CN108165729A - 一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，包括以下步骤：S01：按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并将材料置于托盘中，一起装入罩式炉炉台上；S02：在材料外圈的不同位置分别设置温度监测热电偶；S03：盖上罩式炉内罩并抽真空，锁紧内罩周边的紧固螺栓，并向罩式炉内充入保护气体；S04：罩上外加热罩，执行预定的升温、保温工艺流程后，吊罩出炉。本发明的有益效果是：能够稳定产品质量、使整卷材料内、中、外圈在炉膛中受热均匀，退火后材料的金相组织及力学性能一致性好。
Description
技术领域
本发明涉及带钢生产中罩式炉热处理技术领域，尤其涉及一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法。
背景技术
众所周知，带钢是为了适应不同工业部门需要而生产的一种窄而长的钢板，其宽度一般在300mm以内，但随着经济发展，宽度已没有限制，带钢成卷供应，具有尺寸精度高、表面质量好、便于罩式炉往复式退火和节省材料等优点，广泛用于生产焊接钢管，作冷弯型钢的坯料，制造自行车车架、轮圈、卡箍、垫圈、弹簧片、锯条和刀片，劳保鞋的鞋底及钢包头等场所，为确保带钢具有优异的内部组织结构和良好的综合力学性能，通常要对带酸洗冷轧后的带钢进行罩式炉退火处理。
如图2所示，传统的罩式炉退火工艺为将材料用托盘置入退火炉后，在材料外圈上、中、下区外侧捆扎温度监测热电偶，盖上内罩并抽真空和锁紧周边紧固螺栓，炉内充入保护气体，升温、保温工艺平台设定，将退火炉全速升温至400℃，且在升温至400℃后保温2h；退火炉在400℃的温度下保温2h后，将退火炉在3h内升温至600℃，且在升温至600℃后保温1h，退火炉在600℃的温度下保温1h后，将退火炉在2h内升温至690℃，且在升温至690℃保温1h，退火炉在690℃的温度下保温1h后，将退火炉在2h内升温至N℃(根据不同材料分别选择相应的AC1温度)，且在升温至N℃后保温12h至16h(根据装炉量的多少调整)，退火炉在N℃的温度下保温12h至16h后，采用随炉冷却的方式将退火炉冷却到550℃-580℃，再采用随炉冷却的方式对退火炉冷却到550℃-580℃后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度风冷至280℃，退火炉的温度降至280℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由280℃水冷至80℃，当炉内温度达到80℃后，关停淋水开关、停气，关闭强对流风机后，拔掉淋水管，关闭进气阀和排气阀，检查与抽真空管道相连的其它炉台的关闭情况，打开真空泵冷却水，开启真空泵进行抽真空，真空度≤-0.095MPa时打开补充空气阀，松螺丝出炉吊罩出炉。
受目前传统带钢的罩式炉退火工艺的影响，其所生产出来的带钢质量不够稳定，在生产过程中易出现不合格品，具体表现为同炉退火出来的材料均匀性差，同卷材料不同区或同区外圈、内卷及卷芯部金相组织和力学性能相差较大，出现材料外圈过热而中、内圈又欠热现象，严重困扰罩式炉退火工艺的进行，导致整个生产效率比较低下，质量问题频出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
提供了一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，包括以下步骤：
S01：按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并将材料置于托盘中，一起装入罩式炉炉台上；
S02：在材料外圈的不同位置分别设置温度监测热电偶；
S03：盖上罩式炉内罩并抽真空，锁紧内罩周边的紧固螺栓，并向罩式炉内充入保护气体；
S04：罩上外加热罩，执行预定的升温、保温工艺流程后，吊罩出炉。
本发明的有益效果是：本发明按照拼炉原则将材料按批分类集中存放，并分别装炉，设定升温、保温工艺流程，使同炉的整卷材料内、中、外圈受热均匀，能够稳定产品质量，退火后材料的金相组织及力学性能一致性好。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤S01的具体操作步骤包括，
S01.1：准备需退火的材料，按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并按每个罩式退火炉的实际装炉量确定一次进炉的材料量；
S01.2：将材料置于托盘上，并将托盘预置到专用翻转机上，启动翻转机使托盘处于水平位置，利用行吊吊钩将托盘移到罩式炉炉台上，保持托盘及材料卷芯孔中心与炉台中心对称同心放置。
进一步，所述拼炉原则为同种材质的冷轧板同炉；或者，不同材质，但其AC1温度相同的冷轧板同炉。
