冷轧工艺

冷轧工艺简介北京首钢股份有限公司顺义冷轧分厂主要内容1.首钢1850冷轧简介2.冷轧工艺3.冷轧视频首钢1850酸洗冷轧联合机组简介首钢1850冷轧产品：汽车板、家电板为主。1850冷轧主要包括一条酸轧机组、一条连续退火机组和两条热镀锌机组。酸洗段采用紊流盐酸酸洗，冷轧段采用六辊CVC轧机。热轧原料卷主要技术参数钢种：CQ,DQ,DDQ,EDDQ,SEDDQ和HSS抗拉强度：CQ,DQ,DDQ,EDDQ,SEDDQmax.390N/mm²HSSmax.800N/mm²屈服强度：CQ,DQ,DDQ,EDDQ,SEDDQmax.270N/mm²HSSmax.615N/mm²带钢厚度：1.6–6.0mm带钢宽度：800–1900mm钢卷外径：Max.Ø2150mmMin.Ø1000mm钢卷内径：Ø760mm卷重Max.38t冷轧卷主要技术参数软钢钢种：CQ,DQ,DDQ,EDDQ,SEDDQ带钢厚度:0.2–2.5mm带钢宽度:800–1870mm钢卷外径:Max.Ø2100mmMin.Ø1000mm钢卷内径:Ø610mm卷重:max.38t冷轧卷主要技术参数硬钢钢种：CQ～DDQ-HSS,BH,DP,Trip带钢厚度:0.35–2.5mm带钢宽度:800–1870mm钢卷外径:Max.Ø2100mmMin.Ø1000mm钢卷内径:Ø610mm卷重:max.38t轧机区主要设备简介轧机入口段设备：焊缝检测仪测张辊带钢夹紧装置横切剪测厚仪卷扬机带钢侧导轧机区主要设备简介轧机段设备：机架液压调整系统楔形调整系统中间辊窜辊系统轧辊换辊装置乳化液喷淋装置防缠导板轧机区主要设备简介轧机出口段设备：测厚仪带钢板形仪测速仪夹送辊转鼓飞剪皮带运输机卡罗塞卷取机钢卷小车打捆、称重设备套筒运输设备离线检查站冷轧工艺基本概念1)连轧常数秒流量是指单位时间内通过轧制变形区内任一横断面的金属体积，则秒流量不变原则可描述为：F1V1＝F2V2＝······=FnVn＝C其中C－连轧常数；F－板带横截面积对于冷轧而言，不考虑宽展，故此式可化为：H1V1=H2V2=······=HnVn=C冷轧工艺基本概念2)张力轧制在连续轧制时，实际上保持理论上的秒流量相等使连轧常数恒定是相当困难的，为了使轧制过程能够顺利进行，常有意识地采用堆钢或拉钢的操作技术。对于机架与机架之间采用拉钢轧制，即张力轧制。所谓张力轧制，就是轧件的轧制变形是在有一定的前张力和后张力作用下实现的。冷轧工艺基本概念3)板形板形是指板带材的平坦度，即轧制后在不存在张力的状态下（自然状态），板带材的平坦性。板形不良直观地表现为带钢外观的翘曲。若边部延伸率大,则产生边浪；中部延伸大,则产生中浪或瓢曲；一边比另一边延伸大,则产生“镰刀弯”。ILL105板形不良是由于带宽方向上各处延伸不均造成内部残余应力分布不均导致的。冷轧带钢的翘曲比热轧带钢复杂，这是由于内应力的不同分布造成的。根据内应力的分布规律和带钢翘曲情况，将板形缺陷分为不同的类型冷轧工艺基本概念4)板凸度及板凸度一定原则板凸度是描述带材横截面形状的一项主要指标。首先介绍板凸量(△)的概念，板凸量为板带宽度中点处厚度与边部标志点厚度之差。如式1－7所示。△=hc-he（式1－7）板凸度则表示为板凸量与板带边部标志点厚度之比，即△/he。所谓板凸度一定原则就是指为了满足均匀变形的条件，保证板形良好，必须使轧制前板凸度等于轧制后的板凸度。5)边部减薄边部减薄（E）是指带钢与轧辊接触处的轧辊压扁在板带边部由于过渡区而造成的带钢边部减薄的现象。E=he-hE式中hE为带材实际边部的厚度。冷轧工艺基本概念6)楔形楔形（CT）即左右边部标志点厚度之差，如下图所示：CT=her-hel冷轧机的发展第一阶段是在战后20年，这时轧机向大型、高刚度、高速度方向发展，并致力于对张力拉断的控制，以适应生产高速发展的需要。第二阶段是从1964年实现计算机厚控开始的，冷轧系统采用了合理的厚度控制模型，加上计算机的自动控制等，使冷轧厚度0.4mm以下的薄板纵向厚度公差可达±3μm。