冷軋薄板車間設計說明

127/135摘要本設計講明書是參照鞍鋼及寶鋼冷軋薄板廠工藝流程，結合現(xiàn)代化生產(chǎn)實際要求設計了年產(chǎn)150萬噸冷軋薄板鋼廠的生產(chǎn)車間。典型產(chǎn)品為Q235B，20鋼,08Al冷軋薄板帶鋼。該車間的主體設備包括：酸洗機組、五機架冷連軋機組、連續(xù)退火機組、單機架四輥式平坦機組、橫切、縱切及卷曲機組等。產(chǎn)品具有使用規(guī)格范圍寬、厚度精確、尺寸偏差小、表面光潔、板形好、性能穩(wěn)定等特點。設計時以年產(chǎn)量為基礎，結合各產(chǎn)品的市場前景合理地分配了各產(chǎn)品產(chǎn)量，制定了典型產(chǎn)品金屬平衡表和軋制規(guī)程，同時優(yōu)化了冷軋薄板的生產(chǎn)工藝，綜合了各項技術經(jīng)濟指標，并繪制車間平面圖。此外，本講明書還包括專題研究論文：Mg-4Zn-1.5RE合金軋制板材的再結晶組織觀看與分析。關鍵詞：冷軋薄板；熱處理工藝；再結晶退火；車間設計ABSTRACTThisdesignmanualisasteelworkthatproducesandmanufactures1,500,000tonscoldrolllamellainoneyearcombiningmoderncapacityandphysicalrequirementstodesign,accordingtothecold-rolledsheetofAnshanIronandSteelandBaosteel.ThetypicalproductsareQ235B,20steeland08Alspecificationscold-rolledsheetsteel.Thisworkshopequipmentincludes:picklingline,thefivestandcoldrollingmill,continuousannealingunits,singleframefourrollerlevelingunit,crosscut,longitudinalcuttingandrewindingmachine,etc.Theproductcanbeusedinthecharacteristicsofthewidespecificationrange,precisethicknessandsmallsizedeviation,smoothsurface,goodboardshape,thestableperformanceandsoon.Peoplehaveassignedeachproductoutputreasonablyanddrewupthemetalbalancedofthetypicalmodelproductandstrandingsystemregulationscombiningeachproduct'smarketprospect,basedonannualoutputwhendesigning.Notonlythose,butalsopeoplehaveoptimizedproductionprocessofthecold-rolledsheet,synthesizedvarioustechnicalandeconomicindicators,anddrewtheworkshopplan.Inaddition,themanualalsoincludedaspecialsubjectsearchthesis:observationandanalysisoftherecrystallizationoftheMg-4Zn-1.5REalloystrandingsystemboardmaterialorganizes.Keyword：Coldrolledsheet;Heattreatmentprocess;Recrystallizationannealing;Workshopdesign目錄摘要 IABSTRACT II目錄 III1綜述 11.1冷軋薄板簡介 11.2冷軋薄鋼板生產(chǎn)工藝特點 21.3冷軋鋼板的分類 31.4冷軋薄板的質量操縱 31.4.1鋼的化學成分對成品性能的阻礙 31.4.2熱軋帶鋼對冷軋鋼板性能和組織的阻礙 51.4.3原料的幾何尺寸對冷軋成品尺寸的阻礙 61.4.4坯料常見缺陷以及對冷軋生產(chǎn)的阻礙 71.4.5退火工序中存在的缺陷 81.4.6冷軋工藝的表面缺陷 91.5冷軋薄板鋼生產(chǎn)的進展 111.6當今現(xiàn)代軋制工藝技術的特點 131.6.1大力開發(fā)高精度軋制技術 131.6.2軋制過程的自動操縱和智能操縱技術 132產(chǎn)品方案確定 142.1產(chǎn)品方案 142.2生產(chǎn)方案 142.3產(chǎn)品性質 153冷軋薄板軋制工藝過程 163.1軋制工藝過程 163.2各工藝流程環(huán)節(jié)簡介 173.2.1酸洗 173.2.2冷軋 203.2.3熱處理 243.2.4精整 353.3金屬平衡表的制定 373.3.1金屬平衡 373.3.2金屬平衡表的制定 374機組與參數(shù)選擇 384.1機組參數(shù) 384.2酸洗—冷軋機組 384.3連續(xù)退火機組 424.4單機架平坦機 444.5重卷機組 465軋制制度的制定 475.1下壓規(guī)程的制定 475.2軋制力的計算 476生產(chǎn)組織和經(jīng)濟技術指標 546.1車間勞動組織和人員配備 546.1.1生產(chǎn)人員 546.1.2技術人員 546.1.3行政治理人員 546.1.4其他人員 546.2車間年產(chǎn)量計算 556.2.1軋制工作圖表 556.2.2軋機軋制結構的確定 556.2.3軋機的小時產(chǎn)量 566.2.4軋機的平均小時產(chǎn)量 576.2.5阻礙軋機小時產(chǎn)量的因素 586.2.6車間年產(chǎn)量計算 586.3軋鋼廠的環(huán)保 596.3.1綠化 596.3.2各類有害物質的操縱及防治 596.3.3節(jié)能 616.4車間平面布置 616.4.1倉庫面積計算 616.4.2設備間距確定 626.4.3車間跨距組成 62專題部分： 63致謝 72參考文獻 731綜述1.1冷軋薄板簡介金屬在再結晶溫度以下進行軋制變形叫做冷軋，一般指薄板不經(jīng)加熱而在室溫直接進行軋制加工。冷軋后的帶鋼可能燙手，但依舊叫冷軋[1]。鋼的冷軋是在19世紀中葉始于德國，當時只能生產(chǎn)寬度20~25mm的冷軋薄板。美國1859年建立了25mm冷軋機，1887年生產(chǎn)出寬度為l50mm的低碳鋼板。1880年以后冷軋鋼板生產(chǎn)在美國、德國進展專門快，產(chǎn)品寬度不斷擴大，并逐步建立了附屬設備，如剪切、矯直，平坦和熱處理設備等，產(chǎn)品質量也有了提高。寬的冷軋薄板(韌帶)是在熱軋成卷帶鋼的基礎上進展起來的。首先是美國早在1920年第一次成功地軋制出寬帶鋼，并專門快由單機不可逆軋制而跨入單機可逆式軋制。1926年阿姆柯公司巴持勒工廠建成四機架冷連軋機。我國冷軋寬帶鋼的生產(chǎn)開始于1960年，首先建立了1700mm單機可逆式冷軋機，以后陸續(xù)投產(chǎn)了1200mm單機可道式冷軋機，Mxw1400mm偏八輥軋機、1150mm二十輥冷軋機和1250mmHC單機可逆式冷軋機等，70年代投產(chǎn)了我國第一套1700mm連續(xù)式五機架冷軋機，1988年建成了2030mm五機架全連續(xù)冷軋機。