一种罩式退火炉保护气氛的控制方法
阅读说明：本技术 一种罩式退火炉保护气氛的控制方法 (Control method of protective atmosphere of bell-type annealing furnace ) 是由 齐建群 孟凡月 王浩宇 刘春波 张选峰 张茜 于 2021-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种罩式退火炉保护气氛的控制方法,属于冶金行业罩式退火工艺技术领域。技术方案是：按照以下步骤进行操作：(1)内罩冷密封测试；(2)安全吹扫：退火加热开始前,采用N-2对内罩内的空气进行吹扫；(3)安全吹扫结束后,扣上加热罩,按照设定的退火工艺进行加热,在加热过程中,用H-2进行吹扫,将炉内N-2全部赶走,达到全氢退火目的；(4)在加热结束前,进行内罩热密封测试,确保内罩热密封测试试验合格；(5)当炉台温度冷到出炉温度时,采用保护气体N-2对炉内H-2进行吹扫置换。本发明的有益效果是：能够抑制钢中Mn、Si元素在弱氧气氛下在表面富集并形成颗粒状聚集物覆盖在带钢表面,从而达到消除钢卷边部色差缺陷的目的。(The invention relates to a control method of a cover type annealing furnace protective atmosphere, belonging to the technical field of cover type annealing processes in the metallurgical industry. The technical scheme is as follows: the method comprises the following steps: (1) testing the cold seal of the inner cover; (2) and (4) safe purging: before the annealing heating is started, N is adopted 2 Blowing air in the inner cover; (3) after the safe purging is finished, a heating cover is buckled, heating is carried out according to a set annealing process, and H is used in the heating process 2 Purging to remove N in the furnace 2 The whole is removed, so that the aim of full hydrogen annealing is fulfilled; (4) before heating is finished, carrying out heat sealing test on the inner cover to ensure that the heat sealing test of the inner cover is qualified; (5) when the temperature of the furnace platform is cooled to the tapping temperature, the furnace is adoptedWith protective gas N 2 To furnace H 2 And (5) carrying out purging replacement. The invention has the beneficial effects that: the method can inhibit Mn and Si elements in the steel from enriching on the surface under the weak oxygen atmosphere and forming granular aggregates to cover the surface of the strip steel, thereby achieving the purpose of eliminating the edge color difference defect of the steel coil.)
