冷軋帶鋼生產(chǎn)及工藝

1、貴州師范大學(xué) 本?？粕鳂I(yè)（論文）專用封面作業(yè)（論文）題目： 冷軋帶鋼生產(chǎn)及工藝 課 程 名 稱： 軋制過程自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 年 級： 專 業(yè)： 學(xué)院（部、所）： 任課教師評分： 評閱意見：任課教師簽名： 冷軋帶鋼生產(chǎn)及工藝 摘 要：本文闡述了冷軋板帶鋼生產(chǎn)應(yīng)用及新技術(shù)、新工藝，還有冷軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝特點。簡要介紹了冷軋薄板帶鋼的生產(chǎn)工藝流程，根據(jù)市場需求和當(dāng)今板帶鋼軋制最新設(shè)備。 關(guān)鍵詞：冷軋帶鋼；軋制工藝；發(fā)展 在相關(guān)學(xué)科和技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，冷軋技術(shù)發(fā)展迅速，面貌日新月異，逐漸形成了現(xiàn)代冷軋工藝。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的冷軋事業(yè)不斷地成長壯大，從只能生產(chǎn)建

2、筑用材的產(chǎn)品發(fā)展成為能夠生產(chǎn)高級汽車外板、高級家電板、高級包裝材料和電工鋼產(chǎn)品，無論產(chǎn)量，還是產(chǎn)品的規(guī)格品種多樣化和質(zhì)量，都有大幅提高。 一、冷軋帶鋼技術(shù)的特點 當(dāng)今現(xiàn)代冷軋工藝技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢基本可以歸納為如下幾個方面：  1.大力開發(fā)高精度軋制技術(shù)。 提高冷軋產(chǎn)品的精度，是用戶的需要，也是冷軋技術(shù)發(fā)展的永恒目標(biāo)。產(chǎn)品的精度主要指產(chǎn)品的外形尺寸精度，它是社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展的需要，也是作為產(chǎn)品的最基本條件。  2.以過程冶金理論為基礎(chǔ)，以低合金鋼為重點，提高產(chǎn)品的冶金質(zhì)量，擴大品種。 軋制過程是賦予金屬一定的尺寸和形狀的過程，同

3、時也是賦予金屬材料一定組織和性能的過程。軋材的最終組織性能取決于鋼的化學(xué)成分、潔凈度和均勻度，以及加工過程的熱履歷。以物理冶金理論為基礎(chǔ)，通過材料化學(xué)成分的優(yōu)化和工藝制度的改進，已經(jīng)大幅度提高了現(xiàn)有鋼種的質(zhì)量，并通過Nb、V、Ti微合金化開發(fā)出大批優(yōu)良的新鋼種。  3.提高連鑄比，大力推廣連鑄連軋工藝及短流程技術(shù)。 采用連鑄技術(shù)可以大幅度降低能耗，提高成材率，提高軋制產(chǎn)品的質(zhì)量。近年我國的連鑄比大幅度提高，促進了相關(guān)軋制技術(shù)的發(fā)展，特別是連鑄和軋制銜接技術(shù)的發(fā)展。短流程是鋼鐵工業(yè)的發(fā)展方向，是目前國外競相開發(fā)的熱點。盡管目前還存在各種各樣的問題，短流程這個大趨勢是絕對不會逆

4、轉(zhuǎn)的。此外，半凝固態(tài)壓力加工和薄帶連續(xù)鑄軋在將來一定會獲得大的發(fā)展。 4.軋制過程連續(xù)化的新進展無頭軋制技術(shù)。 軋制過程的連續(xù)化是軋制技術(shù)發(fā)展的重要方向。無頭軋制是連續(xù)軋制的新發(fā)展。冷軋機組通過軋前焊接、軋后切斷以及軋制中的動態(tài)改變規(guī)格，最早實現(xiàn)了無頭軋制技術(shù)。20世紀80年代又將冷連軋與酸洗機組連接起來，20世紀90年代，又開發(fā)成功常規(guī)板坯連續(xù)化的熱軋無頭軋制技術(shù)和與薄板坯連鑄連軋相對應(yīng)的無頭軋制技術(shù)。二、 冷軋的主要產(chǎn)品種類 1、汽車板 國內(nèi)冷軋汽車鋼板研發(fā)迅速。寶鋼、鞍鋼等單位對4個關(guān)鍵工藝技術(shù)，即超低碳、氮、氧的冶煉控制、鋼板的性能穩(wěn)定化控制、板