近年來我國冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了20多倍，生產(chǎn)裝備技術水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板而進展到能生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、涂層鋼板、塑料復合薄板和硅鋼片等。但隨著四化建設的進展，不管在數(shù)量和品種質量上都遠遠滿足不了四化建設進展的需要，為此我們必須增建新輪機，改造現(xiàn)有冷軋機，大力進展冷軋生產(chǎn)。冷軋生產(chǎn)可提供大量高精確度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材，其最要緊的特點是加工溫度低，同熱軋生產(chǎn)相比，它有以下優(yōu)點：1.冷軋帶鋼產(chǎn)品尺寸精確，厚度均勻，帶鋼厚度差一般不超過0.01~0.03mm或更小，完全能夠符合高精度公差的要求。2.可獲得熱軋無法生產(chǎn)的極薄帶材(最薄可達0.001mm以下)。3.冷軋產(chǎn)品表面質量優(yōu)越，不存在熱軋帶鋼常常出現(xiàn)的麻點、壓入氧化鐵皮等缺陷，同時可依照用戶的要求，生產(chǎn)出不同表面粗糙度的帶鋼(光澤面或麻糙面等)，以利于下道工序的加工。4.冷軋帶鋼具有專門好的力學性能和工藝性能(如較高的強度、較低的屈服極限、良好的深沖性能等)。5.可實現(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制，具有專門高的生產(chǎn)率。1.2冷軋薄鋼板生產(chǎn)工藝特點冷軋的生產(chǎn)方法較好的解決了鋼板在熱軋過程中溫度和溫度降不均勻，性能不一致的問題，保證良好的板型及表面光潔度。冷軋帶鋼的軋制工藝特點有以下3點[2]：1.在軋制過程中產(chǎn)生不同程度的加工硬化。加工硬化超過一定程度后，帶鋼因過分硬脆而不適于接著軋制。因此帶鋼經(jīng)冷軋一定的道次(即完成一定的冷軋總壓下量)之后，往往要經(jīng)軟化熱處理(再結晶退火等)，使軋件恢復塑性，降低變形抗力，以便接著軋薄。在冷軋生產(chǎn)過程中，每次軟化退火之前完成的冷軋工作稱為一個“軋程”。在一定軋制條件下，鋼質愈硬、成品愈薄，所需的軋程愈多。2.過程必須采納工藝冷卻和潤滑。冷軋帶鋼的變形功約有84％~88％轉變?yōu)闊崮?，使帶鋼與軋輥的溫度升高，故須采納冷卻措施。輥面溫度過高會引起工作輥淬火層硬度下降，阻礙帶鋼的表面質量和軋輥壽命。輥溫的升高和輥溫分布不均勻會破壞正常的輥形，直接阻礙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)，使冷軋不能順利進行。為了保證冷軋的正常生產(chǎn)，對軋輥和帶鋼應采取有效的冷卻與調節(jié)輥溫的措施。水是比較理想的冷卻劑，油的冷卻能力則比水差得多。因此大多數(shù)生產(chǎn)軋機都用以水為要緊成分的冷卻劑。冷軋采納工藝潤滑的要緊作用是減小金屬的變形抗力，如此在已有的軋機能力條件下實現(xiàn)更大的壓下，還可使軋機生產(chǎn)出更薄的產(chǎn)品。工藝潤滑對降低軋輥的溫升也起到良好的作用；采納工藝潤滑還可起到防止金屬粘輥的作用。常用的工藝潤滑劑有乳化液、各種黏度的礦物油(機油等)和動、植物油(牛油、菜油、棕櫚油等)。3.采納張力軋制。張力軋制確實是帶鋼在軋輥中軋制變形是在一定前張力和后張力作用下進行的。1.3冷軋鋼板的分類表1-1冷軋產(chǎn)品要緊牌號、標準、規(guī)格及用途品名牌號供貨標準或技術條件規(guī)格厚×寬（mm）要緊用途普碳鋼（CQ）Q195-235A.B/FGB112530.3~3.5×800~1550一般成形加工用鋼。如：自行車配件、水箱外殼、制桶等St12Q/ASB312SPCCQ/ASB311優(yōu)結鋼（DQ）A08Q/ASB800.3~3.5×800~1550沖壓成形加工用鋼。如：汽車門、窗、檔泥板、農(nóng)機配件等08Al10#-50#Q/ASB80GB13237St13Q/ASB312SPCDQ/ASB311深沖鋼（DDQ）SC1GB52130.3~3.5×800~1550深沖壓成形加工用鋼。如：汽車油箱、前車燈、門窗、頂蓋等。St14Q/ASB312SPCEQ/ASB311含磷鋼06－08AlPQ/ASB890.6~3.0×800~1300高強度沖壓成形加工用鋼。如：汽車頂蓋、擋泥板等10AlPQ/ASB264耐候鋼05CuPCrNi鞍鐵冷2000－11.5~3.0×800~1550鐵道車輛車箱板09CuPCrNi鞍鐵冷2000－110CrNiCu(A)鞍電協(xié)89－11.2~1.5×950~1050鍋爐空氣預熱器1.4冷軋薄板的質量操縱1.4.1鋼的化學成分對成品性能的阻礙鋼的化學成分對性能的阻礙，特不是碳、錳、硅對產(chǎn)品力學性能的阻礙存在下列關系：σb＝25十67C十14Mn十20Si。而抗拉強度、屈服強度、延伸率決定著冷軋產(chǎn)品的使用性能，特不是薄板的成形性能，因此煉鋼操縱好化學成分，是保證生產(chǎn)出優(yōu)質冷軋汽車鋼板的基礎。鋼中碳含量對成形性能的阻礙是通過阻礙屈服極限和塑性應變比R值來實現(xiàn)的。碳對薄板成形性能的阻礙能夠見圖1-1。標準規(guī)定08F鋼碳含量為0.05％~0.11％．但常常保證不了成形性能，故控碳含量不大于0.07％。硫有提高屈服強度的趨勢，硫化物夾雜促使鋼中帶狀組織形成，惡化深沖性能，其關系見圖1-2。適量的鋁能消除鋼的時效硬化性，提高沖壓性能，其關系見圖1-3。圖1-1塑性應變比R值與含碳量的關系圖1-2硫對屈服極限的阻礙圖1-3鋁含量與屈服權限的關系1—試樣1；2—試樣2以同一鋼種08Al為例，標準規(guī)定磷含量不大于0.035％，硫含量不大于0.040％,而作為復雜沖制零件時必須把磷、硫含量分不操縱在0.020％和0.030％以下，因為復雜沖件要求鋼板具有專門高的塑性。許多工廠的工作經(jīng)驗指出，為了保證必須的工藝性能和力學性能，鋼的正常夾雜物含量要盡量低。錳含量下限能夠降低，1949年原蘇聯(lián)標準規(guī)定錳含量為0.30％~0.45％，1990年原蘇聯(lián)標準改為0.20％~0.35％。日本JISG3141-69規(guī)定錳含量沒有下限(不大于0.40％)。實際生產(chǎn)中，原蘇聯(lián)札波羅什冶金工廠錳含量下限為0.25％，日本福山、君津廠錳含量下限一般限定為0.23％。我們的生產(chǎn)經(jīng)驗是當把錳含量下限限定在0.20％~0.23％時，盡管鋼的性能有些提高，但熱輪時邊上有拉裂，因此把錳含量下限操縱在0.26％。從沖壓性能看，半冷靜鋼板比沸騰鋼板沖廢率低3％；沸騰鋼板代表了第一代汽車用鋼板，它固溶氮含量較高，具有明顯的應變時效性，具有較弱的﹛111﹜織構，沖壓成形性較差，不適用于深沖壓制復雜零件。鋁冷靜鋼板通過操縱固溶和析出條件，能夠得到強的﹛111﹜織構，從而得到良好的沖壓性能，R為1.4~1.8。迄今為止，大工業(yè)生產(chǎn)中使用的各類沖壓用薄板差不多上以鋁冷靜鋼為基的，稱之為第二代沖壓汽車用鋼板。對高強度薄板而言，力學性能波動保持較小具有重要的意義。除了總的加工性能的限制外，較薄的鋼板必須考慮深沖部件的回彈、彎折等，屈服極限的離散度反映出成形性能的不同。因此連續(xù)退火的帶鋼要特不注意必須準確地保持化學成分、退火溫度和冷卻溫度的一致。添加微量合金元素能夠有效地提高高強度形板的強度。然而為了達到采納微量元素的目標值，需要綜合化學元素的結合機理。在實踐中重要微合金化元素的作用見表l-2。