冷軋板帶材生產

冷軋產品特點：冷軋——在再結晶溫度以下且產生加工硬化的軋制。優(yōu)點——尺寸精確、板形好、表面光滑、性能高。9冷軋板、帶材生產冷軋鋼板生產技術的發(fā)展過程：機架數：單機可逆，連軋（3）－4－5－6機架軋輥數：2－4－6（HC，UC）－20－36（森吉米爾）軋制速度：100－3000m/min（~50m/s）發(fā)展趨勢：大型化、高速化、連續(xù)化、自動化

9冷軋板、帶材生產冷軋帶鋼主要產品：汽車用鋼：IF，BH，CQ，DQ…等深沖板高強鋼板：DP(雙相鋼），CP(復相鋼），TRIP鋼電工用鋼：取向、無取向，高牌號到中低牌號硅鋼片建筑用板：熱鍍鋅板，電鍍鋅板，彩涂板包裝用板：鍍錫板，有機涂層板不銹鋼板：裝飾板，廚房用鋼，耐腐蝕鋼板家電用鋼：濕家電－洗衣機，洗碗機冷家電－電冰箱，空調器，廚房用具熱家電－微波爐，電烤箱9.1冷軋板帶材生產工藝特點加工溫度低，產生不同程度的加工硬化冷軋是在金屬再結晶溫度以下進行的軋制，金屬在冷軋中晶粒被破碎且不能產生再結晶回復，導致金屬產生加工硬化。當加工硬化超過一定程度后，就不能再繼續(xù)軋制，需經軟化熱處理使之恢復塑性。每兩次軟化熱處理之間所完成的冷軋工作，通常稱之為一個“軋程”。n-軋程數，取整；h-成品厚度；H-原料厚度；ε-允許的最大變形程度。采用工藝冷卻和潤滑冷卻的目的：防止輥面溫度過高引起淬火層硬度下降，使淬火層內發(fā)生殘余奧氏體分解，出現附加組織應力；輥溫及其分布規(guī)律的變化均可導致輥型條件的破壞，對板形與軋制精度不利；輥溫過高也會使?jié)櫥瑒┦?油膜破裂)，使冷軋不能順利進行。潤滑目的：減小金屬變形阻力，軋??；延長軋輥壽命，改善帶鋼厚度均勻性和表面狀態(tài)；防止金屬粘輥。潤滑效果：

取決于帶入變形區(qū)潤滑油量的多少（即油膜厚度）以及變形區(qū)內潤滑劑動態(tài)。實踐表明：動物油最佳，植物油次之，礦物油較差。常用工藝冷卻和潤滑劑：水、乳化液等乳化液：

油和水的混合劑，既能冷卻又能潤滑。采用張力軋制張力的作用:1)防止帶材跑偏；2)使所軋帶材保持平直和良好的板形；3)降低變形抗力，便于軋制更薄的產品；4)可以起到適當調整冷軋機主電機負荷的作用。張力的選擇主要指平均單位張力q

，從理論上講，不應超過帶材的屈服極限。大小視延伸不均勻情況、材質與加工硬化程度以及板邊情況。根據經驗，一般在中間道次上，可取。為防止退火粘結，卷取張力可小一些，開卷張力則更小，幾乎可忽略。

σz

=

q=Q/bh

；Q——總張力最小可軋厚度

Tong-Sacks，Ford－Alexander最小可軋厚度理論

hmin=1.544fC0KR≈D/3000

斯通最小可軋厚度公式式中－張力的平均值

f－摩擦系數；

E－軋輥的彈性模量。工程上一般取9.2冷軋板帶材生產工藝流程9.2.1冷軋板、帶的主要品種、工藝流程與車間布置1.冷軋板、帶的主要品種有色金屬：鋁、銅及其合金的板、帶材和箔材黑色金屬：金屬鍍層薄鋼板（鍍錫、鋅）、深沖鋼板、電工用硅鋼板、不銹鋼板。四大典型產品：涂鍍層板、汽車板、不銹鋼板與電工硅鋼板9.2冷軋板帶材生產工藝流程

酸-軋聯(lián)合寶鋼2030冷軋車間平面布置圖

Ⅰ—連續(xù)酸洗機組；Ⅱ—五機架冷連軋機；Ⅲ—電解清洗機組；Ⅳ—退火工段；Ⅴ—單機式平整機；Ⅵ—雙機平整機；Ⅶ—連續(xù)電鍍錫機組；Ⅷ—連續(xù)鍍鋅機組；Ⅸ—剪切跨；Ⅹ—油氈；Ⅺ—計算機房；Ⅻ—軋鋼主電室；XⅡI—軋輥工段；XIV—機修、電修、液修冷軋板帶材生產工藝流程主導工藝環(huán)節(jié)：

