冷轧薄板连退工艺篇培训教材模板.doc
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1、(内部资料,妥善保留)冷轧薄板连续退火生产线工艺篇马钢第四钢轧总厂职员培训教材编写组序言钱海帆(署名)9月连续退火生产线工艺篇编写:审稿:9月目 录第一章 总 论5第一节 什么是退火5第二节 退火关键目标5第三节 冷轧带钢再结晶退火5第四节 连续退火优点6第五节 连退机组选型6第二章 连退线生产工艺及生产组织7第一节 连退线生产工艺7第二节 产品纲领12第三节 基础工艺参数17第四节 活套特征及功效20第五节 其它要考虑问题21第六节 退火工艺参数23第七节 产能计算24第八节 钢卷时间图表理论计算48第一章 总 论第一节 什么是退火退火是将钢加热到临界点以上,保温后再缓慢冷却一个热处理工艺。
2、第二节 退火关键目标1)降低钢硬度。2)提升塑性,消除冷加工硬化,便于后续冷变形加工。3)消除组织缺点,改善钢性能。4)消除钢中残余内应力,稳定组织,预防变形。5)均匀钢组织和化学成份第三节 冷轧带钢再结晶退火退火是冷轧带钢生产中最关键热处理工序之一。冷轧中间退火目标关键是使受到高度冷加工硬化金属重新软化,对于大多数钢带来说,这种处理基础上是再结晶退火。在退火前面冷轧工序中,带钢经60%90以上大压下率冷轧,晶粒组织被延伸和硬化,这么带钢几乎不能进行任何深入加工成形。所以为了成形加工,必需进行再结晶退火,合适调整退火晶粒成长和恢复所需塑性。同时为了得到良好成形性,期望形成一致适合成形结晶织构。
3、这就是进行退火目标。再结晶是将冷变形后金属加热到一定温度后,在原来变形组织中重新产生了无畸变新晶粒,而性能也发生了显著改变,并恢复到完全软化状态过程。它是为了提升位错运动能力,使它们相互抵消,以此来消除经冷冲、冷轧或冷拉后产生加工硬化,起到降低金属强度、硬度,而提升它塑性和韧性作用,使金属机械性能恢复到冷变形前状态。伴随带钢慢慢地加热,再结晶过程可分为三个前后衔接阶段:首先是形核,然后是晶核长大,最终是晶粒长大。再结晶退火是把冷变形后金属加热到再结晶温度以上保持合适时间,使变形晶粒重新变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化热处理工艺。冷变形钢再结晶温度和化学成份和变形度等原因相关。纯铁再结晶温度为45
4、0,通常来说,形变量越大,再结晶温度越低,再结晶退火温度也越低。不一样钢全部有一个临界变形度,在这个变形度下,再结晶时晶粒异常长大。钢临界变形度为6-10 %。通常情况下连续再结晶退火温度为700-880,退火周期48分钟。为何在带钢经过冷轧后退火工艺要选择再结晶退火?(退火方法有很多个,如:扩散退火,(不)完全退火,球化退火,去应力退火,再结晶退火等。)这是因为带钢经过冷轧变形后,内部组织产生了大量位错、亚结构等,晶粒被拉长,晶界被破坏,出现了冷变形后加工硬化现象,使带钢强度、硬度提升,而塑性和韧性降低。这种性能带钢显然不含有后续加工性能要求。为此我们要退火来软化组织,消除组织内部产生大量位
5、错、亚结构,因为晶粒、晶界被破坏,只有进行重新结晶,生成新均匀等轴晶粒,消除加工硬化,使带钢强、硬度下降,而塑性和韧性提升,延伸率增大,满足带钢后续变形加工性能要求,这就需要再结晶退火。第四节 连续退火优点和罩式退火炉相比,连续退火含有显著优点:1).连续退火炉因为处理带钢表面质量好,能生产性能好带钢,更适合生产高强度带钢。2).生产规模大,效率高,生产连续。3).连续退火加热速度快,冷却速度也快,保温时间短,整个退火周期短。4).退火温度高,没有带钢粘接事故发生。第五节 连退机组选型为了满足汽车板对板宽要求,我们选择新建一条年产冷轧成品为90万吨/吨,最大板宽mm大型连续退火机组。这条连续退
6、火机组将以崭新姿态,不仅以其多样化产品品种,而且在质量规格上更广泛地满足汽车板,尤其是宽度超出1850mm需求。连续退火机组将冷轧后带钢清洗、退火、平整、精整等工序集中在一条作业线上,含有生产周期短,部署紧凑、便于管理、劳动生产率高和产品质量优良等优点,尤其对于生产汽车用高强度钢,因连续退火过程中带钢一次冷却速度大大高于罩式炉,显得更为有利。能够降低强化合金元素用量,从而降低生产成本。机组所用原料,关键包含低碳钢、IF钢、高强度钢等经酸轧机组加工后钢卷。设计年处理原料量93.68万吨/年。第二章 连退线生产工艺及生产组织第一节 连退线生产工艺一. 工艺步骤T0T0No.1 BridleT1T2
