冷軋工藝簡介

1、概述1.1冷軋薄鋼板生產(chǎn)的進(jìn)展歷史鋼的冷軋是19世紀(jì)中葉始于德國，當(dāng)時(shí)只能生產(chǎn)寬度20-25mm的冷軋帶鋼。美國1859年建立了25 mm冷軋機(jī)，1887年生產(chǎn)出寬度為150mm的低碳鋼帶。1880年以后冷軋鋼帶生產(chǎn) 在德國、美國進(jìn)展專門快，產(chǎn)品寬度不斷擴(kuò)大，并逐步建立了附 屬設(shè)備，如剪切、矯直、平坦和熱處理設(shè)備等，產(chǎn)品質(zhì)量也有了 提高。寬的冷軋薄板 （鋼帶）是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上進(jìn)展起來 的。首先是美國早在1920年第一次成功地軋制出寬帶鋼，并專 門快由單機(jī)不可逆式軋制而跨入單機(jī)可逆式軋制。1926年阿姆 柯公司巴特勒工廠建成四機(jī)架冷連軋機(jī)。原蘇聯(lián)開始冷軋生產(chǎn)是在30年代中期，第一個(gè)冷軋車

2、間建 在伊里奇冶金工廠，是四輥式，用單張的熱軋板作原料。1938年在查波羅什工廠開始安裝從國外引進(jìn)的三機(jī)架1680mm冷連軋 及1680mm可逆式冷軋機(jī)，生產(chǎn)厚度為0.52.5mm,寬度為1500mm的鋼板。以后為了滿足汽車工業(yè)的需要，該廠又建立了一臺2180mm的可逆式冷軋機(jī)。1951年原蘇聯(lián)建設(shè)了一套2030mn全連 續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī)，年產(chǎn)250萬噸，安裝在新利佩茨克。1/ 105日本1938年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋 機(jī)，開始冷軋薄板的生產(chǎn)。1940年在新日鐵廣廠建立了第一套四機(jī)架1420mn冷連軋機(jī)。我國冷軋寬帶鋼的生產(chǎn)開始于I960年， 首先建立了1700mn單機(jī)架可

3、逆式軋機(jī)，以后陸續(xù)投產(chǎn)了1200mm單機(jī)可逆式冷軋機(jī)，MKW1400m|偏八輥軋機(jī)、1150mn二十輥冷軋 機(jī)和1250mm HC單機(jī)可逆式冷軋機(jī)等，70年代投產(chǎn)了我國第一 套1700mm連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī)，1988年建立了2030五機(jī)架全 連續(xù)冷軋機(jī)?，F(xiàn)在我國投入生產(chǎn)的寬帶鋼軋機(jī)有18套，窄帶鋼 軋機(jī)有418套。在這30多年中，我國冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了20多倍，生產(chǎn)裝備技術(shù)水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板而進(jìn)展到能 生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋板鍍鋅板、涂層 鋼板、塑料復(fù)合薄板和硅鋼片等。但隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)展，不管 在數(shù)量和品種質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要為此我們 必須增建新軋

4、機(jī)，改造現(xiàn)有冷軋機(jī)，大力進(jìn)展冷軋生產(chǎn)。從世界上看： 日本1960年冷軋板產(chǎn)量100萬噸，而30年后 的今天生產(chǎn)能力已達(dá)2000多萬噸，增加了20倍。原西德1950年年產(chǎn)冷軋板16.3萬噸，而11974年產(chǎn)達(dá)821.3萬噸，增加了50多倍。冷軋薄板進(jìn)展如此迅速的要緊緣故是：2 / 105(1)鋼材在熱軋過程中的溫降和溫度分布不均給生產(chǎn)帶來 了難題，特不是在生產(chǎn)厚度小而長度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí)， 冷卻上 的差異引起的軋建首尾溫差往往使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍， 性能 出現(xiàn)顯著異。 當(dāng)厚度小于一定限度時(shí)， 軋件在軋制過程中溫降劇 烈，以至全然不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。因此，從規(guī)格方面考慮，事實(shí)

5、上存在一個(gè)熱軋厚度下限。70年代初期，日、法、意、原西德等國曾致力于用熱連軋精軋機(jī)組 增加8、9幾家來生產(chǎn)1mm和0.8mm的薄帶。但實(shí)踐證明，從產(chǎn) 品質(zhì)量和設(shè)備重量來講是不可行的。 現(xiàn)代熱連軋機(jī)， 目前設(shè)計(jì)可 能軋出最小厚度為1.2mm，但實(shí)際生產(chǎn)中專門少生產(chǎn)1.8mm或1.5m m以上的熱軋卷板。而冷軋則不存在熱軋溫降與溫度不均勻 的弊病，能夠得到厚度更薄、精度更高的冷軋帶鋼和冷軋薄板。 現(xiàn)代冷連軋寬帶軋機(jī)和雙機(jī)架二次冷軋可生產(chǎn)厚度為0.100.17mm的冷軋薄板,作為鍍錫原板，即使不經(jīng)二次冷軋也 可生產(chǎn)0.20.35mm厚的冷軋鋼板。多輥冷軋機(jī)或窄帶鋼冷軋機(jī) 則可生產(chǎn)最薄達(dá)0.001mm

6、的產(chǎn)品。一般0.150.38mm厚的板帶 為一般薄板，0.070.25mm厚的為較薄薄板，0.0250.05mm厚 的板帶為極薄薄板， 這些產(chǎn)品用熱軋方法是不可能生產(chǎn)的。 從厚度精度上看，現(xiàn)代熱連軋厚度精度通常為土50卩m,而現(xiàn)代冷連3 / 1054 / 105軋板厚精度高達(dá)5卩m,比熱軋厚度精度高10倍。從板形方面 看，熱軋板帶平直度為501(11單位=10-5相對長度差)，而 冷軋板特不是現(xiàn)代化的寬帶鋼冷軋機(jī)軋制的帶鋼， 其平直度能操 縱在5201以內(nèi)(2)目前熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼板表面在熱軋過程 中不被氧化，也不能完全幸免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不良。 因此熱軋不適合于生產(chǎn)表面光潔

