冷轧工艺介绍

1冷轧情况汇报提纲各类冷轧产品（不包括特殊钢如不锈钢、取向硅钢片等）的主要工艺流程见图.酸洗：热轧带钢在冷轧前必须酸洗以清除表面氧化铁皮.酸洗所用的介质基本上有二种:硫酸与盐酸.五、六十年代以前都采用硫酸,但硫酸酸洗的效果差，且环境污染严重，己逐渐淘汰而被盐酸替代.盐酸具有与氧化铁皮的化学反应速度快、生成的盐在水中溶解性强等优点.因而带钢表面洗得干净、效率高.酸洗机组有二种类型：推拉式酸洗机组及连续式酸洗机组.推拉式酸洗机组:它以单卷方式操作,设备比较简单,生产能力低,适合于产量在三十万吨左右的冷轧厂采用.国内益昌、海南、南京、及无锡等厂均配置了此类机组.连续式酸洗机组:在机组入口段将每个钢卷的头、尾焊接后连续不断地通过酸槽,因而生产效率高,大型连续酸洗机组工艺段的最高速度可达360米／分左右，年产量达200万吨以上,酸洗质量也好。现代化冷轧厂一般都采用连续式机组．但设备复杂,自动化水平高,适合于在大型冷轧厂安装.武钢、宝钢、鞍钢、本钢等都选用了此类机组.连续机组入口段中的焊接机为本机组稳定生产及高速运行的关键设备，卷与卷之间焊缝质量的好坏还会影响下游工序的正常生产．当前以采用自动化程度高的闪光式电阻对焊机为主。它适用于焊接低碳钢.近年来由于激光技术的发展，大功率激光发生器的研制成功，在一些机组中己采用激光焊机连接带钢．激光焊机具有焊缝质量高并能焊接除一般低碳钢以外的合金钢、不锈钢及硅钢等的特点。中部酸洗工艺段有机械破鳞装置，酸洗槽，清洗槽，烘干装置等主要设备。机械破鳞装置目前都用拉伸矫直机，在矫直机前后张力辊施加的强大张力下，经矫直机弯曲矫直使带钢延伸从而达到破碎带钢表面的氧化铁皮,因而可缩短酸洗的时间并改善带钢的平直度。酸洗槽为机组的核心，以往的深槽结构及常规工艺己被各种新型酸槽结构及高效酸洗工艺所代替。它们有紊流式、喷流式等々，其共同的特点是槽的深度一般都减少为200mm左右，且槽盖有内外二层，并提高酸液进入酸槽时的压力及改善进入时的方式,加快了酸液与带钢表面氧化铁皮所起的化学作用,并增加酸液的循环次数,更提高了酸洗效率。因而缩短了酸洗时间，酸洗的质量也得到提高,相应可减少酸槽的长度，且由于酸槽的容积减小,浓度与温度的控制更精确，槽的密封性能也提高，改善了环境条件。出口段的关键设备为园盘剪边机，以往常常是整条机组故障最多的设备之一，且刀具更换也比较频繁，严重影响机组生产能力的发挥。因而现代化的机组都采用双刀头迥转式，可快速更换刀片.还有一些剪机更可自动按带钢的宽度及厚度调整开口度及刀片间隙。带钢涂油机目前己开始使用静电式涂油机替代传统使用的辊涂式涂油机，不2但可节省防锈油，而且涂层均匀。冷轧冷轧机是整个冷轧厂的核心机组,也是保证带钢几何尺寸的精度及表面质量的主要工序。根据工厂的生产规模及产品方案可选用不同的轧机组成.一般有二大类：即可逆与串列(连续).可逆式机组以往仅有一个机架,带钢在机组内往返轧制,生产效率低.按产品的厚度,宽度,及机组的速度,产量在几万至三十万吨左右.而串列式机组按产品品种及产量、质量的要求可由四至六个机架串列组成(目前普遍采用五个机架).带钢在机组内一次通过串列的轧机轧成所要求的厚度.因而生产效率高,一般产量视所生产的品种及机组速度,可从七、八十万到二百万吨左右不等.近年来冷轧板的用户．尤其是汽车及家电制造业等对钢板厚度的公差．平直度及表面质量等提出了愈来愈高的要求．为了满足用户的需求冷轧技术有了长足的进步．体现在以下几个方面：1.为了适应中等规模的生产,最近开发出双机架可逆式轧机.与单机架相比不但可节省投资,质量也得到改善.2.传统的串列式冷轧机也己从单卷轧制发展为无头的连续式轧制，并由单一的轧制而将前道酸洗工艺联结在一起的联合机组．单卷轧制的串列式冷轧机由于每个钢卷轧制时都要穿带．甩尾等操作．不但增加了生产的辅助时间，降低了设备的生产能力，而且由于在穿带与甩尾过程中带钢失去张力，降低速度，使带钢头尾的厚度公差及平直度等均难于得到控制而增加头尾不合格产品的长度，降低了成材率．