CN101270409A - 镀锌线退火炉生产spcc钢种的退火工艺 - Google Patents
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Abstract
一种镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，属金属热处理技术领域，用此工艺方法同样可达到连退线带钢的强度和塑性要求。所述方法包括明火加热到630℃±20℃；辐射管加热到760℃±20℃；露点控制在≤－40℃；辐射管保温在710℃±20℃；露点控制在≤－40℃；带钢喷冷到210±20℃，喷冷段第1区的露点≤－60℃；冷却到160℃±20℃出炉等步骤。本发明方法可在镀锌线退火炉上使用，适于SPCC钢种退火。可消除钢带轧制加工内应力，提高钢带的塑性和韧性，达到连退线带钢的强度和塑性要求。产品抗拉强度380MPa左右，屈服强度在330MPa以下，延伸率大于36％。产品的晶粒尺寸稳定在11～13μm之间，延伸率和冲压性能都在较高的水平。可避免镀锌线生产设备的闲置，减少设备折旧损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种退火工艺方法，特别是在冷轧薄板镀锌线退火炉生产退火板的退火工艺，属金属热处理技术领域。
背景技术
冷轧薄板镀锌线是用于生产冷轧镀锌板的专用生产线，该生产线上使用的带有明火加热段的连续退火炉结构复杂，带钢速度快，控制较为困难。目前，不少大中小型镀锌线纷纷建成投产，但是由于装备水平以及市场因素的影响，除了几家大型钢厂的镀锌线在生产外，其它镀锌线几乎都处于停产或半停产状态。为了提高设备的利用率，减少设备空置给企业带来的损失，将镀锌板生产线改造为退火生产线，生产市场需求量大的退火板不失为一种好的选择。但是将镀锌生产线改造为退火生产线除在设备上需要进行一些必要的改造外，对于退火工艺要有较大的调整，要针对镀锌线特点，在加热制度、冷却制度、带钢温度的合理控制方面进行优化，尤其是直燃加热方法对退火制度的要求更加严格，控制不好很容易造成基板表面氧化。因此研究制定出合理的退火工艺，可以提高产品的力学性能，在镀锌线上生产出高质量的、冲压性能优良的退火板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，该工艺方法可充分利用闲置镀锌线设备，生产出符合各项指标要求、具有良好的使用性能SPCC钢种。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，它包括下列步骤：
a.预热段：带钢预热到160℃±20℃；
b.直燃段加热：带钢由明火加热至到630℃±20℃；
c.辐射管加热：带钢继续被辐射管加热到760℃±30℃；露点控制在≤-40℃；
d.辐射管均热段：带钢被电辐射管保温在710℃±20℃；露点控制在≤-40℃；
e.喷冷段：带钢被喷冷风机冷却到210±20℃，喷冷段第1区的露点≤-60℃；
f.出炉：带钢经炉鼻子冷却到160℃±20℃出炉。
上述镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，所说带钢在炉内始终有保护气体进行保护，其保护气体为氮氢保护气，其中氢气的百分比为7～10％，氢气的流量为50～90m3/h，氮气的流量为500～800m3/h，氮气中的氧含量控制在＜10ppm。
上述镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，所说带钢工艺速度根据带钢厚度的增加而降低，其范围为30-110mp/min。
本发明方法针对现有镀锌板退火工艺进行了改进，该工艺方法适用于SPCC钢种采用镀锌线退火炉退火。该方法针对镀锌线退火炉带钢速度快、控制困难、直燃加热等特点，经过反复试验摸索制定了镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，采用该工艺方法可消除钢带轧制加工内应力，使延伸率有所增加，大大提高钢带的塑性和韧性指标，达到退火钢带强度和塑性的使用要求。采用该方法的另外一个重要特点就是可避免企业镀锌线生产设备的闲置，减少设备折旧损失；同时由于镀锌线上设有光整机以及拉矫机、涂油机等设备，可以消除生产周期，保证带钢的板型，以及消除屈服平台，保证带钢良好的使用性能。
具体实施方式
本发明所称带钢镀锌线退火炉，和一般直通式连续退火炉相似，都是在退火炉内使带钢消除加工硬化，完成再结晶退火，提高退火板的塑性、韧性，降低强度和硬度。但由于镀锌和退火要求带钢出炉温度不同，镀锌线改造退火后，需要在退火温度、退火时间、炉温、冷却速度等方面进行必要调整，以确保退火后产品的力学性能和表面质量达到用户的使用要求。基于上述要求，依据(L型)连续退火炉的工作原理、结构特点、加热制度及产品大纲中提供的带钢线速度制定实验方案，利用热模拟机进行热模拟退火实验，实验数据通过科学的系统分析，研究制定出试生产初期合理的退火工艺。通过生产实践和实验研究紧密结合，及时调整冷轧基板再结晶退火温度和退火时间的对应关系，优化退火工艺，使产品的力学性能得以不断提高。本发明的难点在于普通的连续退火线没有明火加热的过程，整个炉内都通有氮氢保护气体，带钢一直处于还原的气氛中。而镀锌线因为有明火加热势必有氧气的存在，气氛比较难控制，属于氧化气氛，容易造成带钢的氧化。本发明通过对直燃段的低温以及气氛的弱氧化控制，主要是通过直燃段的露点检测仪检测直燃段的露点来控制带钢的表面状态，防止带钢表面的过分氧化。
