【正文】 倉庫鋼材堆放總量為：W=ATη （噸） 式中 A—軋機平均日產(chǎn)量，噸/天； T—生產(chǎn)周期時間，天； η—軋機產(chǎn)量與各精整設(shè)備產(chǎn)量上的不平衡系數(shù)。中間倉庫面積為：F=W/q （m2） 式中 q—平均單位面積堆放量 噸/ m2。一般情況下，中間倉庫鋼材儲量可按軋機3~5天的平均日產(chǎn)量計算，合金鋼可按8~10天計算。成品倉庫面積的計算基本上同原料倉庫的面積計算。此外，成品倉庫中除堆放各類鋼材外，還要考慮為成品進行質(zhì)量檢查、清理、驗收、標(biāo)記和包裝等工序的位置。 各類鋼材在產(chǎn)品庫中堆放高度和單位面積堆放的負荷量如表82所示。成品倉庫面積計算公式： 各類鋼材在產(chǎn)品庫中堆放高度和單位面積堆放的負荷量鋼材種類堆放方法堆放高度/m堆放負荷量，t/m2鋼材種類堆放方法堆放高度/m堆放負荷量，t/m2成品線材堆于墊木上～2～2槽鋼堆于墊木上20mm散裝圓鋼格架中工字鋼堆于墊木上20～50圓鋼格架中厚鋼板堆于墊木上50～100圓鋼格架中薄鋼板堆于墊木上100～200圓鋼格架中鋼管格架中這些面積包括操縱臺、主電室、軋輥堆放場地等等。它們所占面積依具體情況而定。對于五機架連軋來說，各機列間距為4米就合適了。該距離取決于剪機能力和所剪產(chǎn)品尺寸。本車間由原料跨、酸洗連軋機跨、中間庫跨、平整跨、精整跨和成品跨等組成。各個跨距的寬度設(shè)備寬、操作場地寬、安全道等構(gòu)成。本車間各跨距及柱距詳見車間平面圖。專題：冷軋帶鋼退火技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前言冷軋產(chǎn)品是鋼材中的精品, 屬高端產(chǎn)品, 具有加工精細、技術(shù)密集、工藝鏈長、品種繁多、用途廣泛等特點。國際鋼鐵工業(yè)發(fā)展實踐表明, 隨著經(jīng)濟社會發(fā)展, 冷軋產(chǎn)品在鋼材消費總量中的比重在不斷提高, 并發(fā)揮著越來越重要的作用。軋后熱處理是冷軋生產(chǎn)中的重要工序, 冷軋帶鋼多為低碳鋼, 其軋后熱處理通常為再結(jié)晶退火, 冷軋帶鋼通過再結(jié)晶退火達到降低鋼的硬度、消除冷加工硬化、改善鋼的性能、恢復(fù)鋼的塑性變形能力之目的。冷軋帶鋼的再結(jié)晶退火在退火爐中進行, 冷軋帶鋼退火爐分為罩式退火爐和連續(xù)退火爐, 罩式退火爐又分為全氫罩式退火爐與普通罩式退火爐。冷軋帶鋼退火技術(shù)的發(fā)展與罩式退火爐和連續(xù)退火爐的發(fā)展是密不可分的。1 罩式退火罩式退火是冷軋鋼卷傳統(tǒng)的退火工藝。在長時間退火過程中, 鋼的組織進行再結(jié)晶, 消除加工硬化現(xiàn)象, 同時生成具有良好成型性能的顯微組織, 從而獲得優(yōu)良的機械性能。退火時, 每爐一般以4 個左右鋼卷為一垛, 各鋼卷之間放置對流板, 扣上保護罩(即內(nèi)罩), 保護罩內(nèi)通保護氣體, 再扣上加熱罩(即外罩), 將帶鋼加熱到一定溫度保溫后再冷卻。罩式退火爐發(fā)展十分迅速, 20世紀70年代的普通罩式退火爐主要采用高氮低氫的氮氫型保護氣體(氫氣的體積分數(shù)為2%4% , 氮氣的體積分數(shù)為96%98% )和普通爐臺循環(huán)風(fēng)機, 生產(chǎn)效率低,退火質(zhì)量差, 能耗高。 