而连续式冷轧机或酸洗冷轧联合机组则将前一个钢卷的尾部与后一个钢卷的头部焊接在一起而连续不断地送入冷轧机中轧制．只在焊缝通过轧机的瞬间才降低速度，因而能显著地提高成材率．连续式机组由于带钢不停歇地通过轧机，设备的生产能力也得到充分地发挥．此外，酸洗冷轧联合机组还因为省略了部分酸洗机组出口段及轧机入口的设备而节省占地面积及投资，降低了生产及设备维护费用．还由于取销了酸洗与冷轧二个工序之间的中间仑库，节省了厂房面积并缩短了生产周期．己普遍为近年来新建的冷轧厂所采用。3.轧机的压下己由过去的电动的蜗轮蜗杆压下系统改为液压压下。液压压下具有反应灵敏，压下速度快，有利于控制带钢的厚度。因而不但近年来新建的冷轧机己普遍采用，一些七、八十年代建造的电动压下轧机也纷纷改建成液压压下。4.为了改善带钢横断面的形状及平直度，开发了各种板形及平直度控制系统，可以归纳为以下几种类型：a)垂直面的弯辊系绕-工作辊及/或中间辊的正、负弯辊；b)水平面的工作辊弯辊系统;c)轧辊交叉系统-PC轧机;3d)分级控制的支持辊-VC,DSR轧机;e)轴向移动园筒形轧辊系统-ＷRS轧机;f)轴向移边非园筒形轧辊系统-CVC,HC,UC轧机;g)轴向移动辊套;h)对轧辊进行热凸度控制-利用轧辊冷却系统在轧辊长度方向进行多段或多点喷射,调节轧辊凸度.5.轧辊表面质量的好坏直接影响带钢的表面质量，因而冷轧机组轧辊的更换十分频繁。缩短换辊所需的时间，成为提高设备作业率的一项重要措施。现代化的冷轧机组都配有快速换辊装置，在五分钟以内可以自动更换一对工作辊。对于连续式轧机还可以不切断在机架内的带钢，而将带钢保留在机架内换辊,因而在换辊后可立即轧钢,不需要再逐架穿带而节省辅助时间,使生产能力提高。6.完善轧辊冷却及润滑系统--轧辊冷却及润滑是保证轧机高速轧制及带钢表面质量的关键设施之一,它基本上有二种方式,直接式及循环式.直接式将一定浓度的轧制油喷在带钢上而用冷却水喷在轧辊及辊缝间冷却轧辊与带钢,用过的油与水一起排入地沟送至废水处理站处理后排走.一般用于高速轧制较薄的带钢如镀锡板等.而循环方式则将轧制油与水混合成乳化液喷在轧辊及辊缝中起到冷却及润滑双重作用,用过的乳化液收集后返面系统,经冷却过滤后循环使用.一般用于轧制较厚的冷轧板如汽车板等.近年来由于轧制油的发展,润滑性能好,油膜耐压强度,化学稳定性好,在循环系统中使用时不易氧化变质,而且具有良好的清洗性能不会加剧生锈,不产生油斑,容易用碱洗净,油的消耗低.因而一些新建的冷轧机都趋向于用循环方式.循环系统中还增设了磁过泸器及平床过泸器等设施,以提高油的过泸精度,保证带钢的表面质量及油的润滑性能。并加强系统的自动化水平.自动控制乳化液的温度、浓度以及根据工艺需要控制及分配机架与轧辊各区段的流量。7.冷轧机的主传动电机己由以往的直流电机发展到近年来的交流变频调速电机。它的供电也己由传统的可控硅为当代的GTO,IGBT,IGCT等新型大功率整流元件所替代，并由全数字式系统控制。因而传动系统的动态性能有很大的提高。控制精度可达到很高的水平，一般速度控制精度可达到0.01%以下，力矩控制精度可达到1%.而且提高了系统的可靠性，调试简便,易于维护。8.各种新型的检测元件如激光测速仪、板型测量仪、张力仪、测厚仪等的使用。确保了轧机AGC(厚度自动控制)及AFC(平直度自动控制系统)精度的提高。近年来新建的连轧机其厚度精度可达到1%以下，平直度小于10I.退火冷轧带钢材质的机械性能除了与上游冶炼、热轧有关外，在一定条件下与冷轧4后的退火有密切关系。带钢在冷轧后晶粒被破碎拉长，通过退火可以重新调整其内部织构而达到所要求的各种机械性能。带钢退火基本上有二种方式一罩式退火及连续退火。罩式退火由于有足够长的再结晶时间，可以获得软而深冲性能优良的带钢，适用于具有深冲性能低碳铝镇静钢的退火。也可以通过在钢中加入适量Si、Mn、Ti等强化元素制造高强度带钢。