一、全氫罩式退火爐的性能
全氫罩式退火爐由于氫氣的熱傳導(dǎo)性好,滲透力強(qiáng),其傳熱速度比氮?dú)饪?,?qiáng)化了對(duì)流傳熱,加熱時(shí)內(nèi)罩壁熱量對(duì)帶鋼卷以及帶鋼卷層間的傳熱(冷卻時(shí)方向相反)速度要比普通罩式退火爐快得多,因此使用全氫并與大葉輪循環(huán)風(fēng)機(jī)配合作強(qiáng)對(duì)流循環(huán),可獲得滿意的加熱或冷卻效果,從而大大縮短了處理帶鋼卷的加熱冷卻時(shí)間,一般全氫罩式退火爐生產(chǎn)效率比普通罩式退火爐高40%一60%。而且在大量生產(chǎn)情況下,可以做到鋼卷外部無(wú)過(guò)熱。
全氫罩式退火爐由于爐溫比較均勻,加熱時(shí)無(wú)局部過(guò)熱現(xiàn)象,因此處理后的帶鋼卷機(jī)械性能均勻,同時(shí)也消除了普通罩式退火爐中所出現(xiàn)的帶鋼粘結(jié)現(xiàn)象。另外,由于微小氫原子在帶鋼卷圈層中穿透非常快,在100℃時(shí),它使帶鋼卷上殘留的潤(rùn)滑劑還原為碳?xì)浠衔?,從而降低其沸點(diǎn),加快了碳?xì)浠衔锏恼舭l(fā),不致發(fā)生潤(rùn)滑劑的分解而殘留在帶鋼卷的表面上。在600℃時(shí),強(qiáng)烈的還原性氫可以有效地將殘留氧化物還原形成水蒸汽,這種水蒸汽與帶鋼卷上殘留的碳反應(yīng),形成一氧化碳,隨氫氣一起排出爐外。因此在全氫罩式退火處理的寬帶鋼卷有較高的表面光潔度。
燃料消耗量低。全氫罩式退火爐由于強(qiáng)對(duì)流傳熱,顯著提高傳熱效率,使燃料消耗減少。電能消耗低。全氫罩式退火爐由于氫比重低,在高溫時(shí),循環(huán)風(fēng)機(jī)功率可大幅度下降,其節(jié)能的電費(fèi)就可彌補(bǔ)氫氣費(fèi)用。保護(hù)氣體消耗量低。全氧罩式退火爐采用全金屬封閉爐臺(tái),在整個(gè)過(guò)程中,不需氫氣沖洗絕熱材料釋放的雜質(zhì)。在操作上,在開(kāi)始吹掃和加熱升溫初期采用氮?dú)?,然后隨著溫度的升高轉(zhuǎn)換為氫氣,流量由小到大,在進(jìn)入加熱段的2/3處,即關(guān)閉氫氣出口閥,停止供氫氣,在冷卻時(shí)由于氫氣體積縮小、壓力下降,此時(shí)需補(bǔ)充少量氫氣,以保持內(nèi)部壓力穩(wěn)定??偟膩?lái)說(shuō),氫消耗量還是低的。氮?dú)鈨H在退火開(kāi)始及結(jié)束前清掃時(shí)使用,故氮?dú)庥昧勘葌鹘y(tǒng)罩式爐減少14%左右。
二、全氫罩式退火爐和連續(xù)退火爐的工藝與性能比較
1)生產(chǎn)工藝
全氫罩式退火爐是冷軋鋼卷以帶有少量殘余乳化液的狀態(tài),未作脫脂便送入罩式退火爐進(jìn)行退火處理,在氫氣氣氛中冷卻,然后通過(guò)平整機(jī)中間庫(kù)直接送往平整機(jī),再檢查等,設(shè)備布置空間大,生產(chǎn)周期長(zhǎng),但產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量變化靈活性強(qiáng)。連續(xù)退火線上冷軋帶卷在進(jìn)口段進(jìn)行脫脂,在連續(xù)退火的*段進(jìn)行退火,隨后采用氣體或水等進(jìn)行冷卻,在退火第二段進(jìn)行時(shí)效處理,然后進(jìn)行在線平整,檢查等,設(shè)備布置緊湊,占地面積小,生產(chǎn)周期短,但產(chǎn)品規(guī)格范圍覆蓋面不宜太寬,產(chǎn)量不宜太低。
2)總成本
所謂總成本包含工藝設(shè)備新建的投資費(fèi)用再加上生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)于全氫罩式退火工藝途徑來(lái)說(shuō),其投資、消耗與維修費(fèi)用與連續(xù)退火線相比都要低,只有人員較多和材料損失比較高。此外,對(duì)于連續(xù)退火線而言,還應(yīng)累加冶煉深沖鋼種所需的附加費(fèi)用(用于真空脫氣、微合金化等)以及較昂貴的酸洗費(fèi)用(用于清除熱軋卷取溫度較高而形成的紅色氧化鐵皮)。所以,從有關(guān)的資料評(píng)價(jià)估計(jì)全氫罩式退火爐的總成本比連續(xù)退火機(jī)組低。
