板带生产工艺6(冷轧板带钢生产)

4.冷轧板带钢生产4.1冷轧板带钢生产的发展4.2冷轧板带钢生产工艺4.3冷轧板带钢轧制工艺制度的制定4.4极薄带材轧制4.5冷轧板带钢的不对称轧制4.6涂镀层钢板生产冷轧带钢和薄板的产品规格和用途4.1冷轧板带钢生产的发展1.时间:20年代始，70年代迅猛发展.2.冷轧机:二辊式四辊式或多辊式3.轧制方式:单片无张力轧制成卷带张力可逆轧制辊系全连续轧制冷轧机介绍可调控板型的新轧机：HC轧机、MKW轧机(偏八辊)极薄带材轧机：多辊轧机如：罗恩式、森吉米尔式多辊轧机冷连轧机：轧速高达35～41.6m/s；卷重高达60t；生产能力大70年代作为第三代冷轧机的起始其特点为：采用全液压压下；实现操作自动化；采用板形控制系统；建立动态变规格的全连续轧机当前：过程联合全连续生产线(FIPL)：酸洗冷轧热处理冷轧板带钢原料：热轧带钢或钢板温度：常温成品厚：0.1-3mm成品宽：100-2000mm优点：产品规格繁多；尺寸精度高；表面质量好；机械性能及工艺性能均优于热轧板带钢4.2冷轧板带钢生产工艺1.工艺特点:金属的加工硬化工艺润滑与冷却张力轧制2.工艺流程3.车间的组成与布置4.主要工序及其工艺:酸洗冷轧精整金属的加工硬化原因：冷轧常温下，金属晶粒破碎不能再结晶回复而产生加工硬化影响因素：随变形程度变大而加深结果：金属变形抗力增大；塑性降低；轧制压力升高；导致脆断措施：热处理轧程：每次软化热处理之前完成的冷轧工作，称之为一个轧程结论：钢的变形抗力愈高，成品的尺寸愈宽愈薄，所需的轧程就愈多工艺润滑与冷却•润滑作用：减小变形抗力,降低能耗,提高轧辊寿命,改善带钢及钢板厚度的均匀性和表面状态,便于生产厚度更小的产品•效果：取决于润滑油量的多少和在变形区内润滑剂的动态选用牛脂为基的动物油最好,其次为植物油,矿物油最差冷却原因：轧速高而产生的变形热和摩擦热使温度升高,引起淬火层硬度下降,层内发生残余奥氏体分解，出现附加组织应力；使润滑剂失效,油膜破裂,使轧制不能正常进行。选用水为最佳冷却剂工艺润滑与冷却兼顾润滑和冷却作用的油和水的混合剂乳化液：当以一定流量喷到轧件和辊面上时，即能有效地吸收热量；又能保证油剂以较快的速度均匀而且确有一定数量从乳化液中析离粘附在轧件和辊面上，以及时均匀地形成厚度适中的油膜张力轧制概念:轧件在轧辊中的变形是在一定值的前张力和后张力的作用下实现的张力作用:自动调节带钢的横向延伸降低轧制压力(前张力作用大于后张力）及能耗平直厚板形，轧出更薄的产品调整主电机负荷传递能量，使各机间相互连接2工艺流程据产品的要求不同而不同，一般用途冷轧板带钢的生产工序如下：热轧原料带卷酸洗除鳞冷轧脱脂退火检查（分类）成品包装（带卷）平整剪切检查（分类）成品包装（窄带卷及薄板）成张交货横剪；成卷交货必要时纵剪要求：能够说明各工序的原因车间的布置厂房跨间互相平行布置，产品工艺流程为“Z”字型：60年代以前，增加了运送工作量，且易损伤带卷厂房跨间互相垂直布置,产品工艺流程为“工”字型：70年代采用，工艺流畅，但车间过长，对总体不利厂房跨间互相垂直布置，产品工艺流程为“U”字型：70年代以后，工艺流程比较顺利，厂房占地要求合理；全连续轧制及连续退火生产线也采用这种型式布置氧化铁皮的结构：热轧带钢在800-900ºC表面形成大约0.1mm的氧化铁皮。结构如图所示酸洗及操作：几乎全部采用盐酸酸洗：溶解三种氧化铁皮，速度快，表面质量好，反应产物易洗净；省去破鳞机，减少机械划伤槽内也无氧化铁皮的积存；不易发生过酸洗和氢脆现象；易于回收再生，且资源丰富（相对于硫酸）酸洗槽中加入缓蚀剂：降低酸耗，防止酸雾，改善车间环境.如氯化钠氧化铁皮结构冷轧的坯料是热轧带钢，由于热轧带钢是在800~900℃以上温度条件下进行轧制的，其表面形成大约厚度为0.1mm的氧化铁皮。氧化铁皮的结构如图4-8所示。