原料準備、酸洗除鱗、冷軋、退火、平整、剪切、檢查、包裝1.原料準備：原料為熱軋鋼卷（一般≤6mm）。

厚度：由軋機的總壓下量決定；寬度：成品需裁邊交貨，原料寬度比產品寬度大20mm，若無需裁邊，原料寬度即為產品寬度。9.2.1原料準備酸洗目的：清除氧化鐵皮，保證帶鋼表面質量。除鱗方法：酸洗（鹽酸、硫酸）；噴砂清理或酸堿混合處理（如生產不銹鋼時，因表面氧化鐵皮含有不溶于酸的氧化鉻和尖晶石等）；無酸除鱗的新工藝（高壓水噴鐵礦砂－NID法）。9.2.2酸洗與除鱗Fe2O3+2HCl→4FeCl2+2H2O+1/2O2↑Fe3O4+4HCl→3FeCl2+3H2O+1/2O2↑FeO+2HCl→FeCl2+H2OFe+2HCl→FeCl2+H2↑(較弱）FeO+H2SO4→FeSO4+H2OFe+H2SO4→FeSO4+H2↑硫酸酸洗需“破鱗作業(yè)”破鱗作業(yè)：破碎氧化鐵皮的操作過程破鱗設備：俗稱“剝殼機”——寶、武鋼為S型張力除鱗破鱗作用：破碎的氧化鐵皮不進入酸液、減少酸損（1）連續(xù)式：立式（塔式）臥式：深槽（酸液深H=1000mm)

淺槽（H=150mm)紊流淺槽紊流酸洗的優(yōu)點：酸洗快、耗酸少、熱交換系數大、操作簡單、無垂度控制。酸洗機組型式上料切頭開卷矯直酸洗沖洗烘干剪邊卷取推拉式酸洗工藝流程簡圖

推拉式酸洗的優(yōu)點：設備簡單、占地小、投資少、生產靈活——適于80萬噸/年以下的中小企業(yè)。（2）推拉式（卷間不焊接）——又稱為半連續(xù)酸洗機組，帶鋼通過酸洗機組時是不連續(xù)的。由夾送輥推送入酸槽、帶頭由酸槽間夾送輥咬入推送經圓盤剪剪邊入張力卷取機的單卷酸洗方式。酸槽長度的確定：

L=vt

v：帶材運行速度

t：酸洗時間；對普碳鋼t=1~2min

無酸除鱗的新工藝:與酸洗相比、機械除鱗法設備簡單、占地小、投資少、成本低且污染小，勞動條件好。鹽酸酸洗與硫酸酸洗區(qū)別：鹽酸無殘渣，溶蝕各類型的氧化鐵皮；硫酸不與Fe2O3反應。鹽酸對基體侵蝕弱，表面光滑，而硫酸與基體反應。鹽酸形成氯化亞鐵易于溶解除去，不會引起表面出現酸斑，硫酸形成硫酸亞鐵易形成不溶解的水化物，易形成酸斑。鹽酸酸洗速率是硫酸的兩倍，帶鋼表面銀亮潔凈。鹽酸可實現無廢液酸洗，可再生，硫酸不能再生。9.2.3冷軋軋制冷軋軋制：在再結晶溫度以下且產生加工硬化的軋制。獲得尺寸精確、板形好、表面光滑、性能高的產品。規(guī)格范圍：寬450～2450mm；厚0.065～4mm軋制速度：五機架為25～27m/s，六機架為36～38m/s，個別速度達40～41m/s。板卷重量30～45t，最大達60t。1）軋機型式——二輥、四輥、多輥——大多為四輥和多輥軋機

－單機可逆軋制

－（常規(guī)）連續(xù)式軋制（單個卷連軋、通常3－6個機架）全連續(xù)冷軋－全連續(xù)軋制酸-軋聯(lián)合機組(CDCM)

（無頭軋制）酸-軋-退連續(xù)生產線(FIPL)2）軋制方式：

單機可逆軋制缺點

料頭損失大

生產效率低

產量低，成本高特點

前后帶卷筒，正反轉軋制

控制系統(tǒng)簡單

操作維護容易適用于多品種、小批量或合金鋼比例大的中小型企業(yè)。多輥軋機（森吉米爾軋機）常用于

不銹鋼(占世界96%）

硅鋼（武鋼）

全世界有100多套原理

最小可軋厚度理論

hmin=3.58DfK/E軋薄規(guī)格要減小輥徑采用支撐輥增加剛度（常規(guī)）連續(xù)式冷連軋機組特征：單卷連續(xù)軋制，每架軋機只軋1道，生產效率較高，批量大。缺點：每一卷要穿帶頭尾出現尺寸偏差，影響生產，品種單一投資大，靈活性差，適于大企業(yè)。開卷機冷連軋機組卷取機全連續(xù)軋制（無頭軋制）

