生产退火钢的设备和生产所述退火钢的工艺制造技术

本发明专利技术涉及用于生产退火钢的设备以及由此生产出的退火钢。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产退火钢的设备和生产所述退火钢的工艺
本专利技术涉及生产退火钢的设备和生产这种退火钢的工艺。
技术介绍
目前绝大多数钢厂的生产工艺都专注于高产量。高产量有助于保持低的成本价格，这对于商业产品例如钢而言非常重要。但是，专注于低成本这存在着重大的缺点。高容量生产线工艺不灵活并且不适于采用与这些商业产品不同的工艺条件来生产高附加值小众产品。对高产量的要求可能在退火循环上施加了严格的边界条件。因此，新的高强度钢(HSS)产品需要采用严格的限制条件来设计，从而总要有折衷。难以在这些生产线上实现小批量生产，并且为了制造许多不同的产品而不得不只能通过调整化学工艺来实现。这导致为了目前生产以及正在开发的不同的高强度钢而要使用大量各种化学工艺。虽然合金设计是产品开发者可用的最强大工具，但是由订货规范和内部可制造性要求所施加的限制条件(例如可焊接性、可镀锌性、表面状况、轧机负载等)对单独通过合金化来进一步改善现有产品设置了严重的阻碍。另外，当与在传统高容量生产线上可实现的退火进度中的相对严格变化一起时，对化学工艺的这些相同限制条件还会为下一代极高强度、高韧性钢的最有希望的冶金战略的商业化带来艰难阻碍。简言之，当前的高强度钢发展正到达合金添加的容许限值，并且在不借助在当前生产实践和能力的背景环境下不可接受地高的合金含量的情况会不能实现下一代更高级的高强度钢。当前HSS钢种往往在具有每年几十万吨产量的传统热浸镀(HDG)生产线上生产。高级HSS (AHSS)带以这样相对较低的量(大约每年达几万吨)生产，使得为了充分利用这些生产线的产量而必须适应包括AHSS和普通HSS/低碳钢的产品组合。AHSS为多相钢，它含有其数量足以产生出独特机械性能的多个相——例如马氏体、贝氏体和残留奥氏体。与传统高强度钢相比，AHSS表现出更高的强度值或者高强度与良好成型性的优异组合(Bleck&Phiu-on, HSLA Steels2005, Sanya (China))。这不可避免地要求那些专用于 HSS 生产的生产线的经设计退火产量是在针对生产出高度变化产品组合的宽范围要求上的折衷。为了用次优且不灵活的工艺来交付订货规格，设计者被迫在化学工艺方面作更多努力。从冶金角度来看，传统HDG生产线对于生产真正优化的AHSS基体存在有几个关键的技术障碍，这些技术障碍对于高产量生产线属性以及热浸镀生产工艺本身来说都是固有的:I)低冷却能力/滞留冷却:当前生产线采用了相对较慢的冷却，并且该冷却在所有情况下都在过老化/锌浴温度滞留。2)固定的过老化持续时间:当前生产线全部存在具有延长的过老化或锌浴暂停形式的冷却滞留。3)固定的过老化温度:在传统生产线中，过老化温度实际上由锌浴温度施加。4)受限的顶部温度:在传统生产线中，最大顶部温度会受到安装和/或生产线速度要求的限制。通常，大量相对简单的产品对于金属工业中的大规模生产设施的经济操作而言是关键的。EP0688884-A1披露了这种用于对金属带材进行退火和热浸镀的大规模生产设施，该生产设施结合有感应炉，该感应炉能够利用包括感应加热至峰值温度的加热区域、均热区域(z2)以及它门之间的冷却区域(Zl)而使得在热循环开始时产生初始温度峰值以加速再结晶化。随着对低量生产小众产品的需求日益增长，需要能够经济地生产这些小批量产品的更加灵活的生产线。当前还不能获得这种灵活的生产线。专利技术概述本专利技术的目的在于提供用于生产退火钢的设备，该设备能够以更简单的化学工艺生产高强度钢。本专利技术的目的还在于提供用于生产退火钢的设备，它允许以相对较低的成本进行小批量生产。本专利技术的目的还在于提供用于采用所述设备生产退火钢的工艺。本专利技术的目的还在于提供在主退火循环之后的工艺，该工艺提供施用额外局部热处理的选择。通过用于生产退火钢的设备来实现以上目的中的一个或更多个，该设备包括:a.用于将钢带材料开卷的开卷器；b.加热区域，包括:1.加热步骤，其包括第一加热单元和第二加热单元，所述第一加热单元包括辐射管燃烧器或感应炉，用于将钢带加热到400°C至600°C之间的温度，所述第二加热单元包括一个或更多个横向感应炉，用于将钢带进一步加热到500°C至大约1000°C之间的退火温度；i1.均热步骤，用于将钢带均热至多120秒；ii1.冷却步骤，其包括缓速冷却区域、快速冷却区域和第三冷却区域，其中，所述缓速冷却区域用于将所述钢带从所述退火温度冷却至快速冷却开始温度，并且其中，所述快速冷却区域用于将所述钢带从所述快速冷却开始温度快速冷却至大约300°C的冷却停止温度，并且其中，所述第三冷却区域用于将所述钢带从所述第二冷却停止温度冷却至在室温与100°c之间的温度；c.可选的再加热区域；d.可选的特制退火区域，用于对所述钢带的纵向方向上的一个或更多个区域进行局部热处理；e.最终冷却区域；f.可选的涂覆区域；g.用于卷绕经退火的带材的卷绕器。从属权利要求中给出了优选的实施方案。根据本专利技术的设备能够开发和生产(相对地)产量低、价值高的产品，而不是价值低、产量高的产品。高度灵活的连续退火和镀锌生产线是非常有用的，因为它能够用更简单的化学工艺生产AHSS和UHSS钢，并且有机会以相对低的(运行)成本进行小批量生产。根据本专利技术的设备能够通 过灵活的热处理并因此造成钢带长度上的不同属性来生产AHSS和UHSS 钢。