表1-2冷軋薄板微合金化元素在鋼中的作用微合金化的作用元素，化合物晶粒細化通過滯后再結晶的亞結構強化析出強化與碳、氮的完全結構組織的阻礙晶粒界面結合Nb(C)、Ti(C)Nb(C)、Ti(C)Nb(C)、Ti(C)Nb(C、N)、TiN、TiCNb(C)、Ti(C)、(BN)B偏析1.4.2熱軋帶鋼對冷軋鋼板性能和組織的阻礙冷軋的原料是熱軋帶鋼，其組織和性能直接阻礙到冷軋鋼板的組織和性能。阻礙熱軋帶鋼組織和性能的因索除鋼坯加熱溫度和保溫時刻之外，要緊因索是終軋溫度、卷取溫度、末道次壓下率。以低碳鋼為例，熱軋、冷軋低碳鋼的組織特征是鐵素體晶粒組織和一定數(shù)量的滲碳體，因此決定其性能好壞的鋼的組織確實是鐵素體晶粒的大小、形狀及均勻程度，其次確實是滲碳體的尺寸大小及分布的彌散程度。假如冷軋帶鋼有專門粗大的晶粒，在沖壓加工后，加工零件表面將形成粗糙表面，甚至導致沖壓時開裂造成廢品。冷軋退火后鋼板的鐵素體晶粒大小，除與冷軋熱處理條件有關外，也與熱軋帶鋼的顯微組織有關。熱軋帶鋼的顯微組織特征保持在冷軋薄板上，冷軋不能消除熱軋變形時得到的粗大晶粒、過細晶粒及晶粒不均，這些都將遺傳在冷軋帶鋼上。我們除了注意冷軋熱處理工藝條件之外，分析對比了冷軋產(chǎn)品晶粒度與熱軋帶鋼組織的關系，結果列于表l-3。表1-3熱軋帶鋼晶粒組織與冷扎成品晶粒度的關系分類沸騰鋼冷靜鋼熱帶鋼量，t熱帶鋼精粒為9-10級者，%成品晶粒為9-10級者占原料為9-10級晶粒的百分比，%232630（699.7t）20158078（1235.9t）40-50（最高79）1.4.3原料的幾何尺寸對冷軋成品尺寸的阻礙冷軋原料的幾何尺寸對冷軋生產(chǎn)十分重要，因為熱軋產(chǎn)品橫斷面和長度上的厚度不均，經(jīng)冷軋后只能減輕，不能消除。冷軋原料頭、尾尺寸差大，不僅使軋制困難，也使對焊時焊接不牢而產(chǎn)生斷片。熱軋帶鋼浪弧形太大和厚度不均也會嚴峻阻礙冷軋的正常進行，因此作為冷軋原料的熱軋帶鋼必須嚴格按標準交貨。為了進一步證實熱軋帶鋼橫斷面的變化對冷軋帶鋼橫斷面的阻礙，加拿大多法斯科工廠在五機架冷連軋機上將3.1×1000mm熱軋板卷軋成0.93×1000mm冷軋板，試驗結果證明，熱軋帶鋼通過冷軋之后，其斷面并未發(fā)生顯著變化，矩形的斷面仍是矩形的，凸形的斷面仍是凸形的。顯然冷連軋機的輥縫在冷軋過程中并不能保持規(guī)定的幾何形狀，輥縫完全適應熱軋帶鋼橫斷面的變化，因此用戶所要求的冷軋帶鋼橫斷面必須在熱軋生產(chǎn)中形成。通過冷軋之后唯有距帶鋼邊部25mm范圍內(nèi)冷軋板邊部成薄了約1％。在冷連軋1號和2號機架上錐形工作輥與工作輥軸向串移相結合是減少邊部減薄的有效措施。上述試驗及生產(chǎn)實際都證明，冷軋薄板的相對橫斷而和平直度在熱帶鋼軋機的精軋機組上就已形成了，在冷軋機上只能改變絕對斷面。假如試圖改變相對斷面，必定引起平直度的變化。因此構了保證冷軋最終產(chǎn)品的質量，對熱軋帶鋼提出了專門高的要求，規(guī)定作為冷軋原料的熱軋帶鋼，其相對斷面厚度差(即同極差)要小于公稱厚度的1％。從試驗中還可看出，在熱軋帶鋼凸度和冷軋帶鋼邊浪之間有一個適當?shù)南嗷リP系。熱軋帶鋼凸度每減少10μm，邊浪就增大2.9I。熱軋帶鋼凸度和冷軋帶鋼中間浪之間沒有相應的關系。綜上所述，要生產(chǎn)出高產(chǎn)優(yōu)質的冷軋薄鋼板，熱軋帶鋼的質量是最重要的基礎保證。1.4.4坯料常見缺陷以及對冷軋生產(chǎn)的阻礙冷軋所使用的各種形式坯料常見缺陷及其對冷軋生產(chǎn)的阻礙簡述如下：1.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同意寬度。實踐證明，帶鋼寬度超過最大同意偏差時，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，當帶鋼在連續(xù)酸洗作業(yè)下運行時，往往會出現(xiàn)跑偏事故。熱軋帶鋼由于軋制過程中軋件溫度不均勻和張力波動，通常頭部較尾部厚0.15~0.20mm；有時由于操作方面的緣故，帶鋼某段出現(xiàn)一邊厚一邊薄，或一段厚一段薄的現(xiàn)象，或者全長超厚現(xiàn)象，這些都會給開卷焊接及冷軋造成困難。因此，關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，厚度偏差應為±0.20mm；帶厚為3~5mm時，厚度偏差為±0.24mm；帶厚大于5mm時，厚度偏差應為±0.27mm．2.夾雜及氧化鐵皮壓入。從外觀看較容易發(fā)覺，夾雜和氧化鐵皮壓入采納酸洗的方法多數(shù)是不易清除掉的；輕微的夾雜和氧化鐵皮壓人，即使能夠酸洗掉，但會造成其他部位板面過酸洗，個不情況將會使板面留下坑痕，冷軋后因坑痕擴大而造成廢品。3.劃傷。原料表面出現(xiàn)超過厚度正負偏差一半深度的劃條稱為劃傷。這種缺陷在冷軋過程中不易消除，最終會導致成品板帶降級。實踐證明，當原料表面存在不大于厚度正負偏差一半的壓痕、發(fā)裂、麻點、劃傷、凸泡及軋輥網(wǎng)紋時，在40%的冷軋壓下率軋制后差不多上都能夠消除。4.氣泡和結疤。氣泡和結疤是指從外觀上不易被發(fā)覺的兩種缺陷，它們只有當原料通過酸洗后才暴露出來。氣泡呈現(xiàn)為孔隙或裂縫狀態(tài)，結疤呈現(xiàn)為凹坑狀。通過冷軋之后，這兩種缺陷都不易被消除。5.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。往往是由于在熱軋過程中壓下量不均，軋件加熱不均勻，而使縱向延伸不均勻造成的。有如此缺陷的熱軋帶卷，在連續(xù)機組上運行時，浪形下部表面往往出現(xiàn)新劃傷，浪形嚴峻時，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，以及跑偏、軋皺和軋制不穩(wěn)定等現(xiàn)象。6.鐮刀彎和S彎。通常出現(xiàn)在熱軋板帶鋼中，它是指板帶鋼中心線沿帶鋼長度方向出現(xiàn)的鐮刀形和S形的變化。有鐮刀彎和S彎的原料在連續(xù)機組和在冷軋機組軋制時，必定引起板帶鋼跑偏，嚴峻時造成斷帶事故。同時它們在圓盤剪上剪切時，往往不能保證帶邊均勻和取直，使帶鋼卷取時產(chǎn)生塔形，鋼卷上下兩端松緊不勻。產(chǎn)生鐮刀彎和S彎的緣故是，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行，帶鋼的鐮刀彎應符合技術標準的規(guī)定。7.塔形。熱軋帶鋼出現(xiàn)鐮刀彎后，在卷取成卷時必定出現(xiàn)塔形。塔形鋼卷在吊運和在輥道上運送時，塔峰易窩折或卡出破口。當窩折的折角小于90°時，則必定被拉輥壓成折疊；當破口深度超過剪邊寬度時，破口則不能完全剪掉；當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作業(yè)線或軋制中心線，經(jīng)常造成跑偏事故。8.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輸時，吊卸不及時及鋼卷互相沖撞擠壓造成的。當扁卷的內(nèi)徑小于開卷機的錐體最小直徑時，則扁卷只有被判廢改作它用。9.長舌頭。長舌頭多出現(xiàn)在熱軋帶鋼的尾部，它是因為帶鋼在軋制過程中尾端失去操縱，使其延伸自由所造成的。有長舌頭的鋼卷不利于開卷，往往需要多次反復才能拆開。同時，由于增加了切頭質量，使金屬成材率降低。另外，熱軋帶鋼卷外圈應標明爐罐號、鋼質、規(guī)格、質量及卷序號等，以防混淆。1.4.5退火工序中存在的缺陷粘結、氧化色和性能不合格是冷軋薄板退火工序中存在的三大問題，尤其是粘結與氧化色這兩種缺陷較為突出。1.粘結(1)缺陷特征：退火鋼卷層間互相粘在一起稱粘結，粘結的形式有點狀、線狀和大塊面粘合，粘結較嚴峻時，手摸有突起感受，多分布于帶鋼的邊部或中間；嚴峻的面粘結，開卷時被撕裂或出現(xiàn)孔洞，甚至無法開卷，成為“死卷”。