一種冷軋產品的連續退火機組的制作方法

本實用新型涉及冷軋領域，具體為一種冷軋產品的連續退火機組。

背景技術：

國內目前冷軋板的應用以汽車行業和家電行業居多，汽車行業的應用以深沖及以上級別和高強鋼為主。對鋼材的表面、板形質量、性能及尺寸精度要求較高。冷軋板沖壓成形后，一般板厚都要發生變化，厚度變薄率過大將直接影響沖壓件的強度和使用；且如果鋼板的厚度精度偏差略大時易影響沖壓模具與沖壓件的間隙，從而易造成沖壓成型過程中的拉應力或壓應力過大而導致材料過渡變薄，局部失穩而產生拉裂或起皺等缺陷，給模具壽命和沖壓件合格率成造成較大影響。冷軋產品寬度精度關系到所有用戶的材料利用率，影響用戶的原料使用成本；對于汽車和家電類使用用戶，沖壓模具對板材寬度規格要求較嚴格，通常超過5mm精度的板材將無法使用或造成沖壓報廢率的大幅提高。所以，各類用戶都對冷軋產品的尺寸精度提出了較高的要求。

近年來，隨著高檔汽車板、家電板品種規格及產量的的大幅提升，產品尺寸精度的用戶抱怨和異議量也隨之大量增加，北京現代等高檔用戶從開始與我廠合作之初，就將產品的尺寸精度做為一項標準提出；另外，僅09年一年，北京現代、華晨等用戶提出的產品尺寸精度異議及抱怨量已經超過1200余噸，嚴重影響了用戶的使用，造成了較大的成本損失。因此，保證所有冷軋產品尤其是高檔汽車板、家電板產品的尺寸精度，成為迫切需要解決的課題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種冷軋產品的連續退火機組，為冷軋各品種尺寸精度控制提供了改善方向，對新品種尺寸精度控制及工藝優化后各機組產品尺寸精度控制要點調整，具有良好的指導意義。并且，根據對影響產品尺寸精度因素的分析，為鍍鋅產品尺寸精度控制提供了參考。

本實用新型的技術方案是：

一種冷軋產品的連續退火機組，連續退火機組在帶鋼運行方向上依次設置：開卷機、焊機、清洗段、入口活套、連續退火爐、出口活套、平整機、切邊剪、卷取機，連續退火爐沿帶鋼運行方向上分段依次設置預熱段、加熱段、均熱段、緩冷段、快冷段、過時效段、快冷段，清洗段、入口活套、出口活套、平整機、切邊剪的兩端沿帶鋼運行方向上分別設置張力輥組。

所述的冷軋產品的連續退火機組，快冷段的進口和出口分別設有張力輥組，并在帶鋼冷卻通道上設有支撐輥。

所述的冷軋產品的連續退火機組，連續退火爐采用“鼓-抽”式燒嘴、全“W”型輻射管加熱裝置。

所述的冷軋產品的連續退火機組，平整機選用單機架六輥UC濕平整機。

所述的冷軋產品的連續退火機組，位于帶鋼出口段的切邊剪采用回轉式雙頭圓盤剪。

本實用新型的優點及有益效果是：

1、本實用新型厚度精度改善前后，冷軋產品厚度精度明顯提高，原產品厚度減薄率在3～5％，改善后產品厚度精度達到±0.5％，已達到高檔汽車面板厚度精度要求。

2、本實用新型寬度精度改善前后，冷軋產品寬度精度明顯提高，原產品寬度精度率在5～7.5mm，改善后產品寬度精度平均可控制在0～4mm內，對于深沖系列產品即汽車面板常用鋼種的寬度精度可控制在0～3mm內，已達到高檔汽車面板厚度精度要求，且達到其他冷軋廠連續退火機組切邊精度。

3、據統計，冷軋產品尺寸精度優化之前，冷軋產品的冷軋產品成材率為94.03％，優化后冷軋產品成材率為94.21％，提高了0.18％。根據財務部門分析數據，成材率每提高0.1％，可帶來的效益為2元/噸。所以寬度精度優化后提高成材率效益約為342萬元。

4、尺寸精度控制研究項目實施后，基本上杜絕了冷軋產品的尺寸精度異議和用戶抱怨，尤其是汽車板和家電板用戶對我廠產品厚度精度控制和寬度精度控制都給以了好評，用戶使用效果良好，產品尺寸精度控制較為穩定，提高了用戶沖壓成材率，并且在一定程度上提高了沖壓模具的使用壽命。實現了異議成本降低和良好的社會效益。

