冷轧带钢生产问答

轧钢工人应知应会丛书1冷轧带钢生产问答轧钢工人应知应会丛书2第一章冷轧带钢生产概述1.什么叫冷轧？冷轧带钢有哪些优点？金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧。一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手但还是叫冷轧。冷轧生产可提供大量高精度和性能优良的钢材和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下优点：1）冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过0.01～0.03毫米或更小，完全可以符合高精度公差的要求；2）可获得热轧无法生产的极薄带材（最薄可达0.001毫米以下）；3）冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出不同表面光洁度的带钢（光泽面或麻糙面等），以利于下道工序的加工；4）冷轧带钢具有很好的机械性能和工艺性能（如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等）；5）可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的成产率。2.冷轧生产方法有哪几种？冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制两种方法。1）单片轧制。单片轧制最早采用二辊式轧机，目前多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧辊运转方向可分为可逆式和不可逆式。采用不可逆式四辊轧机进行单机生产时，轧制操作是由人工逐张将钢板喂入轧机，全垛钢板轧完一道次后，用吊车将板垛吊送到轧机前，进行下一道次的轧制，如此循环进行，直到轧成规定的成品尺寸时为止。采用可逆式轧机时，则轧制操作有两种，一种是每一张钢板在轧机上往返轧制，直到轧制成最纵的成品尺寸，然后再进行第二张钢板的轧制，这种操作方法虽然压下调整操作频繁，但产品表面不易化划伤，故实际生产中应用较多，特别是轧制单重尺寸较大的钢板，均采用此法。另一种是每张钢板逐次送入轧机，待全垛钢板轧完一道次后，再逐张返回轧制第二道次。此种操作方法使轧制产品尺寸较均一，而且省去了轧辊反转和压下的调整时间，从而冷轧产量较高，但板面之间有时可能造成划伤。单张轧制方法由于不能采用张力，故每道次的压下率一般不超过14%，轧制道次增多，钢板加工硬化程度增大。因此，单张轧制不能生产厚度很薄的冷轧产品。2）成卷轧制。目前，冷轧生产大多是采用成卷轧制，其基本型式分为单机成卷轧制和多机架连续式成卷轧制两种，成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式的冷轧机。单机不可逆式冷轧机主要有二辊轧机和四辊轧机轧机两种（图1-1），这种轧机在我国有数百台之多，其辊身长度在100~600毫米间，辊径在100~300毫米间。在这些轧机中，大部分设有开卷机和卷取机。这些轧机主要用来生产600毫米以下的窄带钢或平整成卷的窄带钢，轧制速度在1.2~2.0米/秒范围内。单机可逆式冷轧机分为四辊轧机和多辊轧机（偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机）。轧机大部分采用工作辊驱动方式，这样可使总变形抗力减小，降低电能消耗，可轧制较薄的产品表1-1给出了1200四辊可逆式轧机的主要技术性能。与单机座可逆式冷轧相比，多机座连续冷轧机具有如下特点：1）轧制速度高，一般在25米/秒以上（最高可达41米/秒）。2）产品质量好，能满足用户提出的机械性能、表面质量、厚度、精度等各种要求。表1-11200四辊可逆式冷轧机主要技术性能性能1200四辊可逆式冷轧机性能1200四辊可逆式冷轧机工作辊直径/支承辊直径×辊身长度，毫米轧制压力，千牛（吨）400×1300×12001800（1800）钢卷最大外径，毫米卷取机直径，毫米卷取机电机功率，千瓦卷取机最大张力，千牛180075002×2600100（10）轧钢工人应知应会丛书3最大轧制速度，米/秒主要机功率，千瓦压下型式原料厚度×宽度，毫米成品厚度，毫米钢卷重量，吨13.82×2000电动压下1.8～3.0×550～10200.2～1.515（吨）卷取机最大速度，米/秒开卷机功率，千瓦开卷机张力，千牛（吨）开卷机速度，米/秒年产量，万吨13.82×8034（3.4）6.9103）钢卷的两端均能压下，减少了切头切尾损失，金属收得率高。