连续退火炉-2012-1

连续退火炉立式连续退火炉轧后热处理通常为再结晶退火，冷轧带钢通过再结晶退火达到降低钢的硬度、消除冷加工硬化、改善钢的性能、恢复钢的塑性变形能力之目的。再结晶退火的三个阶段：回复、再结晶、晶粒长大。退火过程通常如下：(1)快速加热到A1温度线附近或以上；(2)在这一温度下停留很短的时间，大约为lmin；(3)快速冷却到约为400℃的过时效温度；(4)几分钟的过时效处理。冷轧连续退火原理第一阶段：加热、保温和以中等速度冷却。目的：再结晶和晶粒长大。第二阶段：快速冷却到过时效温度和过时效处理。目的：决定组织中碳化物的分布和过饱和固溶的碳含量。连续退火过程中加热期间，带钢中碳化物结构将部分或完全被溶解．这取决于含碳量以及碳化物的大小，该过程还受加热速度快慢、退火温度高低和碳化物粗大程度的反作用影响。钢被加热到退火温度并均热后，碳的溶解达到了平衡，并且根据退火温度会发生有限的晶粒生长。然而，连续退火机组里较高的冷却速度阻碍了固溶碳的析出，使其在冷却阶段的碳化物析出偏离平衡，只有通过调整冷却和过时效参数，才能控制碳化物的分布和固溶碳含量，从而获得合适的机械性能并消除时效影响。退火炉组成连退线退火炉为全辐射管加热立式退火炉，处理过程采用全氮氢混合气体保护。退火炉主体组成为：炉体钢结构，炉壳及附属设备，中间介质管道，各功能性炉室（如预热炉、加热炉等）。功能性炉室除了炉壳以外主要组成为：炉辊（转向辊、纠偏辊、张力测量辊、支承辊、稳定辊、密封辊、沉没辊、挤干辊等）助燃风机或冷却风机、热交换器、辐射管及烧嘴、电辐射管、各种介质管道、耐材及仪表等附属设备。按工艺流程分连退线炉子由入口密封，预热段，加热段，均热段，缓冷段，快冷段，过时效段，最终冷却段，出口密封设备，水淬系统及其它附属设备等组成。连续退火技术退火炉高的走带速度，炉子本身的热惯性（10分钟以上），板带较短的驻留时间（2-5分钟），同时要求板带精确的温度控制及稳定的板带运行。1、带钢加热及冷却技术高效的板带预热及余热回收技术；“W”形全辐射管数字化脉冲燃烧控制技术；精确的温控数学模型，带钢温控精度+/-5℃；高氢快速喷气冷却技术。2、炉辊热凸度控制技术炉辊辊形优化设计，辊面粗糙度优化设计，高温段双锥度设计；炉辊热喷涂技术，使炉辊具有良好抗高温结瘤、耐磨性能；分隔的炉辊室，隔热板及对冷却段炉辊加热功能，控制炉l辊热凸度；3、高速通板技术机组配置足够的纠偏辊，全线及时对中纠偏；大辊径通板技术，减轻反复弯曲带来的加工硬化现象；区域张力精确测量与控制技术；基本工艺参数—CAL生产钢种:MS&Non-Auto,IF-DD,IF-HS,HSLA,BH,DP,TRIP抗拉强度：200-1200MPa产品规格：厚度0.5mm-2.8mm宽度900mm-1800mm工艺速度：400m/min退火曲线—连退模式010020030040050060070080090005001000150020002500带钢温度(℃)长度(m)退火周期MSIFDDBHIFHSSHSLADPTRIPNON-AUTO炉衬用于工业炉内衬的耐火材料主要有耐火砖、耐火浇注料与陶瓷纤维等产品,耐火砖是最早用于工业炉窑的炉衬材料,它具有较高的耐高温、抗冲刷性能，其缺点是制造、施工较麻烦。耐火浇注料炉衬作为一种重质的耐火材料,与耐火砖相比工艺简单,不需焙烧,但是其体积密度、绝热性能、施工周期等缺陷仍较大。陶瓷纤维作为一种轻质高效的耐火绝热材料,有重量轻、耐温隔热性能好、施工方便、炉衬不需烤等许多优点，因而是目前应用最广泛的工业炉炉衬材料。安装方式层铺毯式炉内衬结构是用锚固钉将不锈钢衬板以及保温棉固定在炉壳上,这样炉内的热量会随着锚固钉直接传递到炉壳,一个退火炉的锚固钉有上万根,会造成炉墙散热量很大。模块式炉内衬结构采用陶瓷纤维模块做内衬，利用短的锚固钉将陶瓷纤维模块固定在炉壳上。这样锚固钉不直接与炉内气氛接触，大大减少了热传导造成的炉壳散热。