最近10多年步入了第三阶段，其特征是致力于产品断面和平直度的改善。冷轧机的发展日本日立公司在70年代初开发的HC轧机是目前应用较广的冷轧机型。这种轧机的主要特征是在普通四辊轧机的工作辊与支承辊之间增加了可轴向抽动的中间辊，中间辊又增加了弯辊装置，工作辊也可改成轴向抽动式并带有弯辊。CVC轧机原理CVC轧机是德国西马克公司于80年代初开发的新机型。这种轧机的特点是采用了特殊的S型轧辊，上下辊形状相同，但左右倒向配置，并可按相反方向同时作轴向移动。四辊CVC轧辊的轴向抽动将直接改变辊缝的几何形状。六辊CVC用这种辊作中间辊时，可以调整工作辊的弯曲变形，从而改变实际辊缝凸度。CVC轧机优缺点①凸度调节范围大。调整CVC辊型参数可直接改变调节区域和调节幅度；②辊间接触压力变化不大，但压力分布有些变化。平均接触压力与普通四辊相同；③可以动态调整。CVC辊的抽动可以在轧制过程中进行，参与板形闭环控制；④板形控制能力较强，CVC辊的抽动与弯辊力的配合，可以有效纠正板形缺陷。CVC轧机的缺点是辊型复杂，磨削难度大，适用轧制较宽产品。为了弥补CVC轧机的缺点，公司又开发了ESS辊。ESS辊一段仍为CVC曲线，但另一段为平辊。当使用ESS辊时，CVC轧机的使用方法与HC轧机类似：生产前按照来料宽度进行轧辊串动预设定，在线不能调整。冷轧生产技术的发展近年来,冷轧带钢生产的连续化方面进展很快。以往冷轧带钢的生产需经酸洗、冷轧、电解清洗、退火、冷却、平整和精整等七道工序,为了缩短生产周期,节约投资,人们力图把这一个个的单体工序连接起来。随着技术的发展,在实际生产中已经实现了冷轧带钢生产的连续化。按连续化的程度,世界上冷轧带钢生产可分为三种情况：冷轧生产技术的发展单一全连续轧机单一全连续轧制又称无头轧制(EndlessRolling),是将热轧带卷头尾焊接,从而实现不间断轧制。单一全连续轧制的优点：①轧机生产能力提高30%～40%；②提高产品质量。全连续冷轧机不需频繁穿带、甩尾,工作辊表面不易损伤,提高了带钢表面质量,减少冲击,使轧制平稳；③提高成材率1%左右。冷轧生产技术的发展联合式全连轧机单一全连轧机再与其它生产工序（或其它机组）联合,称为联合式全连轧机。酸洗冷轧联合机组，冷轧退火联合机组。酸洗冷轧联合机组发展较快。目前世界上已有近20套酸洗-轧机联合机组，我国的本钢第一套酸洗-轧机联合机组。酸洗联合式轧机能得以发展的共存条件：产量基本相当；酸洗机组出口段速度与轧机的入口速度基本匹配；两个机组的利用率基本相当；二个机组的设备使用寿命基本相当。设计、操作、机电设备以及自动控制等方面进行技术改进。冷轧生产技术的发展完全联合式全连轧机单一全连轧机与前面的连续酸洗机组,又与后面的连续退火机组(包括清洗、退火、冷却、平整、检查工序)均联合起来,称为完全联合式连轧机板带生产以往从酸洗到最终成品,通常需12天,目前,由于完全联合式全连轧机的实现,只需20min左右时间。以往从炼钢到最终板带成品,通常需要20多天。目前,由于前工序薄板坯连铸连轧以及后工序完全联合式全连轧机的实现,生产周期大大缩短,用二三天就能完成。首钢冷轧工艺流程及主要工艺参数主要工艺参数如下轧制力：最大33000kN弯辊力：工作辊正弯最大500kN负弯最大350kN中间辊正弯最大650kN负弯最大450kN上支撑辊平衡力：最大500kN中间辊窜动量：CVC辊±200mm(可在线动态串辊)ESS辊±285mm(预设定)冷轧板带材的轧制工艺特点1）加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化冷轧板带材的轧制工艺特点2）冷轧中要采用工艺冷却和润滑（工艺冷润）A、工艺冷却。冷轧过程中产生的剧烈变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故必须采用有效的人工冷却。轧制速度越高，压下量越大，冷却问题越显得重要。B、工艺润滑。冷轧采用工艺润滑的主要作用是减少金属的变形抗力，这不但有助于保证实现更大的压下，而且可使轧机能够生产厚度更小的产品。