7、WelderUncoilersCleaning SectionT7T5T8T10T9Entry AccumulatorT11EntryFurnaceT6T3T4No.2 BridleNo.3 BridleT12ExitFurnaceIntermediate AccumulatorT13No.4 BridleT17T15T16T18T14No.5 BridleNo.6 BridleSkin Pass MillT23No.7 BridleTension LevellerT19T20T21T22T24SideTrimmerRecoilersT33T33T31T32No.9 BridleNo.8 Br
8、idleT29T30T28T27Exit AccumulatorT25T26 原料钢卷入口步进梁送卷小车(梭车)(1#和2#)钢卷小车(1#和2#)开卷机(1#和2#)直头机(1#和2#)入口剪焊机清洗段入口活套炉子段出口活套平整机拉矫机 检验活套切边剪去毛刺机检验台静电涂油机出口剪 (1#和2#)卷取机(1#和2#)钢卷小车送卷小车(梭车)称重仪自动打捆机出口输送设备(出口步进梁)吊运入库2. 工艺描述1): 入口段 本机组所需原料钢卷来自于上道工序2130酸轧机组成品卷。酸轧成品卷存放于和连退跨成“丁”字形部署原料库内。生产时,由原料库吊车将要生产钢卷依次吊放到入口步进梁鞍座上(13鞍座为
9、受卷鞍座)。入口步进梁分成两段且成90部署,分别称为1和2步进梁。1步进梁共有7个固定鞍座,每个鞍座装有钢卷检测装置,用于检测钢卷抵达。在第4和第5个鞍座之间设有激光测宽装置,钢卷经过此位置时被测得钢卷实际宽度,方便在第5鞍座上进行钢卷正确对中。第6个鞍座设有一对可转动底辊,钢卷在此鞍座上进行手动拆除打捆带。在第6个鞍座旁有一台自动碎带机,拆下来打捆带人工喂入碎带机自动碎断。2步进梁共有4个鞍座且和1步进梁成90部署,钢卷运行方向在 7鞍座变向90进入2步进梁。2步进梁一个循环动作周期为58秒,钢卷经过2步进梁4个鞍座传送后,由送卷小车(梭车)将钢卷分别送到1和2钢卷小车鞍座上。1和2钢卷小车
10、分别将各自鞍座上钢卷移交到下一个鞍座进行测宽和测卷径,目标是为了确保钢卷在开卷机卷轴上正确对中。钢卷经过测卷径和测宽后,由钢卷小车上到开卷机卷轴上进行开卷。悬臂膨胀型开卷机采取液压驱动,液压缸可使得开卷机在生产中心线两侧有150mm行程。这一装置能够为开卷操作和入口段张力控制提供所需要后张力。芯轴经过旋转液压缸进行胀紧和收缩。芯轴鼻采取外侧轴承设计,方便正常操作中支撑芯轴。一个驱动夹持辊装在转动臂上,以帮助开卷操作。钢卷在1#(2#)开卷机上开卷后,钢卷头部进入夹送辊/直头机,上下辊穿带辊道将原料卷头部导入,夹送辊/直头机随即松开。当钢卷头部送入生产线时,对中导向装置控制开卷机自动移动,以保持
11、钢卷对中。电感或电容传感器检测带钢位置,发出信号并经过液压缸压力来控制液压缸行程,使开卷机保持带钢在生产线中心位置。在每一条开卷通道直头机以后预留有一段空间,用以未来安装带钢厚度检测仪(X光型),厚度仪作用是检测出需要去除带钢超厚部分,并能够监视入口段带钢厚度。在刚开工时,超厚信息将经过前道工序PDIs给出。经过直头机矫直带钢头部进入入口剪切除带钢头(尾)部不合格部分,每个开卷通道入口夹送辊帮助穿带和将切废料送进废料去除系统,带钢废料经过废料溜槽进入废料箱。经过切头处理在上通道带钢经过转向辊转向下通道,朝向焊机。一个夹送辊未来自上、下通道带钢送向焊机。并和已准备好前一卷带钢尾部焊接起来。焊好后
12、带钢经过冲孔机冲孔,并由月牙剪在焊缝处挖边。冲孔目标是用于焊缝检测,挖边作用是用于不一样头尾宽度过分和切边剪宽度变换。带钢经过焊接、冲孔、挖边后,经过1张紧辊进入清洗段进行表面清洗。2):清洗段清洗段由一个热碱液浸洗器、1刷洗器、电解清洗器、2刷洗器、漂洗箱挤干辊、烘干器、循环系统和烟气排放系统组成。热碱液浸洗器采取热碱液经过浸洗方法将油污从带钢表面脱离,1刷洗器将在热碱液浸洗器中脱离油污从带钢表面去除。电解清洗器是一个能够产生高效电解碱洗作用栅格系统,该系统和大地绝缘。2刷洗器采取漂洗水软刷形式,去除电解清洗后残留在带钢表面铁粉。紧接着是一个采取垂直高压漂洗喷淋漂洗器,以达成去除带钢表面碱液