3)品種性能
品種方面,全氫罩式退火爐通常生產(chǎn)的品種有cq、dq和ddq,生產(chǎn)eddq、s—eddq、hsla等品種難度很大,適合小批量、多品種生產(chǎn)。連續(xù)退火品種有cq、dq、ddq、eddq、s—eddq、hsla、hss等,生產(chǎn)厚規(guī)格(大于2.5mm)產(chǎn)品有困難,規(guī)格范圍太寬將增加控制難度,適合大批量、少品種生產(chǎn)。表面潔凈度方面,全氫罩式退火通過(guò)建立正確退火制度,加上在熱軋、冷軋的預(yù)防措施(嚴(yán)格控制板形、新型軋制技術(shù)、一定程度的均勻粗糙度、的卷取張力等),減少粘結(jié)、折邊、碳黑等缺陷。而連續(xù)退火后的鋼板表面十分光潔,不會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)、折邊、碳黑等缺陷,適合生產(chǎn)表面質(zhì)量要求高的鋼板。深沖性方面,對(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼而言,一般用全氫罩式退火比用連續(xù)退火質(zhì)量要優(yōu),其機(jī)械性能均勻,塑性應(yīng)變比r值、加工硬化指數(shù)n值一般都能高于連續(xù)退火的產(chǎn)品。近年發(fā)展起來(lái)的微合金化超深沖(if)鋼,又稱無(wú)間隙原子鋼,該鋼具有極優(yōu)良的成形性,即高r值(r>2.0)、高n值(n>0.25)、高伸長(zhǎng)率(8>50%)和非時(shí)效性(ai=0)。用連續(xù)退火生產(chǎn)出的if鋼的深沖性要優(yōu)于用全氫罩式退火生產(chǎn)出的鋁鎮(zhèn)靜鋼的深沖性。無(wú)論用全氫罩式退火還是用連續(xù)退火均可生產(chǎn)微合金化超深沖(if)鋼,但用全氫罩式退火生產(chǎn)(if)鋼效率較低。連續(xù)退火工藝是以嚴(yán)格控制鋼的成份為基礎(chǔ)的,煉鋼工序中需低碳、低錳,磷、硫等雜質(zhì)含量要低,而這些控制技術(shù)難度高,工藝操作復(fù)雜。國(guó)外(日本等)if鋼的退火主要采用連續(xù)退火工藝,國(guó)內(nèi) f鋼的退火則主要采用全氫罩式退火工藝。用全氫罩式退火生產(chǎn)一般冷軋板熱軋中低溫卷取即可,用連續(xù)退火生產(chǎn)一般冷軋板熱軋中需高溫卷取。用連續(xù)退火生產(chǎn)if鋼時(shí)可省去過(guò)時(shí)效處理,熱軋又可采用低溫加熱及低溫卷取,比用全氫罩式退火生產(chǎn)if鋼優(yōu)勢(shì)大。對(duì)于汽車(chē)上的難沖件,用if鋼生產(chǎn)比用鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)成品率高。
強(qiáng)度方面,高強(qiáng)度板按強(qiáng)化機(jī)理主要有:固溶強(qiáng)化型加磷鋼板、彌散強(qiáng)化型高強(qiáng)度低合金鋼板、相變強(qiáng)化型雙相鋼板和馬氏體鋼板、烘烤硬化型的bh鋼板等等。全氫罩式退火一般生產(chǎn)軟質(zhì)鋼板,生產(chǎn)的低合金結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼(hsla)強(qiáng)度級(jí)別和深沖等級(jí)均受到限制,不適宜作高強(qiáng)度原板。連續(xù)退火既能生產(chǎn)多種深沖等級(jí)(如cq、dq、ddq等)深沖鋼板,又能生產(chǎn)強(qiáng)度和深沖均好的深沖高強(qiáng)鋼板(其中cq—hss強(qiáng)度級(jí)別為340mpa和590mpa,dq—hss強(qiáng)度級(jí)別為340mpa和440mpa,ddq—hss強(qiáng)度級(jí)別為340mpa和440mpa,bh—hss強(qiáng)度級(jí)別為340mpa,dp—hss強(qiáng)度級(jí)別為340mpa、440mpa、590mpa、780mpa,trip—hss強(qiáng)度級(jí)別為590mpa和780mpa等等)。溫度均勻性方面,全氫罩式退火以緊卷狀態(tài)進(jìn)行處理,熱工性能差,在加熱和冷卻過(guò)程中,其兩端、內(nèi)外層和中心的溫度存在一定程度的不均勻性。連續(xù)退火以帶鋼狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)處理,傳熱條件好,帶鋼溫度均勻,同時(shí)還可通過(guò)爐內(nèi)張力及糾偏裝置控制和改善帶鋼平直度,板形優(yōu)良。
