不銹鋼光亮退火的若干問題

1、不銹鋼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(jìn)行不銹鋼在保護(hù)氣氛下的成品熱處理。當(dāng)使用性能要求不同時，對光亮退火后金相組織的要求就不同，光亮熱處理的工藝也不同。

300系列奧氏體不銹鋼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(dāng)保溫一段短時間，使碳化物全部溶解于奧氏體，然后迅速冷卻到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(guān)鍵是快速冷卻，要求冷卻速度達(dá)到55℃/s，快速通過碳化物固溶后的再析出溫度區(qū)(550～850℃)。保溫時間要盡量短，否則晶粒粗大，影響表面光潔度。

400系列鐵素體不銹鋼加熱溫度比較低(900℃左右)，并較多采用緩冷獲得退火軟化組織。馬氏體不銹鋼采用退火方式，還可采用分段淬火再回火的方式處理。

從上述可知300系列與400系列不銹鋼在熱處理制度上差異很大，要想獲得合格的金相組織，就要求光亮退火爐的冷卻段設(shè)備有很大的調(diào)節(jié)余地。所以，現(xiàn)代先進(jìn)的光亮退火爐，在其冷卻段往往采用強對流冷卻，設(shè)三個冷卻段，可單獨調(diào)節(jié)風(fēng)量。沿帶鋼的寬度方向又分三個區(qū)段，通過風(fēng)量導(dǎo)流調(diào)節(jié)帶鋼寬度方向的冷卻速度，控制板型。

不銹鋼冷軋帶鋼熱處理的另一關(guān)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(huán)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(xiàn)代立式光亮熱處理爐前后都裝有可精密調(diào)整的輥式張力調(diào)整裝置。它不但要使帶鋼進(jìn)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(jù)帶鋼的板型情況建立并精密調(diào)整帶鋼小張力，滿足板型的要求。

2）獲得無氧化光亮的表面

光亮退火，是在H2保護(hù)氣氛下對帶鋼進(jìn)行熱處理。要達(dá)到BA板的要求，必須非常嚴(yán)格地控制爐內(nèi)保護(hù)氣氛，盡量避免氧化。H2保護(hù)氣氛下氧化是怎樣發(fā)生的呢?

不銹帶鋼的主要合金成分有Fe、Cr、Ni、Mn、Ti、Si等。在退火溫度范圍內(nèi)，Fe、Ni的氧化不是主要問題。但Cr、Mn、Si、Ti的氧化區(qū)間恰好在加熱溫度范圍內(nèi)。正是這些合金元素的氧化影響了帶鋼的表面光亮度。特別是鉻的氧化使帶鋼表面脫鉻，會降低不銹鋼的耐蝕性。當(dāng)Cr含量在17％～18％、Ti含量在0.5%時，H2露點必須低于－60℃，才能避免Cr、Ti在800C～1150℃加熱區(qū)間內(nèi)的氧化。

此外，在爐內(nèi)如何保持保護(hù)氣體的純凈度也是關(guān)鍵問題。就這一點來說，馬弗罩密封性好，又不會發(fā)生如電加熱爐體材料對保護(hù)氣氛的污染，提供了較純凈的環(huán)境空間。加之，立式爐的帶鋼出入口都位于爐子的*下部，爐壓穩(wěn)定，因而與臥式爐相比，空氣進(jìn)入的危險小得多。但光亮退火爐的進(jìn)出口密封箱、帶鋼運送段、張力調(diào)節(jié)輥及爐頂導(dǎo)向輥箱都應(yīng)確保達(dá)到百萬分之幾(ppM級)的密封要求，使氧氣、水汽不能進(jìn)入，保護(hù)氣體不能泄出。

2、建設(shè)立式光亮退火爐需注意的相關(guān)問題

1）馬弗罩的蠕變與處理

馬弗罩在長期高溫狀態(tài)下會蠕變延伸。結(jié)構(gòu)上把馬弗罩吊在爐頂上，處于懸掛狀態(tài)，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(shè)備、操作空間及結(jié)構(gòu)、操作可靠性要充分重視。

2）立式爐的**維護(hù)

爐子以氫氣為保護(hù)氣體。密封要求達(dá)到10－6次方級。微量的空氣漏入也會破壞保護(hù)氣氛，造成帶鋼氧化。一旦氫氣泄漏，上升堆積在塔式建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)會十分危險。所以要采取萬無一失的措施，確保**。為此，爐子必須具備下述手段：

在鋼帶進(jìn)、出口的密封裝置旁配備火焰探測器；

爐況監(jiān)視(溫度、壓力)系統(tǒng)；

氮氣清掃裝置及自動應(yīng)急措施；

氫氣壓力監(jiān)控設(shè)備及自動應(yīng)急措施；

設(shè)備的消防滅火裝置及自動應(yīng)急措施；

建筑物的消防滅火、強制排風(fēng)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(shè)備運行監(jiān)控，要提供足夠的儀表通訊手段。立式結(jié)構(gòu)也帶來某些維護(hù)難度，如清灰問題，解決不好掉在鋼板表面就是廢品。美國某有名不銹鋼冷軋廠就曾被上述問題困擾，不得不通過增加清灰次數(shù)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(yīng)的塔吊和操作運轉(zhuǎn)空間。對此，在廠房設(shè)計、平面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(shè)備安裝精度要求很高。因而基礎(chǔ)不均勻沉降量要嚴(yán)格控制。廠房日常維護(hù)檢修所需的大高度起吊吊車、電梯、消防、強制通風(fēng)等措施都要配套到位。

5）設(shè)備的維修與配件

立式光亮退火爐的技術(shù)要求高，設(shè)備制造商對設(shè)備維修和備件供應(yīng)要求很嚴(yán)，其中一部分設(shè)備維修及備件供應(yīng)只提供服務(wù)和供貨，不提供圖紙，價格不菲。