為了彌補普通罩式爐的缺陷,充分發(fā)揮罩式爐組織生產(chǎn)靈活, 適于小批量多品種生產(chǎn), 建造投資靈活, 可分批進行的優(yōu)點, 70年代末奧地利EBNER 公司開發(fā)出H ICON /H2 爐( 強對流全氫退火爐), 80年代初德國LO I公司開發(fā)出HPH爐(高功率全氫退火爐)。由于這兩種全氫爐生產(chǎn)效率比普通罩式爐提高一倍, 產(chǎn)品深沖性良好, 表面光潔, 故在全世界范圍內(nèi)得到迅速推廣和應(yīng)用。全氫爐主要分布在歐洲各國, 90年代全世界此類退火爐已達到了500多座,分布在世界20多個國家和地區(qū)。90年代以后, 我國的罩式退火爐也逐漸采用高氫型保護氣體(氫氣的體積分數(shù)為75%, 氮氣的體積分數(shù)為25% )或全氫型保護氣體(氫氣的體積分數(shù)為100% )和強對流爐臺循環(huán)風(fēng)機, 生產(chǎn)效率有了大幅度提高, 退火質(zhì)量明顯改觀, 能耗大幅下降。隨著對冷軋板性能的日益提高, 普通的氮氫型罩式退火爐正逐漸被淘汰。目前廣泛使用的全氫罩式退火爐具有以下明顯優(yōu)勢: 采用大功率、大風(fēng)量的爐臺循環(huán)風(fēng)機, 加速了氣體循環(huán), 強化了對流傳熱。 采用全氫作為保護氣氛, 充分發(fā)揮了氫氣質(zhì)量輕、滲透能力強、導(dǎo)熱系數(shù)大、還原能力強的優(yōu)勢。采用氣 水冷卻系統(tǒng), 起到了快速冷卻的目的, 提高了生產(chǎn)效率,改善了鋼卷退火質(zhì)量。2 全氫罩式退火爐與普通罩式退火爐的比較2. 1生產(chǎn)效率 全氫罩式退火爐由于氫氣的熱傳導(dǎo)性好, 滲透力強, 其傳熱速度比氮氣快, 強化了對流傳熱, 加熱時內(nèi)罩壁熱量對帶鋼卷以及帶鋼卷層間的傳熱(冷卻時方向相反)速度要比普通罩式退火爐快得多,因此使用全氫并與大葉輪循環(huán)風(fēng)機配合作強對流循環(huán), 可獲得滿意的加熱或冷卻效果, 從而大大縮短了處理帶鋼卷的加熱冷卻時間, 一般全氫罩式退火爐生產(chǎn)效率比普通罩式退火爐高40%60% 。而且在大量生產(chǎn)情況下, 可以做到鋼卷外部無過熱。2. 2產(chǎn)品質(zhì)量 全氫罩式退火爐由于爐溫比較均勻, 加熱時無局部過熱現(xiàn)象, 因此處理后的帶鋼卷機械性能均勻,同時也消除了普通罩式退火爐中所出現(xiàn)的帶鋼粘結(jié)現(xiàn)象。另外, 由于微小氫原子在帶鋼卷圈層中穿透非?？? 在100℃時, 它使帶鋼卷上殘留的潤滑劑還原為碳氫化合物, 從而降低其沸點, 加快了碳氫化合物的蒸發(fā), 不致發(fā)生潤滑劑的分解而殘留在帶鋼卷的表面上。在600℃時, 強烈的還原性氫(在低露點氫氣氛)可以有效地將殘留氧化物還原形成水蒸汽,這種水蒸汽與帶鋼卷上殘留的碳反應(yīng), 形成一氧化碳, 隨氫氣一起排出爐外。因此在全氫罩式退火處理的寬帶鋼卷有較高的表面光潔度。2. 3介質(zhì)能耗 燃料消耗量低。全氫罩式退火爐由于強對流傳熱, 顯著提高傳熱效率, 使燃料消耗減少。電能消耗低。全氫罩式退火爐由于氫比重低,在高溫時, 循環(huán)風(fēng)機功率可大幅度下降, 其節(jié)約的電費就可彌補氫氣費用。保護氣體消耗量低。