7、程度要求專門高的板帶鋼產(chǎn)品。熱軋板表面粗糙度熱軋狀態(tài)下為20卩m,酸洗后為25卩而冷軋板表面清潔光亮， 并可依照不同用途制造不同表面粗糙度的鋼 板。冷軋板按表面粗糙度分為3種：一種是無光澤的鋼板,其表 面粗糙度為310卩m,般適于用作沖壓部件，同時(shí)當(dāng)需涂噴 刷漆時(shí)這種鋼板的附著性較強(qiáng)； 第二種是光亮板， 其表面粗糙度 大于0.2卩m,這種鋼板要緊作為裝飾鍍鉻用厚板等； 第三種是 壓印花紋板， 采納表面具有70120卩m凸凹的平坦輥平坦鋼板， 這種鋼板用于儀表殼及家具裝飾等。 如此的表面質(zhì)量熱軋是無法 滿足的。(3)性能好、品種多、用途廣。冷軋鋼板的另一突出優(yōu)點(diǎn) 是性能好、品種多、用途廣。通過一

8、定的冷軋變形程度與冷軋后 的熱處理的恰當(dāng)配合,能夠在比較寬的范圍內(nèi)滿足用戶的需求。如汽車用薄板幾乎全部須經(jīng)沖壓成形， 如此深沖性能就成為薄板 生產(chǎn)和使用的核心問題。 沖壓用鋼的要緊要求之一是具有占優(yōu)勢 的有利織構(gòu)111（100）。熱軋薄板的塑性應(yīng)變比R僅可達(dá)到0.80.95，而冷軋第一代沸騰鋼汽車板R為1.01.2， 第二代08AL鋼R為1.41.8，第三代冷軋汽車板R為1.82.8，這是 熱軋無法達(dá)到的。硅鋼是機(jī)電工業(yè)的重要材料之一， 要緊用戶是電機(jī)制造業(yè)和 輸變電事業(yè)制造業(yè)。能源價(jià)格上漲、能源危機(jī)，必定要求使用低 能耗材料，因此60年代就開始淘汰能耗高的熱軋硅鋼片，代之 以冷軋硅鋼片。 用

9、10萬噸冷軋無取向硅鋼制作電機(jī)比用10萬噸 熱軋硅鋼制作電機(jī)，實(shí)測節(jié)能1.98億kWh/a，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)10年就相當(dāng)于節(jié)約一個(gè)20萬kW的發(fā)電廠全年的發(fā)電量。而且用冷軋硅 鋼片生產(chǎn)36萬kVA變壓器其總重量是204噸，而用熱軋硅鋼片 制造一臺12萬kVA變壓器，其總重量為200噸。因此，用冷軋 硅鋼片代替熱軋硅鋼片具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 冷軋還能夠生產(chǎn)不 銹鋼板，用于家具和建筑裝飾、化工工業(yè)等。近年來表面處理鋼 板有專門大進(jìn)展。 以冷軋板為基板的各種涂層鋼板品種繁多， 用 途極為廣泛。由于上述緣故， 冷軋鋼板的生產(chǎn)得到迅速進(jìn)展。 從產(chǎn)量左右5 / 1056 / 105上看，一般冷軋板產(chǎn)量約占軋材總產(chǎn)

10、量的20左右。工藝技術(shù)裝備不斷革新。早期的冷軋板軋制速度不到1m/s，而今已達(dá)41.6m/s。鋼板的寬度1905年是406mrp1925年是914mm而今 最寬已達(dá)2337mm鋼卷重量也從幾噸進(jìn)展到60噸。一座現(xiàn)代化 的冷軋廠年產(chǎn)量能夠達(dá)到250萬噸。1.2.冷軋薄鋼板生產(chǎn)工藝流程冷軋板帶鋼的產(chǎn)品品種專門多， 生產(chǎn)工藝流程亦各有特點(diǎn)。 具有 代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品是金屬鍍層薄板 （包括鍍錫板、 鍍鋅板 等）、深沖鋼板。成品供應(yīng)狀態(tài)有板或卷或縱剪帶形式，這要緊 取決于用戶要求。各種冷軋產(chǎn)品生產(chǎn)流程如下圖所示。問答題:1. 冷軋板帶迅速進(jìn)展的緣故2. 寫出由熱板至彩涂板的工藝流程第二章 冷軋板帶鋼

11、生產(chǎn)2.1冷軋板帶材生產(chǎn)工藝特點(diǎn)2.1.1薄板帶材當(dāng)厚度小于一定限度（例如小于1毫米）時(shí)，由 于保和氣均溫的困難， 熱軋專門難實(shí)現(xiàn)， 同時(shí)隨著鋼板寬厚比的 增大，在無張力的熱軋條件下，要保證良好的板形也特不困難。 采納冷軋方法能夠較好的解決這些問題。 冷軋生產(chǎn)能夠提供大量8 / 105高精度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材， 同熱軋相比， 它具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.產(chǎn)品表面質(zhì)量好，不存在熱軋板帶鋼常常出現(xiàn)的麻點(diǎn)、壓入氧 化鐵皮等缺陷。還能依照用戶要求軋出不同的表面光潔度。2.過去的熱軋法不能生產(chǎn)的極薄帶材（最薄可達(dá)0、001毫米）。3. 產(chǎn)品尺寸精確、厚度均勻、板形平直。4.產(chǎn)品性能好，較高的強(qiáng)度，良好的深沖

