#0冷軋帶鋼生產(chǎn)線技術(shù)解析

1、冷軋帶鋼生產(chǎn)線技術(shù)分析1、了解帶鋼：酸洗段：酸洗、冷熱水洗以及烘干； 出口段：剪切、涂油以及最后卷取(收卷)。酸洗工藝酸洗段可以采用硫酸酸洗、 鹽酸酸洗兩種方式， 但由于鹽酸酸洗具有更多的優(yōu)點(diǎn)， 所以我們以鹽酸的酸洗機(jī)理來說明。鹽酸溶液和氧化鐵皮的化學(xué)反應(yīng)為：FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O鹽酸基本上不腐蝕基體金屬，這樣，經(jīng)鹽酸酸洗后板面平滑、銀亮，無酸洗 痕跡，不會發(fā)生過酸洗；鹽酸酸洗的鐵損比硫酸酸洗低 20 ；硫酸酸洗時，金 屬鐵在酸液中溶解時會生成氫， 氫擴(kuò)散進(jìn)入板面， 會引起氫脆， 而鹽酸酸洗就很 少產(chǎn)生這種缺陷。氧化鐵很易溶解，易于除去，故不易引起表面酸斑，這也是鹽酸

2、酸洗板面特 別光潔的原因之一。 而硫酸鐵因會形成不溶解的水化物， 往往使板面出現(xiàn)酸斑。鹽酸酸洗速率較高，特別在溫度較高時，鹽酸酸洗時間和硫酸相比有很大差 別。廢鹽酸和清洗廢液可以完全再生為新酸，循環(huán)使用，從而解決了廢酸污染問 題。因此，硫酸酸洗工藝已基本淘汰。酸洗氣泡產(chǎn)生的機(jī)理是： 金屬和酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)時， 生成了部分氫原子， 它滲透 到金屬的結(jié)晶格子中， 并使其變形， 變形后使氫更向金屬內(nèi)擴(kuò)散， 其中一部分氫 原子穿過金屬并分子化， 從酸液中逸出， 部分氫原子的分子化在晶格變形產(chǎn)生的 “顯微空孔 ”邊界上，或金屬的夾雜及孔隙中進(jìn)行，氫在空孔中的壓力可達(dá)到很大 值(幾十兆帕 )，使金屬中產(chǎn)生了

3、引起氫脆的內(nèi)應(yīng)力。防止產(chǎn)生氣泡的措施是： 調(diào)整酸液的濃度； 控制酸洗時溶液的溫度和帶鋼表面平 直狀態(tài)等。過酸洗。金屬在酸溶液中停留時間過長，使其在酸溶液作用下，表面逐漸變成粗糙麻面的現(xiàn)象稱為過酸洗。過酸洗的帶鋼延伸性大大降低， 在軋制過程中， 很容易斷裂和破碎， 并且造成粘 輥。過酸洗的帶鋼即使軋制成材也不能作為成品，因?yàn)樗牧W(xué)性能大大降低 了。產(chǎn)生過酸洗的原因是： 機(jī)組連續(xù)作業(yè)中斷， 使酸洗失去連續(xù)性， 或因帶鋼斷帶處 理時間過長等。防止措施是盡量密切全機(jī)組的操作配合，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。欠酸洗。鋼帶酸洗之后，表面殘留局部未洗掉的氧化鐵皮時稱為欠酸洗。欠 酸洗的帶鋼 (或鋼板 )，輕者在軋制

4、之后產(chǎn)品表面呈暗色或花臉狀；嚴(yán)重時氧化鐵 皮被壓入呈黑斑。 此外，氧化鐵皮的延伸性較差， 故在軋制后因延伸不均使產(chǎn)品 出現(xiàn)浪形或瓢曲等缺陷。 有時鐵皮可能牢固地貼附在軋輥表面， 直接造成軋制廢 品增多等。造成欠酸洗的原因是： 氧化鐵皮厚度不勻， 較厚部分的氧化鐵皮需要較長酸洗時 間，同時其中的 Fe0 分解成了較難溶解的 Fe2O3(Fe3O4) ；帶鋼波浪度和鐮刀 彎較大，在酸洗過程中， 起浪部分或彎起部分沒有浸泡在酸液中通過， 造成漏酸 洗；酸洗前機(jī)械破鱗不完善，特別是帶鋼兩邊端鐵皮未被破碎等。實(shí)際生產(chǎn)中欠酸洗多出現(xiàn)在帶鋼的頭尾段和兩側(cè)邊緣。 根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)， 欲酸洗掉 大塊紅色鐵皮需要 3

