文件综述改良版

文献综述冷轧产品与冷轧机的发展与现状随着工业的发展对薄带钢需求增长的同时，对薄带钢的精度要求也更加的严格。这是因为冷轧的薄带钢表面非常光滑，宽厚精度是相当高，利用率比较高。除此之外冷轧薄带钢还有平直度高表面光洁度高，品种多、用途广的优点。冷轧是十九世纪中叶才开始的，最早的国家是德国，当时只能生产宽度为20-25mm的冷轧带钢，1800年以后冷轧带钢在美国、德国发展迅速，宽度在增加，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直、平整、热处理等工艺，产品质量提高了很大程度。冷轧带钢是在热轧成卷带钢的基础上逐渐发展而来的,美国在1920年成功的轧制出了冷轧宽带钢。我国在板形控制技术方面的研究起步对于外国来说较晚，国内首套板带冷连轧机组是1978年投产的武钢冷连轧机，其板形控制仅为手动控制的液压弯辊，板形控制水平较差，直到1988年作为国内第二套板带冷连轧机组的宝钢2030mm四辊CVC冷连轧投产才标志着冷轧板带新型板形控制轧机在我国的应用开始。随后，1996年攀钢的HC板带冷连轧机的相继投产应用，分别为不同板形控制机型的实践研究奠定了基础。冷轧钢板及带钢近年来得到较大的发展，为了提高产量，冷卷卷重已达到60t。[1]一套冷连轧机年产量可达250×104t。在冷轧薄板生产过程中，加工钢卷是系统最重要的对象，其各项属性的变化直接决定整个生产计划、调度及维护等各种问题，其中钢卷重量、钢卷的宽厚度和交货期是关键属性。冷轧薄板生产线的中间仓库具有贮存各阶段加工钢卷的功能，是联系个机组生产的纽带，并且与生产计划与调度和物流平衡缓冲问题密切联系。生产机组是生产物流中的关键节点，其关键属性是单位时间的生产能力。[2]1979年以来，出现了全连续式冷连轧机。这种轧机只要一次引料穿带后，就可实现连续轧制。此时，后续带卷的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊接在一起。为了保证带钢能够连续轧制，在连轧机人口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端设置了分卷用的飞剪机，并设置了两台卷取机，以便交替地卷取带钢。全连续式冷连轧轧机即使在换辊时，带钢依然停留在轧机内。换辊一结束，轧机可立即进行轧制。采用全连续式冷连轧机，可以提高生产率30％-50％左右，产品质量和收得率双方面提高了很大。在带钢冷连轧机上，广泛的采用液压弯辊装置或抽动工作辊装置来改善板形。因为冷轧带钢厚度工差标准，为提高轧机压下装置的响应速度，在冷轧机上采用了全液压压下装置及厚度自动控制装置。根据传感器实时测量反馈的带钢厚度，经过AGC系统的计算，通过调节压下位置或轧制速度，把厚度控制在合理的偏差范围之内。来料厚度变化、材料特性变化、轧机刚度变化、张力变化、轧辊热膨胀和磨损、轧辊偏心、轧制速度、轧制力测量精度等都会对带钢厚度的控制产生影响。[2]对于高速、高产量的带钢冷连轧机实现了计算机控制。轧件的温度过高则会导致带钢产生浪形，造成导致板形不均。因此，润滑对冷轧的意义重大，冷轧采用的润滑剂兼有润滑和冷却的作用。[3]常用板带冷轧机机型HC/UC轧机，HC轧机通过轧机中间辊的横移和工作辊的弯辊之间的相互配合使用，是板形控制能力得到了大幅提高。CVC技术的辊型简介，CVC技术是德国西马克公司于1982年研制成功的一种新型板形控制技术。CVC轧辊的含义就是连续可变凸度轧辊，其辊身曲线呈S形。液压涨形辊DSR、VC技术，所谓液压涨形，即采用液压方式改变辊型的技术。具有代表性的有VC（variablecrown）辊和DSR（dynamicshaperoll）辊。VC辊由芯轴和辊套组成，在芯轴和辊套之间设有液压腔，通过调整液压腔内高压油的压力，改变辊套向外膨胀的凸度，达到控制板形的目的。VC辊的辊套和芯轴两端在一定长度内采用过盈配合，一方面对高压油起密封作用，另一方面在承受轧制力时，传递所需的扭矩，同时保证轧辊整体的刚度。还有森吉米尔轧机、六辊3C轧机、偏八辊轧机和双偏八辊轧机等。