此外，为了保护陶瓷纤维模块，采用耐高温铝布缝在上面，这种铝布可以耐高温1200度,与传统的不锈钢衬板相比具有高温不变形、修补方便等优点。陶瓷纤维内衬的优越性1、低容重，陶瓷纤维炉衬比轻质隔热砖衬轻70%以上，比轻质浇注料衬轻75%-80%可以大大减轻窑炉的钢结构负荷，延长炉体使用寿命。2、低热容量，炉衬材料的热容量一般与炉衬的重量成正比,低热容量意味着窑炉在往复操作中吸收的热量少,同时升温的速度加快，陶瓷纤维的热容量仅为轻质黏土砖的1/7，大大减少了炉温操作控制中的能源耗量,尤其对间断式操作的加热炉能起到非常显著的节能效果。3、热导率低，陶纤模块在平均温度400度时，导热系数小于0.1W/(m/K),约为轻质绝热砖的1/2，轻质黏土砖的1/8,绝热效果显著。炉辊辊身是离心铸造件，喇叭口是静态浇铸件，采用连续焊接将它们连在一起。种类耐热合金钢辊碳套辊陶瓷辊陶瓷芯材喷涂辊合金钢喷涂辊炉辊制造工艺要点高温合金离心铸管离心铸造的转速直接影响铸件的表面质量及金相组织，炉辊外圆表层要求为等轴晶，其余为柱状晶；辊径大，炉辊加工时表面粗糙度、同轴度和径向跳动有较高要求；保证辊身壁厚差小于0.3mm，炉辊动平衡测试达到要求；喷涂工艺要求较高。为适应薄板高温高速退火的要求,炉辊一般设计成正凸度,但凸度太大,带钢易产生热瓢曲,凸度太小,带钢易跑偏。通过研究发现,带钢发生热瓢曲的临界张力与炉辊的锥度关系密切。为了适应产品规格范围跳跃大的要求,炉辊设计成双锥度,优化锥度角,使之既适合生产宽板,又可生产窄板。在退火炉的设计上,也采取了各种措施控制炉辊热凸度。为防止炉内辐射管加热对炉辊凸度的影响,在每根炉辊的下面都安装了隔热板,确保隔热效果。为避免辐射管与带钢温度对炉辊凸度的影响,设置成的炉辊室,单独对炉温控制,并在炉辊的两端喷吹冷却的保护气体,确保炉辊端部凸度不发生变化,以免影响稳定通板。另外,在快速冷却炉的入口和出口,为防止带温高对炉辊凸度的影响,在快冷入口、出口也设炉辊室,并安装电辐射管,进行炉温单独控制,避免冷瓢曲。连续退火炉内，炉辊是带钢传送的主要设备，直径一般在800-1200mm左右。随着退火温度不断提高，另外汽车板技术的发展，高强钢需求的增加，带钢基板中锰含量不断增加，因此炉辊的结瘤问题成为主要难题，采用热喷涂技术防止高温段炉辊产生结瘤现象。炉辊结瘤形成的原因结瘤通常分为两大类粘附型(PICKUP)和反应型(BUILDUP)结瘤粘附型：指异物落在辊面上,如炉内的耐火纤维颗粒等受带钢与炉辊的挤压后粘附在辊面。粘附物一般是可以通过修磨手段去除的。反应型结瘤：退火炉内是氮氢保护气体,具有还原性,钢板表面残留的氧化物在炉内气氛下还原成Fe、Mn等元素,而这些元素与炉辊材料(多为耐热不锈钢)具有很强的亲和性、互溶性,容易粘附在辊面上并与炉辊的机体材料发生化学反应而形成难以去除的结瘤,此外随着炉辊工作温度的升高,炉辊与钢带之间的滑动也促进结瘤的生成。W型辐射管控制示意图GASCOLDAIRWASTEGASHOTAIRRECUPERATORFumesColdcombustionairHotcombustionair4140393837363534333231302924252627282322212019181716123456789101112131415toleécran789456123450Temperatureprofileof8radianttubeAverage920°C600650700750800850900950100010500200040006000800010000RadiantTubelength(mm)temperature°CBurnerSideExhaustSide连退线设备介绍入口密封功能：保持密封性，防止炉内气体从入口逸出，将炉内气氛与炉外环境隔开结构及组成：钢结构主体2根密封辊2个气缸密封装置（密封挡板）驱动系统（齿轮马达，万向联轴器等）1个快速打开装置（由气缸执行）预热段功能：回收炉子废气余热，利用加热过的保护气体喷吹到带钢表面，使带钢加热到预定温度。