12、性能等。5.可實(shí)現(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制。2.1.2冷軋鋼板和帶鋼的使用情況列于表2-12.1.2.1表面狀態(tài)和表面光潔度 冷軋板帶具有良好的加工性和美觀表面，多用作外用鋼板和深沖 鋼板，因此必須幸免表面缺陷。 冷軋板帶依照表面精整方法不同 分成光面和毛面兩種， 表面精整的差不要緊取決于平坦輥的表面 狀態(tài)。毛面精整是使鋼板表面具有微小的凹凸度（表面粗糙度R=2-8um）,大部分鋼板屬于毛面（無光）精整，光面精整要求鋼板表面光滑，具有金屬光澤。表21冷軋鋼板使用情況用途應(yīng)用的例子 特點(diǎn)汽車汽車擋泥板， 門，蓋，機(jī)罩， 拖車頂板， 頂蓋， 油盤，防撞器，油罩 從門、車頂那樣輕微變形的加工直到擋泥板、

13、7 / 10510 / 105油盤那樣大變形的加工，涉及范圍廣泛 電器 電冰箱，洗衣機(jī)，清掃車，照明器材，變壓器電機(jī)磁芯比較多的使用平面板，即使有加工也是極其微小的辦公用品及鋼制家具 桌子，椅子，柜，有鎖櫥陳列櫥多使用平面板，要求板形好，尺寸偏差小建筑 輕型型鋼，煤氣爐，煤油爐，翼片，加熱器 多 需進(jìn)行彎曲等簡單加工， 較多使用平面板， 即使有加工也是極其 微小的爐子的反射板還必須鍍鉻表面處理鋼板鍍錫板， 鍍鋅板， 彩色涂層板用作表面處理的厚板， 使用較薄的鋼板， 彩色涂層板多采納鍍鋅板做基 板，也有的用鋼板直接著色涂料處理其它 玩具，罐，鍋 罐，鍋多用搪瓷板 冷軋板帶的尺寸精度包括厚度、 寬

14、度和長度， 其偏差在國家標(biāo)準(zhǔn) 中有規(guī)定。形狀一般用平坦度、橫向彎曲、直角度來表示，其同 意值在標(biāo)準(zhǔn)中也有規(guī)定。2.1.2.3加工性能冷軋產(chǎn)品用途廣泛， 加工方法專門多從簡單的彎曲加工直到深沖 加工。按加工性來分，有成形性（擴(kuò)展性和深沖性）和形狀型兩2.1.2.4時(shí)效性能 所謂時(shí)效現(xiàn)象確實(shí)是金屬和加工性能隨著時(shí)刻的推移而發(fā)生變 化的現(xiàn)象。 冷軋鋼板有淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效。 一般發(fā)生時(shí)效時(shí)硬 度和抗拉強(qiáng)度增大，延伸降低。2.1.2.5專門的性能 如搪瓷性能、耐蝕性、電磁性能和沖裁 性。11 / 1052.1.3冷軋板帶鋼的軋制工藝特點(diǎn)2.1.3.1加工硬化 由于冷軋是在金屬的再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的，故

15、在冷軋過程中， 板帶必定產(chǎn)生加工和硬化。加工硬化帶來的后果是：1）變形抗力增大，使軋制壓力增大2）塑性降低，易發(fā)生脆裂。加工硬化 超過一定程度后， 軋件將因過分硬脆而不適于接著冷軋。 因此鋼 板經(jīng)冷軋一定道次后，往往要經(jīng)軟化處理（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，以便接著軋薄。冷軋 生產(chǎn)中，每次軟化退火之前完成的冷扎工作成為一個(gè)“軋程”。在一定軋制條件下， 鋼質(zhì)愈硬， 成品愈薄，所需的軋程愈多。2.1.3.2冷軋中采納工藝?yán)鋮s和潤滑1）工藝?yán)鋮s：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，故必須采納有效的人工冷卻。軋制速度愈高，壓下量愈大，冷卻問題愈顯得重

16、要。試驗(yàn)研究與理論分析表明，冷軋板帶鋼的變形功約有8488轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?使軋件和軋輥溫度升高。 我們關(guān)懷的是在單位時(shí)刻 內(nèi)發(fā)出的熱量即變形發(fā)熱率q,以便采取適當(dāng)措施及時(shí)排除或操 縱這部分熱量。變形發(fā)熱率是直接正比于軋制平均單位壓力、 壓 下量和軋制速度的。因此，采納高速、大壓下的強(qiáng)化軋制方法將 使發(fā)熱率大為增加。假如現(xiàn)在所軋的又是變形抗力較大的鋼種，如不銹鋼、變壓器硅鋼等，則發(fā)熱率就增加得更加劇烈。因此必 須加強(qiáng)冷軋過程中的冷卻，才能保證過程的順利進(jìn)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 的冷卻能力比水差得多。 因此大多數(shù)軋機(jī)都傾向于用水冷卻。 增 加冷卻液在冷卻前后的

17、溫差也是充分提高冷卻能力的重要途徑。若采納高壓空氣將冷卻液霧化， 或采納特制的高壓噴嘴噴射， 可 大大提高其吸熱效果， 并節(jié)約冷卻液的用量。 冷卻液在霧化過程 中本身溫度下降， 所產(chǎn)生的微小液滴在碰到溫度較高的輥面或板 面時(shí)往往即時(shí)蒸發(fā)， 借助蒸發(fā)潛熱大量吸走熱量， 使整個(gè)冷卻效 果大為改善。實(shí)際測溫資料表明， 即使在采納有效的工藝?yán)錆櫟臈l件下， 冷軋板卷在卸卷后的溫度有時(shí)仍達(dá)到攝氏130150度甚至還要高，10 / 105高以及輥溫分布規(guī)律的反?；蛲蛔兙蓪?dǎo)致正常輥型條件的破 壞，直接有害于板形與軋制精度。 同時(shí)輥溫過高也會(huì)使冷扎工藝 潤滑劑失效（油膜破裂） ，使冷軋不能順利進(jìn)行。綜上所述，