上述进两步方案的有益效果是：将同种材质冷轧板，或者不同材质，但其AC1温度相同的冷轧板同炉，材料的内部结构和金相组织一致，能够保证材料受热均匀；另外将材料及托盘沿着炉台中心对称同心放置，材料内外圈加热均匀，退火后材料的金相组织及力学性能一致性好。
进一步，所述步骤S02的具体操作流程为，根据罩式退火炉高度的不同，在材料外圈的上、中、下区的指定位置分别捆扎温度监测热电偶，并且保证每个热电偶的探测头与材料充分接触。
上述进一步方案的有益效果是：测温准确，保证每个区域均受热均匀。
进一步，所述步骤S03的具体操作步骤包括，
S03.1：盖上罩式炉内罩，并对罩式炉进行抽真空处理，抽真空压力到-0.095MPa之后，对称锁紧内罩周边的紧固螺栓，然后关闭抽真空阀门和真空泵，并保压一小时，进行检漏操作；
S03.2：在确保罩式炉内不漏气后，缓慢开启氢气流量调节阀，向罩式炉内通入保护气体氢气，当罩式炉内的压力上升至+0.02MPa时，打开废气排放阀门，以使罩式炉内的压力范围为+0.01Mpa至+0.025Mpa。
上述进一步方案的有益效果是：保证炉内处于真空无氧状态，防止材料在退火过程中氧化，影响加工质量。
进一步，在所述步骤S03.2中氢气流量调节阀的流量计指数为4m3/h。
上述进一步方案的有益效果是：均匀通入氢气，充分排出炉内的空气。
进一步，所述步骤S04的具体操作步骤包括，
S04.1：设定升温、保温工艺流程；
S04.2：罩上外加热罩，执行所述步骤S04.1中设定的升温、保温工艺流程；
S04.3：吊罩出炉。
进一步，所述步骤S04.1中设定的升温、保温工艺流程依次包括以下几个阶段：
第一升温阶段，将罩式炉全速升温至680℃，并保温2h；
第二升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
第一降温阶段，将罩式炉随炉降温至(N-30)℃，并保温2h；
第三升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
第二降温阶段，将罩式炉随炉降温至(N-30)℃，并保温2h；
第四升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
冷却阶段，采用随炉冷却的方式将罩式炉冷却至650℃；
风冷阶段，提起外加热罩，换用风冷罩，对罩式炉进行风冷至280℃；
淋水冷却阶段，对罩式炉的内胆进行淋水处理，直至罩式炉的温度冷却至100℃。
上述进一步方案的有益效果是：通过循环反复进行升温/保温、降温/保温、升温/保温、降温/保温、升温/保温的退火工艺流程，减小了传统升温、保温方式造成的同炉材料温差异，让同炉材料不同区和卷内、中、外圈温度趋于一致，温差控制在10℃以内，制定特定的退火的操作流程，从而有效的控制生产出来的产品质量的稳定性。
进一步，所述步骤S04.2在执行上述升温、保温的工艺流程时，温度监测热电偶的检验频次均为1次/h。
进一步，所述步骤S04.2在执行上述升温、保温的工艺流程时，温度监测热电偶测得的实际温度值与所述步骤S04.1中设定的工艺温度值的差值小于10℃。
上述进两步方案的有益效果是：保证材料的实际温度值与设定的工艺温度值的差值小于10℃，确保产品质量的稳定性。
附图说明
图1为本发明带钢的罩式炉往复式退火工艺中球化退火的曲线图；
图2为传统带钢的罩式炉退火工艺中球化退火的曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
下面将结合附图对本实施例提供的一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法进行详细描述。
一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其包括以下步骤：
S01：按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并将材料置于托盘中，一起装入罩式炉炉台上；
S02：在材料外圈的不同位置分别设置温度监测热电偶；
S03：盖上罩式炉内罩并抽真空，锁紧内罩周边的紧固螺栓，并向罩式炉内充入保护气体；
S04：罩上外加热罩，执行预定的升温、保温工艺流程后，吊罩出炉。
所述步骤S01的具体操作步骤包括，
S01.1：准备需退火的材料，按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并按每个罩式退火炉的实际装炉量确定一次进炉的材料量；
S01.2：将材料置于托盘上，并将托盘预置到专用翻转机上，启动翻转机让材料带托盘处于水平位置，利用行吊吊钩将托盘移到罩式炉炉台上，保持托盘及材料卷芯孔中心与炉台中心对称同心放置。
所述拼炉原则为同种材质的冷轧板同炉；或者不同材质，但其AC1温度相同的冷轧板同炉。