5、4 倍的酸洗黑色氧化鐵皮的時間，此時已洗掉鐵皮的帶鋼 將會形成過酸洗。因此處理欠酸洗的方法是：預(yù)先平整好板形，對于鐵皮較厚， 而面積又不大的帶鋼，可采用先局部酸洗一次，而后再過酸洗線的方法去銹。銹蝕。原料酸洗后表面重新出現(xiàn)銹層的現(xiàn)象稱為銹蝕。 銹蝕形成的原因是：帶鋼 (鋼板 )酸洗后表面殘留少許的酸溶液，或帶鋼清洗后沒 有達(dá)到完全干燥而使表面重新生銹。 此外，帶鋼在酸洗后于高溫的清洗水中停留 時間過長，也會產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。防止銹蝕的措施是嚴(yán)格執(zhí)行酸洗、 清洗操作規(guī)程， 及時給表面涂油， 并應(yīng)堆放在 干燥的地方。夾雜。帶鋼在酸洗后表面出現(xiàn)深陷的星羅棋布的黑點(diǎn)疵病稱為夾雜。它是由 于熱軋時氧化鐵皮被

6、壓入所形成的。 這樣的缺陷不可能采取酸洗法除去。 當(dāng)它經(jīng) 過冷軋后，黑點(diǎn)便擴(kuò)展延伸呈黑色條狀，大大降低了成品鋼板的沖擊性能。劃傷。帶鋼在機(jī)組運(yùn)行過程中新出現(xiàn)的劃傷，是由于卷取輥、彎曲輥的表面 出現(xiàn)質(zhì)硬的異物， 或帶鋼的浪形及折棱和導(dǎo)板成線接觸， 或帶鋼在拆卷過程中拍 打折頭刮板等， 使表面劃出新的傷痕。 另外也有部分傷痕出現(xiàn)在熱軋后冷卻和卷 取的過程中。帶鋼的劃傷可分為上表面劃傷和下表面劃傷。 劃傷的原料經(jīng)冷軋后， 在成品帶鋼 表面將形成寬而長的黑條。 帶鋼劃傷深度超過帶鋼厚度允許公差一半時， 軋制后 不能消除。防止劃傷的措施是經(jīng)常檢查機(jī)組的滾動部件和導(dǎo)板，維護(hù)好設(shè)備。壓痕。壓痕是指帶鋼 (鋼

7、板 )表面呈凹下去的壓跡。壓痕形成的原因是：并卷 焊時的焊渣沒有吹凈， 被帶鋼帶到拉輥上， 而后在帶鋼表面壓出了痕； 拉輥在帶 鋼表面滑動造成粘輥， 使帶鋼表面造成壓痕； 熱軋過程中壓下失靈， 突然壓下停 車，而后抬起壓下軋制等。壓痕深度超過帶鋼厚度允許偏差一半時，冷軋之后， 壓痕不能消除。總之，上述帶鋼表面缺陷，只要精心操作，嚴(yán)格執(zhí)行酸洗工藝制度和操作規(guī)程， 及時檢查和維修設(shè)備，是可以避免或減少的。3、軋制工序 鋼板的冷軋作為一種生產(chǎn)工藝， 幾十年來經(jīng)過了多種演變， 它由單機(jī)架非可逆單 張軋制，到成卷可逆軋制，發(fā)展到多機(jī)架的全連續(xù)軋制。冷軋不同于其他的軋制方法， 它是將冷坯在常溫下進(jìn)行軋制，