(2)產(chǎn)生緣故：張力過大，板形不良，卷取時出現(xiàn)參差不齊的溢出邊，乳化液不純，超溫，氣體循環(huán)不良，帶鋼表面粗糙度太小，鋼質太軟。(3)預防及消除方法：正確選擇卷曲張力，操縱工作輥粗糙度，操縱好板形和卷形，按堆垛原則堆垛，將塔形卷，溢出邊卷放置鋼垛上部，遵守操作規(guī)程，操縱退火溫度和時刻，保證退火設備的完整性，檢測儀表準確，熱電偶插放到位等。2.氧化色（氧化邊）(1)缺陷特征：鋼板及鋼帶表面被氧化，其顏色由邊部的深藍色逐步過渡到淺藍色、淡黃色，統(tǒng)稱氧化色。(2)產(chǎn)生緣故：退火時愛護罩密封不嚴或漏氣，發(fā)生化學反應；愛護罩吊罩過早，高溫出爐（鋼卷溫度＞200℃）鋼卷邊緣表面氧化；愛護氣體成分不純，CO和CO2比例不和造成碳的沉積；加熱前預吹洗時刻不足，爐內(nèi)存在殘氧，鋼卷在氧化性氣氛中退火。(3)預防及消除方法：帶鋼表面的乳化液應吹潔凈，減少進入爐內(nèi)的水份和殘渣；裝爐蓋罩后，必須進行密封性檢查；保證預吹洗時刻，盡量吹凈退火空間的空氣，幸免鋼卷氧化；確保愛護氣體成份，露點；嚴禁高溫出爐；發(fā)覺嚴峻氧化時，必須重新退火除氧；經(jīng)常檢查操縱儀表的工作狀態(tài)及熱電偶插放位置。3.乳化液斑點(1)缺陷特征：經(jīng)退火的鋼板表面呈現(xiàn)不規(guī)則的或像小島形狀的黑色、褐色圖形，常出現(xiàn)在帶鋼的頭尾部；有時出現(xiàn)在帶鋼邊部；有時帶鋼通長都有。(2)產(chǎn)生緣故：在軋機出口處乳化液未吹潔凈，殘留在帶鋼表面上；穿帶時風機未開，甩尾時風機關閉；裝爐后預吹洗時刻不足，加熱時乳化液碳化形成斑點。(3)預防及消除方法：吹風設備良好，風壓達到工藝要求；發(fā)覺吹不潔凈，應查找緣故，及時處理；保證預吹洗時刻。1.4.6冷軋工藝的表面缺陷冷板市場對冷軋板質量提出了更高的要求，表面質量越來越受到人們的關注，尤其家電面板、搪瓷用料、汽車用板等行業(yè)。冷軋板表面質量的好壞直接阻礙這些行業(yè)產(chǎn)品質量，冷軋板面質量一般表現(xiàn)為：潔凈度、銹蝕、劃痕、輥痕、夾雜、橫（折）印等。下面從冷軋生產(chǎn)的幾個方面對冷軋板表面質量進行分析。1.酸洗工序的阻礙酸洗的要緊目的是去掉鋼板表面的氧化鐵皮，保證下道軋制工序的順利進行，本工序的工藝流程：上卷開卷—酸洗—水沖洗—堿中和—烘干—卷取。(1)酸洗的阻礙酸洗工序的酸洗為要緊環(huán)節(jié)，酸洗溫度、時刻，直接阻礙板帶鋼的表面質量，酸洗時刻短會造成欠酸洗，鐵銹和氧化層清洗不潔凈，軋鋼時會造成表面顏色發(fā)暗、嚴峻的使表面形成“花臉”，過酸洗會使酸液與帶鋼基體發(fā)生反應，造成板面出現(xiàn)麻點或麻面。(2)冷水沖洗和堿中和作用要緊是消除酸洗帶鋼表面上的殘酸。假如由于本工序不到位，造成表面殘酸存留，酸洗一天后的帶卷會發(fā)生表面銹蝕，阻礙表面質量，而無殘酸存留的帶卷在空氣中可保留一周也可不能出現(xiàn)銹蝕的情況。2.軋制的阻礙(1)乳化液的阻礙乳化液在冷軋過程中既是冷卻介質又是潤滑劑，在退火過程中燃燒形成殘渣，且退火時火焰氣氛與殘留物中的油脂產(chǎn)生分解反應，析出碳附著于鋼板表面，阻礙表面質量。(2)軋制系統(tǒng)振動的阻礙軋機和帶鋼共同組成了一個特不復雜的質量彈簧系統(tǒng)，當此系統(tǒng)受到激發(fā)時開始振動。一般產(chǎn)生與軋輥軸線成一定角度的周期橫紋，振動一般表現(xiàn)在軋輥在垂直面的振動。3.平坦拉矯的阻礙在這兩個工序中易產(chǎn)生的缺陷為折印，是一種比較常見的缺陷，不僅阻礙板帶表面質量，而且還阻礙力學性能，沖壓時易發(fā)生破裂，該缺陷一般發(fā)生在板帶鋼邊部，產(chǎn)生的緣故有以下幾方面：(1)帶鋼板形不行在軋制過程中出現(xiàn)較明顯的邊浪，平坦開卷時出現(xiàn)邊部折印，平坦時由于邊部平坦量小，不足以消除折印。(2)退火溫度不當帶鋼在退火時采納過高的溫度，降溫段出現(xiàn)急冷或降溫速度過快，引起鋼卷的熱脹冷縮速度過快，出現(xiàn)應力，在下道工序平坦或拉矯開卷時會由于層間粘連而產(chǎn)生折印。(3)拉矯前溫度過高帶卷溫度高時金屬分子比較活躍，帶鋼受拉時專門容易從彈性變形區(qū)跳躍到塑性變形區(qū)，在帶鋼表面產(chǎn)生滑移線，導致折印。表面缺陷具體種類如下表1-4：表1-4冷軋帶鋼表面缺陷缺陷名稱產(chǎn)生緣故防止措施擦傷酸洗預涂油不適當，軋機卷取速不良酸洗和冷軋入口側帶鋼卷松散，卷緊酸洗入口側活套坑內(nèi)帶鋼彎曲部分相互擦傷酸洗時，預涂油量要適當正確選擇酸洗卷取張力和冷扎入口張力防止冷扎加速時的張力波動熱擦痕軋輥和帶鋼溫升過高，軋制油局部惡化，潤滑不良造成熱擦傷正確選擇軋制油濃度，油種機架負荷平均分配正確選擇冷卻劑溫度。軋制速度要與潤滑性匹配邊裂酸洗時剪邊不良冷軋時導衛(wèi)不良造成邊部龜裂帶鋼卷邊部由吊裝工具碰撞造成邊裂剪切機刀具的銳利性治理；導衛(wèi)裝置的磨損和水銹等附著，以及使用情況的治理確保熱軋板組織穩(wěn)定區(qū)域的溫度輥痕重皮或邊裂等異物粘在軋輥上，軋輥的這些壓痕印在帶鋼上其他緣故如帶鋼咬入不良，帶鋼卷部分剪切不良，導衛(wèi)板粘結，軋制油或冷卻液混入異物，軋輥激冷剝落等重皮或結疤等缺陷在酸洗線上去除兩側壓下要正確選擇咬入時軋輥潤滑要均勻導衛(wèi)裝置寬度要合適酸洗線剪切機要治理刀具銳利性酸洗線焊接毛刺要去凈軋輥打滑痕支撐輥和工作輥之間打滑造成的軋輥滑痕，這在支撐輥轉動不良、壓下不足或軋制潤滑油潤滑能力過大時發(fā)生正確選擇各機架的壓力和速度防止軋制潤滑油過多確保油膜軸承的溫度適當振紋幾十毫米節(jié)距的板厚急劇變化。軋制油潤滑性不合適和機械系統(tǒng)的振動，使中性點大幅度變動引起的。支撐輥、工作輥的偏心，凸度和軸承的治理連接軸間隙的調整合理選擇軋制潤滑油粘結緊卷退火時，鋼板層間局部壓力大，在較高溫度處，相鄰層間可能發(fā)生粘連，平坦后形成彎月狀或弧形的凹印，嚴峻時出現(xiàn)漏眼，粘結處金屬加工硬化，塑性降低。軋后進行松卷，減少層間壓力，或減少成品道次張力退火時操縱爐溫，使溫度均勻焊縫要軋平，減少吊運時碰撞表面粗糙軋輥表面樹枝狀缺陷轉印在帶鋼表面；軋輥表面樹枝狀缺陷在軋輥軋制一定長度帶材以后容易產(chǎn)生規(guī)定最末機架軋輥軋制帶材的長度使用樹枝狀組織細胞的軋輥1.5冷軋薄板鋼生產(chǎn)的進展薄板的生產(chǎn)技術是鋼鐵工業(yè)進展水平的一個重要標志。薄鋼板除了供汽車、農(nóng)機、化工、食品罐頭、建筑、電器等工業(yè)使用外，還與日常生活有直接關系，如家用電冰箱、洗衣機、電視機等都需要薄鋼板。因而在一些工業(yè)發(fā)達的國家中，薄鋼板占鋼材的比例逐年增加，在薄板、帶鋼中，冷軋產(chǎn)品占專門大部分。近年來，冷軋帶鋼生產(chǎn)技術的進展要緊有以下幾個方面：1.增加鋼卷質(重)量。增加鋼卷質量是提高設備生產(chǎn)能力的有效方法，因為冷軋板帶鋼是以鋼卷方式生產(chǎn)的，每一個鋼卷在送到機組內(nèi)軋制或處理前，都必須通過拆捆、開卷、穿帶，然后加速到正常速度工作，在每一卷終了時又需要有減速、剪切、卷取及卸卷的過程，占用較多的生產(chǎn)時刻。鋼卷質量增大后，可相應地增加作業(yè)的時刻，而且由于每卷板帶鋼長度的增加，鋼板在穩(wěn)定速度下軋制的時刻也相應增加，機組的速度才能真正得到提高，帶鋼的質量也才能得以改善。然而，鋼卷質量也不可無限制地增加，它受到開卷機、卷取機等機械設備的結構與強度的限制，也受到電動機調速范圍的限制，而且卷重太大還會給車間內(nèi)鋼卷的運輸和存放帶來困難。目前，冷軋帶卷的質量已達40t，個不的達到60t，以帶鋼單位寬度計算的卷重達到30~36kg/mm。