一种冷轧产品的连续退火机组的制作方法

本实用新型涉及冷轧领域，具体为一种冷轧产品的连续退火机组。

背景技术：

国内目前冷轧板的应用以汽车行业和家电行业居多，汽车行业的应用以深冲及以上级别和高强钢为主。对钢材的表面、板形质量、性能及尺寸精度要求较高。冷轧板冲压成形后，一般板厚都要发生变化，厚度变薄率过大将直接影响冲压件的强度和使用；且如果钢板的厚度精度偏差略大时易影响冲压模具与冲压件的间隙，从而易造成冲压成型过程中的拉应力或压应力过大而导致材料过渡变薄，局部失稳而产生拉裂或起皱等缺陷，给模具寿命和冲压件合格率成造成较大影响。冷轧产品宽度精度关系到所有用户的材料利用率，影响用户的原料使用成本；对于汽车和家电类使用用户，冲压模具对板材宽度规格要求较严格，通常超过5mm精度的板材将无法使用或造成冲压报废率的大幅提高。所以，各类用户都对冷轧产品的尺寸精度提出了较高的要求。

近年来，随着高档汽车板、家电板品种规格及产量的的大幅提升，产品尺寸精度的用户抱怨和异议量也随之大量增加，北京现代等高档用户从开始与我厂合作之初，就将产品的尺寸精度做为一项标准提出；另外，仅09年一年，北京现代、华晨等用户提出的产品尺寸精度异议及抱怨量已经超过1200余吨，严重影响了用户的使用，造成了较大的成本损失。因此，保证所有冷轧产品尤其是高档汽车板、家电板产品的尺寸精度，成为迫切需要解决的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种冷轧产品的连续退火机组，为冷轧各品种尺寸精度控制提供了改善方向，对新品种尺寸精度控制及工艺优化后各机组产品尺寸精度控制要点调整，具有良好的指导意义。并且，根据对影响产品尺寸精度因素的分析，为镀锌产品尺寸精度控制提供了参考。

本实用新型的技术方案是：

一种冷轧产品的连续退火机组，连续退火机组在带钢运行方向上依次设置：开卷机、焊机、清洗段、入口活套、连续退火炉、出口活套、平整机、切边剪、卷取机，连续退火炉沿带钢运行方向上分段依次设置预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段、快冷段，清洗段、入口活套、出口活套、平整机、切边剪的两端沿带钢运行方向上分别设置张力辊组。

所述的冷轧产品的连续退火机组，快冷段的进口和出口分别设有张力辊组，并在带钢冷却通道上设有支撑辊。

所述的冷轧产品的连续退火机组，连续退火炉采用“鼓-抽”式烧嘴、全“W”型辐射管加热装置。

所述的冷轧产品的连续退火机组，平整机选用单机架六辊UC湿平整机。

所述的冷轧产品的连续退火机组，位于带钢出口段的切边剪采用回转式双头圆盘剪。

本实用新型的优点及有益效果是：

1、本实用新型厚度精度改善前后，冷轧产品厚度精度明显提高，原产品厚度减薄率在3～5％，改善后产品厚度精度达到±0.5％，已达到高档汽车面板厚度精度要求。

2、本实用新型宽度精度改善前后，冷轧产品宽度精度明显提高，原产品宽度精度率在5～7.5mm，改善后产品宽度精度平均可控制在0～4mm内，对于深冲系列产品即汽车面板常用钢种的宽度精度可控制在0～3mm内，已达到高档汽车面板厚度精度要求，且达到其他冷轧厂连续退火机组切边精度。

3、据统计，冷轧产品尺寸精度优化之前，冷轧产品的冷轧产品成材率为94.03％，优化后冷轧产品成材率为94.21％，提高了0.18％。根据财务部门分析数据，成材率每提高0.1％，可带来的效益为2元/吨。所以宽度精度优化后提高成材率效益约为342万元。

4、尺寸精度控制研究项目实施后，基本上杜绝了冷轧产品的尺寸精度异议和用户抱怨，尤其是汽车板和家电板用户对我厂产品厚度精度控制和宽度精度控制都给以了好评，用户使用效果良好，产品尺寸精度控制较为稳定，提高了用户冲压成材率，并且在一定程度上提高了冲压模具的使用寿命。实现了异议成本降低和良好的社会效益。