传统生产线对于连续处理钢带的限制在于，在钢带的整个宽度上统一地进行加热和冷却。这样做的一个原因是实现统一的机械性能。然而通常会出现的情况是，因其制造(诸如例如可弯曲性之类的可成形性)或因其应用(例如用于能量吸收的高强度)而需要在产品不同部位处实现不同的机械性能。通过在主退火循环之后进行不同的热处理循环或后热处理可以实现不同的机械性能。因此还优选的是，不仅要结合对生产线温度/时间分布的灵活性，而且还要允许可选地利用与钢带纵向方向平行的多个热处理区域来实现对热处理钢带的空间灵活性。在热处理方面的差异可以为在包括深度淬火的主退火循环之后的过老化或回火温度差异。根据本专利技术的设备能够通过热处理的空间灵活性并因此造成钢带宽度上的不同性能来生产AHSS和UHSS钢。特制退火区域中的随后局部热处理生产出特制退火钢带(TAS)。 根据本专利技术的设备提供了以下新处理能力:I).高顶部温度以能够实现完全奥氏体化；2).迅速淬火至包括低温(Ms以下)在内的温度范围；3).再加热至过老化恒温线；4).控制过老化温度和持续时间；5).利用特制退火区域的额外后热处理或者具有不同温度-时间循环的与钢带长度平行的热处理区域的选择。具体地说，在许多情况下UHSS基体要求完全奥氏体化(高顶部温度)，然后迅速冷却至低淬火温度，再经常在大致高于淬火温度的温度下保持恒温。对于DP钢或其它这种局部马氏体钢种而言需要的是快速淬火能力，以便形成马氏体。这降低或消除了对添加合金化元素以抑制不期望的相变并确保足够的淬硬性的需要。而且，添加可淬硬性元素例如C、Mn、Cr和Mo在成本以及应用性能尤其是可焊接性方面影响显著。在HSS家族内，过老化要求变化广泛。对于双相钢而言，期望的是将锌浴暂停/过老化的持续时间最小化。相反，对于TRIP或TRIP辅助钢而言，须要进行受控的过老化以确保所期望的奥氏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产退火钢的设备，包括：a.用于将钢带材料开卷的开卷器；b.加热区域，包括：i.加热步骤，该加热步骤包括：第一加热单元，该第一加热单元包括辐射管燃烧器或感应炉，用于将钢带加热至400℃至600℃之间的温度；和第二加热单元，所述第二加热单元包括一个或更多个横向感应炉，用于将钢带进一步加热至500℃至大约1000℃之间的退火温度；ii.均热步骤，用于将钢带均热最多为120秒的时间段；iii.冷却步骤，该冷却步骤包括缓速冷却区域、快速冷却区域和第三冷却区域，其中，所述缓速冷却区域用于将钢带从所述退火温度冷却至快速冷却开始温度，并且其中，所述快速冷却区域用于将钢带从所述快速冷却开始温度快速冷却至大约300℃的冷却停止温度，并且其中，所述第三冷却区域用于将钢带从所述第二冷却停止温度冷却至在室温与100℃之间的温度；c.可选的再加热区域；d.可选的特制退火区域，用于对在钢带的纵向方向上的一个或更多个区域面积进行局部热处理；e.最终冷却区域；f.可选的涂覆区域；g.用于卷绕经退火的钢带材料的卷绕器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.15 EP 11174195.51.一种用于生产退火钢的设备，包括: a.用于将钢带材料开卷的开卷器； b.加热区域，包括: 1.加热步骤，该加热步骤包括:第一加热单元，该第一加热单元包括辐射管燃烧器或感应炉，用于将钢带加热至400°C至600°C之间的温度；和第二加热单元，所述第二加热单元包括一个或更多个横向感应炉，用于将钢带进一步加热至500°C至大约1000°C之间的退火温度； ?.均热步骤，用于将钢带均热最多为120秒的时间段； ii1.冷却步骤，该冷却步骤包括缓速冷却区域、快速冷却区域和第三冷却区域，其中，所述缓速冷却区域用于将钢带从所述退火温度冷却至快速冷却开始温度，并且其中，所述快速冷却区域用于将钢带从所述快速冷却开始温度快速冷却至大约300°C的冷却停止温度，并且其中，所述第三冷却区域用于将钢带从所述第二冷却停止温度冷却至在室温与100 °C之间的温度； c.可选的再加热区域； d.可选的特制退火区域 ，用于对在钢带的纵向方向上的一个或更多个区域面积进行局部热处理； e.最终冷却区域； f.可选的涂覆区域； g.用于卷绕经退火的钢带材料的卷绕器。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述涂覆区域包括: a.可选的酸洗和/或活化步骤； b.可选的第一清洁步骤； c.电解涂覆步骤； d.可选的第二清洁步骤； e.可选的干燥步骤。3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述加热区域所包括的第一加热单元的辐射管燃烧器用于将钢带加热至大约500°C的温度。4.如权利要求3所述的设备，其中，所述第二加热单元包括用于将钢带进一步加热至大约800°C的温度的第一横向感应炉和用于将钢带进一步加热至大约1000°C的退火温度的第二横向感应炉。5.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·贝尔库特，D·N·汉隆，S·西洛特拖，G·J·保卢森，J·P·J·韦博纳，
申请(专利权)人：塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司，塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：
国别省市：