13、和铁粉目标。每一清洗段全部设有挤干辊,以预防溶液带出。垂直部署烘干器将热风吹到带钢表面,以去除表面残水。循环系统关键是循环和储存溶液,以维持能够有效清洗和串级漂洗工艺温度和浓度。烟气排放系统包含一个除雾器、离心风机和排放烟道,以抽出清洗段产生烟气。清洗洁净带钢经过2张紧辊进入入口活套。3):入口活套清洗段出来带钢进入一个垂直部署带钢储存活套,简称为入口活套。入口活套作用关键是储存足够量带钢,以确保开卷机换卷或焊机焊接时生产线工艺段仍能以最大速度连续生产。入口活套总套量1056m(总套量包含放套时正常位置和活套小车行驶到每个端头全部位置充足全行程),有效带钢储量912m;活套小车总行程34.33
14、3m,有效行程28.5m;共有32个道次。4):再结晶退火炉带钢从入口活套出来,经过3张紧辊进入再结晶退火炉进行再结晶退火。再结晶退火区域全长143.05m,为立式7层结构,整个退火炉分为预热段、加热段、均热段、一次冷却段、过时效段和二次冷却段(水淬槽)6部分。再结晶退火是连退生产线关键工序。带钢在炉内伴随温度升高而逐步完成恢复和再结晶过程,在随即冷却和过时效过程中,经过控制冷却速度和过时效时间来取得所需要组织和性能。5):中间活套中间活套在退火炉区域出口,带钢从退火炉水淬槽出来进入中间活套。中间活套作用和入口活套类似,关键是为了在下游设备或工序出现短暂停机时(如平整机换工作辊、切边剪换宽度、
15、出口段换卷等),便于储存带钢而使得生产线工艺段仍能以最大速度生产。中间活套结构和相关技术参数和入口活套相同。6):平整机拉矫机平整拉矫是连退生产线一道关键工序。退火后带钢表面平直度较差,有些还有较严重边浪、中浪、横弯翘曲、辊印等缺点,经过平整机平整,能够有效地消除这些缺点,改善带钢表面平直度。另外,对一些钢种来说,退火后直接进行塑性加工轻易在带钢表面产生难以消除滑移线(系屈服平台造成),经过平整机(或平整拉矫)施以0.83压下率,能够有效地消除屈服平台,从而避免产生滑移线。平整机出入口分别装有5和6张紧辊。5张紧辊是平整机速度主令6张紧辊依据5张紧辊速度升速到满足平整机所需要延伸率速度值。在平
16、整机入口和出口转向辊上装有张力计,以检测入口和出口带钢张力。在机架入口侧工作辊前有一个抗皱辊,出口侧有一个防缠辊。另外,在平整机和拉矫机之间设有挤干辊和干燥器,目标是在带钢进入拉矫机之前保持表面清洁干燥。带钢板形由板形仪进行闭环控制。平整机采取四辊型、下辊加压、上下支撑辊驱动方法。最大延伸率为3。为了确保良好带钢表面质量,平整机采取湿平整工艺,平整液为清洁脱盐水。平整机换工作辊时间最长为90秒,换工作辊时出口段停机而生产线不停。正常生产中,有时采取平整拉矫工艺,有时只单独使用平整机,让拉矫机空过,这关键依据所生产钢种、规格和带钢表面质量要求而定。拉矫机为六辊拉矫机,并带有抗横向拱弯功效。这种装
17、置经过交替弯曲来进行矫直并以不超出2延伸率来修正横向拱弯。在拉矫机出口7张紧辊将拉矫机出口张力减小到拉矫机所需要张力值。7):表面质量自动检测一台表面自动检测系统安装在7张紧辊和出口活套之间,用于对带钢多种表面缺点进行自动检测。需要说明是,表面缺点自动检测系统不参与控制,只是起缺点预警和表面质量统计和追踪作用,真正表面缺点检验和控制还得靠人工。8): 出口活套 带钢从拉矫机出来进入出口活套。出口活套又称为检验活套,该活套设置是为了在出口段停机检验带钢表面质量或切边剪换规格时,平整机仍能连续工作。出口活套有20个道次,储套量为中间活套二分之一(456m)。9):出口段出口活套出来带钢经过转向辊、
18、纠偏辊进入切边剪切边。切边剪采取刀头转动台形式,方便于刀头快速更换。废边挤压机用于切边料快速、方便去除。在切边剪以后部署有宽度测量装置,该装置对切边后宽度进行连续测量。假如带钢宽度超出控制范围,则自动调整切边剪切边量使得带钢宽度满足控制要求。一台在线安装粗糙度检测仪用于上表面粗糙度检测,该装置有利于检验工操作。带钢经过切边、测宽和粗糙度检测后,经过转向辊进入检验站。检验站包含垂直检验段和水平检验段。垂直检验段作用是人工凭肉眼对带钢正反两表面进行检验,如发觉缺点,依据缺点类型、轻重程度等情况进行判定或通知相关岗位人员进行处理。在这里,表面质量自动检测仪检测结果将有利于检验工操作。垂直检验段下端预
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