所述步骤S02的具体操作流程为，根据罩式退火炉高度的不同，在材料外圈的上、中、下区的指定位置分别捆扎温度监测热电偶，并且保证每个热电偶的探测头与材料充分接触。
所述步骤S03的具体操作步骤包括，
S03.1：盖上罩式炉内罩，并对罩式炉进行抽真空处理，抽真空压力到-0.095MPa之后，对称锁紧内罩周边的紧固螺栓，然后关闭抽真空阀门和真空泵，并保压一小时，进行检漏操作；
S03.2：在确保罩式炉内不漏气后，缓慢开启氢气流量调节阀，向罩式炉内通入保护气体氢气，当罩式炉内的压力上升至+0.02MPa时，打开废气排放阀门，以使罩式炉内的压力范围为+0.01Mpa至+0.025Mpa。
保证炉内处于真空无氧状态，防止材料在退火过程中氧化，影响加工质量。
所述步骤S03.1中，对于强对流罩式炉，在盖上内罩之前需先清除密封圈周围的异物，然后平稳装上内罩，抽真空压力到-0.095Mpa之后才能对称紧固内罩周边的螺栓。
在所述步骤S03.2中氢气流量调节阀的流量计指数为4m3/h；均匀通入氢气，充分排出炉内的空气。
所述步骤S04的具体操作步骤包括，
S04.1：设定升温、保温工艺流程；
S04.2：罩上外加热罩，执行所述步骤S04.1中设定的升温、保温工艺流程；
S04.3：吊罩出炉。
如图1所示，所述步骤S04.1中设定的升温、保温工艺流程依次包括以下几个阶段：
第一升温阶段，将罩式炉全速升温至680℃，并保温2h；
第二升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
第一降温阶段，将罩式炉随炉降温至(N-30)℃，并保温2h；
第三升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
第二降温阶段，将罩式炉随炉降温至(N-30)℃，并保温2h；
第四升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
冷却阶段，采用随炉冷却的方式将罩式炉冷却至650℃；
风冷阶段，提起外加热罩，换用风冷罩，对罩式炉进行风冷至280℃；
淋水冷却阶段，对罩式炉的内胆进行淋水处理，直至罩式炉的温度冷却至100℃。
通过循环反复进行升温/保温、降温/保温、升温/保温、降温/保温、升温/保温的退火工艺流程，减小了传统升温、保温方式造成的同炉材料温差异，让同炉材料不同区和卷内、中、外圈温度趋于一致，温差控制在10℃以内，制定特定的退火的操作流程，从而有效的控制生产出来的产品质量的稳定性。
所述N为根据不同的材料分别选择相应的AC1温度。
如下表1所示为上述升温、保温工艺流程的退火控制表。
表1退火控制表
退火注意事项及说明：
1、升温前必须做爆鸣试验，确认分解气炉内纯度，防止在加热过程中材料的表面被氧化脱碳；
2、整个升温及保温过程中，温差不得超过工艺最高温度15℃；
3、升温过程中，升温保温工艺可做微调，其基准为升温速度可满足理论升速。
所述步骤S04.2在执行上述升温、保温的工艺流程时，温度监测热电偶的检验频次均为1次/h。
所述步骤S04.2在执行上述升温、保温的工艺流程时，温度监测热电偶测得的实际温度值与所述步骤S04.1中设定的工艺温度值的差值小于10℃；保证材料的实际温度值与设定的工艺温度值的差值小于10℃，确保产品质量的稳定性。
所述步骤S04.2在罩式炉未加热前，应保持气体流量在3m3/h至4m3/h范围内向罩式炉内通气30分钟以上，然后做爆鸣试验，确保氨分解炉内氢气的纯度；罩式炉试气合格后，才能罩上外加热罩，打开炉台及法兰冷却水开关，保证退火炉循环风机和密封法兰的冷却，然后执行所述步骤S04.1设定的升温、保温工艺流程。
所述步骤S04.2中，在执行所述步骤S04.1设定的升温、保温工艺流程时，针对不同的材料，阀架上流量计的刻度控制在不同的范围之内，以保证各种材料的退火加工精度，如，在升温常态下弹簧钢坯料软化退火，升温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在4.0±0.5m3/h之间,保温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在1.5±0.5m3/h之间；弹簧钢成品球化退火升温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在8.5±0.5m3/h之间,保温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在2.0±0.5m3/h之间；常态下精冲材料坯料软化退火升温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在4.5±0.5m3/h之间,保温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在2.0±0.5m3/h之间；精冲材料成品球化退火升温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在5.0±0.5m3/h之间,保温阶段阀架上流量计的刻度均可以控制在2.0±0.5m3/h之间。