最外层的Fe2O3占氧化铁皮厚度的10%;中间层是Fe3O4占总厚度的40%;内层FeO，占总厚度的50%。外层的Fe2O3和中间的Fe3O4结合很牢固，且中层致密。中层的Fe3O4和内层的FeO结合不牢固。冷轧冷轧机的生产分工可逆式冷轧机组的组成及工艺操作冷连轧机组的组成及工艺操作冷连轧机组的机座与可逆式冷轧机座基本相同，多为四辊式.机座数目2-6台，配置为连续式.全连续式冷轧机组的组成及工艺操作动态变规格调整：轧机不停车而作调整，使产品规格得以变化并符合设定的要求的操作冷轧机按轧辊配置方式分为：四辊式和多辊式冷轧机按机架排列方式分为：单机架可逆式：适于产品规格繁多，数量少，合金钢比例大的情况；生产能力低，投资小，建厂快，灵活性大，适于中小型企业.多机架连续式：适于规格单一或变动不多的产品，生产效率高.生产的规格泛围：板带宽度450-2450mm,厚度为0.076-4mm.根据产品规格来确定机架的数目.可逆式冷轧机组由四部分组成板卷运输及开卷设备、轧机、前后卷取机、卸卷装置及钢卷收集设备过程如下：带钢送至轧机后，机前卷取机咬入带钢头部，然后开始第一道轧制.轧完第一道后,带钢尾部咬入轧机后的卷取机中,轧机转换轧制方向开始下一道轧制.如此按照轧制规程往复进行，至到轧至要求的厚度.可逆式轧机一般都是奇次道次轧出成品.卸卷小车来卸卷；一斜坡道或卸料步进梁来收集带卷精整主要包括脱脂、退火、平整及剪切脱脂概念:板带冷轧后进行清洗以去除板带表面上的油污.作用:避免油脂在退火炉中挥发所生成的挥发物残留在板带表面形成油斑,影响表面质量.方法:电解清洗:以碱液为清洗剂,电解放出氢气与氧气,起到机械冲击作用,加速脱脂过程.机上清洗:以矿物油为主的乳化液作为工艺润滑剂的冷轧,在轧制的最后道次喷以除油清洗剂的方法.燃烧脱脂:退火初退火:为冷轧做准备,使带钢具有良好的塑性和一定的组织;降低热轧板卷的硬度,消除粗晶组织,提高塑性,利于冷轧.用于含碳量较高的碳素结构钢,合金结构钢等.其工艺制度因钢种而定,一般在640-750°C,保温十多小时.在酸洗前进行，不采用保护气体.中间退火：消除加工硬化，以利下一步轧制.在保护气氛中进行光亮退火.成品退火：使板带进行恢复，再结晶及晶粒适当长大以改善其加工性能，也要满足最终性能要求平整概念：采用小压下率（0.3%-3%）的冷轧.作用：消除屈服平台，表面不出现冲压“滑移线”；使板带的屈服极限达到最低，提高板带的成型性能；改善板形，提高板带的平直度.平整分为干平整和湿平整（采用较强清洗作用又能防锈的润滑剂，较干平整可降低轧制压力30%-40%，应用于双机架平整机）4.3冷轧板带钢轧制工艺制度的制定1.变形制度(压下规程)的制定制定的工艺特点和方法现代冷连轧机的设定计算2.速度制度的制定3.张力制度的制定工艺特点A.冷轧变形程度的确定主要取决于：所轧钢种的特性，原料及成品的厚度，所采用的冷轧工艺及轧机能力等.应充分考虑到各种提高冷轧效率的手段与可能性.各道次压下量的分配，如前述原则.B.制定压下规程必须确定与之相应的张力制度.方法：先按经验并按规程设计的一般原则和要求，对各道次压下进行分配；进而按工艺要求并参考经验资料，选定各道次间的单位张力；最后校核设备的负荷及各限制条件，并作适当修正.设定计算的目的，方法，原则主要模型冷连轧机的最佳设定穿带辊缝设定值的计算自适应计算目的：在已知的原始条件下，合理地或最佳地分配道次压下量.确定各机架轧件的出口厚度，各机架的辊缝，速度，张力等，以实现高产，优质，低耗.设定计算依据的原则和方法如前所述.现代冷连轧机组采用表格法和变形组的方法.变形组法:将规格品种相近的产品合成一组，用同一组数据，每个变形组都有一组完整模型数据存于相应文件中，可根据变形组号调出.1.轧制压力模型：采用压力模型的一般形式，即单位宽度的总轧制压力P.2.比轧制功模型：轧机主电机轧制单位体积的带钢所做的功为比轧制或单位能耗.3.