpm的转速运行，然后升到1500rpm。 当炉料温度降到设定的出炉温度时，炉台循环风机转速降到750rpm，此时氮气入口阀打开，用N2以140m3/h的流量吹扫约22min，当下述条件满足，吹扫结束：1）保证进入保护罩内的吹扫氮气达到50m3；2）满足吹扫的最短时间。 当上述两个条件都满足时，循环风机停止，留在保护罩外表面的冷却水由冷却罩风机鼓入空气吹走，接下来移走冷却罩，断开保护罩管线，松开压紧装置，移走保护罩。当保护罩移走后，关闭所有的出口阀门，退火周期结束。将钢卷出炉送往终冷台进一步冷却到平整所需温度。 4.4.3.3装炉原则 （1）堆垛原则? 具有相同退火工艺制度，相同外径的钢卷，应尽可能装在一炉退火；尽可能把相同规格，相同材质的钢卷放在一起以求最大的装炉系数；钢卷的宽度及厚度相同，外径不同时，应把外径大的放在下面，小的放在上面；当厚度相同或不同时，外径相同，宽度不同时，宽的则应放在下面，窄的放在上面；当外径和宽度相同，应把厚的放在下面，薄的放在上面；不同退火工艺制度钢卷混装时，按最高质量要求进行退火；同炉台只允许装1个塔形或溢出边超标的钢卷，且堆放在顶部；不准将宽度小于850mm的钢卷堆在下面。 （2）堆垛参数? 堆垛最大外径1910mm；堆垛高度（包括对流板）最大5300mm，顶部为小卷时可达5330mm；堆垛重量（不含对流板）（最大）90t。搭配堆垛时应尽量将垛高配高，钢卷宽度搭配的常见方法如下：1)21120+21020+720=5000mm,2)31020+2950=4960mm,3)21040+3960=4960mm,4)2720+4850=4840mm,5)3720+3950=5010mm,5)41020+1（850900）=49304980mm。 4.4.3.4退火工艺制度 普通用CQ级和冲压用DQ级冷轧带钢退火按照表4-13工艺制度执行。 表4-13? CQ级和冲压用DQ级退火工艺制度 退火段 起始温度/ 结束温度/ 持续时间/h 备注 710 1 710 710 保温时间 保温时间查表得到。 2 710 保温时间随垛重、板厚和板宽变化。对于各种规格CQ级冷轧带钢，加热时间在5.07.5h范围内变化，保温时间在714h范围内变化；对于各种规格DQ级冷轧带钢，加热时间在5.07.5h范围内变化，保温时间在10.018.5h范围内变化。 小结：全氢罩式退火炉和连续退火炉是较先进的退火炉，介绍不多，希望各位再自学一些。 作业：全氢罩式退火炉和连续退火炉的特点是什么？ 4.5精整 精整主要是指轧后的一些加工工序，包括平整、横剪、纵剪、重卷、分选、包装等工序。 4.5.1平整 根据塑性加工金属学可知，有屈服平台的带钢在冲压时，表面会出现与作用力成450角的滑移线，弯曲时有横向折棱倾向，从而使加工件表面质量不良。如图4-5所示，再结晶退火可以消除冷轧带钢加工硬化和内应力，提高塑性，却使带钢应力应变曲线产生明显的上屈服极限，且在下屈服极限出现屈服平台。平整能使上屈服极限提高，屈服平台消失，强度提高，使带钢加工性能提高。 平整机组有单机平整机组、双机架平整机组。平整实质上是一种小压下率(0.33%)的精细冷轧过程，有干平整和湿平整之分。湿平整是用平整液进行工艺润滑，与干平整比较，湿平整主要有以下优点： （1）可确保平整延伸率的实现； （2）可改善带钢表面的清洁状况，保持平整机及精整机组各辊面的清洁，避免因杂物压入，杂质粘着而产生辊痕等缺陷，方便了辊型调整； （3）平整后的带钢具有防锈效果，钢卷在仓库中短期保存不生锈； （4）减少了带钢与轧辊的磨损，因而可减少轧辊消耗，提高轧辊寿命。在相同的平整条件下，可降低轧制力3040%。 由于平整压下率太小，平整前后轧件厚度变化太小，难以准确测量，因此平整率不用压下率，而用与压下率成比例的延伸率表示，改变延伸率可以使带钢性能在一定范围内变化，因此，延伸率是平整质量控制时一个重要的控制变量。 延伸率是带钢长度变化率，可表示为： 式中? 平整延伸率； L、l分别是平整前、后带钢长度。 在没有宽展时，根据体积不变定律，可得延伸率与压下率的关系为： 采用不同表面粗糙度的工作辊进行平整可以使出厂板卷具有不同的表面粗糙度，即光面、毛面或 麻面。为了改善冲压加工的润滑性能，降低冲废率，提高镀涂质量，使锌花均匀,一般用于深冲和涂镀加工的带钢表面都需要有一定的粗糙度。