冷轧发展如此迅速的原因是:它比热轧可以得到更薄、精度更高的冷轧带钢和钢板，现在最薄可以轧制出0.001mm的钢板。冷轧板带产品的宽度有1700mm、2030mm、1420mm、1550mm、1800mm等多种规格。宝山钢铁股份有限公司2030mm冷轧厂（以下简称宝钢2030mm冷轧厂）年生产规模为210万t，其中冷轧板卷150万t，热镀锌板卷25万t，电镀锌板卷9万t，彩涂板卷16万t，压型板10万t，捆带1.4—1.8万t。另外，在2001年新建一条连续酸洗机组，增加热轧酸洗板75万t/a。表1[4]板带宽度1700mm常规五机架冷连轧2030mm常规五机架冷连轧1420mm常规五机架冷连轧1800mm常规五机架冷连轧工艺参数原料（厚×宽）/mm×mm1.8--6×550--15801.8--6×900--18502.0--6.0×700--12302.0--6.0×830--1750成品（厚×宽）/mm×mm0.15--3×550--15800.21--3.6×900--18500.18--0.55×700--12300.3--2.0×800--1750热轧完毕的钢卷，经酸洗、冷轧、热处理和涂镀等一系列工序的加工处理，最终成为冷轧产品。如按照加工深度进行分类，冷轧带钢产品分为热轧酸洗板带、全硬板带、普冷板带、涂镀板带等四大类。厚度在150--300mm的连铸坯在炉子内被加热后，送到全连续或半连续式带钢热轧机列，进行粗轧、精轧、冷却和卷取，或者在往返式的炉卷轧机上进行轧制并成为热轧带钢产品时。热轧带钢的成品厚度一般在1.2--6.0mm范围。热轧酸洗板带的钢种包括：结构钢、低碳钢、汽车结构用钢、冷变形用热轧细晶粒钢、锅炉和压力容器用钢、IF钢（无间隙原子钢）。全硬板带：如果经轧制后的钢卷到下游工序不再继续加工处理而直接作为产品使用，这种产品称为全硬板带。因为经冷轧后的带钢的硬度和屈服强度都得到大大地提高，视变形率的大小而定，一般硬度在85HRB以上，带钢的屈服极限Re将提高到2--3倍。全硬板带的厚度一般在0.3--0.8mm的范围，目前一小部分用户有继续减薄的要求。普冷板带是指热轧带钢经过酸洗冷轧后，进行电解清洗，去掉带钢的表面油污，再进行退火热处理和平整，有时还需涂油处理，经此工艺处理的产品通称为普通冷轧板带，简称普冷板带。普冷板带按强度等级可以分为软质钢、高强钢、和超高强钢。软质钢中包括商业用钢、冲压用钢和深冲用钢CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ等，软质钢等级与常用牌号对应关系见表2名称级别牌号商用钢CQST12SPCCBLC冲压用钢DQST13SPCDBLD深冲用钢DDQST14SPCEBUSD特深冲用钢EDDQST15ST16BUFD超深冲用钢SEDDQST17BSUFD高强钢包括低合金钢、BH烘烤硬化钢、超低碳含磷钢等。近年来新开发的超高强钢有：DP（dualphase）双相钢、TRIP（transformationinducedplastic）相变诱导塑性钢、TWIP（twininducedplastic）孪晶诱导塑性钢、含B钢等。冷轧深冲钢板是薄钢板中的一个主要品种，也是技术水平要求最高的产品，它的种类多，性能指标多，对质量要求严格，根据各种用途不同各有侧重。冷轧深冲钢板的分类充分体现了这一特点，它有各种各样的分类方法，但每一种方法往往只反映了冷轧深冲个板的某一特点，并不十分全面。冷轧深冲钢板按脱氧方式分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢；按涂镀方式分为热镀锌、电镀锌和有机涂层等；按钢种与合金成分分为低碳钢、低合金高强钢、加磷钢、超低碳钢（ＵＬＣ）、无间隙原子钢（ＩＦ）等；按强度等级别分为普通强度级和高强度级；按冲压等级别分为一般商品级（ＣＱ）、普通冲压级（ＤＱ）、深冲压级（ＤＤＱ）和超深冲压级（ＥＤＤＱ）、特超深冲压级（Ｓ－ＥＤＤＱ）；按冲压件的复杂程度分为Ｐ级（普通拉延）、Ｓ级（深拉延）、Ｚ级（最深拉延）、Ｆ级（很复杂冲压）和ＺＦ级（最复杂冲压）。