结构及组成：2个带钢道次；喷吹风箱位于带钢的两侧；由1个循环风机为这些风箱供风；保护气体与带钢热交换后，再抽出经过换热器（废气-保护气）重新加热；在风箱之间安装有2对稳定辊加热段与均热段功能：利用安装在带钢两侧的燃气辐射管，在N2H2气体的保护下，将带钢加热到所要求的退火温度并保持一段时间。结构与组成：助燃风机，助燃空气管道，热交换器，废气管道，烟囱；烧嘴，烧嘴控制器，W形辐射管，管道及控制阀门，传感器等。辐射管布置示意图辐射管参数辐射管数量288形状W外径/内径216/200mm材料（前2直管和前2弯头）GNiCr48-28W（前2直管和前2个弯头）材料（后2直管和后弯头）GNiCr35-25（后2直管和后弯头）辐射管平均温度920最大辐射管温度960燃气天然气烧嘴处废气排放温度700空气预热温度450换热器类型鳍片式烧嘴功率200kw燃烧控制燃烧控制方式一般有两种，一种是双交叉限幅控制。另一种是脉冲燃烧控制，即烧嘴只工作在开/关两种状态下。双交叉限幅控制方式，炉温控制是通过燃料与空气按一定比例的流量连续变化而实现。这种流量比例调节的方式响应能力无法满足流量变化的需要，因此温度控制的误差较大。间断燃烧的方式是通过控制烧嘴的燃烧时序与燃烧时间来控制炉温。燃料流量可通过压力调整预先设定，烧嘴一旦工作，就处于满负荷状态，空燃比始终处于最佳配比状态。如一个烧嘴的燃烧周期为60秒，当燃烧负荷为60%时，该烧嘴一个周期内的燃烧时间为36秒。缓冷段功能：带钢缓慢冷却到产品所要求的温度，对于镀铝产品，由电辐射管将带钢继续保温。设备组成：循环风机，换热器，管道，吸气挡板，风箱及喷嘴，电辐射管等。闪冷段功能：冷却原理与缓冷相似，通过提高氢气浓度、冷却长度和改变带钢与喷嘴之间的距离，把经气-水换热器冷却后的NH保护气体高速喷射到带钢两面，以最大超过100℃/s的冷却速率使带钢迅速冷却，以获得良好的性能。电加热辐射管可提高冷却的灵活性。设备组成：循环风机，换热器，管道，吸气挡板，风箱及喷嘴，电辐射管等。密封辊A、D两辊用于定位带钢，B、C用于调节辊缝。B、C的位置由绝对位置编码器实现热张辊室和炉鼻热张辊与冷却塔后张力辊一起为铝锅区域提供高张力和维持炉内低张力状况，防止炉内带钢因张力过大而被拉窄。炉鼻斜槽内设置密封装置，将炉内气氛和炉鼻下端气氛隔开，为炉鼻下端提供高露点环境空间。热张辊室和炉鼻区均安装一定数量的电加热辐射管补偿带钢的热量损失，使进入铝锅的带钢温度更温度热张辊室和炉鼻示意图张力最大放大倍数1#辊子包角热张辊主要作用是将连续退火炉和镀铝区的张力分开。镀铝区由铝锅、气刀和镀铝后的冷却设备等组成。由于铝锅后的冷却塔很高，加之气刀的高速喷流，带钢在此区间极易抖动，影响镀层厚度的控制，因此带钢在此区间应以高张力运行，而在连续退火炉内，带钢温度很高，不能以高张力运行，否则会引起带钢变形和断带。故在连续退火炉的出口处设张力辊分别满足不同的张力要求。炉鼻炉鼻子是一个斜槽状的密封结构，其头部为耐热不锈钢，伸到铝锅内。炉鼻子的主要作用是将连续退火炉和铝锅连接起来，保证带钢在进铝锅前不被氧化；如果铝锅的更换方式是水平移动，则炉鼻子要设计为可伸缩式。预冷风箱—CAL预冷风箱将镀后的带钢平滑的从700℃冷却到575℃，包括2个部分，移动部分和固定部分。空气稳定带钢装置该设备安装合金化炉均热段之后，通过一组小风箱喷吹高压空气来减小带钢抖动。镀后冷却镀后冷却包括预冷、上行冷却、下行冷却和水淬冷却系统。预冷风箱：包括移动部分和固定部分。上行冷却段：有4台风机进行冷却。镀铝后，带钢到达塔顶辊处需从700℃冷却到330℃以下，防止塔顶辊与镀铝层粘结。下行冷却段：有5台风机进行冷却。带钢下行时，用风机将冷空气