5、形控制和表面無缺陷控制進行長期研究，開發(fā)出IF鋼、高強IF鋼（HSSIF）、烘烤硬化鋼（BH）、各向同性鋼（IS）、高強度低合金鋼（HSLA）、雙相鋼（DP）和相變誘發(fā)塑性鋼（TRIP）等7大類鋼種，并率先以成形技術(shù)、焊接技術(shù)和涂裝技術(shù)作為重點開展了汽車板使用技術(shù)研究。在全工序上形成了鋼板高表面質(zhì)量的控制技術(shù)。特別是2009年寶鋼投產(chǎn)的高強鋼生產(chǎn)線，為中國高強鋼的生產(chǎn)闖出了一條新路。目前寶鋼汽車板的國內(nèi)市場占有率已經(jīng)達到70 % ，有力地推動了汽車工業(yè)的發(fā)展。 2、 電工硅鋼板 冷軋電工鋼的開發(fā)進展迅速。一方面是由過去只有武鋼一家企業(yè)能生產(chǎn)冷軋硅鋼到2002年以后又有太鋼、

6、寶鋼、鞍鋼能夠批量生產(chǎn)冷軋無取向硅鋼。 硅鋼后工序的武鋼二硅鋼工程，立足于自主開發(fā)的低溫取向硅鋼品種，技術(shù)集成了包括高溫環(huán)形退火爐和雙層連續(xù)退火爐在內(nèi)的23條作業(yè)線，實現(xiàn)了取向硅鋼生產(chǎn)與技術(shù)裝備的整體跨越。 3、鍍錫、鍍鋅板 鍍錫板是鍍層鋼板中厚度最小的品種。電鍍錫板的錫層厚度較小而且外表美觀。鍍鋅板厚度大于鍍錫產(chǎn)品，其抗大氣腐蝕性能相當(dāng)好。連續(xù)鍍鋅工藝適于處理成卷帶鋼，表面美觀，鐵鋅合金過渡層很薄，故加工性能很好。鍍鋅板經(jīng)輥壓成瓦壟形后作為屋面瓦使用；其它用途還有用來制造日用器皿，汽油桶，車輛用品以及農(nóng)機具等。 三、冷軋帶鋼的軋制工藝特點 冷

7、軋與熱軋的區(qū)別在于變形前材料沒有加熱，因而，變形溫度遠低于再結(jié)晶溫度。帶鋼軋制的主要特點是需要很大的機械能，主要用于變形和克服軋輥和帶鋼表面間的摩擦。對于成品的外觀特性和性能來說，冷軋時表面的變化過程與內(nèi)部的變化同樣重要。較之熱軋，冷軋帶鋼的軋制工藝特點主要有以下三個方面： 1.加工溫度低，在軋制中將產(chǎn)生不同程度的加工硬化。 冷軋在金屬的再結(jié)晶溫度以下進行，晶粒被破碎，產(chǎn)生了很高的位錯密度，且不能在加工過程中產(chǎn)生回復(fù)再結(jié)晶，故板帶在冷軋過程中必然產(chǎn)生很大的加工硬化，并隨著變形程度的增加而加劇，從而使變形抗力及軋制壓力增大，降低塑性。當(dāng)加工硬化超過一定程度后，板料將因過分硬脆

