冷轧工艺Word文档格式.docx

1、 因此，从规格方面考虑，事实上存在一个热轧厚度下限。70年代初期，日、法、意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加8、9几家来生产1 mm和0.8 mm的薄带。但实践证明,从产品质量和设备重量来说是不可行的。现代热连轧机，目前设计可能轧出最小厚度为1.2 mm，但实际生产中很少生产1.8 mm或1.5 mm以上的热轧卷板。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为0.100.17 mm的冷轧薄板,作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产0.20.35厚的冷轧钢板mm。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最

2、薄达0.001 mm的产品。一般0.150.38 mm厚的板带为一般薄板，0.070.25 mm厚的为较薄薄板,0.0250.05 mm厚的板带为极薄薄板，这些产品用热轧方法是不可能生产的。从厚度精度上看，现代热连轧厚度精度通常为50m，而现代冷连轧板厚精度高达5m，比热轧厚度精度高10倍。从板形方面看，热轧板带平直度为50I（1I单位105相对长度差），而冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢，其平直度能控制在520 I以内。（2）目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适合于生产表面光洁程度要求很高的板带钢产品。热

3、轧板表面粗糙度热轧状态下为20m，酸洗后为25m。而冷轧板表面清洁光亮，并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面粗糙度分为3种：一种是无光泽的钢板，其表面粗糙度为310m，一般适于用作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板的附着性较强；第二种是光亮板，其表面粗糙度大于0.2m，这种钢板主要作为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹板，采用表面具有70120m凸凹的平整辊平整钢板，这种钢板用于仪表壳及家具装饰等。这样的表面质量热轧是无法满足的。（3）性能好、品种多、用途广。冷轧钢板的另一突出优点是性能好、品种多、用途广。通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理的恰当配合，可以在比较宽的范围

4、内满足用户的需求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成形，这样深冲性能就成为薄板生产和使用的核心问题。冲压用钢的主要要求之一是具有占优势的有利织构111（100）。热轧薄板的塑性应变比R仅可达到0.80.95，而冷轧第一代沸腾钢汽车板R为1.01.2，第二代08AL钢R为1.41.8，第三代冷轧汽车板R为1.82.8，这是热轧无法达到的。硅钢是机电工业的重要材料之一，主要用户是电机制造业和输变电事业制造业。能源价格上涨、能源危机，必然要求使用低能耗材料，所以60年代就开始淘汰能耗高的热轧硅钢片，代之以冷轧硅钢片。用10万吨冷轧无取向硅钢制作电机比用10万吨热轧硅钢制作电机，实测节能1.98亿kWh/

5、a，电机运转10年就相当于节约一个20万kW的发电厂全年的发电量。而且用冷轧硅钢片生产36万kVA变压器其总重量是204吨，而用热轧硅钢片制造一台12万kVA变压器，其总重量为200吨。因此，用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片具有重大的经济价值。冷轧还可以生产不锈钢板，用于家具和建筑装饰、化工工业等。近年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧板为基板的各种涂层钢板品种繁多，用途极为广泛。由于上述原因，冷轧钢板的生产得到迅速发展。从产量左右上看，一般冷轧板产量约占轧材总产量的20左右。工艺技术装备不断革新。早期的冷轧板轧制速度不到1m/s，而今已达41.6m/s。钢板的宽度1905年是406 mm，1925年

6、是914 mm，而今最宽已达2337 mm。钢卷重量也从几吨发展到60吨。一座现代化的冷轧厂年产量可以达到250万吨。1.2. 冷轧薄钢板生产工艺流程冷轧板带钢的产品品种很多，生产工艺流程亦各有特点。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、镀锌板等）、深冲钢板。成品供应状态有板或卷或纵剪带形式，这主要取决于用户要求。各种冷轧产品生产流程如下图所示。问答题:1. 冷轧板带迅速发展的原因2 写出由热板至彩涂板的工艺流程第二章：冷轧板带钢生产2.1冷轧板带材生产工艺特点2.1.1薄板带材当厚度小于一定限度（例如小于1毫米）时，由于保温和均温的困难，热轧很难实现，并且随着钢板宽厚比的增大