附图说明

图1为本实用新型连续退火机组示意图。图中，1开卷机；2焊机；3清洗段；4入口活套；5出口活套；6平整机；7切边剪；8卷取机；9连续退火炉；PHS预热段；HS加热段；SS均热段；SCS缓冷段；RCS快冷段；OAS过时效段；FCS快冷段；BR张力辊组。

图2为本实用新型连续退火炉内张力参数控制曲线对比图。

具体实施方式

在具体实施过程中，原料材质同钢种产品，质量存在一定程度的波动，这种情况给冷轧工序产品的尺寸精度控制和分析带来困难，所以需要将这种原料质量波动作为一种存在的误差，融入到冷轧成品尺寸精度的控制和改善中。酸洗冷轧、连续退火机组工艺设备极其复杂，没一个生产环节都会对产品的尺寸精度造成影响，且对于各品种的生产工艺及质量控制仍在不断的优化和调整，产品的工艺制度始终处于动态管理，所以工艺因素及相关动态变化对厚度、宽度精度的影响趋势。

如图1所示，本实用新型连续退火机组，在带钢运行方向上依次设置：开卷机1、焊机2、清洗段3、入口活套4、连续退火炉9、出口活套5、平整机6、切边剪7、卷取机8，连续退火炉9沿带钢运行方向上分段依次设置预热段PHS、加热段HS、均热段SS、缓冷段SCS、快冷段RCS、过时效段OAS、快冷段FCS，清洗段3、入口活套4、出口活套5、平整机6、切边剪7的两端沿带钢运行方向上分别设置张力辊组BR。

带钢的产品规格为厚度0.3～2.5mm、宽度800～1850mm，设计强度级别最大可达到980MPa，机组设计最大工艺速度可达450mpm。

连续退火炉采用“鼓-抽”式烧嘴、全“W”型辐射管加热，以及炉辊遮热板和辊凸度控制系统保证炉辊辊形控制。快冷段采用高速气体喷射冷却+辊冷的冷却技术，在保证深冲钢板和相变钢板所需的冷却速度的同时，有利于提高带钢的板形质量和温度的均匀性。快冷段FCS的进口和出口分别设有张力辊组BR，并在带钢冷却通道上设有支撑辊，保证带钢在炉内高速稳定运行。

平整机选用单机架六辊UC湿平整机，通过中间辊、工作辊的弯辊以及中间辊的窜辊，配合平整机出口的板形辊来改善平整后的板形，并达到改善带钢机械性能的目的。IF钢在实际生产时结合设备实际能力情况，平整延伸率一般控制在0.6％～0.7％之间。

带钢出口段的切边剪采用回转式双头圆盘剪，可减少机组停机更换剪刃的时间。圆盘剪前设置月牙剪，在圆盘剪发生故障时挖除边部，及时停止切边，减少了设备损伤和停机时间。

1、连续退火工序对厚度减薄的影响分析

从分析结果可知，冷轧汽车板产品的厚度减薄量应主要取决于连续退火机组的工艺。连续退火机组对成品厚度减薄的影响主要为：1、退火温度；2、炉内张力；3、平整延伸率。为了分析炉内张力、退火工艺制度以及平整机工艺参数对实际厚度精度的影响，选择低碳钢超低碳钢两个典型牌号，不同订货规格产品进行分析。从前面叙述可知，同规格低碳钢产品的厚度减薄量相比超低碳钢要大，这与两种产品在连续退火生产时炉内张力不同有关，两种典型产品某宽度规格范围内炉内张力分布曲线见图2。

将连续退火炉内张力参数控制曲线对比可见，低碳钢炉内张力明显大于同规格超低碳钢。又经过进一步分析发现，同牌号同厚度规格产品其不同宽度范围内的张力和同牌号同宽度规格产品其不同厚度范围内的张力均存在一定差异，这也会造成成品厚度减薄量参差不齐。由于机组设计时炉内按钢种大类进行划分，所以相同钢种大类的各牌号产品在连续退火生产时使用同一个张力参数，也就是说，可由钢种类别代替张力参数进行厚度减薄量的分析。

连续退火机组炉内退火温度不同主要决定于生产的品种，不同钢种有各自不同的退火温度要求。在对连续退火机组几次汽车板生产退火工艺调整后的成品尺寸精度观察发现，厚度减薄量均随之发生明显变化。总的趋势是，同牌号产品退火温度越高厚度减薄量越大。另外，退火温度的下降或升高会同时伴随工艺速度的升高或下降，所以退火温度和工艺速度对厚度减薄量的相对影响从回归方程分析，不是一个普通的常数或倍数关系，在分析厚度减薄量的时候应充分考虑各段工艺温度及工艺速度的影响。