8、而不適合于繼續(xù)軋制，或者不能滿足用戶對性能的要求，因此鋼材經(jīng)一定的軋制道次以后，往往要經(jīng)軟化熱處理（再結(jié)晶退火、固溶處理等） ，使軋件恢復(fù)塑性，降低變形抗力，以便繼續(xù)軋薄。所以在冷軋時，要制定壓下規(guī)程，決定軋制變形量，并了解金屬的加工硬化程度。 2.冷軋中要采用工藝冷卻和潤滑。 冷軋過程中產(chǎn)生的劇烈變形熱和摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，故必須采用有效的人工冷卻。軋制速度愈高，壓下量愈大，冷卻問題愈顯得重要，所以必須加強冷軋過程中的冷卻，才能保證過程的順利進行。水是比較理想的冷卻劑，因其比熱大，吸熱率高且成本低廉。油的冷卻能力則比水差得多。 冷軋采用工藝潤滑的主要作用

9、是減小金屬的變形阻力，這不但有助于保證在已有的設(shè)備能力條件下實現(xiàn)更大的壓下，而且還可使軋機能夠經(jīng)濟可行地生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。此外，采用有效的工藝潤滑也直接對冷軋過程的發(fā)熱率以及軋輥的溫升起到良好影響。在軋制某些品種時，采用工藝潤滑還可以起到防止金屬粘輥的作用。冷軋中采用工藝潤滑還可以明顯延長軋輥使用壽命。就潤滑效果而言，天然油（植物油與動物油）最優(yōu)，礦物油次之，水最差。在天然油中，棕櫚油最好，其次為棉籽油、豆油、菜籽油、動物油等。  3.冷軋中的張力軋制。 “張力軋制”就是軋件的軋制變形是在一定的前張力和后張力作用下實現(xiàn)的。軋制時所需的張力由位于軋機前后的張力卷筒提供，連續(xù)

10、式冷軋機各架之間的張力則依靠控制速度來產(chǎn)生。張力的作用主要有：防止帶材在軋制過程中跑偏；使所軋帶材保持平直和良好的板形；降低金屬變形阻力，便于軋制更薄的產(chǎn)品；可以起適當(dāng)調(diào)整冷軋機主電機負荷的作用。 四丶冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝 普通薄鋼板一般采用厚度為1.56mm的熱軋帶鋼作為冷軋坯料。主要工序有酸洗、冷軋、脫脂、退火、平整、剪切（橫切、縱切） ，如果生產(chǎn)鍍層板，還有電鍍錫、熱涂錫、熱涂鋅等鍍層或涂層工序。冷軋的生產(chǎn)工藝流程是：熱軋板卷（原料）酸洗冷軋脫脂退火平整剪切成品交貨。 原料。要得到均勻的交貨性能，必須要對原材料的化學(xué)成分進行全檢，并根據(jù)碳含量進行選材。薄帶鋼連

11、鑄的產(chǎn)業(yè)化將會為冷軋原料提供新的來源。高品質(zhì)的冷軋成品尤其要注重前工序的生產(chǎn)，要有純凈度高、品質(zhì)優(yōu)良、性能均勻的原板才能軋出優(yōu)質(zhì)的冷軋產(chǎn)品。 酸洗。冷軋坯料在軋制前必須經(jīng)過連續(xù)酸洗機組清除氧化鐵皮，以保證帶鋼表面光潔，順利地實現(xiàn)冷軋及其后的表面處理。為獲得更佳的酸洗質(zhì)量，需提高酸液溫度并降低酸洗速度。在酸洗技術(shù)方面，采用淺槽紊流或噴流酸洗工藝。與舊的深槽式及單一淺槽式酸洗工藝相比，淺槽紊流及噴流酸洗工藝均大大降低了酸洗時間并提高了酸洗質(zhì)量。新型高效的全自動焊機、大張力拉伸矯直機、故障率低的活套、帶快速回轉(zhuǎn)刀頭的圓盤剪、先進的自動補酸系統(tǒng)，都是現(xiàn)代化大型酸洗機組的成熟實例。酸洗-軋機聯(lián)