2.提高機組和軋機的速度。以五機架軋機為例，20世紀50年代大都在20m/s左右，60年代以來已逐步提高到30m/s左右，最高軋制速度達37.5m/s。六機架冷連軋機的最高軋制速度已超過了40m/s。然而，軋制速度的進一步提高會受到工藝潤滑材料與方式的限制。其他作業(yè)線(如單機架平坦機組、雙機架平坦機組、各剪切機組、連續(xù)熱鍍鋅機組、酸洗機組、電鍍錫機組等)的機組速度也都相應提高。3.提高產(chǎn)品厚度精度。為提高冷軋板帶鋼的厚度精度，在冷軋機上采納了全液壓壓下裝置，以便增加軋機壓下裝置的反應速度，并采納了厚度自動操縱裝置。關于高速、高產(chǎn)量的帶鋼冷連軋機，實現(xiàn)了計算機操縱。4.改善板形。在板帶鋼冷連軋機上，廣泛采納液壓彎輥裝置來改善板形。5.提高自動化程度。在生產(chǎn)操作自動化方面，普遍采納各種形式的極限開關、光電管等，對每個動作實行自動程序操縱，實現(xiàn)了鋼卷對板帶鋼邊緣糾偏、機組中板帶鋼速度的自動調整、剪切鋼板的自動分選等自動化操作和操縱。6.改進軋機結構。1971年以來，出現(xiàn)了全連續(xù)式冷連軋機。這種軋機只要一次引料穿帶后，就可實現(xiàn)連續(xù)軋制?，F(xiàn)在，后續(xù)帶卷的頭部通過焊接機與前一帶卷尾部焊接在一起。為了保證帶鋼能夠連續(xù)軋制，在連軋機入口端設置了活套裝置。在冷連軋機組出口端沒置了分卷用的飛剪機，并設置了兩臺卷取機，以便交替地卷取帶鋼。全連續(xù)式冷連軋饑即使在換輥時，帶鋼依舊停留在軋機內(nèi)。換輥一結束，軋機可立即進行軋制。采納全連續(xù)式冷連軋機，能夠提高生產(chǎn)率30%~50%，產(chǎn)品質量和收得率也都得到提高。7.改進生產(chǎn)工藝。不斷采納新工藝、新設備，例如深沖鋼板連續(xù)退火作業(yè)線和淺槽鹽酸酸洗、HC軋機、和異步軋制等，以簡化冷軋工藝過程，提高冷軋帶鋼的精度和節(jié)約能量。1.6當今現(xiàn)代軋制工藝技術的特點1.6.1大力開發(fā)高精度軋制技術提高軋制產(chǎn)品的精度，是用戶的需要，也是軋制技術進展的永恒目標。產(chǎn)品的精度要緊指產(chǎn)品的外形精度尺寸，它是社會主義市場經(jīng)濟進展的需求，也是作為產(chǎn)品的最差不多的條件。關于薄板帶鋼來講，外形尺寸包括厚度、寬度、板形、板凸度、平面形狀等。在所有的尺寸精度標準中，厚度精度指標是最差不多、最重要的指標。通過對軋制過程操縱計算機的高精度設定和基礎自動化的AGC操縱系統(tǒng)的改進，厚度精度差不多達到了專門高的水平。為了提高薄板帶鋼的板形質量，板形操縱技術得到了長足的進步。除了一般的配輥、配輥型曲線、軋制負荷分配等手段之外，硬件水平的提高，特不是軋機水平的改進起到了重要的作用，CVC、PC、HCW、DSR等新機型的出現(xiàn)使薄板帶鋼的板形質量發(fā)生了質的飛躍。隨著用戶對產(chǎn)品要求的不斷提高，產(chǎn)品的表面問題也差不多成為制約開拓市場的嚴峻問題。除了高壓水除鱗之外，冷卻水的質量和保養(yǎng)以及水質的清潔度，潤滑技術的改進，都能夠大幅度提高鋼材的表面質量。1.6.2軋制過程的自動操縱和智能操縱技術自動化是現(xiàn)代化軋鋼廠提高產(chǎn)品質量的為重要的手段。現(xiàn)代化的軋鋼廠采納了多種自動化系統(tǒng)進行產(chǎn)品的質量監(jiān)督和操縱。自動化技術與軋制技術的交叉和融合，將為鋼廠提高產(chǎn)品質量、降低成本、增加效率提供有效的手段。另一方面，在目前實現(xiàn)自動化的基礎上，盡量采納人工智能技術，實現(xiàn)軋制過程的人工智能操縱，是一個新的重要的方向。在這方面，利用ANN（人工神經(jīng)網(wǎng)絡）、模糊邏輯（Fuzzy）、專家系統(tǒng)、GA（遺傳算法）進行對過程的診斷、優(yōu)化、操縱，進行信息處理，具有特不寬敞的進展空間。2產(chǎn)品方案確定2.1產(chǎn)品方案1.產(chǎn)品方案的定義：產(chǎn)品方案是指所設計的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名、品種、規(guī)格、狀態(tài)以及年打算產(chǎn)量。產(chǎn)品方案一般在設計任務書中加以規(guī)定，產(chǎn)品方案是進行車間設計的要緊依據(jù)，依照產(chǎn)品方案能夠確定生產(chǎn)方案（工藝）及選擇設備。2.制定產(chǎn)品方案的依據(jù)編制產(chǎn)品方案時要緊從以下各點進行考慮的：(1)滿足國民經(jīng)濟進展對產(chǎn)品的需求，特不是要解決某些短線產(chǎn)品的供應和優(yōu)先保證最重要的國民經(jīng)濟部門對產(chǎn)品的需求；(2)考慮產(chǎn)品的平衡，即要考慮各種產(chǎn)品在全國范圍內(nèi)的平衡和各地區(qū)內(nèi)的平衡問題，以及可能出口的問題；(3)考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)納的合理分工；(4)專慮建廠地區(qū)資源及鋼材的供應條件，物資和鋼材等的運輸條件；(5)依照當前技術上的可能性，逐步解決產(chǎn)品品種規(guī)格的更新問題，力爭做到產(chǎn)品結構和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化；本車間產(chǎn)品方案如表2-1表2-1產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)量/萬噸所占比例/%厚/mm寬/mm長/mmQ235B0.7-1.2800-17001200-30005033.308Al0.7-1.2800-17001200-30005033.3200.7-1.2800-17001200-30005033.32.2生產(chǎn)方案生產(chǎn)方案確實是生產(chǎn)方法。本設計要緊參考鞍山鋼鐵股份有限公司1700mm冷軋廠的工藝設計。典型產(chǎn)品為0.80mm×1550mm薄鋼板。生產(chǎn)方案是指為完成設計任務書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務而采取的生產(chǎn)方法。依照設計的規(guī)模、產(chǎn)品質量及技術經(jīng)濟指標的要求，考慮當時當?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)：生產(chǎn)方案的選擇與設備的選擇緊密相關，二者應同時加以考慮，確定生產(chǎn)方案時要緊考慮以下四點[3]：1.金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質量要求：品種和規(guī)格不同，所采納的生產(chǎn)方案就不同，那么設計的車間就有專門大的差不，若產(chǎn)品質量要求不同確實是同一種合金品種與規(guī)格也能夠采納不同的生產(chǎn)方案。2.年產(chǎn)量的大?。寒a(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設備的選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的阻礙。3.投資、建設速度、機械化與自動化程度、勞動條件、工人與治理人員的數(shù)量以及今后的進展。4.考慮經(jīng)濟效果，采納那種方案合理，適合建廠原則，在設計時可比照一個工藝比較成熟的廠。