生产中的工艺冷润是采用乳化剂把少量的轧制油与大量的水混合起来，制成乳状的冷润液（简称乳化液）。在这种情况下，水是作为冷却剂与载油剂而起作用的。冷轧板带材的轧制工艺特点3）冷轧中要采用张力轧制采用张力轧制的作用：1、防止带钢在轧制过程中跑偏。若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽向上的张力分布将会发生相应的变化，延伸较大的一侧张力减小，而延伸较小的一侧张力增大，结果便自动地起到纠偏的作用。2、使所轧带材保持平直和良好的板形。由于轧件的不均匀延伸将会改变沿带材宽度方向上的张力分布，这种改变后的张力分布反过来又会促进延伸的均匀化，从而有利于保证良好的板形，不均匀延伸将使轧件内部出现残余应力，采用张力轧制可以使其大大削减，减轻了轧制中板面出现浪皱的可能，保证冷轧的正常进行。3、降低金属变形抗力，便于轧制更薄的产品，可以适当调整冷轧机主电机负荷。由于张力的变化，会引起前滑与轧辊速度的一定程度的反向改变，所以在连轧过程中，有一定的自调稳定化作用。冷轧板带材轧制制度的制定板带材轧制制度主要包括压下制度、张力制度、速度制度、辊型制度及润滑制度等，其中主要是压下制度（它必然涉及到速度制度、温度制度和张力制度）和辊型制度，他们决定着实际辊缝的大小和形状。板带材轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证质量，并且操作方便、设备安全。故设计合理的轧制规程必须满足下列原则和要求。1）在设备能力允许的条件下尽量提高产量（提高压下量、缩减轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、减少换辊时间、提高作业率）2）在保证操作稳定的条件下提高质量（定心轧制）压下制度压下规程的中心内容就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板带成品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道压下量的大小。与此相关联的，还要涉及到各道轧制速度、轧制温度及前后张力制度的确定及原料尺寸的合理选择等内容。制订压下规程的方法A、理论方法，就是从充分满足轧制规程的原则要求出发，按预设的条件通过理论(数学模型)计算或图表的方法，求得最佳的轧制规程。B、经验方法，由于在人工操作的条件下，理论计算方法比较复杂而用处又不大，故生产中往往参照现有类似轧机，根据已有的轧制规程和经验资料进行压下分配及校核计算，这就是所谓经验的方法。压下量预设定计算方式各机架压下量的分配通过过程计算机进行预设定计算，预设定计算有三种方式：1、自动轧制指令方式轧机操作工在操作室的HMI操作画面上选择自动轧制方式后，过程自动化计算机会根据钢卷数据，利用模型自动计算出各种预设定值。2、标准轧制指令方式标准轧制规程是以材料和尺寸的方式存储在过程计算机里。生产时由操作工输入原料厚度、出口厚度、宽度等数据，计算机就可以从数据库中自动选择相应的轧制规程。在调试阶段，标准轧制规程可以根据客户的要求进行优化，也可以在调试后由工艺工程师维护。如果没有标准轧制规程，就用自动轧制指令方式进行轧制。3、手动方式在手动下，操作工可以自己编写指令，对各种数据如压下量、轧制速度、轧制张力等进行预设定。当为比较特殊带钢的选择轧制指令预设定方式时，手动方式具有最高优先级，如果没有操作工输入，则用标准轧制指令方式，再没有标准方式，就用自动轧制指令方式压下制度原料厚度,mm轧制厚度,mm轧制宽度,mm压下率,%典型成品厚度2.000.30800~187085.002.300.35800~187084.782.600.50800~187080.773.000.70800~187076.673.500.90800~187074.293.800.90800~187076.324.301.30800~187069.774.801.3