4）产量高，年产量一般在数十万吨到一百万吨以上。5）采用液压压下装置和一系列自动化及各种新技术，其优点更为突出，多机架连续式冷轧机的缺点是：1）各机架的延伸和轧制不易调整，生产操作较难掌握，2）轧制品种范围受到一定限制。3）设备投资较大。3冷轧板带的生产工艺流程是怎样的？冷轧板带的轧制方法虽有单张和成卷、单机和多机座之分，但他们的生产工艺过程却基本相似。冷轧薄板带钢中用三大典型产品：镀层板、汽车板与电工硅钢板。其生产工艺流程大致如图1-2所示。热轧板卷料酸洗淬火，碱酸洗冷轧检查，清洗冷轧电解清洗淬火，碱酸洗退火退火脱碳退火平整平整平整成品退火连续镀锌剪切矫直横剪检查、重卷瓦垄机组抛光连续镀锡纵剪拉伸热平整横剪横剪镀锡板普通深冲板电工硅钢镀锌板酸洗热轧带不绣钢板轧钢工人应知应会丛书4图1-2冷轧薄板、带钢生产工艺流程4.冷轧薄带钢生产的发展概况怎样？薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比重逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。冷轧生产最初是在二辊、四辊轧机上进行的。随着科学技术和工业的发展，需要更薄、质量要求更高的带材，尤其是仪表、电子、通讯设备上需要极薄带材。四辊轧机往往不能满足这一要求，这样便出现了新型结构的轧机，如六辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机、偏八辊轧机和其它复合式多辊轧机，如图1-3所示。冷轧带钢可以用单机和多机架连轧机来生产，目前主要采用三机架到六机架四辊冷连轧机，这种轧机的特点是生产率高，机械化，自动化程度高，产品质量好。近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要是增加钢卷重量，加快机组速度，提高产品厚度精度，改善板形，提高自动化程度以及改进轧机结构和生产工艺等。1）增加钢卷重量。增加钢卷重量是提高设备生产能力是有效方法，因为冷轧带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前，都必须经过拆捆、开卷、穿带，然后加速到正常速度工作，在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程，占用较多的生产时间。钢卷重量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢在稳定速度下轧制的时间也相应增加，机组的速度才能真正得到提高。带钢它受到开卷机、卷取机等机械设备是结构与强度的限制。也受到电动机调速范围的限制,而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，冷轧带卷的重量已达40吨，个别的达到60吨，以带钢单位宽度计算的卷重达到30公斤/毫米至36公斤/毫米。2）提高机组和轧机的速度。以五机架为例，五十年代大都在20米/秒左右，六十年代以来已逐步提高到30米/秒左右，最高轧制速度达.37.5米/秒。六机架冷连轧的最高轧制速度已超过了40米/秒。但是，轧制速度的进一步提高会受到工艺润滑材料与方式的限制。其它作业线（如单机架平整机组、双机架平整机组、各剪切机组、连续热镀锌机组、酸洗机组、电镀锡机组等）的机组速度也都相应提高。3）为提高冷轧带钢的厚度精确度，在冷轧机上采用了全液压压下装置，以便增加轧机压下装置的反应速度，并采用了带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧机，实现了计算机控制。4）在带钢冷连轧机上，广泛采用液压弯辊装置来改善板型。5）在生产操作自动化方面，普遍采用各种形式的极限开关、光电管等，对每个动作实行自动程控。实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分类等自动化操作和控制。