8、 和熱軋相比， 冷軋 軋制時金屬變形抗力很大。 冷軋的道次壓下率小， 軋制設(shè)備要求也就特別高。 冷 軋能夠軋制出高精度及性能優(yōu)異的板帶鋼產(chǎn)品，其主要特點(diǎn)為：可以生產(chǎn)厚度較簿的產(chǎn)品(分為板帶鋼和箔材)，板帶鋼厚度在 0.10-4.0 之 間；寬度在 600 2500 之間；箔材厚度為 0.002-0.2 毫米，寬度為 200-600 毫 米。冷軋板帶鋼表面質(zhì)量高，不存在熱軋常出現(xiàn)的麻點(diǎn)或壓入的氧化鐵皮等缺 陷，同時還能根據(jù)用戶的不同使用要求軋制出不同表面粗糙度的板帶鋼。能夠保證產(chǎn)品的尺寸精確，厚度均勻，板型平直，同板差不超過 0.01-0.03 毫米，完全能夠達(dá)到高精度公差的要求。冷軋產(chǎn)品的性能

9、及金屬組織能夠滿足一些特殊的要求，如對電磁、深沖性能 的要求等。具有代表性的冷軋產(chǎn)品是：金屬鍍層簿板(包括熱鍍鋅板帶、電鍍鋅板帶、電鍍 錫板帶等)、深沖鋼板(以汽車板為典型)、電工用硅鋼板、彩涂鋼板、不銹鋼 板及特殊的冷軋板帶鋼等。3.1 軋機(jī)分類 冷軋帶鋼軋機(jī)可分為：二輥式、四輥式、六輥式、及其他多種多輥式。 隨著市場對冷軋產(chǎn)品需求的迅速增長， 冷軋生產(chǎn)從簡單的單機(jī)架可逆軋制， 向可 逆式、多機(jī)架連軋發(fā)展。 冷連軋生產(chǎn)工藝技術(shù)隨之得到迅猛的發(fā)展。 按照冷軋產(chǎn) 品品種、規(guī)格，有三機(jī)架、四機(jī)架、五機(jī)架連軋機(jī)及以生產(chǎn)鍍錫原板為主要品種的六機(jī)架連軋機(jī)等。 最高軋制速度可達(dá) 41 米/秒。目前五機(jī)架連

10、軋機(jī)組使用最為 廣泛。而且連軋機(jī)的生產(chǎn)形式也在發(fā)生變化， 從常規(guī)的連軋機(jī)組發(fā)展到全連續(xù)式 冷連軋機(jī)組，即將帶鋼的頭尾焊接在一起，進(jìn)行 “無頭軋制 ”，使連軋機(jī)組的生產(chǎn) 能力大幅度提高。冷軋工序中可能出現(xiàn)的問題及防止辦法3.2.1 帶鋼跑偏在連續(xù)作業(yè)機(jī)組中， 由于機(jī)組設(shè)備的安裝精度、 傳動輥?zhàn)拥哪p， 特別是帶鋼板 形等因素的影響帶鋼運(yùn)行時往往會產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象。合適的前后張力調(diào)整和軋制速度調(diào)整。帶鋼跑偏控制裝置一般有 3 種形式：剛性機(jī)械導(dǎo)向裝置、 定心輥裝置和自動校正 裝置。其中自動校正裝置一般由帶鋼位置檢測系統(tǒng)和自動校正裝置本體組成。 帶 鋼位置檢測系統(tǒng)的主要作用是檢測帶鋼跑偏位置， 并轉(zhuǎn)換成

11、某種信號通知校正裝 置。常用的帶鋼位置檢測系統(tǒng)， 按其控制方式主要可分為氣液控制系統(tǒng)和光電液 控制系統(tǒng)兩種形式。寬度及厚度偏差 原料帶鋼寬度偏差是指帶鋼全長內(nèi)偏離公稱寬度的數(shù)值， 實(shí)際生產(chǎn)中帶鋼寬度往 往是中間窄兩頭寬， 有時中間窄得剪不著邊， 兩頭寬得剪下的毛邊超過了允許寬 度。實(shí)踐證明，帶鋼寬度超過最大允許偏差時，剪邊過寬，入碎邊剪后不易被剪 斷，往往造成碎邊剪出現(xiàn)事故。相反，當(dāng)帶鋼寬度過窄時，剪邊過窄，在帶鋼中 心出現(xiàn)偏離時， 可能出現(xiàn)空過圓盤剪而造成空剪窄尺， 當(dāng)帶鋼在連續(xù)酸洗作業(yè)下 運(yùn)行時，往往會出現(xiàn)跑偏事故。厚度偏差是冷軋工藝的大忌。 由于軋制過程中軋件溫度不均勻和張力波動， 通常