其特点是设备比较简单，操作另活。但存在退火周期长，钢卷内外温差大等缺点。近年来己开发使用纯氢为保护气并加强氢气的循环。使退火周期缩短，退火温度均匀等特点，且带钢表面的清洁度也得以提高。因而仍普遍被采用。对于进一步作电镀用的产品及表面清洁度要求较高的产品,一般在进入罩式炉退火前仍需在带钢清洗(脱脂)机组上先洗净带钢在冷轧时残留在表面的油污.连续退火有退火周期短及带钢性能均匀的特点。但早期的连续退火机组由于加热和冷却速度都快，带钢的晶粒来不及长大且钢中的固溶碳未能充分析出，不能生产要求深冲性能的冷轧板，祗能用于生产相当于T4-T6调质度的镀锡用原板。80年代以来，日本新日铁及日本钢管二家公司各自研究采取调整钢的成分和控制热轧的轧制、终轧和卷取温度，在退火时提高退火温度，使晶粒长大并急冷达到一定温度，经短时间的过时效处理后使固溶碳析出，从而生产出具有深冲性能的冷轧板。近年来这一技术进一步得到发展，用连续退火不但能得到质软和ｒ值高的钢板，并且还可生产出强度高和塑性好的高强度冷轧板，包括、固溶硬化、IF高强钢、双相钢及析出硬化型等。这一技术目前由日本三家大公司掌握。它们为新日铁的NSC-CAPL、日本钢管的CAL及川崎制铁的KM－CAL，它们各自拥有自己的从冶炼、连铸、热轧、冷轧到退火的一整套生产工艺和技术，但大体相似，不同点在于加热后的急冷（一次冷却）方法。如新日铁从开发初期的喷气冷却（GJC）发展到高速喷气冷却（HJGC）、辊冷（RC）及气水冷却（AcC）;日本钢管从早期的水淬冷却（WC）到辊冷（RC）以及辊冷加辅助喷气冷却;川崎制铁的辊气混合冷却等，其目的都是为了更好地控制冷却速度以获得所需的结晶组织，使带钢达到所要求的性能。炉子的加热与均热段则采用新型的辐射管，可有效地对燃烧进行控制,降低辐射管表面温度峰值,而改善表面温度的分布，延长使用寿命,并降低废气中氮氧化合物(NOx)的含量，减少对环境的污染。为提高炉子的热效率，还利用燃烧后废气中的余热对带钢进行予热.为了使炉内带钢在高速下稳定地运行.现代高速的连续退火炉在炉内还设有纠偏辊及带钢对中控制系统(CPC),炉辊采用交流马达单独传动,还分段设有张力辊，可根据各段不同的工况对炉内带钢的张力单独调节.炉辊还设有专门的热凸度控制装置，保持带钢在炉内平稳运行。5炉辊的表面喷涂有耐温陶瓷涂料,以防止辊子表面在高温下结瘤而产生粘结等现象而影响带钢表面质量，并可提高带钢与炉辊间的磨擦系数便于控制带钢在炉内的张力.连续退火机组的另一特点是将退火工序前的带钢清洗与退火后的平整及带钢检查等工序合并在机组内,成为联合机组。在退火后给带钢5%以下的平整量可提高带钢的机械性能,还可进一步改善板型及调整表面粗糙度。因此都配有新型的带有板型控制能力的冷轧机架作为平整机.而用罩式炉退火的带钢卷则需要在单独的平整机上平整.连续热镀锌带钢热镀锌的方法较多,有赛拉斯法、库柯诺特曼法、莎伦法、森吉米尔法、改进型森吉米尔法、以及美钢联法等等.但目前基本上都采用后二种工艺方法.例如武钢、宝钢一冷轧、本钢、攀钢等都为改进型森吉米尔法、而宝钢三冷轧则选用了美钢联法.其主要区别在于镀锌前的准备工序.改进型森吉米尔法在退火前采用直接火焰高温予热及以用燃烧清除带钢表面残留的油污,再在退火炉中用辐射管及还原性气氛退火;而美钢联法则在退火前先用化学或/及电解方法先清洗带钢表面再进入退火炉用辐射管在保护气氛中退火.热镀锌生产技术的发展（1）机组向高产能力发展90年代以来建设的热镀锌机组趋向高生产能力，产能在30万t/a以上的热镀锌机组约有30余套，总生产能力超过1400万t/a。（2）美钢联工艺兴起60年代中到80年代，改良型森吉米尔工艺在热镀锌生产中占绝对优势.80年代末至90年代，随着镀锌板在汽车工业广泛应用，对镀锌板质量要求愈来愈高，采用电解清洗段及全辐射管加热炉的美钢联朕法能更好地保证质量，受到青眯。近年来建成的汽车型热镀锌机组大量选用美钢联工艺，而建材型热镀锌机组为了降低投资仍多采用改良型