【doc】应用强对流罩式光亮退火炉处理冷带

【doc】应用强对流罩式光亮退火炉处理冷带 应用强对流罩式光亮退火炉处理冷带 】991年第3期 应用强对流罩式光亮退火炉热处理冷带 第二钢厂蒲健章岳堂 提要 本文介绍了强对流罩式光亮退火炉的特点, ^一,和了强.对比,分析和总结了强对 流星式光亮退火炉与普通罩式光亮退火炉在炉 型结构,冷带退火工艺,热处理实物质量,节能, 经济效益等方面的异同及效果,并指出了存在的 问和改进方向. 1我厂冷带热处理的发展及问题 l986年以来,我厂冷轧钢带的热处理基本 上都在自制的普通罩式光亮退火炉上进行(保护 介质为氮分懈气),玲带热处理的实物质量虽比 过去的井式炉和箱式炉处理的钢带有明显地改 善(集中反映在钢带的脱碳减少,面变好及力 学性能散差有所减小上),但对生产某些厚度薄, 精度高的碳索钢,合金钢冷带而言尚难全部满足 要求,究其原因主要是普通罩式光亮退火炉炉内 温差太大所致.虽然造成炉温不均的因素是多方 面的,我们也曾通过改进测温点,采用调功器和 可控硅无触点装置来改善炉内温度分布(该项目 曾获绵阳市1987年科技成果三等奖和本公司 1987年科技成果奖),但普通罩式光亮退火炉受 其结构的限制(见图1),不可能从根本上解决炉 内温差大的问题.为了解决冷带生产中存在的问 题.适应社会对冷带实物质量不断提出的新要 求,我厂于1987年9月在江苏泰兴光亮热处理 设备厂定购了强对流罩式光亮退火炉,并于 1988年初安装调试完毕,经过半年的批试和工 艺改进,自1989年起正式投入大生产,主要用于 处理60,60Si2Mn,65Mn50AZ等质量要求高的 冷轧钢带. 2强对流罩式光亮退火炉的结构及特点 2.1强对流罩式光亮退火炉的结构 图1普通鼍或光亮遇火炉结构示意圈 】一加l蚺罩.2一内-3一钳带.{一热I址偶.5一炉白 6一砂封或氧化铝螭封 表1设备参数 名称啦值牧量规浒 内掣有效生问尺寸mm2D×^J000×】600 内内工作皿度??750 加热罩最太空问JI己寸mmJD×h2200×2920 加热罩颟定功车kW】2O 拎动罩最大空问尺寸mm1D×h2200X2700 持却罩凡机功丰b.W2O.3 . 热流风机功率kW2】】/J5 真空捧气系统l2x--15 保护气氧调节屏J 电器IjI柜3 ? 《长城技术》 圉2强对流罩式光亮遇火妒结构示意圉 加热罩,2一山罩.3一锕带,|一热流风机.5一橡胶密封J耋『,6一睁却罩.7一砖风 机.8一炉台 2.2设备参数见表1. 2.3强对流罩式光亮退火炉的特点 与普通罩式光亮退火炉相比.强对流罩式光 亮退火炉具有下列显着特点: —— 炉台上装有大功率热流风机.强化炉内 保护气氛循环,从而促使被处理的钢材快速,均 匀地加热和冷却; —— 炉台采用全金属密封结构.与内罩组成 全金属装料空间,彻底消除了传统的-耐火材料炉 台对保护气氛污染,有效地保证了热处理钢材的 表面质量{ —— 炉台内罩问采用水冷橡胶圈密封.取代 了传统的砂封和氧化铝粉封,密封效果好.同时 还使劳动条件清洁卫生} —— 具有真空捧气系统,使温升前的气体置 换过程以原来的1,2h缩短为几分钟,明显地 提高了工作效率.有效地降低了保护气体的消 耗.且对含氢量较高的保护气氛的来讲.使用更 为安全; —— 在冷却过程中,可采用鼓风冷却和喷 (水)雾淋雨等技术措施,控制和强化冷却过程, 不仅显着地缩短了冷却时问,提高了热处理生产 效率.