附圖說明

圖1為本實用新型連續退火機組示意圖。圖中，1開卷機；2焊機；3清洗段；4入口活套；5出口活套；6平整機；7切邊剪；8卷取機；9連續退火爐；PHS預熱段；HS加熱段；SS均熱段；SCS緩冷段；RCS快冷段；OAS過時效段；FCS快冷段；BR張力輥組。

圖2為本實用新型連續退火爐內張力參數控制曲線對比圖。

具體實施方式

在具體實施過程中，原料材質同鋼種產品，質量存在一定程度的波動，這種情況給冷軋工序產品的尺寸精度控制和分析帶來困難，所以需要將這種原料質量波動作為一種存在的誤差，融入到冷軋成品尺寸精度的控制和改善中。酸洗冷軋、連續退火機組工藝設備極其復雜，沒一個生產環節都會對產品的尺寸精度造成影響，且對于各品種的生產工藝及質量控制仍在不斷的優化和調整，產品的工藝制度始終處于動態管理，所以工藝因素及相關動態變化對厚度、寬度精度的影響趨勢。

如圖1所示，本實用新型連續退火機組，在帶鋼運行方向上依次設置：開卷機1、焊機2、清洗段3、入口活套4、連續退火爐9、出口活套5、平整機6、切邊剪7、卷取機8，連續退火爐9沿帶鋼運行方向上分段依次設置預熱段PHS、加熱段HS、均熱段SS、緩冷段SCS、快冷段RCS、過時效段OAS、快冷段FCS，清洗段3、入口活套4、出口活套5、平整機6、切邊剪7的兩端沿帶鋼運行方向上分別設置張力輥組BR。

帶鋼的產品規格為厚度0.3～2.5mm、寬度800～1850mm，設計強度級別最大可達到980MPa，機組設計最大工藝速度可達450mpm。

連續退火爐采用“鼓-抽”式燒嘴、全“W”型輻射管加熱，以及爐輥遮熱板和輥凸度控制系統保證爐輥輥形控制。快冷段采用高速氣體噴射冷卻+輥冷的冷卻技術，在保證深沖鋼板和相變鋼板所需的冷卻速度的同時，有利于提高帶鋼的板形質量和溫度的均勻性。快冷段FCS的進口和出口分別設有張力輥組BR，并在帶鋼冷卻通道上設有支撐輥，保證帶鋼在爐內高速穩定運行。

平整機選用單機架六輥UC濕平整機，通過中間輥、工作輥的彎輥以及中間輥的竄輥，配合平整機出口的板形輥來改善平整后的板形，并達到改善帶鋼機械性能的目的。IF鋼在實際生產時結合設備實際能力情況，平整延伸率一般控制在0.6％～0.7％之間。

帶鋼出口段的切邊剪采用回轉式雙頭圓盤剪，可減少機組停機更換剪刃的時間。圓盤剪前設置月牙剪，在圓盤剪發生故障時挖除邊部，及時停止切邊，減少了設備損傷和停機時間。

1、連續退火工序對厚度減薄的影響分析

從分析結果可知，冷軋汽車板產品的厚度減薄量應主要取決于連續退火機組的工藝。連續退火機組對成品厚度減薄的影響主要為：1、退火溫度；2、爐內張力；3、平整延伸率。為了分析爐內張力、退火工藝制度以及平整機工藝參數對實際厚度精度的影響，選擇低碳鋼超低碳鋼兩個典型牌號，不同訂貨規格產品進行分析。從前面敘述可知，同規格低碳鋼產品的厚度減薄量相比超低碳鋼要大，這與兩種產品在連續退火生產時爐內張力不同有關，兩種典型產品某寬度規格范圍內爐內張力分布曲線見圖2。

將連續退火爐內張力參數控制曲線對比可見，低碳鋼爐內張力明顯大于同規格超低碳鋼。又經過進一步分析發現，同牌號同厚度規格產品其不同寬度范圍內的張力和同牌號同寬度規格產品其不同厚度范圍內的張力均存在一定差異，這也會造成成品厚度減薄量參差不齊。由于機組設計時爐內按鋼種大類進行劃分，所以相同鋼種大類的各牌號產品在連續退火生產時使用同一個張力參數，也就是說，可由鋼種類別代替張力參數進行厚度減薄量的分析。

連續退火機組爐內退火溫度不同主要決定于生產的品種，不同鋼種有各自不同的退火溫度要求。在對連續退火機組幾次汽車板生產退火工藝調整后的成品尺寸精度觀察發現，厚度減薄量均隨之發生明顯變化。總的趨勢是，同牌號產品退火溫度越高厚度減薄量越大。另外，退火溫度的下降或升高會同時伴隨工藝速度的升高或下降，所以退火溫度和工藝速度對厚度減薄量的相對影響從回歸方程分析，不是一個普通的常數或倍數關系，在分析厚度減薄量的時候應充分考慮各段工藝溫度及工藝速度的影響。