4)靈活性
全氫罩式退火爐體積小,分批處理,自成系統(tǒng),爐臺(tái)數(shù)量可隨品種和產(chǎn)量變化隨時(shí)增減,十分靈活。連續(xù)退火爐穿帶一次要用上千米鋼帶,改換品種要一定的調(diào)整時(shí)間和一定量的過(guò)度鋼帶,適合大批量生產(chǎn),小批量生產(chǎn)不合算。
5)生產(chǎn)效率
全氫罩式退火屬間歇式生產(chǎn),為了充分保證帶鋼性能均勻,生產(chǎn)周期比較長(zhǎng)(退火周期一般40~6oh),生產(chǎn)效率低。連續(xù)退火屬連續(xù)生產(chǎn),帶鋼速度快(退火工藝段一般40ore/rain左右,zui高達(dá)80ore/rain以上)。生產(chǎn)周期短(退火周期一般5~lomin),生產(chǎn)效率很高。
6)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)
全氫罩式退火為避免鋼卷層間粘結(jié),退火溫度一般不超過(guò)72o℃,成卷長(zhǎng)時(shí)間保溫后冷卻速度不可能太快,生產(chǎn)產(chǎn)品有相當(dāng)局限性。而在連續(xù)退火中,退火溫度處于雙相區(qū)(α+γ),可達(dá)850℃,短時(shí)間保溫后冷卻速度自由度大,大大擴(kuò)大品種范圍。但是,連續(xù)退火要求冷軋板必須在短時(shí)間內(nèi)再結(jié)晶和進(jìn)行晶粒充分長(zhǎng)大,這就需要材質(zhì)純凈。全氫罩式退火只能生產(chǎn)高強(qiáng)鋼中的低合金結(jié)構(gòu)鋼(hs—la),強(qiáng)度級(jí)別和深沖等級(jí)均受到限制,生產(chǎn)表面質(zhì)量o3級(jí)產(chǎn)品尚可,但生產(chǎn)表面質(zhì)量要求高的05級(jí)產(chǎn)品比較困難,不適宜作表面質(zhì)量要求高鋼板。連續(xù)退火除能生產(chǎn)深沖等級(jí)鋼板以外,還能生產(chǎn)多種強(qiáng)度級(jí)別和多種深沖等級(jí)的高強(qiáng)鋼,能滿足汽車(chē)、家電、建筑等行業(yè)對(duì)冷軋板的多種要求,可以生產(chǎn)05級(jí)汽車(chē)外板,適宜作表面質(zhì)量要求高的鋼板。
全氫罩式退火與普通的罩式退火相比,具有效率高、質(zhì)量好、能耗低等優(yōu)勢(shì),全氫罩式退火正逐漸取代普通的罩式退火爐。全氫罩式退火和連續(xù)退火相比,全氫罩式退火具有生產(chǎn)軟質(zhì)鋼板的優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)靈活,建設(shè)投資少,但在高強(qiáng)度鋼板生產(chǎn)上有所欠缺,且屬間歇式生產(chǎn),生產(chǎn)周期長(zhǎng),效率偏低,適合小批量、多品種生產(chǎn),該退火工藝在小型冷軋廠中十分流行。連續(xù)退火既能生產(chǎn)軟質(zhì)鋼板又能生產(chǎn)級(jí)別較高的高強(qiáng)鋼板,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯,且生產(chǎn)連續(xù)化,生產(chǎn)周期短,板形好,表面光潔,但投資大,技術(shù)復(fù)雜,適合大批量、少品種生產(chǎn),該退火工藝在大型冷軋廠中日益盛行。全氫罩式退火和連續(xù)退火均為*的退火工藝。今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)全氫罩式退火和連續(xù)退火將同時(shí)并存,兩種退火工藝優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
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