而且对某些牌号的钢材起到了既能保护表 面质量,又能保证力学性能要求的双重作用; —— 加热罩采用耐火纤维绝热材料,不仅减 轻了加热罩重量,而且减少了热损失,有效地节 约了能源. 3使用情况 3.1产量 强对流罩式光亮退火炉自1989年初正式投 入大生产到1990年底共处理各种尺寸的 65Mn,60.6OSi2Mn,50AZ等冷轧钢带345炉,总 量达1204t. 3.2炉内温度分布 强对流罩式光亮退火炉炉内温度分布见图 3. 图4为普通罩式光亮退火炉温度分布曲线. 从圈3可见:强对流罩式光亮退火炉无论在 升温阶段,还是在保温阶段和冷却阶段炉内上中 下三点.同一水平截面内外两点和上下两水平截 面内与外两点的温差都很小(?10E:).从仪表实 际指示的温度看,保温阶段上述各点的温差仅 5'C,而普通罩式光亮退火炉则不然(如图4所 示),升温阶段同一水平截面的内外温差达 30J99]年第3期 1O0~C左右,上中下三点温差达20O?左右.上下 两水平截面内与外两点温差达250~'l,左右.即使 在保温阶段.前期的温差最大也在200?左右. 冷却阶段温差最大的也在l0O?左右.由于强对 800 0 700 6Do 509 loo 3OO 流罩式炉炉温均匀性颇佳,实际生产中可节约仪 表.只需一块表控制炉内温度就行丁.而普通罩 式炉一般需2,3块控制仪表. ,!, ——一 —— 一 //[目&提出路肆媪殷 |l6l89092 盯问,h 围3甍对流罩式光亮鼍jl:炉量度分布曲线 搀处理牌号65Mm.尺寸2.4ramX135mm-裴炉贤2t,时间1988年4月11日 热处理工艺;790"CXh~690"C下加热,空玲半小时后怕上玲却堪并鼓风一190"C吊 下玲却罩空砖.热电偶示意图 _ , / / 1 芯?苒孽 , ^, f/Z=: 《儇丑殷 围4普通罩式光亮最火炉置度分布曲线 (a)热处理牌号l65Mn尺寸3mrnX105rnrn,装炉量4.gSt.时问1988年4月1lH 热处理工艺-710"Cx1O620?吊嘎一s20?吊外罩一170"C吊内罩. (b)热电偶位置示意凰 《长城技术》 3,3退火工艺改进 从图3可得:由于强对流罩式光亮退火炉自 始至终均采用了强化对流传热,固而钢带在升温 阶段的升温速度和均热速度.以及在冷却阶段的 降温速度和均冷速度上均较普通罩式光亮退火 炉大为改善,最明显和最直接的效果就是钢到达 工艺温度所花时间大大缩短.保温时间亦大为减 少(当然这里还有装炉量,炉子加热功率等的影 响),由此.原普通罩式光亮退火炉的热处理工艺 须进行重新制订.根据不同牌号,不同尺寸和强 对流罩式光亮退火炉的性能特点,我们分别制订 了新的热处理工艺(见表2).仅保温时间一项. 强对流炉就较普通炉缩短50左右. 表2强对流炉与普通炉退火工艺 (以>I.O,20mm悄带为恻) 普通罩式光亮退出炉强对帐式 穹\光亮退火炉 65Mn60O?~2b-1-700~×10b710?×6h 60O?×2h+700C×5h602M n71O?×岫4- eR0?×5h 50Z.5O^Z600?×2h+100?×Tn70O?×6h 6071O?×2h+100?×6h700?×铀 5071O?×2h+100?×5h70O?×6h 3.4退火钢带力学性能 在正常大生产情况下,我们对强对流罩式炉 和普通罩式炉作了对比试验,在我们试验的几炉 中.用强对流炉处理的同炉钢带中,上中下,内中 外9点中,强度(盯b)的极差为80N/ram,大多数 保持在50N/ram以内,而用普通罩式炉处理的 钢带上中下,内中外9点中强度()的极差为 300N/ram,大多数处在】00,]50N/ram范围 内. 3.5对冷轧工序的影响 对强对流罩式炉和普通罩式炉处理的 65Mn钢带我们作了跟踪试验.