12、 頭部較尾部厚 O.15 0.20mm ；有時由于操作方面的原因， 帶鋼某段出現(xiàn)一邊厚 一邊薄，或一段厚一段薄的現(xiàn)象， 或者出現(xiàn)帶鋼全長超厚現(xiàn)象， 這些都會給并卷 焊接及冷軋?jiān)斐衫щy。 因此，對于不同厚度的原料帶卷， 其厚度偏差都有具體的 要求，例如帶鋼厚度小于 3mm 時，厚度偏差應(yīng)為 O.20mm 。 測厚裝置的準(zhǔn)確快速發(fā)應(yīng)至關(guān)重要，安裝有 AGC 測厚儀的系統(tǒng)有著明顯的效 果。合理計算軋下道次、 軋下量、 軋制線速度也是防止出現(xiàn)偏差的有效手段， 而且是 冷軋工藝的核心技術(shù)。邊部或中部浪形原料存在邊部和中部浪形， 是熱軋產(chǎn)品的缺陷。 它往往是由于在熱軋過程中兩邊 或中間和兩邊壓下量不均，

13、軋件加熱不均勻， 而使縱向延伸不均勻造成的。 使用 具有這樣缺陷的原料， 是難以冷軋出高質(zhì)量成品的。 特別是有這樣缺陷的熱軋帶 卷，在連續(xù)機(jī)組上運(yùn)行時，浪形下部表面往往出現(xiàn)新的劃傷，如果浪形嚴(yán)重時， 在剪邊后還會出現(xiàn)多肉和卷取后出現(xiàn)端部松緊不同等缺陷， 在冷軋過程中出現(xiàn)跑 偏、軋皺和軋制不穩(wěn)定等現(xiàn)象。鐮刀彎和 S 彎產(chǎn)生鐮刀彎和 S 彎的原因是，熱軋過程中兩邊壓下量不勻和加熱溫度不均。它 屬于無法消除的缺陷。 為保證冷軋過程順利進(jìn)行， 帶鋼的鐮刀彎應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 的規(guī)定。有些鐮刀彎是在縱剪分條后顯現(xiàn)的， 其原因一般為應(yīng)力分布不均勻， 厚度誤差不 均勻等。塔形 熱軋帶鋼出現(xiàn)鐮刀彎后，在卷取成卷時

14、必然出現(xiàn)塔形。 塔形鋼卷在吊運(yùn)和在輥道上運(yùn)送時， 塔峰易窩折或卡出破口。 當(dāng)窩折的折角小于 90時，則必然被拉輥壓成折疊。當(dāng)破口深度超過剪邊寬度時，破口則不能完全 剪掉。當(dāng)帶鋼跑偏時可能在破口處被拉裂。 塔形鋼卷在連續(xù)作業(yè)線和軋制過程中， 鋼卷中心線不易始終對準(zhǔn)作業(yè)線或軋制中心線，經(jīng)常造成跑偏事故。扁卷 扁卷是在以鋼卷為原料時出現(xiàn)的一種缺陷。 它是在過高溫度下卷取后， 在輥道上 臥式放置運(yùn)輸時， 吊卸不及時及鋼卷互相沖撞擠壓造成的。 當(dāng)扁卷的內(nèi)徑小于開 卷機(jī)的錐體最小直徑時，則扁卷只有被判廢改作它用。3.3 冷軋過程必須采用工藝?yán)鋮s和潤滑 實(shí)驗(yàn)表明，冷軋帶鋼的變形功約有 84 88轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?/p>