18、 為了保證冷軋的正常進(jìn)行， 對軋輥及軋件應(yīng)采取有效 的冷卻與控溫措施。2）工藝潤滑 冷軋中使用工藝潤滑的要緊作用是減小金屬的變形抗力， 這不但 有助于保證在已有的設(shè)備能力條件下實(shí)現(xiàn)更大的壓下， 而且還可 使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)可行的生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。 此外采納有效的工 藝潤滑也可直接對冷軋過程的發(fā)熱率及軋輥的溫升起到良好的 阻礙，在軋制某些品種時(shí)， 采納工藝潤滑還能夠起到防止金屬粘 輥的作用。通過乳化劑的作用， 把少量的油劑與大量的水混合起來， 制成乳 狀的冷潤液（簡稱乳化液） 能夠較好的解決油的循環(huán)使用的問題。 在這種情況下， 水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。 對這種乳 化液的要求是， 當(dāng)一定的

19、流量噴到板面和輥面上時(shí)， 即能有效地 汲取熱量，又能保證油劑以較快的速度均勻的從乳化液中離析， 并粘附在板面和輥面上。 如此才能及時(shí)形成均勻的厚度適中的油11 / 105由此可見在軋制變形區(qū)中的料溫一定比這還要高輥溫的反常升14 / 105膜。乳化液或其它活性劑的多少， 則需結(jié)合具體的軋制條件通過 生產(chǎn)試驗(yàn)確定。冷軋工藝潤滑劑常用的有：紗錠油、棉籽油、蓖麻油、棕櫚油等各種軋制油和乳化液。棕櫚油含有較高的脂肪酸，且性能穩(wěn)定，故潤滑效果好，同時(shí)易 于從帶鋼表面除掉， 是冷軋中較為理想的潤滑劑， 然而價(jià)格較高。礦物油的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，且來源豐富，成本較低廉。純礦物 油中添加少量脂肪酸和抗壓劑后，

20、油膜強(qiáng)度增加， 潤滑效果明顯 提高。乳化液是由1525可溶性油，2785水和少量無水碳酸鈉 配制成的混合乳狀潤滑劑。 冷軋中采納乳化液， 具有冷卻和潤滑 的作用，使用后經(jīng)回收和凈化，可接著使用，因此得到了廣泛的 應(yīng)用。2.1.3.3張力軋制A.張力軋制的要緊作用是1）防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證軋件正確對中軋制） 。2）使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過 程中保持板形平直以及軋后板形良好） 。3）降低軋件的變形抗力， 便于軋制更薄的產(chǎn)品。4）起到適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作B.防止跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定軋制的重要問題。跑偏將破壞正常的板形， 引起操作事故甚至設(shè)備事故， 跑偏若不

21、專門好加以操縱， 將不能保證冷軋的正常進(jìn)行， 造成跑偏的緣故 在于軋件在軋制中的延伸不均。 在張力作用下， 若軋件出現(xiàn)不均 勻延伸， 則沿軋件15 / 105寬度上的張力分布將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化： 延伸 較大的一側(cè)張力減小， 而延伸較小的一側(cè)張力增大， 結(jié)果便自動(dòng) 的起到糾正跑偏的作用。這種糾偏作用是瞬時(shí)的，同步性好，使 軋件在差不多平行的輥縫中軋制時(shí)仍可能保證穩(wěn)定軋制。 這就有 利于軋制更精確的產(chǎn)品并使操作簡化。 張力糾偏的缺點(diǎn)是張力分 布的改變不能超過一定限度， 否則會(huì)造成裂邊、 軋折甚至引起斷 帶。C.由于軋件不均勻延伸會(huì)改變沿帶寬方向上的張力分布，而這種改變后的張力分布又會(huì)促使延伸的均勻

22、化， 故張力軋制有利于保 證良好的板形。同時(shí)，不均勻延伸將使軋件中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)壓 縮應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，軋件在該處將出現(xiàn)浪形，板形被破壞，加 上張力后， 可減小或消除壓應(yīng)力， 這就排除在軋制中軋件出現(xiàn)浪 形的可能，確保穩(wěn)定冷軋。D.生產(chǎn)中張力大小的選擇要緊是選擇平均單位張力(T z。單位張 力應(yīng)適當(dāng)選高些，但不應(yīng)超過帶鋼的屈服極限(T S。由于帶材內(nèi)殘余應(yīng)力的存在， 以及應(yīng)力集中的阻礙， 實(shí)際上帶材內(nèi)張應(yīng)力是 不均勻分布的。故（TZ的數(shù)值并不能反映帶材內(nèi)各點(diǎn)張應(yīng)力的真 正大小。因此實(shí)際（TZ的數(shù)值要依照延伸不均勻情況、鋼質(zhì)、加 工硬化程度及板邊情況等因素而定。 生產(chǎn)中按（T z= （0. 1-

23、0.6）S來選取。不同的軋機(jī)，不同的軋制道次，不同的坯料和品種， 要求不同的TZ。當(dāng)操作人員技術(shù)水平較高，變形較均勻，坯料 較理想時(shí)，可選高的TZ值；當(dāng)帶鋼較硬，邊部不良或者操作不 熟練時(shí)，可取TZ小些。一般可逆式冷軋機(jī)的中間道次或連續(xù)冷 軋機(jī)的中間機(jī)架,TZ可?。?、20、4）Ts。在軋制低碳鋼 時(shí)，因考慮到防止退火粘結(jié)，成品卷張力不能太高，一般選用50Mpa左右，其它鋼種可適當(dāng)高些。2.2冷軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的工序和工藝流程于產(chǎn)品緊密相連， 隨產(chǎn)品的要 求不同工藝流程也有所不同。冷軋板帶鋼產(chǎn)品以熱軋帶鋼作為原料， 因其表面有氧化鐵皮， 因 此在冷軋前要把氧化鐵皮清除掉，故