在同一台冷轧机 (--辊)上轧制,钢带从2.75ram轧到2.30ram, 强对流罩式炉处理的钢带尺寸偏差可控制在0. 0dmm以内,而普通罩式炉处理的钢带轧制时尺 寸偏差一般在0.08ram左右. 不仅如此,强对流罩式炉处理的钢带在冷轧 过程中还可以减少由于钢带硬度不均而引起的 头尾剪切损失,提高成材率. 3.6电耗 据统计,近两年来普通罩式光亮退火炉的平 均电耗为380kWh/t,而强对流罩式光亮退火炉 的平均电耗为250kWh/t,吨钢节电颠达 】30kWh/t,节电率达34.2.节电主要来源于热 处理工艺的改进. 3.7生产周期 从热处理工艺看.虽然强对流罩式光亮遇火 炉升温及保温时问较普通罩式光亮退火炉大为 缩短,但由于强对流罩式炉加热罩保温性能特 佳,在保温结束随炉缓冷到吊下加热罩这一阶段 的时间却比普通罩式炉长,加之冷却罩吊上只采 用了鼓风冷却(喷雾冷却由于生产现场未开排水 沟.故未用).我们发现鼓风冷却比普通罩式炉的 吊顶,吊外罩的冷却强度还要小一些.另外,强对 流的真空抽气系统未用上,生产中只有沿用普通 ,致使生产前的准备时问与 罩式炉的.赶气"操作 普通罩式炉所花时间差不多长.由于以上几方面 的因素的影响,使得强对流罩式光亮退火炉与普 通罩式光亮通火炉的热处理周期相近. 3.8经济效益 强对流罩式光亮退火炉比普通罩式光亮退 火炉在冷带生产中的明显效益主要来自三个方 面:一是节电节(保护)气,二是减少冷轧时的头 尾切损,提高了成材率,三是增强了高难度产品 的生产能力.由于第二和第三方面的数据资料未 作详细统计,真空排气系统未用上(在本文写稿 之前),据此,现将两年来的节电效益计算如下: 】204tX】30kWh/tX0.】9元~kWh=29738. 8元?3万元 j204t--j989,1990酉年在强对流罩式炉 中处理的钢带量I 】30kwh/t——吨钢节电颠 0.】9元/kwh——电价 d存在的不足及改进建议 32199]年第3期 d.1料架不符合太生产要求.目前采用的 圆盘状单一料架只能用于处理宽厚规格的钢带. 热处理时需拆(小)包打(大)包.热处理后还需拆 (大)包打(小)包,不仅工作量大,而且在装出炉 时不安全.建议采用整体料架. . 2炉子加热功率可适当加大.功率加大 可提高升温速度,缩短生产时间.由于采用了调 功器.可避免不必要的热损失. 4.3热流风机兰相电流不平衡.相差较大. 我们曾组织有关人员查找原因,但这一问题一直 未得到解决. 5结论 5.1强对流罩式光亮退火炉完全适应我厂 玲带热处理.在炉内温差均匀性上比普通罩式光 亮退火炉具有明显的优势. 5.2强对流罩式光亮退火炉较普通罩式光 亮退火炉处理的钢带在力学性能的均匀性上和 对冷轧时钢带的尺寸偏差控制上均有明显地改 善. 5.3强对流罩式光亮退火炉较普通罩式光 亮退火炉在热处理工艺上最突出的优点是保温 时间大为缩短.一般在50左右. 5.4强对流罩式光亮退火炉较普通罩式光 亮退火炉在节电方面具有显着效果.一 致谢 徐永成同志对本文提出了许多宝贵意见,蒙. 永春,刘振武,陈治章,范益厩,俞益明,冯波,李 强,赵德慧,王宜平等同志为本文的撰写提供了 许多帮助.在此表示感谢! ::ii. iii~:i/:::199年世界每直和雅送铜曼:??:,,,,,^x,:::) (单位;百万吨) *估计值l贷料米源t国际射协 摘自'世界金属导报}1991第l0期