技术领域
本发明涉及一种罩式退火炉保护气氛的控制方法，属于冶金行业罩式退火工艺
技术领域
。背景技术
罩式退火一般是指以堆垛形式在罩式炉内进行的冷轧板带退火。目前，多采用全氢罩式退火，冷轧钢卷以带有少量残余乳化液的状态，未作脱脂便送入罩式退火炉进行退火处理，在氢气气氛中冷却，其生产周期长，但产品规格和产量变化灵活性强。
由于罩式退火生产周期长，钢卷长期在高温状态下，钢中的Mn、Si元素在弱氧气氛下极易在表面富集，并形成颗粒状聚集物覆盖在带钢表面而形成色差缺陷，影响用户的使用。而由于钢卷在罩式退火时中部仍处于打包状态，其端面较易与弱氧气氛接触，从而使色差缺陷大多集中在钢卷的边部。因此，要消除这种边部色差缺陷，退火气氛的控制尤为关键。
目前，专利CN101760606B公布了不锈钢罩式退火炉保护气氛的控制方法，其主要是针对降低退火循环中氢气耗用量，没有对保护气体的氧含量等指标进行明确要求；专利CN108913852B公布了一种基于罩式退火工艺生产镀锡板基板的方法，但没有对保护气氛进行明确的要求；专利CN102994708A公布了一种罩式炉退火工艺方法，但未对保护气氛关键指标、吹扫压力等工艺进行明确要求；专利CN110055381A公布了一种轻量工模具钢的氮气保护退火工艺，其只是对氮气保护下的钢种进行了规定。
本发明方法针对全氢罩式退火工艺下，钢卷生产中由于气氛控制不当而产生的边部色差缺陷进行气氛控制优化，达到消除此类缺陷的目的，目前尚无明确的气氛控制解决手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种罩式退火炉保护气氛的控制方法，能够抑制钢中Mn、Si元素在弱氧气氛下在表面富集并形成颗粒状聚集物覆盖在带钢表面，从而达到消除钢卷边部色差缺陷的目的，解决背景技术中存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种罩式退火炉保护气氛的控制方法，按照以下步骤进行操作：
（1）内罩冷密封测试：确保内罩冷密封测试试验合格；
（2）安全吹扫：退火加热开始前，采用保护气体N2对内罩内的空气进行吹扫，使罩式退火炉内罩内气氛的残氧浓度≤1%；
（3）安全吹扫结束后，扣上加热罩，按照设定的退火工艺进行加热，在加热过程中，用H2进行吹扫，将炉内N2全部赶走，达到全氢退火目的；
（4）在加热结束前，进行内罩热密封测试，确保内罩热密封测试试验合格；
（5）当炉台温度冷到出炉温度时，采用保护气体N2对炉内H2进行吹扫置换。
所述氢气的含氧量≤5ppm，露点≤-50℃，纯度≥99.999%；氮气的含氧量≤5ppm，露点≤-40℃，纯度≥99.999%。
所述步骤（2）安全吹扫：氮气的吹扫压力3~7bar，流量120Nm3/h。
所述步骤（3）氢气的吹扫压力2~4bar，流量30~40 Nm3/h，吹扫时间≥8h。
所述步骤（3）按照设定的退火工艺进行加热，在加热过程中，维持罩式退火炉内罩内压力在4~6KPa。
所述步骤（5）氮气的吹扫量为80~120m3，流量120Nm3/h。
本发明的有益效果是：能够抑制钢中Mn、Si元素在弱氧气氛下在表面富集并形成颗粒状聚集物覆盖在带钢表面，从而达到消除钢卷边部色差缺陷的目的。
附图说明
图1为本发明实施前边部色差扫描电镜下微观形貌图；
图2为本发明实施后钢带边部无色差扫描电镜下微观形貌图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
一种罩式退火炉保护气氛的控制方法，按照以下步骤进行操作：
（1）内罩冷密封测试：确保内罩冷密封测试试验合格；
（2）安全吹扫：退火加热开始前，采用保护气体N2对内罩内的空气进行吹扫，使罩式退火炉内罩内气氛的残氧浓度≤1%；
（3）安全吹扫结束后，扣上加热罩，按照设定的退火工艺进行加热，在加热过程中，用H2进行吹扫，将炉内N2全部赶走，达到全氢退火目的；
（4）在加热结束前，进行内罩热密封测试，确保内罩热密封测试试验合格；
（5）当炉台温度冷到出炉温度时，采用保护气体N2对炉内H2进行吹扫置换。
所述氢气的含氧量≤5ppm，露点≤-50℃，纯度≥99.999%；氮气的含氧量≤5ppm，露点≤-40℃，纯度≥99.999%。