24、酸洗時(shí)冷軋生產(chǎn)的第一工 序。酸洗后即可軋制，軋制到一定厚度，由于帶鋼的加工硬化， 需進(jìn)行中間退火， 使帶鋼軟化。 退火之前由于帶鋼表面有潤滑油， 必須把油脂清洗潔凈， 否則在退火中帶鋼表面形成油斑， 造成表14 / 105面缺陷。通過脫脂的帶鋼，在代有愛護(hù)性氣體的爐中進(jìn)行退火。退火之后的帶鋼表面是光亮的，因此在進(jìn)一步的軋制和平坦時(shí)，就不需酸洗。帶鋼軋至所需尺寸和精度后，通常進(jìn)行最終退火， 為獲得平坦光潔的表面及均勻的厚度和調(diào)節(jié)機(jī)械性能要通過平 坦。帶鋼在平坦之后， 依照訂貨要求進(jìn)行剪切。 成張交貨要橫切， 成卷交貨必要時(shí)要縱切。綜上所述，一般用途冷軋板帶鋼的生產(chǎn)工序是：酸洗、冷軋、退 火、平坦

25、、剪切、檢查缺陷、分類分級以及成品包裝。其工藝流 程如下圖所示； 冷軋板帶鋼產(chǎn)品極為廣泛，其具有代表性的產(chǎn)品有金屬鍍層板 （鍍錫板、鍍鋅板等）深沖鋼板（汽車板等） 、電工用硅鋼板與 不銹鋼板等。2.3冷軋板帶鋼生產(chǎn)的要緊工序及其工藝2.3.1原料板卷（熱軋帶鋼）的酸洗（詳見酸洗）2.3.2冷軋冷軋機(jī)的生產(chǎn)分工 現(xiàn)代冷軋機(jī)按軋輥配置方式可分四輥式與多輥式兩大類按機(jī)架 排列方式又可分單機(jī)架可逆式與多機(jī)架連續(xù)式兩種。 單機(jī)架可逆式適于產(chǎn)品的品種規(guī)格變動(dòng)頻繁而每批產(chǎn)品的生產(chǎn) 數(shù)量又不大， 或者合金鋼比例較大的生產(chǎn)情況。 這種軋機(jī)生產(chǎn)能15 / 105力低，投資小、建廠塊、靈活性大，使用與中小型企業(yè)。

26、連續(xù)式冷軋機(jī)生產(chǎn)效率高， 當(dāng)產(chǎn)品品種較為單一或變動(dòng)不多時(shí)，連軋機(jī)最能發(fā)揮其優(yōu)越性。冷連軋機(jī)目前生產(chǎn)的規(guī)格范圍： 板帶 寬度450-2450毫米，厚度0、076-4毫米。依照所生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī) 格，確定機(jī)架的數(shù)目。2.3.2.1可逆式冷軋機(jī)組的組成及工藝操作 可逆式冷軋機(jī)組由四部分組成：板卷運(yùn)輸機(jī)開卷設(shè)備、軋機(jī)、前 后卷曲機(jī)、卸卷裝置及鋼卷收集設(shè)備。板卷運(yùn)輸機(jī)一般是鏈?zhǔn)降幕虿竭M(jìn)梁式的，開卷機(jī)是對錐式的。 帶鋼送至軋機(jī)后， 機(jī)前卷曲機(jī)咬入帶鋼頭部， 然后開始第一道軋 制。軋完第一道后，帶鋼尾部咬入軋機(jī)后的卷曲機(jī)中，軋機(jī)轉(zhuǎn)換 軋制方向開始下一道軋制。如此按照軋制規(guī)程往復(fù)進(jìn)行， 直到軋 制要求的厚度?？赡媸?/p>

27、軋機(jī)一般差不多上奇道次軋出成品。 卸卷由卸卷小車完成。帶卷收集裝置為一斜坡道或卸料步進(jìn)梁。2.3.2.2冷連軋機(jī)組的組成與工藝操作 冷連軋機(jī)組的機(jī)座與可逆式冷軋機(jī)座差不多相同，多為四輥式。機(jī)座數(shù)目26臺，配置為連續(xù)式。以我國某廠五機(jī)架四輥軋機(jī)所組成的冷連軋機(jī)組為例。 入口處有 剝帶機(jī)、鋼卷運(yùn)送小車、 預(yù)開卷裝置和開卷機(jī)等要緊設(shè)備完成軋16 / 105機(jī)上料。 出口端有卷曲機(jī)、 皮帶助卷器及運(yùn)送小車完成軋后的出 料。2.3.2.3全連續(xù)式冷軋機(jī)組的組成與工藝操作 美國新近投產(chǎn)的一套五機(jī)架全連續(xù)式冷軋機(jī)組的組成如下： 活套 小車、焊縫檢測器、活套入口勒導(dǎo)裝置、焊接機(jī)、夾送輥、剪斷 機(jī)、三輥矯平機(jī)、

28、開卷機(jī)、機(jī)組入口勒導(dǎo)裝置、導(dǎo)向輥、分切剪 斷機(jī)、卷取機(jī)、X射線測厚儀。2.3.3冷軋板帶的精整：冷軋板帶的精整一般包括脫脂、退火、平坦及剪切等工序2.3.3.1脫脂：板帶冷軋后進(jìn)行清洗以去除板帶表面上的油污成 為脫脂。脫脂為了幸免油脂在退火爐中揮發(fā)所生成的揮發(fā)物殘留 在板帶表面形成油斑，從而阻礙板帶的表面質(zhì)量。脫脂的方法一般有電解清洗、 機(jī)上清洗與燃燒脫脂等。 電解清洗 采納堿液為清洗劑，通常是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。通過堿液發(fā)生電 解，放出氫氣與氧氣，起到機(jī)械沖擊作用。從而加速脫脂過程。2.3.3.2退火： 退火有初退火、 中間退火和最終退火 （