所述步骤S04.3的具体流程为，执行完所述步骤S04.1设定的升温、保温工艺流程后，关停冷却水开关，停止通气，关闭强对流风机后，拔掉冷却水管，关闭进气阀和排气阀，检查与抽真空管道相连的其他炉台的关闭情况，打开真空泵冷却水，开启真空泵进行抽真空，当炉内真空度小于或者等于-0.095MPa时，打开补充空气阀，松开紧固螺栓，吊罩出炉，材料退火完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并将材料置于托盘中，一起装入罩式炉炉台上；
S02：在材料外圈的不同位置分别设置温度监测热电偶；
S03：盖上罩式炉内罩并抽真空，锁紧内罩周边的紧固螺栓，并向罩式炉内充入保护气体；
S04：罩上外加热罩，执行预定的升温、保温工艺流程后，吊罩出炉。
2.根据权利要求1所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S01的具体操作步骤包括，
S01.1：准备需退火的材料，按照拼炉原则将需退火的材料按批分类集中存放，并按每个罩式退火炉的实际装炉量确定一次进炉的材料量；
S01.2：将材料置于托盘上，并将托盘预置到专用翻转机上，启动翻转机使托盘处于水平位置，利用行吊吊钩将托盘移到罩式炉炉台上，保持托盘及材料卷芯孔中心与炉台中心对称同心放置。
3.根据权利要求2所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述拼炉原则为同种材质的冷轧板同炉；或者,不同材质,但其AC1温度相同的冷轧板同炉。
4.根据权利要求1所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S02的具体操作流程为，根据罩式退火炉高度的不同，在材料外圈的上、中、下区的指定位置分别捆扎温度监测热电偶，并且保证每个热电偶的探测头与材料充分接触。
5.根据权利要求1所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S03的具体操作步骤包括，
S03.1：盖上罩式炉内罩，并对罩式炉进行抽真空处理，抽真空压力到-0.095MPa之后，对称锁紧内罩周边的紧固螺栓，然后关闭抽真空阀门和真空泵，并保压一小时，进行检漏操作；
S03.2：在确保罩式炉内不漏气后，缓慢开启氢气流量调节阀，向罩式炉内通入保护气体氢气，当罩式炉内的压力上升至+0.02MPa时，打开废气排放阀门，以使罩式炉内的压力范围为+0.01Mpa至+0.025Mpa。
6.根据权利要求5所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：在所述步骤S03.2中氢气流量调节阀的流量计指数为4m3/h。
7.根据权利要求1所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S04的具体操作步骤包括，
S04.1：设定升温、保温工艺流程；
S04.2：罩上外加热罩，执行所述步骤S04.1中设定的升温、保温工艺流程；
S04.3：吊罩出炉。
8.根据权利要求7所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S04.1中设定的升温、保温工艺流程依次包括以下几个阶段：
第一升温阶段，将罩式炉全速升温至680℃，并保温2h；
第二升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
第一降温阶段，将罩式炉随炉降温至(N-30)℃，并保温2h；
第三升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
第二降温阶段，将罩式炉随炉降温至(N-30)℃，并保温2h；
第四升温阶段，将罩式炉全速升温至N℃，并保温4h至6h；
冷却阶段，采用随炉冷却的方式将罩式炉冷却至650℃；
风冷阶段，提起外加热罩，换用风冷罩，对罩式炉进行风冷至280℃；
淋水冷却阶段，对罩式炉的内胆进行淋水处理，直至罩式炉的温度冷却至100℃。
9.根据权利要求8所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S04.2在执行上述升温、保温的工艺流程时，温度监测热电偶的检验频次均为1次/h。
10.根据权利要求9所述一种新型冷轧带钢罩式炉往复式退火工艺方法，其特征在于：所述步骤S04.2在执行上述升温、保温的工艺流程时，温度监测热电偶测得的实际温度值与所述步骤S04.1中设定的工艺温度值的差值小于10℃。
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