6）1971年以来，出现了全连续式冷轧机。这种轧机只要第一次引料穿带后。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，在连轧机入口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端设置了分类用的飞剪机，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%，产品质量和收得率也都得到提高。7）不断采用新工艺、新设备、例如深冲钢板连续退火作业线和浅槽沿酸、HC轧机和异步轧制等，以简化冷轧工艺过程，提高冷轧带钢的精确度和节省能量。5．什么叫镀锡薄钢板？其热镀锡生产工艺流程怎样？过热浸加工或电解加工，使冷轧薄板表面牢固地附着一层异种金属的过程叫镀层板加工工艺过程，而镀锡的薄钢板叫做镀锡板，俗称马口铁。是化学稳定性较强的元素之一，其原子量为118.7，比重为7.3克/厘米3，熔点为232℃。锡在硫酸、硝酸和盐酸的稀溶液中几乎不溶解。它的塑性较钢好，本身无毒，对人体无害。镀锡板主要用于罐桶和食品包装盒、箱等方面。镀锡板以片状或者成卷交货。锡钢板的生产方法有热镀锡和电镀两大类。热镀锡时，带钢通过熔融的锡槽，将锡热镀在带钢表面。电镀锡轧钢工人应知应会丛书5时，带钢通过电解槽，用电解的方法将锡热镀在带钢表面。电镀锡时，带钢通过电解槽，用电解的方法将锡镀在带钢表面。热镀锡板生产过程如下：热镀时镀层较厚，多数大于25克/米2，镀层不均匀。通常热镀锡只在速度低，生产率不高的单张或窄带镀锡机组上使用。热镀锡工艺流程如下：原料电解酸洗高压水冲洗溶剂处理热镀锡油处理碱洗除油抛光成品检验热镀锡原板先进行白酸洗，清洗表面轻微氧化膜和油污等，或在盐酸槽内进行电解酸洗，以迅速清除表面氧化皮，镀锡槽中的锡温度为300～400℃，进入锡槽前的原板先通过溶剂槽，清除表面氧化膜，由锡槽出来的钢板需通过棕榈油槽（油温235～240℃），来防止锡发生氧化并保持熔融状态，以便由镀锡辊挤掉多余的锡量。然后经过洗涤机洗去油脂，抛光机抛光，就可得到表面光洁的镀锡板。6.电镀锡板生产过程是怎样的？电镀锡板老式的热镀锡板具有镀层薄而均匀，表面美观，锡层附着牢固等优点，但是需要的生产设备较庞大。电镀锡工艺流程：原料电解清洗酸洗电镀锡软熔钝化静电涂油镀锡钢卷（卷状交货）成品卷取矫直、剪切成品检验、分选堆垛镀锡板（板状交货）根据所使用的电镀液不同，电镀锡机组有碱性、酸性和卤素型三种类型。碱性型电镀锡机组采用碱性电镀液，腐蚀性小，不需要耐酸槽和耐酸泵，其设备简单，投资低。但是，带钢的电镀时间长，电耗大，机组速度低一般为180米/分，最大速度也只能达到300米/分。酸性型电镀锡机组的电镀效率高，镀层厚度能控制，可以得到两个表面镀层厚度不等的差厚镀层带钢，这种机组的最大速度可达550米/分，在这种机组上，由于需要耐酸槽和耐酸泵，在带钢电镀前还要对带钢进行电解脱脂等镀前处理设备，故机组投资费用较大。常用的酸性电镀液有硫酸盐和氟硼酸盐两种，氟硼酸盐电镀液的电镀效率高，但其腐蚀性更大，对设备的维修要求更高。卤素性电镀锡机组的电镀液是卤化物，电镀效率比氟硼酸盐还高，机组最高速度可达到760米/分。由于速度较高，电镀槽采用水平式，以便于控制。因为卤化物的腐蚀性很强，必须十分注意防蚀措施。目前，国内外应用最广泛的是酸性型电镀锡机，机组简图如1-4图1-4所示的酸性型电镀锡机组的主要技术性能如下：带钢规格带钢厚度0.15～0.6毫米带钢宽度457～1016毫米带卷最大外径1800毫米带卷内径500毫米进料段带卷最大重量15吨出料段带卷最大重量5吨堆垛最大重量4吨机组速度进料段最的速度550米/分工艺段和出料段速度104～450米/分在酸性型电镀锡机组中，电镀液的主要成分是硫酸亚锡和酚磺酸，电镀时以阳极，带钢为阴极，这样，锡阳极就溶解成二价锡离子进入电镀液，并在带钢表面析出。电镀锡钢板的镀层厚度与电流密度成正比，因此可分别调节正、反两面的电镀电流而得到各自不同的镀层厚度。轧钢工人应知应会丛书6电镀的锡层附着力差，没有光泽，必须通过软熔装置将带钢加热到锡的熔点以上的温度，使锡层熔融，然后立即浸入水中冷却，使之变为有光泽镀锡板。软熔后的带钢表面敷有一层自然产生的锡的氧化物（主要是氧化亚锡