29、成品退火） 初退火是為冷軋作預(yù)備，使帶鋼具有良好的塑性和一定的組織。初退火要緊用于含碳量較高的碳素結(jié)構(gòu)鋼， 合金結(jié)構(gòu)鋼等。 初退17 / 105火工藝制度因鋼質(zhì)不同而不同，一般在640-750攝氏度。保溫10多小時(shí)。初退火可降低熱軋板卷的硬度、消除晶粒組織，提 高塑性，以利于冷軋。因其是在酸洗前進(jìn)行，因此一般可不采納 愛護(hù)氣體。中間退火是為消除加工硬化， 以利于下一步軋制。 中間退火一般 差不多上在愛護(hù)氣氛中進(jìn)行光亮退火。成品退火通常是使板帶進(jìn)行恢復(fù)， 再結(jié)晶及晶粒適當(dāng)長大以改善 其加工性能，此外也要依照生產(chǎn)板帶品種的最終性能要求。 在冷軋板帶退火中應(yīng)用最廣的是罩式退火爐。 罩式退火爐的退火

30、周期長（長達(dá)幾晝夜） ，其中又以冷卻時(shí)刻占比例最大。采納松 卷退火代替緊卷退火能夠大大縮短退火周期，但由于其工序繁 瑣，退火前后都要重卷，故未能得到推廣應(yīng)用?？焖倮鋮s法要緊 有兩種：一種是使愛護(hù)氣體在爐內(nèi)或爐外循環(huán)對流實(shí)現(xiàn)一種熱交 換式冷卻，另一種是在板卷之間放置直接用水冷卻的隔板。 冷軋板帶成品退火的另一新技術(shù)是連續(xù)式退火， 其作業(yè)方式與連 續(xù)式酸洗相似，亦為臥式與立式（塔式）兩種。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)連 續(xù)退火處理的帶鋼機(jī)械性能優(yōu)于罩式退火處理。 連續(xù)退火提高了 帶鋼縱向、橫向性能的均勻程度，處理周期短，生產(chǎn)效率高，在 退火的同時(shí)能夠施加張力作板形矯正，且沒有粘接缺陷。 因而冷18 / 105軋板

31、帶鋼的要緊品種， 從鍍錫板、 深沖板直到硅鋼片及不銹鋼帶 都可采納高效而經(jīng)濟(jì)的連續(xù)退火處理。2.3.3.3平坦 平坦實(shí)質(zhì)上是采納小壓下率（0.3-3）的冷軋。通過平坦后 的板帶鋼能夠消除屈服平臺， 在帶鋼平坦后相當(dāng)長一段時(shí)刻內(nèi)不 出現(xiàn)沖壓滑移線， 同時(shí)使板帶的屈服極限達(dá)到最低， 從而提高板 形的成形性能。平坦可改善板形， 提高板帶的平直度。 為此平坦機(jī)的軋輥輥徑應(yīng) 盡量選大一些有利。 此外通過選用不同處理過的輥面軋輥進(jìn)行平 坦。能夠得到不同要求的板帶表面。通過調(diào)整平坦的壓下率，可 使板帶鋼的機(jī)械性能在一定范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)不同用途的要 求。通過雙機(jī)架或三機(jī)架平坦還可實(shí)現(xiàn)較大的壓下率， 以便生產(chǎn)

32、 超薄的鍍錫板。經(jīng)熱處理后的一般板帶、鍍錫板、汽車板等均須 進(jìn)行平坦。 平坦時(shí)對汽車板帶要求采納噴砂輥平坦， 以獲得具有 均勻粗糙度的麻面板，利于沖壓加工或涂漆。用于鍍、涂層的原 板，應(yīng)采納拋光輥平坦， 以提高板面光亮度， 利于提高鍍層質(zhì)量， 降低鍍層金屬消耗。 一般鋼板采納研磨的軋輥進(jìn)行平坦。 平坦又 可分為干平坦和濕平坦。 干平坦不加潤滑劑。 而濕平坦采納既具 較強(qiáng)清洗作用又能防修的潤滑劑。 濕平坦較干平坦可降低軋制壓19 / 105力3040，在雙機(jī)架平坦機(jī)應(yīng)用較多2.4冷軋板帶鋼軋制工藝制度的制定2.4.1變形制度（壓下規(guī)程）的制定 冷軋板帶鋼變形制度制定的工藝特點(diǎn)和方法 冷軋板帶鋼變

33、形制度的制定仍遵循壓下規(guī)程的原則， 但由于冷軋板帶鋼的工藝特點(diǎn)所決定，諸如對一定的鋼種、規(guī)格的產(chǎn)品，必 須有一定的冷軋總變形程度， 才能通過熱處理獲得所需的組織和 性能。因而冷軋帶鋼原料厚度的選擇要緊依據(jù)冷軋總變形程度。此外還應(yīng)考慮板帶的表面質(zhì)量和提高冷軋生產(chǎn)能力。 冷軋變形程 度的確定要緊取決于所軋鋼種的特性、 原料及成品的厚度、 所采 納的冷軋工藝以及軋制能力等。 如同樣的原料和成品， 隨著工藝 潤滑的改善， 采納高硬度的小工作輥或采納不對稱軋制等， 均能 增大道次壓下量，減小軋程。因此，在確定冷軋軋程方案時(shí)，應(yīng) 充分考慮到各種提高冷軋效率的手段與可能性。 至于冷軋各道次（機(jī)架）壓下量的分