7、，在无张力的热轧条件下，要保证良好的板形也非常困难。采用冷轧方法可以较好的解决这些问题。冷轧生产可以提供大量高精度和性能优良的钢板和带材，同热轧相比，它具有以下优点： 产品表面质量好，不存在热轧板带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷。还能根据用户要求轧出不同的表面光洁度。2. 过去的热轧法不能生产的极薄带材（最薄可达0、001毫米）。3. 产品尺寸精确、厚度均匀、板形平直。4. 产品性能好，较高的强度，良好的深冲性能等。5. 可实现高速轧制和全连续轧制。2.1.2冷轧钢板和带钢的使用情况列于表2-12.1.2.1表面状态和表面光洁度冷轧板带具有良好的加工性和美观表面，多用作外用钢板和深冲钢板

8、，因此必须避免表面缺陷。冷轧板带根据表面精整方法不同分成光面和毛面两种，表面精整的差别主要取决于平整辊的表面状态。毛面精整是使钢板表面具有微小的凹凸度（表面粗糙度R=2-8um），大部分钢板属于毛面（无光）精整，光面精整要求钢板表面光滑，具有金属光泽。表21冷轧钢板使用情况用途 应用的例子 特点汽车 汽车挡泥板，门，盖，机罩，拖车顶板，顶盖，油盘，防撞器，油罩 从门、车顶那样轻微变形的加工直到挡泥板、油盘那样大变形的加工，涉及范围广泛电器 电冰箱，洗衣机，清扫车，照明器材，变压器电机磁芯 比较多的使用平面板，即使有加工也是极其微小的办公用品及钢制家具 桌子，椅子，柜，有锁橱陈列橱 多使用平面板

9、，要求板形好，尺寸偏差小建筑 轻型型钢，煤气炉，煤油炉，翼片，加热器 多需进行弯曲等简单加工，较多使用平面板，即使有加工也是极其微小的炉子的反射板还必须镀铬表面处理钢板 镀锡板，镀锌板，彩色涂层板 用作表面处理的厚板，使用较薄的钢板，彩色涂层板多采用镀锌板做基板，也有的用钢板直接着色涂料处理其它 玩具，罐，锅 罐，锅多用搪瓷板冷轧板带的尺寸精度包括厚度、宽度和长度，其偏差在国家标准中有规定。形状一般用平坦度、横向弯曲、直角度来表示，其允许值在标准中也有规定。2.1.2.3加工性能冷轧产品用途广泛，加工方法很多从简单的弯曲加工直到深冲加工。按加工性来分，有成形性（扩展性和深冲性）和形状型两种。2

10、.1.2.4时效性能所谓时效现象就是金属和加工性能随着时间的推移而发生变化的现象。冷轧钢板有淬火时效和应变时效。一般发生时效时硬度和抗拉强度增大，延伸降低。2.1.2.5特殊的性能如搪瓷性能、耐蚀性、电磁性能和冲裁性。2.1.3冷轧板带钢的轧制工艺特点2.1.3.1加工硬化由于冷轧是在金属的再结晶温度以下进行的，故在冷轧过程中，板带必然产生加工和硬化。加工硬化带来的后果是：1）变形抗力增大，使轧制压力增大2）塑性降低，易发生脆裂。加工硬化超过一定程度后，轧件将因过分硬脆而不适于继续冷轧。因此钢板经冷轧一定道次后，往往要经软化处理（再结晶退火，固溶处理等），使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便继续

11、轧薄。冷轧生产中，每次软化退火之前完成的冷扎工作成为一个“轧程”。在一定轧制条件下，钢质愈硬，成品愈薄，所需的轧程愈多。2.1.3.2冷轧中采用工艺冷却和润滑1） 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。轧制速度愈高，压下量愈大，冷却问题愈显得重要。试验研究与理论分析表明，冷轧板带钢的变形功约有8488转变为热能，使轧件和轧辊温度升高。我们关心的是在单位时间内发出的热量即变形发热率q，以便采取适当措施及时排除或控制这部分热量。变形发热率是直接正比于轧制平均单位压力、压下量和轧制速度的。因此，采用高速、大压下的强化轧制方法将使发热率大为增加。如

