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第五章 退火与精整 一、退火工艺及其操作 253．什么叫退火，冷轧带钢退火的目的是什么? 退火是将带钢加热到一定温度保温后再缓慢冷却的工艺操作。 退火的主要目的是： (1)降低钢的硬度，消除冷加工硬化，改善钢的性能，恢复钢的塑性变形能力。 (2)消除钢中的残余内应力，稳定组织，防止变形。 (3)均匀钢的组织和化学成分。 退火是冷轧带钢生产中最主要的热处理工序之一。冷轧中间退火的目的主要是使受到高度冷加工硬化的金属重新软化，对于大多数钢带来说，这种处理基本上是再结晶退火。冷轧带钢的成品热处理主要也是退火，但根据所生产带钢品种最终性能的不同要求，其退火工艺制度也各不相同。表5-1列出了各种退火的目的。各类退火工艺的加热温度范围，如图5-1所示。 表5-1各种退火的目的 名称 主要 目 的 扩散退火 完全退火 不完全退火 等温退火 球化退火 再结晶退火 去应力退火 使钢的成分均匀化，消除应力，降低硬度 消除组织缺陷，降低硬度，细化组织 细化组织，降低硬度 减少变形，细化组织，降低硬度，防止白点产生 获得球状碳化物，降低硬度，提高塑性 消除冷加工硬化 消除内应力 图5-1各类退火工艺的加热温度范围 a-加热温度范围；b-退火工艺曲线 254．什么是氧化和脱碳? 钢的氧化和脱碳的一般原理如下： 炉气中的O2、C02和水与钢中的铁起化学反应，使带钢表面形成一层松脆的氧化皮，其反应如下： 氧化不仅消耗金属，而且使带钢表面硬度不均匀并失去原有精度与表面粗糙度，甚至造成废品，此外还增加消除氧化皮的辅助工序。 炉气中的O2、C02和水除了使钢氧化外，还能和钢中的碳发生化学反应，生成气体，使钢表面碳含量降低，这种现象称为脱碳。其化学反应如下： 钢的加热温度越高、钢中碳含量越高(特别是含有高含量的硅、钼和铅等元素时)，钢便越容易脱碳。由于钢的脱碳速度大于氧化速度，故在钢的氧化层下面，通常总是存在着一层一定厚度的脱碳层。脱碳使带钢表面碳含量下降，从而导致表面硬度和耐磨性下降，疲劳强度下降更甚。 预防氧化和脱碳的方法主要有： (1)炉子采用可控气氛(如氨分解气氛)进行热处理，就可基本上避免钢的氧化和脱碳。 (2)将带钢卷装入箱中，钢卷上覆盖上铁屑和木炭，密封后放在炉内加热。 255．什么是氨分解。氨分解炉的操作要点是什么? 带钢在一般空气中加热，会产生氧化和脱碳，影响带钢的质量，因此，需采用无氧化、无脱碳的加热方法，即光亮退火。带钢光亮退火主要在保护气氛下进行退火。保护气氛采用氨分解气的较多。 氨分解的化学反应式为：2NH3——N2+3H2，用镍做催化剂，分解反应温度830～900℃。 氨分解保护气体的制备比较简单，利用瓶装的无水液态氨做原料。液态氨自瓶中流出，通过蒸发器加热汽化后，通人装有催化剂的反应罐内进行分解。这个反应很容易进行。氨分解后成为含75％H2及25％N2(体积分数)的氮氢混合气体。分解要求不高时可降低反应温度。表5-2中列出了在镍做催化剂的条件下，不同温度时的分解率。 氨分解保护气体的露点可控制在-20℃左右。露点要求再低时，根据无水液态氨的纯度，用活性胶或铝胶进行脱水干燥。氨分解气氛在普通处理温度下对钢及钢中的碳都呈惰性。氨分解的制取流程及成分见表5-3。 表5-2氨的分解率 温度／℃ 分解率／％ 残余NH3的 体积分数／％ 温度／℃ 分解率／％ 残余NH3的 体积分数／％ 200 300 400 500 74.7 97.82 99.52 99.71 25.3 2.18 O.48 O.29 600 700 800 900 99.95 99.98 99.99 99.99 O.05 O.02 O.01 O.01 表5-3氨分解气体的制取流程及成 补P452中见表 氨分解炉操作中应注意以下几点： (1)由液氨瓶把液氨注人蒸发器内，注意观察液面位置高低，使其保持在规定的高度范围内。 (2)氨分解炉炉温应控制在800～850℃，并应随时注意炉温变化情况。经常检查分解炉的流量、压力，以及电器、仪表运转等是否正常，并半小时记录一次。核对使用氨分解气的各个热处理炉流量大小是否正确，应保证气体的正常供应。 (3)液氨输入蒸发器压力应控制在O.2-0.4MPa，分解炉内压力控制在0.05MPa左右。 (4)遇到