34、配，仍如前述原則。諸如，前幾道有時(shí)受咬 入條件限制， 為了使來料得以均整并使軋制過程穩(wěn)定， 第一道壓 下率應(yīng)適當(dāng)小些。 中間各道次壓下率應(yīng)充分利用軋機(jī)的能力。 成 品及成品前道次，為保證厚度精度及板形采納較小的壓下量。在制定壓下規(guī)程時(shí)還必須確定與之相應(yīng)的張力制度， 這也是冷軋20 / 10523 / 105帶鋼軋制規(guī)程的另一特點(diǎn) 常用的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)的方法是： 先按經(jīng)驗(yàn)并按規(guī)程設(shè)計(jì)的一般原則和要求，對各道次（機(jī)架）壓下進(jìn)行分配，進(jìn)而按工藝要求并 參考經(jīng)驗(yàn)資料，選定各道次（機(jī)架）間的單位張力。最后校驗(yàn)設(shè) 備的負(fù)荷及各限制條件，并作適當(dāng)修正。分配各機(jī)架的負(fù)荷，關(guān) 于單機(jī)座軋機(jī)按等壓力分配，以確保產(chǎn)品

35、的厚度精度和板形要 求。2.4.2速度制度的制定 冷軋板帶鋼軋機(jī)按其作業(yè)制度的不同， 共有三種速度制度。 即轉(zhuǎn) 向、轉(zhuǎn)速不變的定速軋制，可調(diào)速的可逆軋制，固定轉(zhuǎn)向的可調(diào) 速軋制2.4.2.1轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速不變的定速軋制 這種速度制度，要緊用在小型冷軋窄帶鋼的二輥、四輥軋機(jī)。通 常二輥軋機(jī)的輥徑D350mm輥身長度Lw500mrp四輥軋機(jī)的工 作輥直徑D工w200mm支撐輥直徑D支w400 mm輥身長度Lw500mm因這類軋機(jī)在啟動(dòng)過程、制動(dòng)過程帶厚可能超差，另 外，這類軋機(jī)目前仍達(dá)都采納人工手動(dòng)測厚和調(diào)整， 故最大軋制 速度為0.5m/s。2.4.2.2可調(diào)速的可逆軋制鋼卷通過開卷、直頭送入軋機(jī)后

36、， 在前后卷曲機(jī)上咬住帶鋼頭尾， 進(jìn)行往復(fù)軋制。 每道次都要通過加速、 減速、 停車、 換向等過程。 速度太高，過渡時(shí)刻長，帶鋼超差長度增加。此外，軋制的板卷 重量一般在530噸，限制了速度的提高。另外，通過焊縫時(shí)， 要減速，故軋制速度一般在520m/s。2.4.2.3冷連軋機(jī)組的速度制度冷連軋機(jī)生產(chǎn)的最大特點(diǎn)是速度高（2040 m/s）,生產(chǎn)能力大， 軋制板卷重4060噸。軋制時(shí)先采納低速軋制約13m/s，待通過各機(jī)架并由張力卷取 機(jī)卷上之后，同步加速到軋制速度，進(jìn)入穩(wěn)定軋制時(shí)期。2.4.3張力制度的制定張力在冷軋生產(chǎn)中不僅能夠降低軋制力， 防止帶鋼跑偏， 補(bǔ)償沿 寬度方向上軋件的不均勻變形

37、。 此外在冷連軋中， 還起著傳遞能 量、傳遞阻礙，使各軋機(jī)間互相聯(lián)結(jié)的作用。張力制度確實(shí)是合理的選擇軋制中各道次（機(jī)架）張力的數(shù)值。 實(shí)際生產(chǎn)中若張力過大， 會(huì)把帶鋼拉斷或產(chǎn)生拉伸變形， 若張力 過小則起不到應(yīng)有的作用。 因此作用在帶鋼上的最大張應(yīng)力應(yīng)滿 足：彷max彷s式中（Tmax作用在帶鋼單位截面積上的最大張 應(yīng)力。彷s帶鋼的屈服極限實(shí)踐表明，作用在帶鋼截面上的張應(yīng)22 / 105力，即單位張力q,其數(shù)值選擇范圍為：q= (0.10.6)(TS。具體取值要考慮帶鋼的材質(zhì)，板形厚度波動(dòng)、帶鋼邊部情況等。關(guān)于單機(jī)架可逆式軋機(jī)q值取在(0.2-0.4)s范圍內(nèi)；冷連軋的特點(diǎn)之一是采納大張力軋制

38、，如此既可得到良好的板形， 又可減小軋制壓力。一般單位張力q達(dá)到(0.20.4)s張應(yīng)力后幾架比前幾架要大些。 此外在軋制低碳鋼時(shí)， 為防止退火 粘接，成品卷曲張力應(yīng)小些，通常取單位張力為5kg/mm2左右。 在可逆式單機(jī)架冷軋機(jī)上， 張力是在軋機(jī)與開卷機(jī)或卷曲機(jī)之間 產(chǎn)生的。形成前張力的開卷機(jī)或卷曲機(jī)的電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)工作狀 態(tài)，而形成后張力的卷曲機(jī)的電機(jī)處于發(fā)電工作狀態(tài)。 為保持恒 定張力， 在軋制過程中隨前卷取機(jī)帶卷直徑的增大， 前卷曲機(jī)應(yīng) 減速，而后卷取機(jī) 應(yīng)隨著帶卷直徑的減小而加速。一般在第一 道次因酸洗機(jī)組卷取張力較小， 為幸免帶卷各層間錯(cuò)動(dòng)造成表面 擦傷，不采納太大張力。在以后的道

39、次中，依照品種、規(guī)格，選 取較大的張力。 成品道次張力應(yīng)小些。 以防止或減少退火中粘結(jié)。 過焊縫上，張力也適當(dāng)減小。軋機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 必須先建立后張力。 在軋制中帶鋼中部出現(xiàn)波浪應(yīng) 減小張力，以防止拉裂和斷帶；若帶鋼邊部出現(xiàn)邊浪，則應(yīng)適當(dāng) 增加張力，以消除邊部波浪。問答題23 / 1051.冷軋板帶的優(yōu)點(diǎn)2.冷軋板帶軋制工藝特點(diǎn)3.簡單列出冷軋板帶的10種用途4.在軋制過程中張力的作用5.在單機(jī)架可逆軋機(jī)上的張力制度6.冷軋板帶精整的要緊工序及其作用第三章 板帶材高精度軋制 板帶材的高精度要緊是指厚度（縱向和橫向）的精確度。既然板 帶是由軋輥輥縫中軋出來的， 輥縫的大小和形狀決定了板帶縱向 和橫向