全氫罩式退火爐采用全金屬封閉爐臺, 在整個過程中, 不需氫氣沖洗絕熱材料釋放的雜質(zhì)。在操作上, 在開始吹掃和加熱升溫初期采用氮氣, 然后隨著溫度的升高轉(zhuǎn)換為氫氣, 流量由小到大, 在進入加熱段的2 /3處, 即關(guān)閉氫氣出口閥, 停止供氫氣, 在冷卻時由于氫氣體積縮小、壓力下降, 此時需補充少量氫氣, 以保持內(nèi)部壓力穩(wěn)定。總的來說, 氫消耗量還是低的。氮氣僅在退火開始及結(jié)束前清掃時使用, 故氮氣用量比傳統(tǒng)罩式爐減少14%左右。3 連續(xù)退火罩式退火爐盡管建設(shè)投資小而靈活, 組織生產(chǎn)方便, 但其退火工藝有不足之處, 尤其普通罩式退火爐更明顯, 存在生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)過程不連續(xù), 產(chǎn)品機械性能不夠均勻和表面質(zhì)量不佳以及勞動定員多、占地面積大等缺點。為了克服以上這些缺點, 日本幾家主要鋼鐵公司致力于連續(xù)退火工藝的開發(fā)研究, 將電解清洗、連續(xù)退火、平整、精整檢查等各主要生產(chǎn)工序聯(lián)成一體, 組成連續(xù)退火生產(chǎn)線, 最終取得了成功。 70年代共建了3條連續(xù)退火線, 都在日本。進入80 年代, 世界各鋼鐵廠相繼建設(shè)連續(xù)退火線,1992年全世界已有49條連續(xù)退火線。由于連續(xù)退火機組具有生產(chǎn)效率高(生產(chǎn)周期由10天左右縮短到1h以內(nèi)) , 產(chǎn)品品種多樣化, 產(chǎn)品質(zhì)量高, 生產(chǎn)成本低等許多罩式退火工藝無法比擬的優(yōu)勢, 連續(xù)退火技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前, 日本用連續(xù)退火工藝生產(chǎn)的冷軋板己占總量的80% 左右。近年來,連續(xù)退火線在國內(nèi)大型鋼廠(寶鋼、鞍鋼、武鋼等)迅速崛起, 從而帶動冷軋生產(chǎn)向?qū)I(yè)化、高速化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。連續(xù)退火機組有四種類型: NSC CAPL(日本新日鐵)、KM CAL (日本川崎制鐵)、NKK CAL(日本鋼管)、CRM HOWAQ (比利時)。由于CRM HOWAQ 類型一次冷卻采用熱水, 世界上發(fā)展較慢, 所以主要是前三種類型。前三種連續(xù)退火機組的退火技術(shù)有其共同點, 主要是通過控制一次冷卻速度、一次冷卻終了溫度和過時效溫度, 使鋼中固溶碳充分析出。然而這三種連續(xù)退火機組在一次冷卻技術(shù)、張力控制和板溫控制方面各有其不同的特點。一次冷卻技術(shù)是連續(xù)退火技術(shù)的核心,它直接影響連續(xù)退火機組對產(chǎn)品品種的適應(yīng)能力和改善產(chǎn)品機械性能。目前, 一次冷卻技術(shù)主要有: 噴氣冷卻( GJC)、高速噴氣冷卻( HGJC )、輥冷( RC )、氣一水雙相冷卻( ACC )、冷水淬(WQ )、熱水冷卻( HOWAC)、噴氣和輥冷復(fù)合冷卻( RGCC)等。連續(xù)退火技術(shù)在過時效工藝方面, 大多數(shù)采用400℃恒溫時效法, 也有采用斜坡時效, 即逐步降溫時效, 以加快C 的析出速度, 還有采用先等溫再斜坡時效。