除了连续退火炉内的影响，平整延伸率也是一项主要的影响因素。对于低碳钢品种平整机的作用主要为消除退火带钢的屈服平台，获得良好的机械性能；而对于超低碳钢品种平整机的作用主要为改善板形，使带钢表面具有一定的粗糙度，消除或减轻表面轻微的缺陷。所以，低碳钢的平整延伸率控制参数与规格有关，超低碳钢的平整延伸率控制参数与规格无关，可用相同参数就行控制，但对于不同平整延伸率设定值下，对厚度减薄量的影响仍然需要考虑。

2、连续退火机组工艺对产品宽度精度的影响

(1)退火温度对宽度精度的影响分析

根据不同钢种不同产品性能特点的需求，连续退火炉设计了多个工艺段，共同完成对各钢种产品的退火工艺的处理。连续退火炉内工艺段分为加热段、保温段、缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段，每一段的温度各不相同，均会对产品的性能和尺寸精度产生影响。通常同钢种材质条件下，退火温度越高，宽度拉窄量越大；在相同退火条件下，材质越软的钢种宽度拉窄量越大；不同材质或不同规格产品之间连接过渡时，较正常稳定生产时宽度拉窄量略大；所以在综合考虑各段工艺对材料宽度影响的同时，计划编排的影响和规范也是重要的改善方向。

(2)炉内张力对宽度精度的影响分析

在连续退火炉的运行上，最重点的是在对炉子带钢张力的控制上，避免发生跑偏和热瓢曲。张力单元被设置在快冷段的上游和下游。在RCS段的带钢张力能实现与其它炉段的独立调整。这个技术对于实现在加热段和保温段的低张力，而对于快冷段的高张力是非常必要的。通过这些张力单元，在RCS段的带钢张力能实现与其它炉段的独立调整。在加热段和保温段的低张力是为了避免发生热瓢曲。在快冷段设置高张力主要是为了避免带钢震动产生的划伤。在过时效段和终冷段，低张力是为了防止带钢冷瓢曲。由于炉内各段均存在张力控制，其与各段温度结合后，共同对产品的宽度精度进行影响和改变。

(3)平整机延伸率控制对产品宽度精度影响分析

前面曾在厚度精度影响因素分析中说过，平整机对带钢有微压下率，对低碳钢类产品可改善性能消除屈服平台，对IF钢类产品可改善板形和表面质量。平整延伸率对于IF钢系列产品通常与规格无关，一般可采用同一数据；而对于低碳钢类产品与厚度密切相关，一般等同于厚度数据，所以在低碳钢分析时可用厚度取代平整延伸率分析。

对于汽车和家电行业用户，冲压模具的使用规格是一定的，即长×宽为定值。由于产品对原有产品厚度精度控制的提高，目前的供货产品厚度较项目研究前有一定比率的增加，所以在一定程度上增加了供货产品的重量，即在满足用户既定用料规格及样件数量的情况下，可小幅提高订货重量。根据计算，如以DC03牌号1.5mm厚度规格产品为例，原该规格产品的供货厚度实际值为1.45～1.46mm，厚度精度改善后，供货厚度精度可达到1.495～1.505mm，即厚度增加比率约为2～ 3％，即单件样件重量可提高2～3％，那么推算整体订货重量也将提高2～3％。

实施例结果表明，经过这些措施的实施后，取得了以下的实际效果：

1、本实用新型可根据不同用户对尺寸精度的不同需求，实现个性化尺寸精度设计与控制，实现社会效益和经济效益的双赢。

2、本实用新型根据回归方程分析的数据支撑，通过建立轧制厚度补偿控制模型和各机组品种、规格拉窄量数据库，实现不同品种、规格产品尺寸精度的精确控制。

3、本实用新型有效改善冷轧产品尺寸精度，实现稳定尺寸精度控制，满足各类用户需求，尤其是汽车、家电板订货用户的需求，提高了潜在订货量和用户满意度，有效提高冷轧产品成材率，降低生产成本，提高经济效益。

4、本实用新型宽度精度改善前后，冷轧产品宽度精度明显提高，原产品宽度精度率在5～7.5mm，改善后产品宽度精度平均可控制在0～4mm内，对于深冲系列产品即汽车面板常用钢种的宽度精度可控制在0～3mm内，已达到高档汽车面板厚度精度要求，且达到其他冷轧厂连续退火机组切边精度。