[发明专利]生产退火钢的设备和生产所述退火钢的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生产退火钢的设备和生产这种退火钢的工艺。

背景技术

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：

1)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(Z1)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。

发明概述

本发明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。

本发明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。

本发明的目的还在于提供用于采用所述设备生产退火钢的工艺。

本发明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：

i.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℃至600℃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℃至大约1000℃之间的退火温度；

ii.均热步骤，用于将钢带均热至多120秒；