12、合機組發(fā)展迅速，對于特殊鋼、高強鋼和極薄帶鋼，可逆軋機（尤其是雙機架可逆軋機） 輔以現(xiàn)代化的控制手段仍不可替代。 軋制。酸洗之后即可軋制，為確保冷軋板形，需提供適當(dāng)?shù)妮佇停浜蠌澼?、竄輥系統(tǒng)軋制。滿足了用戶對板形質(zhì)量精度日趨嚴格的要求。全數(shù)字化的交流變頻傳動技術(shù)使得控制過程更快速、更準確。新型激光測速儀和各種厚度、板形及平整度測量儀的應(yīng)用，可提高軋制成品的厚度精度和平整度。 清洗，退火。由于冷軋的工藝特點，軋到一定厚度必須進行退火使鋼軟化。但是軋制過程中，帶鋼表面有潤滑油，而油脂在退火爐中會揮發(fā)，揮發(fā)物殘留在帶鋼表面上形成的黑斑又很難除去。因此，在退火之前，應(yīng)洗刷干凈帶鋼表

13、面的油脂，即脫脂工序。脫脂之后的帶鋼，在保護氣體中進行退火，為保證退火性能，應(yīng)選擇低溫長時間退火的工藝制度。退火后的帶鋼表面光亮，進一步軋制或平整時，就不必酸洗。 平整。退火之后的帶鋼必須進行平整，以獲得平整光潔的表面，均勻的厚度，并使性能得到調(diào)整。為減輕或消除邊緣“凸條”，需采用凸度輥進行平整。平整之后，可根據(jù)定貨要求對帶鋼進行剪切。 五、冷軋帶鋼軋制規(guī)程優(yōu)化 軋制規(guī)程是冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝的主要內(nèi)容之一， 由于冷軋帶鋼寬厚比（B/H）大，軋制壓力大，要保證板形良好必須制定合理的軋制規(guī)程，所以，它對于產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本以及生產(chǎn)安全、工藝控制精度等均有著重大影響。

14、合理（或優(yōu)化） 的軋制規(guī)程既可提高冷軋帶鋼的生產(chǎn)率、降低能耗， 又能保證產(chǎn)品的質(zhì)量， 提高工藝控制的精度和響應(yīng)速度以及設(shè)備的利用效率， 從而帶來極大的經(jīng)濟效益。冷軋軋制規(guī)程的制定， 就是根據(jù)來料條件（板坯的厚度、寬度以及鋼種） 和設(shè)備條件（軋輥輥徑、電機容量限制條件、軋制負荷限制條件） 來設(shè)定各道次軋機的出口厚度， 并由此計算出各道次軋機輥縫和軋輥速度， 并將此設(shè)定值傳送給二級控制系統(tǒng)， 從而在軋制時對軋機進行預(yù)設(shè)定。 制定合理優(yōu)化的軋制規(guī)程對于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本以及改善生產(chǎn)的安全和工藝控制的精度等均有著重大意義。目前為制定合理（或優(yōu)化） 的軋制規(guī)程通常采取如下措施： （1） 綜合考慮影響軋制規(guī)程的各種因素來建立尋優(yōu)目標(biāo)， 從而在發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的最大限度的同時，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 （2） 利用更為有效的優(yōu)化方法， 提高軋制規(guī)程制定過程尋優(yōu)的速度和求解時的收斂速度， 從而使在線設(shè)定模型（無規(guī)程軋制） 成為可能。 （3） 充分利用計算機和現(xiàn)在的人工智能技術(shù)， 使整個軋制過程的控制更為合理。六、結(jié)束語 日益增大的市場需求給冷軋帶鋼生產(chǎn)能力的發(fā)展和新冷軋機的建設(shè)帶來了良性刺激。冷軋機作為生產(chǎn)質(zhì)量要求很高的最終成品設(shè)備，投資巨大，工