40、厚度的變化 （后者又阻礙到板形），那么要提高產(chǎn)品的厚 度精度，就必須研究軋輥輥縫大小和形狀變化的規(guī)律。31板帶材軋制中的厚度操縱311Ph圖的建立與運(yùn)用板帶軋制過程既是軋件產(chǎn)生塑性變形的過程，又是軋機(jī)產(chǎn)生彈性 變形（即所謂彈跳）的過程，二者同時(shí)發(fā)生。由于軋機(jī)的彈跳， 使軋出的帶材厚度（h）等于軋輥的理論空載輥縫（S0/）加軋 機(jī)的彈跳值。按照虎克定律，軋機(jī)彈性變形與應(yīng)力成正比，則彈跳值應(yīng)為P/K，現(xiàn)在h=SO/+P/（31）24 / 1O5K -軋機(jī)的剛度，tmm式（31）為軋機(jī)的彈跳方程，據(jù)此繪成曲線稱為軋機(jī)彈性變形 線，它近似一條直線，其斜率確實(shí)是軋機(jī)的剛度。但實(shí)際上在壓 力小時(shí)彈跳和壓力

41、的關(guān)系并非線性， 且壓力愈小， 所引起的變形 也愈難精確確定， 亦即輥縫的實(shí)際零位專門難確定。 為了消除這 一非線性區(qū)段的阻礙，實(shí)際操作中可將軋輥預(yù)先壓靠到一定程度，即壓到一定的壓力P0,然后將現(xiàn)在的輥縫指示定為零位，這確實(shí)是所謂“零位調(diào)整”。 以后即以此零位為基礎(chǔ)進(jìn)行壓下調(diào) 整。由圖31能夠看出：p A A/p圖31 Ph圖h=S + （P-P0）/ K（3-2）式中So-考慮預(yù)壓變形的相當(dāng)空載輥縫（mt）另一方面。給軋件以一定的壓下量（ho一h）,就產(chǎn)生一定的壓 力（P）,當(dāng)料厚（h。）一定，h愈小即是壓下量愈大，貝V軋制壓 力也愈大，通過實(shí)測或計(jì)算能夠求出對應(yīng)于一定h值（即Ah值）25

42、/ 105式中P軋制力的P值，在圖5-1上繪成曲線B,稱為軋件塑性變形線。B線與A線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為軋制力P,橫坐標(biāo)即為板帶實(shí)際厚度ho塑性變形線B實(shí)際是條曲線，為便于研究，其主體部分可近似簡 化成直線。由P-h圖能夠看出，假如B線發(fā)生變化（變?yōu)锽/）,貝V為了保 持厚度h不變，就必須移動(dòng)壓下螺絲，使A線移至A，使A/與B/的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變，亦即須使A線與B線的交點(diǎn)始終 落在一條垂直線C上，這條垂直線C稱為等厚軋制線。因此，板 帶厚度操縱實(shí)質(zhì)確實(shí)是不管軋制條件如何變化，總要使A線與B線交到C線上，如此就可得到恒定厚度（高精度）的板帶材。由 此可見，P-h圖的運(yùn)用實(shí)是板帶厚度操縱的基礎(chǔ)。312

43、板帶厚度變化的緣故和特點(diǎn)由式（3-1）可知，阻礙帶材實(shí)際軋出厚度的因素要緊是So、K和p。其中軋機(jī)剛度K在既定軋機(jī)上軋制一定寬度的產(chǎn)品時(shí)，一 般可認(rèn)為是不變的，阻礙So變化的因素要緊是軋輥的偏心運(yùn)轉(zhuǎn)、 軋輥的磨損與熱膨脹及軋輥軸承油膜厚度的變化， 它們差不多上 在壓下螺絲位置不變的情況下使實(shí)際輥縫發(fā)生變化， 從而使軋出 的板帶厚度發(fā)生波動(dòng)。軋制力P的波動(dòng)是阻礙板帶軋出厚度的要 緊因素。因而所有阻礙軋制力變化的因素都必將阻礙到板帶厚度30 / 105精度。這些因素要緊有： （l）軋件溫度、成分和組織性能的不均。那個(gè)地點(diǎn)應(yīng)該指出， 溫度的阻礙具有重發(fā)性， 即雖在前道消除了厚度差， 在后一道還 會(huì)由

44、于溫度差而重新出現(xiàn)。 故熱軋時(shí)只是在精軋道次對厚度操縱 方有意義。（2）坯料原始厚度的不均。來料厚度有波動(dòng)實(shí)際確實(shí)是改變了Ph圖中B線的位置和斜率，使壓下量產(chǎn)生變化，自然要引起 壓力和彈跳的變化。 厚度不均雖可通過軋制得到減輕， 但終難完 全消除，且軋機(jī)剛性愈低愈難消除。故為使產(chǎn)品精度提高，必須 選擇高精度的原料。 （3）張力的變化。它是通過阻礙應(yīng)力狀態(tài)及 變形抗力而起作用的。 連軋板帶時(shí)頭、 尾部在穿帶和拋鋼時(shí)由于 所受張力分不是逐漸加大和縮小的， 故其厚度也分不逐段減小和 增大。此外，張力還會(huì)引起寬度的改變，故在熱連軋板帶時(shí)應(yīng)采 納不大的恒張力。冷連軋板 帶時(shí)采納的張力則較大，同時(shí)還經(jīng)常利用調(diào)節(jié)張力作為厚度操縱 的重要手段。（4）軋制速度的變化。 它要緊是通過阻礙摩