冷轧不锈钢的退火及酸洗工艺.doc

冷轧不锈钢的退火及酸洗工艺不锈钢热轧带钢经热带退火酸洗后为了达到一定的性能及厚度要求需进行常温轧制处理即冷轧。不锈钢冷轧时发生加工硬化冷轧量越大加工硬化的程度也越大若将加工硬化的材料加热到200—400℃就可以消除变形应力进一步提高温度则发生再结晶使材料软化。冷轧后的退火按退火方式分为连续卧式退火和立式光亮退火；按退火工序分为中间退火和最终退火。顾名思义中间退火是指中间轧制后的退火而最终退火是指最终轧制后的退火两者在工艺控制和退火目的上无根本区别因此下文统称为冷轧退火或者退火。连续卧式退火（连退炉）连退炉是目前广为使用的退火设备广泛用于带钢的热处理其特点是带钢在炉内呈水平状态边加热边前进。炉子的结构一般主要由预热段、加热段和冷却段组成。卧式退火炉通常与开卷机、焊机、酸洗线等组成一条连续退火酸洗机组。冷轧退火对不锈钢成品材料的机械性能有很大影响如晶粒度、抗拉强度、硬度、延伸率和粗糙度等。其中退火温度和退火时间对冷轧材料再结晶后的晶粒度具有最直接的影响。10晶粒度（ASTM）502468退火时间（分）图1.SUS304带钢1100℃时退火时间与晶粒度关系示意图如前所述连退炉一般由预热、加热、冷却三大部分组成。预热段没有烧嘴燃烧而是利用后面加热段的辐射热来加热带钢这样可以有效的利用热能节约能源成本。加热段利用燃料燃烧直接对带钢进行加热该段一般分为若干各区每个区都有高温计来控制和显示温度。燃烧后高达700多度的废气被废气风机抽出加热室后进入换热器在换热器内将冷的燃烧空气进行加热（可加热到400多度）加热后的燃烧空气直接被送到各个烧嘴。换热器的目的在于有效回收废气热量。炉内燃烧条件的管理。燃料（液化石油气或天然气）在炉内的燃烧状况对质量、成本、热效率等都有很大影响。空燃比是燃烧管理的一个重要指标。空燃比越高燃烧越充分但是排废量也相应增加炉内氧含量提高增加了带钢的氧化程度。反之空燃比偏低则燃烧不充分增加了燃料成本而且容易引起煤气斑点等缺陷。炉内张力。张力的控制对于避免焊缝在炉内断带以及防止带钢擦划伤等很重要。通常以单位张力表示（kg/mm2）。张力一般控制在0.4-0.6kg/mm2。薄带通常稍大于厚带以纠正带钢在炉内的跑偏现象。炉内压力。压力低于外界压力时冷空气会进入炉内增大热损失；而压力过高会因高温气体排出炉外而造成热量浪费并且损伤炉体设备。较理想的炉压为微正压（8-25Pa）。带钢达到目标温度后随即进入冷却段进行冷却。冷却方式分为传统冷却和气垫冷却两种。传统冷却一般由空冷、雾冷和水冷组成。气垫冷却是近年刚刚在国内兴起的一种冷却方式。它的主要优点在于高温加热后的带钢不与辊子接触带钢由高压气体支撑悬浮在冷却室内。若干个大功率的风机负责从带钢的上下方输送空气。气垫冷却的关键在于合理的调节和控制气体的压力以避免压力波动造成带钢擦划伤。由于气垫冷却室内没有辊子避免了许多可能产生的缺陷因此它非常适合生产以薄带为主的机组。冷却段是带钢产生缺陷较为密集的地点。在控制上除了合理设定压力和带钢张力以避免擦划伤外还应控制好带钢的冷却速率。对于奥氏体带钢来说（如SUS304）在850-500℃之间大冷却速率一般不得小于20℃/s否则会发生碳化物析出影响材料性能。但冷却速率也不宜过大否则容易引起冷却皱纹等缺陷。立式光亮退火（光亮炉）光亮退火机组一般由开卷机、焊机、脱脂段、出入口活套、光亮退火炉和卷取机等组成。带钢在光亮炉内呈垂直状态边加热边垂直运行。炉内以还原性气体H2作为保护气体带钢在炉内几乎不产生氧化。光亮产品的“光亮”性并不是由于光亮退火本身产生的退火炉本身只能尽量保证带钢在高温下不发生氧化维持带钢的光亮特征。比较理想的退火效果在于退火炉出口带钢的光亮度与进口带钢大体相当。其实对于奥氏体带钢（SUS304）来说它的光亮度由轧机决定而铁素体（SUS430）的光亮度由平整机获得。光亮处理的最重要部位在于炉子的冷却段。因为带钢冷却到950℃以下时极易发生氧化。温度1100℃C950℃BDAE时间（秒）图2.带钢光亮退火的时间-温度曲线如图2所示带钢在冷却过程的CD段（大于950℃）发生还原反应：Cr2O3→Cr；而在冷却过程的DE段（小于950℃）发生氧化反应：Cr→Cr2O3。由此可知在DE段应该快速强制冷却尽量减少氧化反应时间这是避免带钢被氧化