由于NSC CAPL技術(shù)開發(fā)最早, 產(chǎn)品質(zhì)量好, 操作經(jīng)驗豐富, 世界上投產(chǎn)的該型連續(xù)退火線最多。連續(xù)退火技術(shù)在不斷發(fā)展和完善, 一方面向著專用化方向發(fā)展(如鍍錫原板專用線), 以提高生產(chǎn)力、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約投資、便于生產(chǎn)管理和操作。另一方面則向多功能方向發(fā)展, 以提高機組的適應(yīng)能力, 擴大產(chǎn)品品種范圍, 滿足用戶多種需要。在品種方面的發(fā)展趨勢: 首先是超深沖軟質(zhì)鋼板的生產(chǎn),其次是高強深沖板的生產(chǎn), 再次是超高強鋼的生產(chǎn)。4 全氫罩式退火爐和連續(xù)退火爐的比較4. 1生產(chǎn)工藝 全氫罩式退火爐是冷軋鋼卷以帶有少量殘余乳化液的狀態(tài), 未作脫脂便送入罩式退火爐進行退火處理, 在氫氣氣氛中冷卻, 然后通過平整機中間庫直接送往平整機, 再檢查等, 設(shè)備布置空間大, 生產(chǎn)周期長, 但產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量變化靈活性強。連續(xù)退火線上冷軋帶卷在進口段進行脫脂, 在連續(xù)退火的第一段進行退火, 隨后采用氣體或水等進行冷卻, 在退火第二段進行時效處理, 然后進行在線平整, 檢查等, 設(shè)備布置緊湊, 占地面積小, 生產(chǎn)周期短, 但產(chǎn)品規(guī)格范圍覆蓋面不宜太寬, 產(chǎn)量不宜太低。4. 2總成本所謂總成本包含工藝設(shè)備新建的投資費用再加上生產(chǎn)運行費用。對于全氫罩式退火工藝途徑來說, 其投資、消耗與維修費用與連續(xù)退火線相比都要低, 只有人員較多和材料損失比較高。此外, 對于連續(xù)退火線而言, 還應(yīng)累加冶煉深沖鋼種所需的附加費用(用于真空脫氣、微合金化等)以及較昂貴的酸洗費用(用于清除熱軋卷取溫度較高而形成的紅色氧化鐵皮)。所以, 從有關(guān)的資料評價估計全氫罩式退火爐的總成本比連續(xù)退火機組低。4. 3品種性能品種方面, 全氫罩式退火通常生產(chǎn)的品種有CQ、DQ和DDQ, 生產(chǎn)EDDQ、S EDDQ、HSLA 等品種難度很大, 適合小批量、多品種生產(chǎn)。連續(xù)退火品種有CQ、DQ、DDQ、EDDQ、S EDDQ、HSLA、HSS等, 生產(chǎn)厚規(guī)格(大于2. 5mm )產(chǎn)品有困難, 規(guī)格范圍太寬將增加控制難度, 適合大批量、少品種生產(chǎn)。 表面潔凈度方面, 全氫罩式退火通過建立正確退火制度, 加上在熱軋、冷軋的預(yù)防措施(嚴格控制板形、新型軋制技術(shù)、一定程度的均勻粗糙度、精確的卷取張力等) , 減少粘結(jié)、折邊、碳黑等缺陷。而連續(xù)退火后的鋼板表面十分光潔, 不會出現(xiàn)粘結(jié)、折邊、碳黑等缺陷, 適合生產(chǎn)表面質(zhì)量要求高的鋼板。