實現方法：前一卷的尾部與后一卷的頭部焊接在一起。優(yōu)點：避免穿帶、減少頭尾偏差、提高板面質量及成材率，生產高效率。全連續(xù)冷軋1＃開卷機焊接機活套（料倉）冷連軋機組卷取機2＃開卷機飛剪全連續(xù)冷軋機組CDCM-酸軋聯(lián)合機組ContinuousDiscalingContinuousMill1＃開卷機焊接機活套1冷連軋機組卷取機2＃開卷機飛剪活套2酸洗機組該工藝優(yōu)點見p273酸-軋-退聯(lián)合機組(FIPL)示意圖1＃開卷機焊接機活套1冷連軋機組2＃開卷機飛剪活套2酸洗機組活套4活套3卷取機退火機組典型機組：新日鐵廣畑廠（1987），美國Inlandsteel操作數據：設備利用率95％，成材率96.9%，年產量：108萬噸

能耗降低40%，斷帶事故：0.1卷/月

3）冷軋過程（以全連軋為例）酸洗坯料——上料——開卷——矯直——切頭尾——焊接——勒導——焊縫檢測——活套——焊縫檢測——勒導——穿帶——軋制——卷取——分剪——下料nnzncngnst過焊縫穿帶穩(wěn)定軋制甩尾a.穿帶階段：nc—穿帶速度b.加速軋制階段。c.穩(wěn)定軋制階段：nz—穩(wěn)定軋制速度d.減速軋制階段。e.甩尾階段：ns——甩尾速度ns=nc

對于全連軋（無頭軋制）或并卷軋制，只有一次穿戴或甩尾的操作，為防帶斷帶和保護軋輥，過焊縫時要減速ng——過焊縫速度。在穩(wěn)定軋制階段，軋制操作和過程控制完全由計算機完成。abcde冷軋帶鋼穿帶：將板卷前端依次喂入機組的各架軋輥之中，直至前端進入卷取機芯軸并建立起出口張力為止的整個操作過程。9.2.4精整包括：表面清洗、退火、平整及剪切等工序；A.清洗清洗目的：除去表面上的油污(故又稱“脫脂”)，以保證板帶退火后的成品表面質量。清洗方法：電解清洗、機上洗凈與燃燒脫脂。電解清洗：采用堿液為清洗劑，通常為2～4％的硅酸鈉水溶液，外加界面活性劑以降低堿液表面張力，改善清洗效果。機上洗凈法：通過使堿液發(fā)生電解，放出氫氣與氧氣，起到機械沖擊作用，可加速脫脂過程。使用以礦物油作冷潤劑時，則可在末道噴除油清洗劑，這種方法稱為“機上洗凈法”。B.退火退火目的：消除加工硬化，改善組織結構，調整機械性能退火種類：因鋼種不同退火分初退火（預先熱處理）、中間退火（中間熱處理，兩個軋程之間）和成品退火（最終熱處理）等三種。初退火：主要用于含碳量高的碳結鋼及合金鋼，使帶鋼具有良好的塑性和組織；中間退火：通過再結晶消除加工硬化以提高塑性，降低變形抗力；成品退火：通過再結晶以改善加工性能，還可根據產品的技術要求以獲得所需要的組織(如織構等)和性能(如深沖、電磁性能等)。冷軋產生加工硬化，需要由退火來消除，產品的微觀組織，與退火工藝制度相關。

罩式爐退火連續(xù)退火新型感應加熱連續(xù)退火退火方法：1）罩式退火A.按鋼卷卷緊程度：緊卷——退火周期長（幾晝夜）其中冷卻時間比例最大。松卷——退火前后需重卷、操作煩瑣——未推廣。B.按是否加保護氣體：普通罩式爐強循環(huán)罩式爐全氫罩式爐2）連續(xù)退火：塔式（立式）——占地少、廠房高——寶鋼臥式——占地大、廠房低——武鋼3）新型感應加熱連續(xù)退火類型普通罩式爐強循環(huán)罩式爐全氫罩式爐氣氛2％H22％H2100％H2退火時間，h786143加熱能力，t/h1.84(100%)2.47(134%)3.29（179％）冷卻能力，t/h2.26(100%)2.72(130%)4.16(184%)爐臺能力，t/h1.01(100%)1.30(129%)1.84(182%)原因：H2的導熱能力是N2的7倍?。?.172:0.024)罩式退火爐幾種形式比較連續(xù)退火機組的發(fā)展1936年世界上第一條立式連退爐在克朗柯西公司巴爾的摩鋼廠投產，主要用來處理硬質的鍍錫原板。1972年世界上第一條完備的立式連退生產線在新日鐵君津鋼廠投產，可用來處理軟質的鍍錫原板。1980年世界上第一條多功能連退線在川崎千葉廠投產此后，連退技術得到了快速發(fā)展，目前已可以生產各種高強鋼、深沖高強鋼以及超深沖板。連退機組連續(xù)退火機組主要組成脫脂清洗連續(xù)退火爐平整連退機組連續(xù)退火機組連續(xù)退火的優(yōu)點：加熱快、冷卻快，生產效率高（退火時間有幾天縮短為幾分鐘）爐內帶張力，可改善板形性能均勻、表面光潔能生產DP鋼、TRIP鋼等要求嚴格控制冷卻速度的新鋼種容易與鍍鋅結合，形成連續(xù)化生產線與罩式爐相比，投資少、成本低。連續(xù)