摩擦系数f：由轧制压力或前滑模型（实测）逆算f.4.金属变形抗力K：冷轧板带，忽略寛展，似平面变形.故：K=1.15*σѕ(单向拉伸之屈服极限)K与σs模型一致，由于化学成分及含量，组织状态，变形程度，变形速度都对二者有影响，故目前靠试验统计的方法建立K模型.5.张力模型：最佳设定规范:0号规范,为普通轧制常用规范.包括:可轧区计算:带厚沿道次分配的可能范围的计算.即每道次带厚或压下的许可范围不应超出限制条件.在可能的轧制速度条件下得出最大的秒流量.限制条件有电机功率,电机转速,变形量.最优化计算:在可轧区范围内,最优地分配各架出口厚度.方法有:以功率消耗最低,产量最高,等负荷等为目标函数的分配法.计算方法有动态规划法和基准压下量叠代调整法.概念:用于冷连轧机计算机控制系统的数学模型,其本身存在着误差,包括理论误差,测量误差和过程变动程度所造成的误差.为减小误差,可以依模型的预报值和实测值的差值,适时地在线修正数学模型的常数项,以使模型的预报值追踪实际过程,从而提高预报精度.速度制度的制定转向和转速不变的定速轧制:小型冷轧窄带钢的二辊，四辊轧机.可调速的可逆式轧制:钢卷通过开卷,直头送入轧机后,在前后卷取机上咬住带钢头尾,进行往复轧制.固定转向可调速的速度制度(冷连轧机组的速度制度):穿带阶段低速,后加速到稳定轧制阶段,占总长的90%以上；其中过焊缝降速一段时间,之后还原轧速.最后减速至甩尾阶段轧速受润滑和冷却条件而定，六机架冷连轧已达42m/s.穿带一般冷连轧机的操作过程也较复杂。板卷经酸洗工段处理后送至冷连轧机组的入口段，在此处于前一板卷轧完之前要完成剥带、切头、直头及对正轧制中心线等工作，并进行卷径及带宽的自动测量。之后便开始“穿带”过程，这就是将板卷前端依次喂入机组的各架轧辊之中，直至前端进入卷取机芯轴并建立起出口张力为止的整个操作过程。穿带后开始加速轧制。此阶段任务是使连轧机组以技术上允许的最大加速度迅速地从穿带时的低速加速至轧机的稳定轧制速度，即进入稳定轧制阶段。由于供冷轧用的板卷是由两个或两个以上的热轧板卷经酸洗后焊接而成的大卷，焊缝处一般硬度较高，厚度亦多少有异于板卷的其他部分，且其边缘状况也不理想，故在冷连轧的稳定轧制阶段，当焊缝通过机组时,一般都要实行减速轧制(在焊缝质量较好时可以实现过焊缝不减速)。在稳定轧制阶段中，轧制操作及过程的控制已完全实现了自动化，轧钢工人只起到监视的作用，很少有必要进行人工干预。板卷的尾端在逐架抛钢时有着与穿带过程相似的特点，故为防止事故和发生操作故障，亦必须采用低速轧制。这一轧制阶段称为“抛尾”或“甩尾”。甩尾速度一般相同于穿带速度，这样一来，当快要到达卷尾时，轧机必须及时从稳轧速度降至甩尾速度。为此必须经过一个与加速阶段相反的减速轧制阶段，冷连轧的这几个轧制阶段可由图中所示的轧制图表及速度图清楚地看出。穿带在穿带过程中，操纵工必须严密监视由每架轧机出来的轧件的走向有无跑偏和板形情况。一旦发现跑偏或板形不良则必须立即调整轧机予以纠正。在人工监视穿带过程的条件下，穿带轧制速度必须很低，否则发现问题就来不及纠正，以致造成断带、勒辊等故障；穿带操作自动化至今尚未获得完满解决，经常还离不开人工的干预。张力制度的制定合理的选择轧制中各道次张力的数值单位截面上的最大张应力应小于带钢的屈服极限，单位张力q选取原则：q=(0.1~0.6)σѕ在可逆式单机架冷轧机上，张力是在轧机与卷取机间产生的。第一道次因酸洗张力较小(为免各层错动而擦伤表面)；之后选取大张力；成品道次小张力(防止或减少退火中的粘结)；过焊缝适当减小张力。启动轧机必须建立后张力。带钢中部出现波浪减小张力；边部出现波浪增加张力。4.4极薄带材轧制1.极薄带材(0.001~0.005mm)轧制的特点2.多辊轧机的基本类型3.多辊轧机冷轧极薄带材的工艺特点4.精密合金极薄带材的