深沖性方面, 對于鋁鎮(zhèn)靜鋼而言, 一般用全氫罩式退火比用連續(xù)退火質(zhì)量要優(yōu), 其機械性能均勻, 塑性應(yīng)變比r值、加工硬化指數(shù)n 值一般都能高于連續(xù)退火的產(chǎn)品。近年發(fā)展起來的微合金化超深沖( IF)鋼, 又稱無間隙原子鋼, 該鋼具有極優(yōu)良的成形性, 即高r值( r 2. 0)、高n值( n 0. 25)、高伸長率( 50% )和非時效性( A I= 0)。用連續(xù)退火生產(chǎn)出的IF鋼的深沖性要優(yōu)于用全氫罩式退火生產(chǎn)出的鋁鎮(zhèn)靜鋼的深沖性。無論用全氫罩式退火還是用連續(xù)退火均可生產(chǎn)微合金化超深沖( IF)鋼, 但用全氫罩式退火生產(chǎn)( IF) 鋼效率較低。連續(xù)退火工藝是以嚴格控制鋼的成份為基礎(chǔ)的, 煉鋼工序中需低碳、低錳, 磷、硫等雜質(zhì)含量要低, 而這些控制技術(shù)難度高, 工藝操作復(fù)雜。國外(日本等) IF鋼的退火主要采用連續(xù)退火工藝, 國內(nèi)IF鋼的退火則主要采用全氫罩式退火工藝。用全氫罩式退火生產(chǎn)一般冷軋板熱軋中低溫卷取即可, 用連續(xù)退火生產(chǎn)一般冷軋板熱軋中需高溫卷取。用連續(xù)退火生產(chǎn)IF鋼時可省去過時效處理, 熱軋又可采用低溫加熱及低溫卷取, 比用全氫罩式退火生產(chǎn)IF鋼優(yōu)勢大。對于汽車上的難沖件, 用IF鋼生產(chǎn)比用鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)成品率高。 強度方面, 高強度板按強化機理主要有: 固溶強化型加磷鋼板、彌散強化型高強度低合金鋼板、相變強化型雙相鋼板和馬氏體鋼板、烘烤硬化型的BH鋼板等等。全氫罩式退火一般生產(chǎn)軟質(zhì)鋼板, 生產(chǎn)的低合金結(jié)構(gòu)高強鋼(HSLA)強度級別和深沖等級均受到限制, 不適宜作高強度原板。連續(xù)退火既能生產(chǎn)多種深沖等級(如CQ、DQ、DDQ 等)深沖鋼板,又能生產(chǎn)強度和深沖均好的深沖高強鋼板( 其中CQ HSS強度級別為340MPa和590MPa, DQ HSS強度級別為340MPa和440MPa, DDQ HSS強度級別為340MPa 和440MPa, BH HSS 強度級別為340MPa, DP HSS 強度級別為340MPa、440MPa、590M pa、780MPa, TR IP HSS 強度級別為590MPa和780MPa等等)。溫度均勻性方面, 全氫罩式退火以緊卷狀態(tài)進行處理, 熱工性能差, 在加熱和冷卻過程中, 其兩端、內(nèi)外層和中心的溫度存在一定程度的不均勻性。連續(xù)退火以帶鋼狀態(tài)進行連續(xù)處理, 傳熱條件好, 帶鋼溫度均勻, 同時還可通過爐內(nèi)張力及糾偏裝置控制和改善帶鋼平直度, 板形優(yōu)良。4. 4靈活性全氫罩式退火爐體積小, 分批處理, 自成系統(tǒng),爐臺數(shù)量可隨品種和產(chǎn)量變化隨時增減, 十分靈活。連續(xù)退火爐穿帶一次要用上千米鋼帶, 改換品種要一定的調(diào)整時間和一定量的過度鋼帶, 適合大批量生產(chǎn), 小批量生產(chǎn)不合算。4. 5生產(chǎn)效率全氫罩式退火屬間歇式生產(chǎn), 為了充分保證帶鋼性能均勻, 生產(chǎn)周期比較長(退火周期一般4060h)