12、果此时所轧的又是变形抗力较大的钢种，如不锈钢、变压器硅钢等，则发热率就增加得更加剧烈。因此必须加强冷轧过程中的冷却，才能保证过程的顺利进行。水是比较理想的冷却剂。因其比热大，吸热率高且成本低廉。油的冷却能力比水差得多。因此大多数轧机都倾向于用水冷却。增加冷却液在冷却前后的温差也是充分提高冷却能力的重要途径。若采用高压空气将冷却液雾化，或采用特制的高压喷嘴喷射，可大大提高其吸热效果，并节省冷却液的用量。冷却液在雾化过程中本身温度下降，所产生的微小液滴在碰到温度较高的辊面或板面时往往即时蒸发，借助蒸发潜热大量吸走热量，使整个冷却效果大为改善。实际测温资料表明，即使在采用有效的工艺冷润的条件下，冷轧

13、板卷在卸卷后的温度有时仍达到摄氏130150度甚至还要高，由此可见在轧制变形区中的料温一定比这还要高。辊温的反常升高以及辊温分布规律的反常或突变均可导致正常辊型条件的破坏，直接有害于板形与轧制精度。同时辊温过高也会使冷扎工艺润滑剂失效（油膜破裂），使冷轧不能顺利进行。综上所述，为了保证冷轧的正常进行，对轧辊及轧件应采取有效的冷却与控温措施。2） 工艺润滑冷轧中使用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，这不但有助于保证在已有的设备能力条件下实现更大的压下，而且还可使轧机能够经济可行的生产厚度更小的产品。此外采用有效的工艺润滑也可直接对冷轧过程的发热率及轧辊的温升起到良好的影响，在轧制某些品种时

14、，采用工艺润滑还可以起到防止金属粘辊的作用。通过乳化剂的作用，把少量的油剂与大量的水混合起来，制成乳状的冷润液（简称乳化液）可以较好的解决油的循环使用的问题。在这种情况下，水是作为冷却剂与载油剂而起作用的。对这种乳化液的要求是，当一定的流量喷到板面和辊面上时，即能有效地吸收热量，又能保证油剂以较快的速度均匀的从乳化液中离析，并粘附在板面和辊面上。这样才能及时形成均匀的厚度适中的油膜。乳化液或其它活性剂的多少，则需结合具体的轧制条件通过生产试验确定。冷轧工艺润滑剂常用的有：纱锭油、棉籽油、蓖麻油、棕榈油等各种轧制油和乳化液。棕榈油含有较高的脂肪酸，且性能稳定，故润滑效果好，并且易于从带钢表面除掉

15、，是冷轧中较为理想的润滑剂，但是价格较高。矿物油的化学性质比较稳定，且来源丰富，成本较低廉。纯矿物油中添加少量脂肪酸和抗压剂后，油膜强度增加，润滑效果明显提高。乳化液是由1525可溶性油，2785水和少量无水碳酸钠配制成的混合乳状润滑剂。冷轧中采用乳化液，具有冷却和润滑的作用，使用后经回收和净化，可继续使用，因此得到了广泛的应用。2.1.3.3张力轧制A. 张力轧制的主要作用是1）防止带钢在轧制过程中跑偏（即保证轧件正确对中轧制）。2）使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中保持板形平直以及轧后板形良好）。3）降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品。4）起到适当调整冷轧机主电机负荷的作用。B. 防

16、止跑偏是冷轧操作中关系到能否实现稳定轧制的重要问题。跑偏将破坏正常的板形，引起操作事故甚至设备事故，跑偏若不很好加以控制，将不能保证冷轧的正常进行，造成跑偏的原因在于轧件在轧制中的延伸不均。在张力作用下，若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽度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，结果便自动的起到纠正跑偏的作用。这种纠偏作用是瞬时的，同步性好，使轧件在基本平行的辊缝中轧制时仍可能保证稳定轧制。这就有利于轧制更精确的产品并使操作简化。张力纠偏的缺点是张力分布的改变不能超过一定限度，否则会造成裂边、轧折甚至引起断带。C. 由于轧件不均匀延伸会改变沿带宽方向上的

17、张力分布，而这种改变后的张力分布又会促使延伸的均匀化，故张力轧制有利于保证良好的板形。同时，不均匀延伸将使轧件中产生内应力，当压缩应力达到一定值时，轧件在该处将出现浪形，板形被破坏，加上张力后，可减小或消除压应力，这就排除在轧制中轧件出现浪形的可能，确保稳定冷轧。D. 生产中张力大小的选择主要是选择平均单位张力z。单位张力应适当选高些，但不应超过带钢的屈服极限s。由于带材内残余应力的存在，以及应力集中的影响，实际上带材内张应力是不均匀分布的。故z的数值并不能反映带材内各点张应力的真正大小。因此实际z的数值要根据延伸不均匀情况、钢质、加工硬化程度及板边情况等因素而定。生产中按z（0106）s来选