所述步骤（2）安全吹扫：氮气的吹扫压力3~7bar，流量120Nm3/h。
所述步骤（3）氢气的吹扫压力2~4bar，流量30~40 Nm3/h，吹扫时间≥8h。
所述步骤（3）按照设定的退火工艺进行加热，在加热过程中，维持罩式退火炉内罩内压力在4~6KPa。
所述步骤（5）氮气的吹扫量为80~120m3，流量120Nm3/h。
实施例1：
采用罩式炉退火生产DC04产品，产品厚度1.0mm。其中，氢气的含氧量为5ppm，露点-50℃，纯度99.999%；氮气的含氧量4.5ppm，露点-45℃，纯度99.999%。
控制方法具体如下：
1）内罩冷密封测试检查：在内罩压力为5KPa、时间15min内，压力下降为950Pa，则冷密封测试试验合格；
2）安全吹扫：退火加热开始前，采用保护气体N2对炉台上内罩内的空气进行吹扫，氮气流量 120Nm3/h，氮气吹扫量81m3，吹扫压力3bar，炉内气氛的残氧浓度1%；
3）安全吹扫结束后，扣上加热罩，启动退火程序按既定退火工艺进行加热，在加热过程中，用H2进行吹扫，将炉内N2全部赶走，达到全氢退火目的。在0~8h内，H2吹扫压力2bar、流量40 Nm3/h；加热过程中始终维持炉压在4~6KPa；
4）在加热结束前，进行热密封测试：在压力为5KPa、时间15分钟内，压力下降为900Pa，则热密封测试试验合格；
5）当炉台温度冷到出炉温度时，采用保护气体N2对炉内H2进行吹扫置换。吹扫要求：流量 120Nm3/h，氮气吹扫量80m3。
实施效果：带钢边部无色差。在扫描电镜下边部微观形貌如图2所示，本发明未实施之前，出现的色差缺陷在扫描电镜下边部微观形貌如图1所示,进行对比发现，色差缺陷形貌存在很多白色亮点，能谱分析亮点处Mn元素含量较高。
实施例2：
采用罩式炉退火生产HC340LA产品，产品厚度1.2mm。其中，氢气的含氧量4ppm，露点-60℃，纯度99.9997%；氮气的含氧量5ppm，露点-40℃，纯度99.9996%。
控制方法具体如下：
1）内罩冷密封测试检查：在内罩压力为5KPa、时间15min内，压力下降为800Pa,冷密封测试试验合格；
2）安全吹扫：退火加热开始前，采用保护气体N2对炉台上内罩内的空气进行吹扫，氮气流量 120Nm3/h，氮气吹扫量81m3，吹扫压力7bar，炉内气氛的残氧浓度0.5%；
3）安全吹扫结束后，扣上加热罩，启动退火程序按既定退火工艺进行加热，在加热过程中，用H2进行吹扫，将炉内N2全部赶走，达到全氢退火目的。在0~12h内，H2吹扫压力4bar、流量30 Nm3/h；加热过程中始终维持炉压在4~6KPa；
4）在加热结束前，进行热密封测试试验：在压力为5KPa、时间15分钟内，压力下降为720Pa，则热密封测试试验合格；
5）当炉台温度冷到出炉温度时，采用保护气体N2对炉内H2进行吹扫置换。吹扫要求：流量 120Nm3/h，氮气吹扫量120m3。
实施效果：带钢边部无色差。
实施例3：
采用罩式炉退火生产DC01产品，产品厚度0.8mm。其中，氢气的含氧量3ppm，露点-55℃，纯度99.999%；氮气的含氧量4ppm，露点-48℃，纯度99.9992%。
控制方法具体如下：
1）内罩冷密封测试检查：在内罩压力为5KPa、时间15min内，压力下降为400Pa,冷密封测试试验合格；
2）安全吹扫：退火加热开始前，采用保护气体N2对炉台上内罩内的空气进行吹扫。氮气流量 120Nm3/h，氮气吹扫量81m3，吹扫压力5bar，炉内气氛的残氧浓度0.3%；
3）安全吹扫结束后，扣上加热罩，启动退火程序按既定退火工艺进行加热，在加热过程中，用H2进行吹扫，将炉内N2全部赶走，达到全氢退火目的。在0~10h内，H2吹扫压力4.5bar、流量35 Nm3/h；加热过程中始终维持炉压在4~6KPa；
4）在加热结束前，进行热密封测试试验：在压力为5KPa、时间15分钟内，压力下降为220Pa，则热密封测试试验合格；
5）当炉台温度冷到出炉温度时，采用保护气体N2对炉内H2进行吹扫置换。吹扫要求：流量 120Nm3/h，氮气吹扫量100m3。
实施效果：带钢边部无色差。
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