依照以上所述的原則，參照現(xiàn)有的生產(chǎn)方法，選擇的生產(chǎn)方案是五機架全連續(xù)軋制冷軋帶鋼生產(chǎn)方法。同時生產(chǎn)實踐和國外技術進展表明:鹽酸酸洗效率高，質量好，不浸蝕帶鋼基體，廢酸能夠再生。因此酸洗機組均采納鹽酸酸洗而不再用硫酸酸洗。2.3產(chǎn)品性質為了更好的對產(chǎn)品進行軋制和熱處理我們對產(chǎn)品的性質進行了分析，見表2-2。表2-2典型產(chǎn)品鋼牌號的化學成分，質量百分數(shù)wt.%牌號碳C硅Si錳Mn硫S磷P其他Q235B0.12～0.20≤0.300.30～0.70≤0.045≤0.045-08Al≤0.08≤0.03≤0.65≤0.030≤0.035Al≤0.02~0.07200.17~0.230.17~0.370.35~0.65≤0.035≤0.035Cr、Ni、Cu≤0.253冷軋薄板軋制工藝過程3.1軋制工藝過程工藝制度是生產(chǎn)的核心，它貫穿于整個生產(chǎn)過程。工藝制度的合理程度直接阻礙著工廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。冷軋板帶鋼的產(chǎn)品品種專門多，生產(chǎn)工藝流程亦各有持點。原料（熱軋板卷）原料（熱軋板卷）酸洗淬火，堿、酸洗檢查清理淬火，堿、酸洗冷軋電解清洗冷軋平坦連續(xù)鍍鋅脫碳退火退火退火剪切平坦成品退火平坦橫剪橫剪涂層機組拉伸熱平檢查重卷縱剪橫剪連續(xù)鍍錫矯直不銹鋼板拋光入庫包裝鍍錫板一般深沖板電工硅鋼板鍍鋅板涂層板圖3.1冷軋工藝流程一般薄鋼板一般采納厚度為1.5~6mm的熱軋帶鋼作為冷軋坯料。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—平坦—剪切—成品交貨。冷軋工藝流程[4]如圖3.13.2各工藝流程環(huán)節(jié)簡介1.酸-軋聯(lián)合機組：2.立式退火機組：3.平坦機組：4.重卷機組： 5.剪切機組(1)橫切機組： (2)縱切機組：3.2.1酸洗熱軋廠運送來的熱軋鋼卷，是在高溫下進行軋制和卷取的，帶鋼表面在該條件下生成的氧化鐵皮，能夠專門牢固地覆蓋在帶鋼的表面上，并掩蓋著帶鋼表面的缺陷。若將這些帶著氧化鐵皮的帶鋼直接送到冷軋機去軋制，則其一，在大壓下量的條件下進行軋制，會將氧化鐵皮壓入帶鋼的基體，阻礙冷軋板的表面質量及加工性能，甚至造成廢品；其二，氧化鐵皮破裂后進入冷卻潤滑軋輥的乳化液系統(tǒng)，損壞了循環(huán)設備，縮短了乳化液的使用壽命；其三，損壞了表面粗糙度專門低、價格昂貴的冷軋輥，因此，帶鋼在冷軋之前，必須清除其表面氧化鐵皮，除掉有缺陷的帶鋼。清除板帶鋼表面氧化鐵皮及切掉有缺陷部分的板帶鋼，這一工序通常由連續(xù)酸洗機組來完成。在冶金工廠，薄板鋼酸洗設備目前有3種型式，即半連續(xù)酸洗機組，連續(xù)臥式酸洗機組和連續(xù)塔式酸洗機組。酸洗機組型式的選擇，要依照具體的條件來確定。當機組生產(chǎn)的帶鋼品種較多，而生產(chǎn)能力不太大時，建議選擇推式酸洗較好，因為推式酸洗機組設備費用較低、造價廉價、占地面積小、操作簡化，在熱軋帶鋼卷重量為15~30t時，年產(chǎn)可望達到50~60萬t。當要求機組年產(chǎn)達到100~200萬t時，那么最佳選擇是連續(xù)臥式酸洗機組。連續(xù)臥式酸洗機組，這種酸洗機組因此被稱為連續(xù)的，是因為帶鋼連續(xù)地通過盛有酸溶液的酸洗槽。為了使過程連續(xù)，將后一卷帶鋼的端頭與前一卷帶鋼的尾端焊接起來，再從酸洗槽通過，待帶鋼卷到一定重量，切斷帶鋼，并把卷成的帶鋼卷卸下。連續(xù)酸洗機組依照工作性質可分為3部分或稱3段；其中，上料、拆卷、破裂鋼板表面氧化鐵皮、矯直、切頭切尾、焊接、光整為原料預備段；拉矯、酸洗、漂洗、烘干為酸銑工藝段；剪邊、涂泊、卷取及卸下帶鋼卷為酸洗成品段。連續(xù)酸洗機組的3段，也可按照帶鋼的運行方向，稱之為頭部、中部、尾部。由于機組各段工作性質的專門性和工作速度上的差異，因此要將這3段緊密地聯(lián)系起來，實際上是不可能的。為了保證各段工作的獨立性，滿足酸洗段的連續(xù)運行，特在機組每兩段之間各設立一個活套車，以儲備一定數(shù)量的板帶鋼。板帶鋼的儲量是不固定的，在預備板帶鋼(上料)，卸下板帶鋼卷(卸料)及生產(chǎn)的期間內(nèi)，儲備量會增大或減少。圖3-2、3-3為兩種連續(xù)酸洗機組的示意圖。連續(xù)酸洗機組的工藝操作過程是：被送到機組的鋼板卷，經(jīng)帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機的開卷機將鋼板端頭拆開、矯直并被送入鍘刀剪切掉帶鋼頭尾，再將切完頭尾的帶鋼送入閃光對焊機，將前后兩條帶鋼的端頭焊接起來，焊接處的焊縫通過焊機自身的光整機(拉刀)進行光整。然后拉料輥將板帶鋼送入頭部活套車(坑)中貯存，以備酸洗工藝段生產(chǎn)。貯存在頭部活套內(nèi)的鋼板由拉料輥拉出，并被連續(xù)地送入酸洗槽進行酸洗。酸洗后清除掉氧化鐵皮的鋼板在漂洗槽中經(jīng)高壓水沖洗、毛刷刷洗除去鋼板從酸洗槽中帶出的殘酸，再進入烘干裝置將帶鋼表面烘干，然后經(jīng)拉料輥將帶鋼送入尾部活套之中。貯存在尾部活套內(nèi)的帶鋼經(jīng)拉料輥拉出，送入圓盤剪進行剪邊。被剪下來的毛邊用圓盤剪下方的碎邊剪剪碎，裝箱運走。剪邊的鋼板經(jīng)涂油機涂油之后，由浮動式張力卷取機將鋼板卷成鋼卷。當鋼板卷到規(guī)定重量時，則使用尾部的剪切機將鋼板切斷。被切斷的鋼板卷好之后，經(jīng)打捆，并用步進式或鏈式運輸機送入軋鋼工段．以進行冷軋生產(chǎn)。鹽酸作為酸洗介質在臥式酸洗機組普遍采納。在近20年來興建的高速機組上除安有兩臺開卷機、兩臺圓盤剪、大儲量的活套裝置、兩臺卷取機之外，還配備了電子計算機，以操縱機組的整個工藝操作。圖3-2高生產(chǎn)率的酸洗機組1-帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機的開卷機；2-雙鍘刀剪；3-用于焊接前精確剪切頭尾的鍘刀剪；4-帶光整的焊機；5-拉料輥；6-拉矯；7-張力裝置；8-入口活套裝置；9-酸洗槽；10-清洗槽；11-烘干裝置；12-出口活套裝置；13-張緊臺架；14-圓盤碎邊剪；15-涂油裝置；16-剪；17-卷取機圖3-3中等生產(chǎn)率的鹽酸酸洗機組6-金屬結構；其他標號與圖3-1相同3.2.2冷軋冷軋是冷軋板帶鋼生產(chǎn)中一個最重要的工序。熱軋板帶鋼通過一定程度的冷軋變形獲得了厚度專門薄、尺寸精確、表面光潔和板形平直的冷硬狀態(tài)鋼板，再通過以后熱處理和精整就能使帶鋼具有良好的力學性能和加工性能或優(yōu)良的電磁性能。另外，鍍涂層處理還可使得鋼板具有良好的抗腐蝕性能，從而使冷軋鋼板在汽車、儀表、家用電器，食品罐頭，輕工和建筑等行業(yè)中得到了極為廣泛的應用。由此，冷軋工序的工藝設備條件也就決定了該冷軋薄板廠的規(guī)模和技術質量水平。冷軋機是冷軋生產(chǎn)的主體設備。為了滿足冷軋薄板生產(chǎn)的品種、規(guī)格、質量及不同生產(chǎn)規(guī)模的要求，冷軋薄板生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了從單張到成卷生產(chǎn)的變革。由可逆式連軋到全連續(xù)以及聯(lián)合機組的進展中，形成了各種形式和不同特色的冷軋機?，F(xiàn)代冷軋機的裝備水平也有了專門大提高，并趨向高效率、高質量、連續(xù)化和自動化。冷軋機成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中高效率生產(chǎn)設備之一，是鋼鐵工業(yè)技術進展和裝備水平提高的一個重要標志。