15、使帶鋼和軋輥的溫 度升高， 故須采用冷卻措施。 輥面溫度過高會引起工作輥淬火層硬度下降， 影響 帶鋼的表面質(zhì)量和軋輥壽命。輥溫的升高和輥溫分布不均勻會破壞正常的輥形， 直接影響帶鋼的板形和尺寸精度。 同時，輥溫過高也會使冷軋工藝潤滑劑失效 （油 膜破裂 ），使冷軋不能順利進(jìn)行。3.4 冷軋輥使用注意事項(xiàng) 冷軋輥是冷軋機(jī)組的核心。 冷軋機(jī)的工作輥、 支承輥都是用高級優(yōu)質(zhì)合金鋼經(jīng)特 種冷熱加工精制而成的。 工作輥輥面硬度極高， 硬化層深而均勻， 心部硬度較低。 輥頸的性能是承受高負(fù)荷和傳遞扭矩的最佳組合， 而方身梅花頭為調(diào)質(zhì)組織， 綜 合機(jī)械性能最好。 輥肩按標(biāo)準(zhǔn)允許有軟帶。 支承輥工況和工作輥不

16、同， 所以各部 位的組織 （性能 ）也不同于工作輥。工作輥和支承輥的硬度匹配是很重要的參量， 應(yīng)視軋機(jī)型號，輥身直徑及預(yù)軋材及預(yù)軋制工藝而有所不同。例如中240 中90 四輥冷軋機(jī)組，用于冷帶精軋時，工作輥硬度為 HS88 93，支承輥 HS73 78 為宜，而用于不銹鋼精軋時工作輥和支承輥的硬度比以 HS 90 96HS7580 為宜。同時應(yīng)保證軋制時潤滑冷卻到位。修磨時應(yīng)徹底清除 （磨掉 ）工作輥和支承 輥輥身表面的疲勞層。除此以外，使用冷軋輥還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（9）、磨削燒傷 （嚴(yán)重者磨時即起皮 ），卡鋼（含粘鋼），過度疲勞都易引發(fā)晶界裂 紋，這些裂紋是導(dǎo)致輥身貝紋狀剝落的起源，而使軋輥

17、過早的報廢。（10）、新 （高硬）舊（低硬 ）工作輥的使用原則是：新輥適宜用于軋寬帶、薄帶和 精軋； 舊輥適宜用于軋窄帶、厚帶和初軋。切不可高硬度用于開坯，低硬度輥 用于精軋，或先軋窄帶后軋寬帶。（11）、有過寒冷工作經(jīng)歷的工作輥 （尤其新輥 ），使用前應(yīng)進(jìn)行一次 0180 的回火處理，防止發(fā)生每年轉(zhuǎn)暖后的輥損高峰。（ 12）、軋制要清潔。防止疊軋或帶入異物。 4、退火工序 帶鋼在冷軋后，晶粒被壓扁、拉長、晶格歪扭畸變、晶粒破碎，使金屬的塑性降 低、強(qiáng)度和硬度增高，這種現(xiàn)象叫做加工硬化。其提高了鋼的變形抗力，給帶鋼 繼續(xù)冷軋帶來困難。 為了消除加工硬化， 大多數(shù)帶鋼必須在加工過程中進(jìn)行再結(jié) 晶

18、退火 （軟化退火或中間退火 ）。退火是將帶鋼加熱到一定溫度保溫后再緩慢冷卻 的工藝操作。退火的主要目的是：（1）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。（2）消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，防止變形。（3）均勻鋼的組織和化學(xué)成分。再結(jié)晶退火 （ 軟化退火或中間退火 ）時，將帶鋼加熱到再結(jié)晶溫度 （碳鋼一般為 450 500）以上 150200，保溫一定時間，然后在空氣或爐中冷卻。 再結(jié)晶退火時鋼的內(nèi)部組織變化過程，分為回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大幾個階段。 金屬加工硬化后， 處于組織不穩(wěn)定狀態(tài)， 即處于高能狀態(tài)， 因而它本身就有自發(fā) 恢復(fù)變形前組織的傾向。 在回復(fù)階段中， 冷軋變形后形成無數(shù)的位錯大部分密集 在晶界上，隨著加熱過程的進(jìn)行，金屬內(nèi)部原子活動能力增大，位錯移動、合并 或者重新排列， 使晶格畸變減小， 金屬的應(yīng)力可以消除， 但是金屬的力學(xué)性能較 回復(fù)前略有下降。當(dāng)繼續(xù)加熱時， 由于位錯聚集在晶粒間界上， 這些位錯移動合并， 并形成新的晶 核，隨著溫度的繼續(xù)升高， 晶核逐漸長大形成新的晶粒。