冷軋帶鋼經(jīng)過罩式爐退火后表面經(jīng)常出現(xiàn)色差缺陷,表面缺陷的產(chǎn)生不僅影響產(chǎn)品的成材率,同時也增加了經(jīng)濟損失。帶鋼的表面質(zhì)量是衡量冷軋帶鋼質(zhì)量的重要指標。本文以冷軋帶鋼罩退色差為研究對象,采用理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,分析罩退色差的影響因素。分析帶鋼表面粗糙度、軋機乳化液、鋼卷出爐溫度等與罩退色差相關性。采用XPS、SEM、SPM、VHX-5000等檢測設備測試了淡黃色色差表面成分、形貌和粗糙度;采用現(xiàn)場插片試驗對罩式爐退火過程中鋼卷溫度受熱過程進行監(jiān)測;并采用ANSYS有限元軟件對全氫罩式爐退火過程鋼卷內(nèi)溫度場、氫氣流場進行數(shù)值模擬分析。主要研究成果如下:（1）冷軋帶鋼罩退色差表層含有一層鐵氧化膜和一層碳膜,鐵氧化膜厚度10-20 nm。無色差處表層含有一層鐵氧化膜,其厚度5-10 nm。（2）罩退色差部位表面粗糙度平均值為1.06μm,無色差處帶鋼表面粗糙度平均值0.95μm。帶鋼邊部二肋處表面粗糙度大,易附著乳化液等殘留物,退火后殘留物中裂解出的氧與帶鋼發(fā)生氧化反應產(chǎn)生色差。（3）涂覆乳化液冷軋帶鋼試樣退火后表面呈現(xiàn)黃色、藍色、紫色等。對于2#乳化液產(chǎn)生色差較明顯的... 

【文章來源】：遼寧科技大學遼寧省

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【學位級別】：碩士

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冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝流程

遼寧科技大學碩士學位論文3氮氣吹掃，吹掃完后扣上加熱外罩，然后用氫氣完全替換內(nèi)罩里的氮氣，替換完畢后進行加熱階段，加熱到預定的溫度后進行保溫階段，保溫完畢進行冷卻，冷卻完畢后，用氮氣再置換氫氣，置換氣體完畢取下加熱內(nèi)罩和加熱罩。罩式退火技術(shù)的冷卻過程可采用空冷和快冷等方式將鋼卷冷卻至室溫[10]。罩式退火流程圖如圖1.2所示。圖1.2罩式退火流程圖Fig.1.2Flowchartofhoodannealing經(jīng)冷軋后,帶鋼表面殘留物含量較多，退火能有效減少表面殘留物，增加表面的清潔程度。退火能直接影響到冷軋帶鋼的力學性能與表面質(zhì)量。鋼的種類和用途的不同，對鋼的性能也有很高的要求。因此退火熱處理工藝的制定變得至關重要。對罩式退火爐的工藝與設備有如下基本要求[11-12]：（1）退火加熱過程中，保證鋼卷快速、均勻受熱；（2）保溫時間的長短影響鋼卷內(nèi)外溫；（3）冷卻過程中工藝要求的額定溫度時間不應太長；（4）退火完成的鋼卷，表面應達到光亮、無色差等條件；（5）盡可能達到低能耗、高生產(chǎn)效率；（6）退火爐的使用操作要簡便，運行可行性高；（7）定期對設備進行全面檢測，便于后期檢測、維修。LixinTang等[13]通過啟發(fā)式算法，對罩式爐車間加熱罩、內(nèi)罩、冷卻罩吊裝效率最大化問題進行了研究。國內(nèi)外學者對罩式退火爐的退火過程進行研究。S.S.Sahay[14]基于傳熱基本原理、微觀結(jié)構(gòu)演化動力學和微觀結(jié)構(gòu)-性能相關性，開發(fā)了一個綜合模型來預測溫度、微觀結(jié)構(gòu)和力學性能的模型。H.Nakashima[15]通過改變退火均熱溫度和氣體組成，研究了退火條件對表面特性的影響。J.T.Park[16]發(fā)現(xiàn)加熱速率、退火溫度和時間、冷卻速率是影響退火織構(gòu)形成的主要因素。江波[17]等人分析發(fā)現(xiàn)退火過程中徑向應力產(chǎn)生的區(qū)域與實際相同，鋼卷的內(nèi)外?

2.實驗材料與研究方法82.實驗材料與研究方法2.1實驗材料實驗用冷軋帶鋼取自某冷軋廠，材質(zhì)：St12。軋機乳化液實驗時試樣尺寸長寬厚為50mm×30mm×2mm，如圖2.1所示。St12的化學成分如表2.1所示。實驗中對表面進行打磨預處理，打磨后使用酒精對表面進行清潔，酒精的化學成分如表2.2所示。圖2.1冷軋鋼板試樣:：(a)長度；(b)寬度Fig.2.1Sampleofcold-rolledsteelplate：(a)Length;(b)Width表2.1冷軋鋼板St12化學成分Tab.2.1ChemicalcompositionofcoldrolledsteelplateSt12名稱CSiMnPS含量，%≤0.10≤0.05≤0.50≤0.030≤0.035表2.2實驗藥品化學成分Tab.2.2Chemicalcompositionofexperimentaldrugs名稱化學式品級產(chǎn)地無水乙醇CH3CH2OH分析純（AR）遼寧泉瑞試劑有限公司2.2實驗研究方法2.2.1表面元素檢測方法XPS是對于材料特性表征技術(shù)檢測是很有效的測試方法。本實驗使用ESCALAB250X射線光電子能譜儀對色差部位和無色差部位的表面元素進行檢測，對比色差試樣和正常試樣的表面顏色異同。(a)(b)

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]冷軋帶鋼消除殘留乳化液的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 代麗莉,劉巖.  冶金設備. 2017(S1)
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博士論文
[1]全氫爐退火過程在線優(yōu)化控制及退火性能評估診斷策略研究[D]. 李衛(wèi)杰.華中科技大學 2009

碩士論文
[1]全氫罩式退火爐熱過程的數(shù)值模擬[D]. 謝南.東北大學 2014
[2]冷軋帶鋼表面清潔度與氧化色現(xiàn)象的探討[D]. 史曉強.東北大學 2009
[3]全氫強對流罩式爐退火工藝設計系統(tǒng)研究[D]. 丁非.南京理工大學 2009
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本文編號：2922413