带钢表面粗糙度是直接由工作辊辊面粗糙度传递的，但传递率受干湿平整、弯辊力、延伸率和平整量等因素影响，干平整的复制率可达，湿平整只有30，轧辊原始凸度和弯辊力影响带钢宽度方向复制粗糙度的均匀性。湿平整时辊面不易粘附杂质，可以防止辊印的产生，能较长时间的保持辊面的粗糙度，但容易引起斑迹缺陷，要求平整液浓度适当，太低易使带钢表面锈蚀，太高会引起黄斑。此外，要严格执行计划换辊制度使轧辊辊面保持良好状态。 4.5.2横剪 横剪机组作用是根据用户需要，把平整来料切成一定规格的成品板，并经过矫直和涂油、在线质量检查，堆垛成一定重量的板垛。 图4-6是一现代横切机组的设备布置图，该机组有开卷机、圆盘剪、矫直机（17辊）、飞剪、双面辊式涂油机、DM450测厚仪等设备，具有厚度超差自动分选功能。该机组剪切钢板厚度范围0.72.5mm,宽度范围7001100mm,长度范围10004000，板垛重量（最大） 9t。 机组工作时，用吊车将钢卷吊放在存放台上（可同时存放两个钢卷），钢卷小车根据宽度对中装置发出的信号，将钢卷准确移送至开卷机卷筒上。开卷机上部设置的压辊压住带钢头部，入口夹送辊的入口导板台中的刮刀伸出与带卷接触，开卷机卷筒旋转，将带钢头部引入入口夹送辊辊组中，刮刀缩回，导板台摆下。带头经入口夹送辊、2号对中辊进入圆盘剪剪边。经剪边的带头由出口夹送辊送到活套导板台、2号对中辊和测厚仪，进入17辊矫直机和旋转飞剪。此时开卷机与入口夹送辊之间建立张力，并根据中心位置控制装置（CPC）的信号移动，保证带钢中心线与机组下部的导槽由人工喂入废边卷取机打卷。活套导板摆下，带钢自然下垂形成活套，测厚仪移入作业线投入工作，飞剪切零后穿带结束，机组进入升速阶段，当机组速度超过21m/min时，圆盘剪的电磁离合器打开，圆盘剪由动力剪自动切换成拉剪状态，机组升速至设定剪切速度。 图4-6? 横切机组设备布置简图 1-钢卷小车 2-开卷机 3-入口夹送辊 4-中心位置控制支架 5-1号对中辊 6-圆盘剪 7-出口夹送辊 8-2号对中辊、测厚仪 9-17辊矫直机 10-旋转飞剪 11-检查台 12-级品垛板台 13、15-辊式涂油机 14-1号级品垛板台16-2号级品垛板台 17-废边卷取机 18-活套 19-皮带运输机 20-1号皮带运输机 21、22-分选活门 被剪成定尺的钢板，由皮带运输机运往垛板台。为了便于活门分选及两台级品垛板台轮换垛板， 相邻两张钢板之间应有一定间隔距离。因此当钢板离开旋转飞剪后，在1号皮带运输机上提高10%的速度，在2号皮带运输及以后的皮带运输上又提高10%的速度，从而保证钢板间活门分选时间。在2号皮带运输机的上方，设置有人工检查台，对钢板的上表面进行检查，钢板的厚度由测厚仪进行监测，发现钢板表面质量及厚度不合格时发出信号，此时电控系统控制分选活门落下，不合格钢板经过皮带运输机送至级品垛板台。为便于连续生产，在机组的尾部设置两个轮流垛板的级品板台，而在1号级品板台的前方设置一个分垛活门，由一个专门电控系统设定记忆没垛钢板张数，控制分垛活门的摆下及摆上，从而实现两个级品的轮流堆垛。 机组的两个级品垛板台前各设了一台辊式涂油机，对钢板表面涂防锈油。钢板表面涂油与否根据用户要求决定。若钢板不需要涂油交货，则涂油机移出作业线外，所空出的位置由涂油机前的皮带运输机补上。 钢板堆垛完毕后，由摆式升降台的移出电机将板垛移出作业线，移至运输辊道由运输辊道送往包装线打包。 4.5.3重卷纵切 有单独的重卷机组，但纵切机组一般具有重卷的功能。图4-7所示的纵切机组就具有重卷和纵切双重功能，机组采用上开卷和上卷取方式；上卷小车自动进行高度和宽度对中，机组入口设有CPC自动对中装置；卷取机设有EPC装置，重卷时保证齐边卷取；卷取机卷径自动计算及显示；机组采用全数字直流传动供电；机组采用PLC控制，CRT监控系统。 机组入口:原料厚度0.252.5mm，原料宽度6801120mm，原料钢卷外径7001850mm，原料钢卷内径508mm，原料最大卷重18t；出口:产品厚度0.252.5，宽度901100mm，钢卷外径8001400mm，钢卷内径508mm，最大卷重9t。最大纵切条数12条，最小纵切带钢宽度90mm, 机组年处理原料量90000t/a。 机组能保证：重卷分卷剪切时，分切长度偏差不大于2000mm；卷