此外，镀锌线改造退火线后，需要在原来的的喷冷段第一台风机前预留的位置上增加1台冷却风机，以加强冷却能力，降低带钢的出炉温度。同时炉子的出口也进行了相应改造，采用物理封口与气体封口相结合的方法，在炉鼻子出口由耐火棉以及液压辊进行封口，同时在炉鼻子出口通有氮气保护气防止空气进入到炉内氧化带钢。
冷轧轧制的钢带产生较为强烈的形变强化，其组织为硬态，硬度偏高，塑性低，力学性能见表1：
表1：冷轧带钢的性能
| 材质 | 规格(mm) | 抗拉强度 | 屈服强度(RP0.2) | 延伸率(％) |
| SPCC | 1.0×1250 | 855 | 840 | 1.4 |
| SPCC | 1.0×1250 | 855 | 845 | 1.1 |
| SPCC | 1.0×1250 | 850 | 845 | 1.2 |
| SPCC | 1.0×1250 | 980 | 975 | 1.4 |
| SPCC | 1.0×1250 | 880 | 870 | 1.8 |
| SPCC | 1.0×1250 | 835 | 820 | 1.4 |
由表可见，由于材料塑性、韧性低，在进行拉伸时带钢几乎无延伸就断裂。从金相组织结构上分析，金相观察组织为硬态，组织为珠光体+少量铁素体。
经过本发明方法处理的冷硬钢带取样检验结果见表2。
表2：退火后带钢性能
| 材质 | 规格(mm) | 抗拉强度 | 屈服强度(RP0.2) | 延伸率(％) |
| SPCC | 1.0×1250 | 371 | 330 | 39.9 |
| SPCC | 1.0×1250 | 393 | 331 | 40.4 |
| SPCC | 1.0×1250 | 389 | 328 | 39.6 |
| SPCC | 1.0×1250 | 376 | 308 | 41.2 |
| SPCC | 1.0×1250 | 386 | 325 | 386 |
| SPCC | 1.0×1250 | 371 | 330 | 371 |
由表2可见，退火后的性能能够满足唐钢发布实施的2006技(质标)字第03号《冷轧钢带技术条件》中有关退火的力学性能(见表3)的规定，取样后分析，其金相组织晶粒形状为等轴晶粒，晶粒尺寸在11～13μm之间，使强度降低，塑性升高。
表3退火及平整的钢带的力学性能表
以下提供几个实施例：
实施例1：品种SPCC，规格1.0*1250mm，工艺过程：生产线的运行速度为53mpmin，带钢经清洗后，带钢进入炉内，经预热段预热到170℃后带钢进入直燃段由明火加热到624℃，经辐射管加热带钢被加热到740℃，辐射管均热段带钢被电辐射管保温在720℃，经过喷冷段带钢被冷却到200℃，出炉温度140℃。保护气体：氮气流量701m3/hr，压力4.3bar，氧含量6.79ppm；氢气流量65.6m3/hr，压力2.7bar，百分比7.80％；煤气压力83.1mdar；直燃段的露点：-39.81℃，喷冷段第1区露点：-60℃。
实施例2：品种SPCC，规格1.5*1250mm，工艺过程：生产线的运行速度为38mpmin，带钢经清洗后，带钢进入炉内，经预热段预热至140℃后带钢进入直燃段由明火加热到610℃，经辐射管加热带钢被加热到764℃，辐射管均热段带钢被保温在690℃，经过喷冷段带钢被冷却到230℃，出炉温度180℃。保护气体：氮气流量500m3/hr，压力4.1bar，氧含量6.93ppm；氢气流量65.5m3/hr，压力2.4bar，百分比7.92％；煤气压力96.5mdar；直燃段的露点：-40℃，喷冷段第1区露点：-67℃。
实施例3：品种SPCC，规格0.5*1250mm，工艺过程：生产线的运行速度为76mpmin，带钢经清洗后，带钢进入炉内，经预热段预热至180℃后带钢进入直燃段由明火加热到630℃，经辐射管加热带钢被加热到790℃，辐射管均热段带钢被保温在730℃，经过喷冷段带钢被冷却到190℃，出炉温度160℃。保护气体：氮气流量701m3/hr，压力1.3bar，氧含量7ppm；氢气流量90m3/hr，压力2.7bar，百分比8.03％；煤气压力83.1mdar；直燃段的露点：-40℃，喷冷段第1区露点：-69℃。
Claims (3)
1.一种镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，其特征在于：它包括下列步骤：
a.预热段：带钢预热到160℃±20℃；
b.直燃段加热：带钢由明火加热至到630℃±20℃；
c.辐射管加热：带钢继续被辐射管加热到760℃±30℃；露点控制在≤-40℃；
d.辐射管均热段：带钢被电辐射管保温在710℃±20℃；露点控制在≤-40℃；
e.喷冷段：带钢被喷冷风机冷却到210±20℃，喷冷段第1区的露点≤-60℃；
f.出炉：带钢经炉鼻子冷却到160℃±20℃出炉。
2.根据权利要求1所述的镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，其特征在于：带钢在炉内始终有保护气体进行保护，所述保护气体为氮氢保护气，其中，氢气的百分比为7～10％，氢气的流量为50～90m3/h，氮气的流量为500～800m3/h，氮气中的氧含量控制在＜10ppm。
3.根据权利要求2所述的镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，其特征在于：带钢工艺速度根据带钢厚度的增加而降低，其范围为30-110mpmin。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080924 |