18、取。不同的轧机，不同的轧制道次，不同的坯料和品种，要求不同的z。当操作人员技术水平较高，变形较均匀，坯料较理想时，可选高的z值；当带钢较硬，边部不良或者操作不熟练时，可取z小些。一般可逆式冷轧机的中间道次或连续冷轧机的中间机架，z可取（0、20、4）s。在轧制低碳钢时，因考虑到防止退火粘结，成品卷张力不能太高，一般选用50Mpa左右，其它钢种可适当高些。2.2冷轧板带钢生产工艺流程冷轧板带钢生产的工序和工艺流程于产品紧密相连，随产品的要求不同工艺流程也有所不同。冷轧板带钢产品以热轧带钢作为原料，因其表面有氧化铁皮，所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉，故酸洗时冷轧生产的第一工序。酸洗后即可轧制，轧制

19、到一定厚度，由于带钢的加工硬化，需进行中间退火，使带钢软化。退火之前由于带钢表面有润滑油，必须把油脂清洗干净，否则在退火中带钢表面形成油斑，造成表面缺陷。经过脱脂的带钢，在代有保护性气体的炉中进行退火。退火之后的带钢表面是光亮的，所以在进一步的轧制和平整时，就不需酸洗。带钢轧至所需尺寸和精度后，通常进行最终退火，为获得平整光洁的表面及均匀的厚度和调节机械性能要经过平整。带钢在平整之后，根据订货要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必要时要纵切。综上所述，一般用途冷轧板带钢的生产工序是：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分类分级以及成品包装。其工艺流程如下图所示；冷轧板带钢产品极为广泛，其

20、具有代表性的产品有金属镀层板（镀锡板、镀锌板等）深冲钢板（汽车板等）、电工用硅钢板与不锈钢板等。2.3冷轧板带钢生产的主要工序及其工艺2.3.1原料板卷（热轧带钢）的酸洗（详见酸洗）2.3.2冷轧冷轧机的生产分工现代冷轧机按轧辊配置方式可分四辊式与多辊式两大类按机架排列方式又可分单机架可逆式与多机架连续式两种。单机架可逆式适于产品的品种规格变动频繁而每批产品的生产数量又不大，或者合金钢比例较大的生产情况。这种轧机生产能力低，投资小、建厂块、灵活性大，使用与中小型企业。连续式冷轧机生产效率高，当产品品种较为单一或变动不多时，连轧机最能发挥其优越性。冷连轧机目前生产的规格范围：板带宽度450245

21、0毫米，厚度0、0764毫米。根据所生产产品规格，确定机架的数目。2.3.2.1可逆式冷轧机组的组成及工艺操作可逆式冷轧机组由四部分组成：板卷运输机开卷设备、轧机、前后卷曲机、卸卷装置及钢卷收集设备。板卷运输机一般是链式的或步进梁式的，开卷机是对锥式的。带钢送至轧机后，机前卷曲机咬入带钢头部，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曲机中，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，直到轧制要求的厚度。可逆式轧机一般都是奇道次轧出成品。卸卷由卸卷小车完成。带卷收集装置为一斜坡道或卸料步进梁。2.3.2.2冷连轧机组的组成与工艺操作冷连轧机组的机座与可逆式冷轧机座基

22、本相同，多为四辊式。机座数目26台，配置为连续式。以我国某厂五机架四辊轧机所组成的冷连轧机组为例。入口处有剥带机、钢卷运送小车、预开卷装置和开卷机等主要设备完成轧机上料。出口端有卷曲机、皮带助卷器及运送小车完成轧后的出料。2.3.2.3全连续式冷轧机组的组成与工艺操作美国新近投产的一套五机架全连续式冷轧机组的组成如下：活套小车、焊缝检测器、活套入口勒导装置、焊接机、夹送辊、剪断机、三辊矫平机、开卷机、机组入口勒导装置、导向辊、分切剪断机、卷取机、X射线测厚仪。2.3.3冷轧板带的精整：冷轧板带的精整一般包括脱脂、退火、平整及剪切等工序2.3.3.1脱脂：板带冷轧后进行清洗以去除板带表面上的油污