冷軋設備：冷軋設備由入口側鋼卷同意及運送裝置、開卷機、軋機、卷取機和鋼卷輸出裝置等機械設備以及各個設備的驅動、操縱、檢測儀表和潤滑等裝置所組成（如圖3-4）。設備是生產(chǎn)工藝操作的基礎。這些單體設備的形式、精度和操縱技術等裝備水平是直接與生圖3-4冷連軋機設備組成圖1-步進梁；2-鋼卷小車；3-剝帶機；4-預開卷機；5-雙柱頭開卷機；6-測厚儀；7-連軋機；8-液壓壓下缸；9-斜楔調整裝置；10-橫切機；11-卷取機；12-助卷機產(chǎn)能力和產(chǎn)品質量相連系的。而上述設備的有機配合和協(xié)調作用更是直接關系到生產(chǎn)效率的發(fā)揮和產(chǎn)品質量的提高?，F(xiàn)代高效率、高質量的冷軋生產(chǎn)差不多上把這些設備的操作與過程操縱納入到計算機自動操縱系統(tǒng)下工作的。1.鋼卷同意及運送裝置在軋機入口側同意酸洗過的熱軋鋼卷并將鋼卷運送到開卷機前和在出口側，把鋼卷運出軋制線，一般都采納鏈式運輸機或步進梁運輸機。臺板的結構形式有鞍座式、平板式，弧板式和槽形幾種，以適應立式或臥式鋼卷的運送。步進梁運輸機采納液壓操作，具有工作平穩(wěn)可靠、結構簡單等待點，是一種用途廣泛、經(jīng)濟性高的大鋼卷運輸設備(圖3-5)，廣泛用于冷軋各機組的進出料運輸和過路運輸。圖3-5槽形步進梁運輸機1-固定梁；2-活動梁；3-平行四連桿機構；4-升降缸；5-移動缸2.開卷機開卷機的作用是把鋼卷帶頭引出并矯平送入軋機和在軋制中提供足夠的開卷張力。其結構形式常見有雙錐頭式、雙柱頭式和懸臂式3種(圖3-6)。雙錐頭式、雙柱式開卷機用來對軋制線上運送的鋼卷進行開卷。雙錐頭結構有剛性和脹縮式兩種，剛性錐頭開卷機只產(chǎn)生專門小的張力，錐頭容易壓傷內(nèi)層鋼卷，故專門少使用。脹縮式錐頭插入鋼卷后脹緊，從而能形成較大的張力，常用于軋機或平坦機的開卷。雙柱式開卷機的柱頭較長地插入鋼卷內(nèi)徑，如1700連軋機的開卷柱頭一側行程為80mm，如此就可不能在專門大開卷張力時，引起鋼卷內(nèi)層的損傷。同時開卷速度較高，張力大，工作平穩(wěn)。懸臂式開卷機的卷筒通常為斜楔脹縮式，由液壓驅動芯軸來帶動斜楔和套筒作鈾向移動，使卷筒脹縮。有的在卷筒懸臂端設置活動的外支承架，使懸臂式開卷機能夠承重大重量鋼卷，形成較大的開卷張力并容易實現(xiàn)自動操作。一般軋機上只裝一臺開卷機，為了減少開卷的輔助操作時刻，則采取預開卷或兩臺開卷機工作方式，以滿足軋機連續(xù)生產(chǎn)的要求。為保證帶鋼與軋機中心線對中運行，開卷機上要裝設邊緣操縱系統(tǒng)，通過液壓裝置自動進行橫向浮動。圖3-6常用開卷機形式a-雙錐頭式；b-懸臂式；c-雙柱頭式1-錐頭；2-減速器；3-電機；4-鋼卷小車；5-卷筒；6-柱頭移動油缸；7-柱頭脹縮油缸；8-傳動花鍵軸；9-柱頭3.卷取機冷軋帶鋼卷取普遍采納卷筒式卷取機，卷筒結構有剛性和脹縮式兩種。剛性(實心)卷筒結構簡單，具有較好的強度和剛度，內(nèi)徑自然成圓，適于薄和極薄板帶鋼的卷取。為了卸卷，要采納雙卷筒結構的回轉式卷取機，后在專用的重卷機組上進行倒卷(圖3-7)。圖3-7剛性卷筒的重卷機構1-冷軋機；2-回轉式卷取機；3-矯直機；4-液壓剪；5-檢查站；6-脹縮卷取機；7-助卷機脹縮式卷筒多是扇形板式，即卷筒外殼是由扇形板組合而成的。依照扇形板動作方式脹縮式卷筒有斜楔式和四棱錐式卷筒兩種。斜楔式是由卷筒芯軸驅動斜楔作軸向移動，使扇形板產(chǎn)生徑向位移而脹縮卷筒。四棱錐式是由液壓缸直接推動棱錐軸而使扇形板徑向位移，因此棱錐軸強度要高，這種卷筒更適用于大張力軋制的軋機。四棱錐式卷筒有四個扇形板，結構對稱，脹縮成圓(圖3-8)，動平衡好，卷取速度高。鋼卷內(nèi)芯是借助于皮帶助卷機的接觸摩擦形成的，纏上3圈即可進行全張力卷取。如2030冷連軋機的四棱連卷取機最大速度為1900m/min。圖3-8四棱錐式卷筒1-心桿；2-扇形板；3-斜楔；4-主軸卷筒直徑與薄板的力學性能和厚度有關，常用的有φ4450、φ4510、φ4610和φ4750mm，一般是薄板帶鋼要用小直徑卷筒，厚板帶鋼采納大直徑卷筒，而在厚度變化范圍較大時，可采納卷筒加套或更換卷筒的方法。卷取機驅動都采納直流電機直接傳動方式，以確保軋制過程中板帶鋼速度同步調節(jié)和張力恒定，適應高速軋制的要求。卷取機位置調節(jié)裝置自動地將鋼卷對中軋機中心，確保卷邊整齊。在全連續(xù)冷軋機上，要設置兩臺卷取機，兩臺之間由導向裝置和磁力皮帶運輸機進行快速分流。近年來，國外也使用Carrousel輪盤式卷取機(圖3-9)，由輪盤上的兩個卷筒交替工作，如此鋼卷卷取和輸出位置都固定不變，簡化了出口側設備和操作，卷取質量有了改善。圖3-9輪盤式卷取機1-皮帶助卷機；2-導向輥；3-傳行臺；4-1號卷筒；5-2號卷筒；6-公轉用傳動軸；7-輪盤；8-帶鋼卷車4.軋機軋機是冷軋機組的主體設備，各種形式軋機都要由牌坊、工作輥和支撐輥及其軸承、主傳動、壓下裝置以及換輥裝置等設備組成。3.2.3熱處理冷軋薄板熱處理生產(chǎn)是冷軋薄板生產(chǎn)工序中的一個要緊組成部分。熱處理技術的進展是伴隨著冷軋機技術的進展而逐漸進展起來的。在冷軋薄板的生產(chǎn)過程中，退火是一個重要的工序。在冷變形過程中，金屬晶粒將沿著變形的方向被拉長。冷變形會引起晶粒取向的轉動，從而在多晶體內(nèi)形成一定類型的織構。另外，晶體內(nèi)的結構缺陷還會增加，如位錯密度、空位、及間隙原子密度明顯升高；亞晶界、層錯和孿晶界大量出現(xiàn)，以及形成胞狀結構。由于冷變形的變化造成金屬許多結構敏感性質的改變，如出現(xiàn)加工硬化(硬度、強度升高，塑性、韌性下降)以及力學和物理性能的各向異性現(xiàn)象等[5]。這些缺陷和變化都需要通過軋后的再結晶退火過程予以消除。因此，再結晶退火是冷軋后的重要的物理冶金過程之一，也是工業(yè)上操縱和改變金屬材料組織、織構和性能的重要手段。冷軋薄板在退火過程中經(jīng)歷的回復、再結晶和晶粒長大三個過程都阻礙成品板材的性能，冷軋退火的目的是降低冷加工硬化、恢復變形金屬的塑性[6,7]，研究冷軋薄板再結晶溫度以及壓下率對再結晶溫度的阻礙，對冷軋薄板生產(chǎn)具有重要的實際意義，能夠為冷軋薄板生產(chǎn)時退火工藝制度的制定提供理論依據(jù)[8,9]。目前使用的退火爐型式如圖3-10：退火爐退火爐間歇式退火爐（罩式爐）連續(xù)式退火爐單垛式緊卷罩式退火爐松卷罩式退火爐多垛式-緊卷罩式退火爐立式爐臥式爐圖3-10退火爐型式1.退火爐的比較(1)連續(xù)式退火爐與間歇式退火爐對比優(yōu)點：a.適用于單品種、大批量生產(chǎn)；b.退火周期短，生產(chǎn)率高，熱耗少，節(jié)能20%以上；c.溫度均勻性好，表面質量好，板形平直。缺點：a.技術復雜，一次投資費用高；b.帶鋼厚度受限制。板厚大于1.2mm時回轉輥直徑太大，設備顯得笨重。(2)立式退火爐和臥式退火爐的對比a.設備占地：立式爐占地少，廠房高。b.劃傷問題：當板帶材厚度增加時，臥式爐依舊有缺陷的。c.設備費用：立式爐比臥式爐的設備費用高10-20%，這是因為設備高，而爐體、走廊和支架等強度的要求高，而耗材量大，安裝費用較高。d.生產(chǎn)維護：立式爐高，維護修理較臥式不便。綜合上述，因立式爐不需要懸起帶材而設計上尚屬方便，但需視廠房條件而定。選擇哪種型式需看各種條件具體分析來確定。采納立式退火爐的要緊緣故是由于立式爐不受板材厚度的限制，從左右方向用風噴吹，帶材容易懸持，同時占地面積也少等。2.退火爐的密封要求退火爐的入口和出口處，分不設有密封輥，其要緊作用確實是盡量減少空氣進入爐內(nèi)，幸免帶鋼表面氧化。