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鋼鐵知識:不鏽鋼光亮退火方法

2017-03-15  來自: 肇慶市高要區昊然金屬製品有限公司 瀏覽次數:408

一、不鏽鋼的光亮退火的工藝目的及對爐子的要求


1)消除加工硬化獲取滿意的金相組織

光亮退火爐主要用來進行不鏽鋼的在保護氣氛下的成品熱處理。當使用性能要求不同時,對光亮退火後金相組織的要求就不同,光亮熱處理的工藝也不同。

300係列奧氏體不鏽鋼的典型的熱處理工藝是固溶處理。在升溫過程中使碳化物溶入奧氏體,加熱到1050~1150℃,適當保溫一段短時間,使碳化物全部溶解於奧氏體,然後迅速冷卻到350℃以下,得到過飽和固溶體即均勻的單向奧氏體組織。這一熱處理工藝的關鍵是快速冷卻,要求冷卻速度達到55℃/s,快速通過碳化物固溶後的再析出溫度區(550~850℃)。保溫時間要盡量短,否則晶粒粗大,影響表麵光潔度。


400係列鐵素體不鏽鋼的加熱溫度比較低(900℃左右),並較多采用緩冷獲得退火軟化組織。馬氏體不鏽鋼的采用退火方式,還可采用分段淬火再回火的方式處理。


從上述可知300係列與400係列不鏽鋼的在熱處理製度上差異很大,要想獲得合格的金相組織,就要求光亮退火爐的冷卻段設備有很大的調節餘地。所以,現代先進的光亮退火爐,在其冷卻段往往采用強對流冷卻,設三個冷卻段,可單獨調節風量。沿帶鋼的寬度方向又分三個區段,通過風量導流調節帶鋼寬度方向的冷卻速度,控製板型。


不鏽鋼的冷軋帶鋼熱處理的另一關鍵問題是要求整根帶鋼在寬度、長度上組織都很均勻。馬弗式光亮退火爐采用大尺寸馬弗管,從馬弗管外部均勻地組織加熱氣流螺旋式環繞而過,使帶鋼均勻加熱。而要確保帶鋼沿長度方向的組織均勻,就要保持帶鋼在加熱爐中的線速度不變。所以,在現代立式光亮熱處理爐前後都裝有可精密調整的輥式張力調整裝置。它不但要使帶鋼進出口速度滿足熱處理速度的要求,不受活套量空套或滿套的影響,而且要根據帶鋼的板型情況建立並精密調整帶鋼小張力,滿足板型的要求。


2)獲得無氧化光亮的表麵

光亮退火,是在H2保護氣氛下對帶鋼進行熱處理。要達到BA板的要求,必須非常嚴格地控製爐內保護氣氛,盡量避免氧化。H2保護氣氛下氧化是怎樣發生的呢?


不鏽帶鋼的主要合金成分有Fe、Cr、Ni、Mn、Ti、Si等。在退火溫度範圍內,Fe、Ni的氧化不是主要問題。但Cr、Mn、Si、Ti的氧化區間恰好在加熱溫度範圍內。正是這些合金元素的氧化影響了帶鋼的表麵光亮度。特別是鉻的氧化使帶鋼表麵脫鉻,會降低不鏽鋼的的耐蝕性。當Cr含量在17%~18%、Ti含量在0.5%時,H2露點必須低於-60℃,才能避免Cr、Ti在800C~1150℃加熱區間內的氧化。


此外,在爐內如何保持保護氣體的純淨度也是關鍵問題。就這一點來說,馬弗罩密封性好,又不會發生如電加熱爐體材料對保護氣氛的汙染,提供了較純淨的環境空間。加之,立式爐的帶鋼出入口都位於爐子的最下部,爐壓穩定,因而與臥式爐相比,空氣進入的危險小得多。但光亮退火爐的進出口密封箱、帶鋼運送段、張力調節輥及爐頂導向輥箱都應確保達到百萬分之幾(ppM級)的密封要求,使氧氣、水汽不能進入,保護氣體不能泄出。


二、建設立式光亮退火爐需注意的相關問題


1)馬弗罩的蠕變與處理

馬弗罩在長期高溫狀態下會蠕變延伸。結構上把馬弗罩吊在爐頂上,處於懸掛狀態,罩下部用水圈密封,不固定,允許一定的蠕變量。蠕變累積到一定量,移去水封,用專用的等離子切割機把馬弗罩下沿割去一段。約半年切割一次。切割操作要求比較高。對其專用設備、操作空間及結構、操作可靠性要充分重視。


2)立式爐的安全維護

爐子以氫氣為保護氣體。密封要求達到10-6次方級。微量的空氣漏入也會破壞保護氣氛,造成帶鋼氧化。一旦氫氣泄漏,上升堆積在塔式建築結構內會十分危險。所以要采取萬無一失的措施,確保安全。

為此,爐子必須具備下述手段:

在鋼帶進、出口的密封裝置旁配備火焰探測器;

爐況監視(溫度、壓力)係統;

氮氣清掃裝置及自動應急措施;

氫氣壓力監控設備及自動應急措施;

設備的消防滅火裝置及自動應急措施;

建築物的消防滅火、強製排風措施;

消防報警中心。


立式光亮熱處理爐本體約45m高。對立式爐的設備運行監控,要提供足夠的儀表通訊手段。立式結構也帶來某些維護難度,如清灰問題,解決不好掉在鋼板表麵就是廢品。美國某著名不鏽鋼的冷軋廠就曾被上述問題困擾,不得不通過增加清灰次數解決。


3)馬弗罩的更換

爐子本體高約45m,馬弗罩長約16m,使用壽命約4年。馬弗罩更換時,需從爐頂抽出,提升高度估計在65m左右。需要相應的塔吊和操作運轉空間。對此,在廠房設計、平麵布置時都要充分考慮。


4)廠房配套

為立式爐配套的廠房呈局部高塔狀。為了保證帶鋼的張力均勻、板型好、運行順利,設備安裝精度要求很高。因而基礎不均勻沉降量要嚴格控製。廠房日常維護檢修所需的大高度起吊吊車、電梯、消防、強製通風等措施都要配套到位。


5)設備的維修與配件

立式光亮退火爐的技術要求高,設備製造商對設備維修和備件供應要求很嚴,其中一部分設備維修及備件供應隻提供服務和供貨,不提供圖紙,價格不菲。


關鍵詞: 不鏽鋼光亮           

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