还有一些分类方法，如按照某一性能或组织分类等。然而，冷轧深冲钢板都离不开一个核心指标即成型性能，所以一般情况下按照冲压级别分。冷轧深冲系列钢板的牌号及相应标准见表序号类别牌号产品标准备注1一般商品级（CQ）Q195--Q235、08AlGB/T716—1991GB13237—1991水箱外壳、制桶、钢制家具等一般成型加工用DC01（St12）DINEN10130—1991SPCCJISG3141—19962普通冲压级（DQ）08AlGB13237—1997汽车门、窗、挡泥板、马达、外壳等冲压成型加工用DC03（St13）DINEN10130—1991SPCDJISG3141—19963深冲压级（DDQ）03AlGB5213—2001汽车前车灯、邮箱、汽车门、窗等深冲成型加工用DC04（St14）DINEN10130—1991SPCEJISG3141—19964超深冲压级（EDDQ）DC05（St15）SPCENDINEN10130—1991邮箱、汽车前灯、复杂的车底板等成型加工用5特超深冲压级（SEDDQ）DC06（St16）SPCENDINEN10130—1991具有代表性的冷轧板、带钢产品是：金属镀层薄板（包括镀锡板和镀锌板）、深冲钢板（以汽车板为典型，对表面质量与深冲性能要求较高，是需求量庞大且生产难度也较高的优质板品种）,随着控轧控冷技术、连续退火技术及镀锌退火技术的开发应用和汽车工业的高速发展，冷轧双相钢在汽车结构用钢中的比重越来越大，日本已使980MPa、1170MPa级DP钢商品化。[5]电工用硅钢与不锈钢板等。电工用硅钢主要用于电机和变压器钢板。纯铁电工薄板，耐热、不锈钢板等。[6]其中电工钢的自给率是非常低的，无取向性电工钢自给率不足70%，取向性电工钢的自给率不到50%，我国的电工钢市场还有很大的市场，但是由于技术要求比较高，目前国内只有武钢和宝钢能够独自生产。Si含量的质量分数为6.5%且厚度小于0.1mm的电工钢可以有冷轧锻造出。[7]DP钢也是随着新技术产生的，DP钢的经过冷轧之后的纤维组织的抗拉强度可以达到1000MPa。[8]冷轧技术经过大约150年的快速发展，进入了精细控制时代，现代宽带钢冷连轧机生产的板带，其板厚精度高达±5ᶙm，平直度在20I范围内，汽车板在10I内，轧制速度已达到41.6,m/s。而且伴随材料科学及自动控制技术的不断进步，钢带的强度及深冲性不断提高，目前微合金化技术、超快冷技术及控制轧制、控制退火温度等方法。日本已生产出r值高达3.0的超高r值钢板及抗拉强度为1180MPa的多相高强度钢板。[9]随着冷轧技术的发展和产品质量的要求的提高，对产品的使用性能的不断改善，越来越多的新技术开发出来。[11]板形控制领域，最近20年来，国际上先后开发出了一系列先进的板形控制技术，通过使用一定的轧辊辊形配以弯辊、窜辊等技术，并以各自的技术特点为标志，推出了如ＣＶＣ６、ＨＣＭＷ、ＵＣＭＷ、ＤＳＲ、ＰＣ等新一代高性能轧机。研制了一种适用于工业应用的高精度形状检测系统，主要由形状检测辊、采集环、数字信号处理板和形状控制模型组成，基于形状检测原理，设计了一种新的整体结构，用于改善形状检测和避免划伤表面的精度。[12]在目前的冷轧生产当中，采用ＣＶＣ轧机、ＨＣ或ＵＣ轧机已成为最普遍的选择，随着ＤＳＲ技术（动态板形辊及其板形控制的发展），多种专有技术共存于一条生产线的情况已经出现且反响良好，宝钢的2030机组采用ＣＶＣ＋ＤＳＲ技术在板形控制上已取得了良好效果。薄带生产工艺的新动向：超薄带的生产，由于传统带钢热连轧以及连铸连轧工艺目前所能生产的最薄规格为1.2ｍｍ，生产超薄带成为进一步的课题。[13]现代冷轧带板建设待解决问题冷轧板带是技术密集、资金密集型的产品，也是附加值较高的产品，在建设冷轧板带项目时应注意以下几方面的问题:⑴新建冷轧项目要高起点，产品具有国际竞争力，采用当时国际上成熟先进的生产工艺技术建设规模适当的冷轧生产线，提高市场占有率和竞争力。⑵新建冷轧项目要集中在可能取得热轧薄板原料和资金保证条件的企业。⑶改造和新建冷轧生产线一定