除了連續退火爐內的影響，平整延伸率也是一項主要的影響因素。對于低碳鋼品種平整機的作用主要為消除退火帶鋼的屈服平臺，獲得良好的機械性能；而對于超低碳鋼品種平整機的作用主要為改善板形，使帶鋼表面具有一定的粗糙度，消除或減輕表面輕微的缺陷。所以，低碳鋼的平整延伸率控制參數與規格有關，超低碳鋼的平整延伸率控制參數與規格無關，可用相同參數就行控制，但對于不同平整延伸率設定值下，對厚度減薄量的影響仍然需要考慮。

2、連續退火機組工藝對產品寬度精度的影響

(1)退火溫度對寬度精度的影響分析

根據不同鋼種不同產品性能特點的需求，連續退火爐設計了多個工藝段，共同完成對各鋼種產品的退火工藝的處理。連續退火爐內工藝段分為加熱段、保溫段、緩冷段、快冷段、過時效段和終冷段，每一段的溫度各不相同，均會對產品的性能和尺寸精度產生影響。通常同鋼種材質條件下，退火溫度越高，寬度拉窄量越大；在相同退火條件下，材質越軟的鋼種寬度拉窄量越大；不同材質或不同規格產品之間連接過渡時，較正常穩定生產時寬度拉窄量略大；所以在綜合考慮各段工藝對材料寬度影響的同時，計劃編排的影響和規范也是重要的改善方向。

(2)爐內張力對寬度精度的影響分析

在連續退火爐的運行上，最重點的是在對爐子帶鋼張力的控制上，避免發生跑偏和熱瓢曲。張力單元被設置在快冷段的上游和下游。在RCS段的帶鋼張力能實現與其它爐段的獨立調整。這個技術對于實現在加熱段和保溫段的低張力，而對于快冷段的高張力是非常必要的。通過這些張力單元，在RCS段的帶鋼張力能實現與其它爐段的獨立調整。在加熱段和保溫段的低張力是為了避免發生熱瓢曲。在快冷段設置高張力主要是為了避免帶鋼震動產生的劃傷。在過時效段和終冷段，低張力是為了防止帶鋼冷瓢曲。由于爐內各段均存在張力控制，其與各段溫度結合后，共同對產品的寬度精度進行影響和改變。

(3)平整機延伸率控制對產品寬度精度影響分析

前面曾在厚度精度影響因素分析中說過，平整機對帶鋼有微壓下率，對低碳鋼類產品可改善性能消除屈服平臺，對IF鋼類產品可改善板形和表面質量。平整延伸率對于IF鋼系列產品通常與規格無關，一般可采用同一數據；而對于低碳鋼類產品與厚度密切相關，一般等同于厚度數據，所以在低碳鋼分析時可用厚度取代平整延伸率分析。

對于汽車和家電行業用戶，沖壓模具的使用規格是一定的，即長×寬為定值。由于產品對原有產品厚度精度控制的提高，目前的供貨產品厚度較項目研究前有一定比率的增加，所以在一定程度上增加了供貨產品的重量，即在滿足用戶既定用料規格及樣件數量的情況下，可小幅提高訂貨重量。根據計算，如以DC03牌號1.5mm厚度規格產品為例，原該規格產品的供貨厚度實際值為1.45～1.46mm，厚度精度改善后，供貨厚度精度可達到1.495～1.505mm，即厚度增加比率約為2～ 3％，即單件樣件重量可提高2～3％，那么推算整體訂貨重量也將提高2～3％。

實施例結果表明，經過這些措施的實施后，取得了以下的實際效果：

1、本實用新型可根據不同用戶對尺寸精度的不同需求，實現個性化尺寸精度設計與控制，實現社會效益和經濟效益的雙贏。

2、本實用新型根據回歸方程分析的數據支撐，通過建立軋制厚度補償控制模型和各機組品種、規格拉窄量數據庫，實現不同品種、規格產品尺寸精度的精確控制。

3、本實用新型有效改善冷軋產品尺寸精度，實現穩定尺寸精度控制，滿足各類用戶需求，尤其是汽車、家電板訂貨用戶的需求，提高了潛在訂貨量和用戶滿意度，有效提高冷軋產品成材率，降低生產成本，提高經濟效益。

4、本實用新型寬度精度改善前后，冷軋產品寬度精度明顯提高，原產品寬度精度率在5～7.5mm，改善后產品寬度精度平均可控制在0～4mm內，對于深沖系列產品即汽車面板常用鋼種的寬度精度可控制在0～3mm內，已達到高檔汽車面板厚度精度要求，且達到其他冷軋廠連續退火機組切邊精度。