23、成为脱脂。脱脂为了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，从而影响板带的表面质量。脱脂的方法一般有电解清洗、机上清洗与燃烧脱脂等。电解清洗采用碱液为清洗剂，通常是24的硅酸钠水溶液，外加界面活性剂以降低碱液表面张力改善清洗效果。通过碱液发生电解，放出氢气与氧气，起到机械冲击作用。从而加速脱脂过程。2.3.3.2退火：退火有初退火、中间退火和最终退火（成品退火）初退火是为冷轧作准备，使带钢具有良好的塑性和一定的组织。初退火主要用于含碳量较高的碳素结构钢，合金结构钢等。初退火工艺制度因钢质不同而不同，一般在640750摄氏度。保温10多小时。初退火可降低热轧板卷的硬度、消除晶粒

24、组织，提高塑性，以利于冷轧。因其是在酸洗前进行，因此一般可不采用保护气体。中间退火是为消除加工硬化，以利于下一步轧制。中间退火一般都是在保护气氛中进行光亮退火。成品退火通常是使板带进行恢复，再结晶及晶粒适当长大以改善其加工性能，此外也要根据生产板带品种的最终性能要求。在冷轧板带退火中应用最广的是罩式退火炉。罩式退火炉的退火周期长（长达几昼夜），其中又以冷却时间占比例最大。采用松卷退火代替紧卷退火可以大大缩短退火周期，但由于其工序繁琐，退火前后都要重卷，故未能得到推广应用。快速冷却法主要有两种：一种是使保护气体在炉内或炉外循环对流实现一种热交换式冷却，另一种是在板卷之间放置直接用水冷却的隔板。冷

25、轧板带成品退火的另一新技术是连续式退火，其作业方式与连续式酸洗相似，亦为卧式与立式（塔式）两种。实验表明，经连续退火处理的带钢机械性能优于罩式退火处理。连续退火提高了带钢纵向、横向性能的均匀程度，处理周期短，生产效率高，在退火的同时可以施加张力作板形矫正，且没有粘接缺陷。因而冷轧板带钢的主要品种，从镀锡板、深冲板直到硅钢片及不锈钢带都可采用高效而经济的连续退火处理。2.3.3.3平整平整实质上是采用小压下率（0、33）的冷轧。经过平整后的板带钢可以消除屈服平台，在带钢平整后相当长的一段时间内不出现冲压滑移线，同时使板带的屈服极限达到最低，从而提高板形的成形性能。平整可改善板形，提高板带的平直度

26、。为此平整机的轧辊辊径应尽量选大一些有利。此外通过选用不同处理过的辊面轧辊进行平整。可以得到不同要求的板带表面。通过调整平整的压下率，可使板带钢的机械性能在一定范围内变化，以适应不同用途的要求。通过双机架或三机架平整还可实现较大的压下率，以便生产超薄的镀锡板。经热处理后的普通板带、镀锡板、汽车板等均须进行平整。平整时对汽车板带要求采用喷砂辊平整，以获得具有均匀粗糙度的麻面板，利于冲压加工或涂漆。用于镀、涂层的原板，应采用抛光辊平整，以提高板面光亮度，利于提高镀层质量，降低镀层金属消耗。普通钢板采用研磨的轧辊进行平整。平整又可分为干平整和湿平整。干平整不加润滑剂。而湿平整采用既具较强清洗作用又能防修的润滑剂。湿平整较干平整可降低轧制压力3040，在双机架平整机应用较多。2.4冷轧板带钢轧制工艺制度的制定2.4.1变形制度（压下规程）的制定冷轧板带钢变形制度制定的工艺特点和方法冷轧板带钢变形制度的制定仍遵循压下规程的原则，但由于冷轧板带钢的工艺特点所决定，诸如对一定的钢种、规格的产品，必须有一定的冷轧总变形程度，才能通过热处理获得所需的组织和性能。因而冷轧带钢原料厚度的选择主要依据冷轧总变形程度。此外还应考虑板带的表面质量和提高冷轧生产能力。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、 所采用的冷轧工艺以及