正常生產(chǎn)時，爐內(nèi)充滿著由氮氣和氫氣混合且含氧低于5×10-4%的愛護氣體，然而實際生產(chǎn)運行中，實測爐中愛護氣體的含氧量一般要比通入爐內(nèi)之前高出許多，這要緊是由于兩方面緣故：一方面是爐體的泄漏，假如泄漏點正好是爐體的局部負壓區(qū)，特不是在冷卻風機循環(huán)風道的吸風口處容易產(chǎn)生負壓，假如在吸風口處的管壁上存在微小的泄漏孔，空氣就會由這些小孔進入爐內(nèi)，造成爐內(nèi)氧氣含量升高，超出工藝規(guī)定的要求，阻礙產(chǎn)品表面質量；另一方面，爐內(nèi)爐外存在著極大的氧氣濃度差，爐內(nèi)愛護氣體氣氛的氧氣分壓幾乎等于零，而爐外一個標準大氣壓的情況下，空氣中的氧氣含量為21%，也是氧氣滲入爐內(nèi)的要緊動力[10]。此外，帶鋼在進入爐內(nèi)時，表面會存在空氣的黏著層，從而將黏著層的空氣帶入爐內(nèi)，也是造成爐內(nèi)氧氣含量升高的一個緣故[11]。為確保退火爐各個爐室的密閉性，除了設計、制造過程中必須采取有效措施，防止泄漏隱患外，在安裝、調試及日常生產(chǎn)運行與維護中，還要運用有效的檢漏手段，將不同意存在的極其微小的泄漏微孔進行檢測和堵漏。其中，安裝、調試時期達到密閉性設計要求尤其重要。3.退火爐加熱段介紹立式連續(xù)退火爐加熱段在操作側和傳動側都均勻交錯地分布著輻射管，每個輻射管由一個燒嘴操縱其所需要的加熱能力。不管加熱要求如何，輻射管的熱點保持不變，以此來保證溫度交叉的均勻性；這種操縱方式采納除了傳統(tǒng)的操縱方式外還能夠單獨操縱每個輻射管，并通過開/關操縱模型，自動操縱頂部靠近爐輥的輻射管的開度，調節(jié)爐輥的輥凸度。4.退火爐輻射加熱分析板帶鋼在立式連續(xù)退火爐加熱室內(nèi)的加熱是在氮氫愛護氣體下利用輻射管間接加熱的。在連續(xù)生產(chǎn)中進行熱量操縱就必須要時刻明白帶鋼的實際溫度，但實際上爐內(nèi)專門難準確測得帶鋼的溫度。爐內(nèi)設備測得的溫度由因此在輻射的環(huán)境下測得的，輻射高溫計測得的熱量實際是帶鋼的熱輻射，那個熱量也包含爐壁反射到帶鋼上的熱量，這種不理想的輻射和汲取可造成150℃的溫度測量偏差，因此應該詳細了解和分析爐內(nèi)的各種加熱方式才能夠獲得理想的爐子熱量[12]。(1)熱量傳遞方式爐內(nèi)的熱量能夠通過傳導、對流和輻射3種不同方式進行傳遞。傳導是一個高溫部分到低溫部分的傳遞過程，當帶鋼是薄帶鋼的時候能夠認為帶鋼溫度是均勻的，相關于帶鋼的速度傳熱時刻較長，因此在實際運行中能夠忽略熱傳導。對流是一個通過與物體接觸的流體運動來加熱或冷卻物體的傳熱方式。對流可分為自然對流和強制對流兩種方式。其中伴隨溫差的密度差異所產(chǎn)生的對流稱之為自然對流；而通過泵或風機使介質產(chǎn)生運動稱之為強制對流。輻射是熱量以電磁波的形式將熱量通過空間從一個物體傳給另一個物體。爐子和帶鋼的大部分熱交換差不多上通過輻射傳熱來實現(xiàn)。(2)熱輻射不直接接觸的兩個物體能夠不依靠其間的任何介質而傳遞輻射熱，通常把物體發(fā)射能以及輻射能的傳播稱為輻射，假如發(fā)射的輻射能是與物體的溫度有關的熱能轉換的，則稱為熱輻射[13]。熱物體發(fā)射的輻射能投射到另一個物體的表面時(見圖3-11)，一部分被物體汲取(QA)，一部分被反射回去(QR)，一部分透過物體(QD)，其中被汲取的這部分能夠轉換為熱能。圖3-11輻射能放射示意圖其中：QA+QR+QD=Q A+R+D=1式中：A、R、D分不為物體的汲取率、反射率和透過率[14]。(3)加熱分析在輻射管加熱室內(nèi)，共有3個物體直接交換熱量，薄板、輻射管和爐壁。在加熱室內(nèi)，應該獨立計算每個操縱區(qū)域的熱量交換，以及薄板邊部包括輻射管之間的熱量交換。通常薄板和爐壁都選用一半的高度處做計算依據(jù)。在每一面，都進行熱平衡計算，薄板接收到的熱量和升溫所需要的熱量應該是一致的。5.退火爐工藝過程冷軋板帶鋼立式連續(xù)退火爐差不多結構如圖3-12[15]。圖3-12冷軋板帶鋼立式連續(xù)退火爐差不多結構(1)預熱段帶鋼進爐子入口密封裝置后，經(jīng)4個垂直道次，由預熱后的愛護氣體（氮氫混合氣體）預熱到220～260℃后進入加熱段。該段愛護氣體由加熱段和保溫段輻射管中的廢氣通過2臺換熱器加熱到430℃（最高），再由循環(huán)風機抽取預熱后的愛護氣體通過4個帶圓形噴嘴的氣體噴射箱強制噴射到帶鋼上。一個張力測量輥，一臺工業(yè)電視監(jiān)視在爐內(nèi)帶鋼運行情況。(2)加熱段帶鋼通過預熱段與加熱段之間的爐喉進入加熱段，加熱段共22個道次。該段采納輻射管加熱分多個溫度操縱區(qū)，出口輻射高溫計測量帶鋼溫度反饋操縱各溫度操縱區(qū)溫度。燃燒系統(tǒng)由主燒嘴（帶有助燃空氣換熱器）、點火燒嘴（點火裝置-點火電極和火焰檢測器）、點火助燃風機、助燃風機、W型輻射管（306套）和熱交換器等組成。燒嘴采納“抽-鼓”式燒嘴，燃燒操縱精確，燃燒效率好。為減小輻射管對爐輥的直接熱輻射，減小帶鋼的熱瓢曲，在該段安裝遮熱擋板，使薄板與爐輥溫度一致。一套輥凸度操縱裝置安裝在該段5套爐頂輥的爐輥室內(nèi)。由于在加熱段入口帶鋼溫度較低，而爐內(nèi)溫度較高，為了保證爐輥輥凸度，對加熱段入口5個爐頂輥邊部噴射氮氫愛護氣體，減少帶鋼跑偏和熱瓢曲傾向。加熱段設二套雙輥糾偏裝置，一個張力測量輥，2臺工業(yè)電視。(3)保溫段（均熱段）保溫段的設計和加熱段相同，帶鋼被W型輻射管燒嘴（39套）加熱并保持在保溫溫度。保溫段共9個道次，分2個溫度操縱區(qū)。一臺出口輻射高溫計測量帶鋼溫度反饋操縱各溫度區(qū)溫度。燃燒系統(tǒng)與加熱段相同，與加熱段共用廢氣排放風機，與緩冷段共用一套雙糾偏輥，設一個張力測量輥，一臺工業(yè)電視。(4)緩冷段緩冷段共5個道次。該段采納氣體噴射冷卻，循環(huán)風機把通過冷卻器冷卻的愛護氣體由4個冷卻氣體噴箱通過扁平噴嘴噴射到薄板上。緩冷段設4個溫度操縱區(qū)，從靠近出口的第四冷卻操縱區(qū)開始逐區(qū)開始冷卻。出口輻射高溫計測量薄板溫度反饋操縱各溫度區(qū)溫度。電加熱器用于預熱（開爐時）和冷速過快時進行輔助加熱以保證緩冷段出口薄板溫度。為了盡量減小帶鋼通過爐頂輥時薄板變形，緩冷段在上爐輥室設輥凸度操縱系統(tǒng)和爐輥遮熱板保證爐輥輥形，減少帶鋼瓢曲傾向。該段與保溫段共用一套雙糾偏輥，設一個張力測量輥，一臺工業(yè)電視。(5)快冷段快冷的目的確實是將高溫下溶解在鐵素體晶格中的高濃度的碳，保持到較低的溫度(250℃左右)，使鐵素體晶格產(chǎn)生嚴峻的晶格畸變，從而有利于Fe3C在鐵素體晶粒內(nèi)部形核，F(xiàn)e3C形核之后的長大要緊取決于熱擴散過程，顯然溫度越高擴散系數(shù)越大，過時效時刻就可縮短，因此快冷到250℃左右之后，又要加熱到400℃左右的過時效溫度，以利于過飽和固溶體中的碳盡快析出[16]?？炖涠谓橛?號和5號爐子張力輥之間，包括輥冷輥系統(tǒng)、輔助氣體噴射冷卻裝置和加速氣體冷卻噴射裝置。帶鋼在快冷段有1個道次。該段采納氣體噴射冷卻+輥冷方式（GJC+RC），先進行氣體噴射冷卻，后進行輥冷（輥冷帶有輔助氣體噴射冷卻）。上述輥冷輥橫向是能夠移動的，以便于薄板穿帶。輥冷輥的輥筒內(nèi)部有冷卻水的循環(huán)通道，與傳統(tǒng)輥冷輥相比此輥冷輥有如下優(yōu)點：①專門設計的冷卻水循環(huán)管道緊靠于輥身表面，凸度變化小。②薄板寬度方向上與輥冷輥緊密接觸。③薄板與輥冷輥接觸包角大時，不產(chǎn)生大的帶鋼變形。④提高了冷卻能力，減小了冷卻風機的功率?？炖涠吻昂笤O爐內(nèi)張力輥（4號-5根，5號-4根），采納高張力運行，保證帶鋼運行的穩(wěn)定性