产年150万吨冷轧薄板钢厂生产车间设计-学位论文.doc

辽宁科技大学本科生毕业设计 第68页年产150万吨冷轧薄板钢厂生产车间设计摘 要本设计说明书是参照鞍钢冷轧薄板厂工艺流程，结合现代化生产实际要求设计了年产150万吨冷轧薄板钢厂的生产车间。该车间的主体设备包括：浅槽酸洗机组、五机架全连续冷轧机组、罩式退火炉、单机架四辊式平整机组、横切、纵切及重卷机组等。设计时结合各产品的市场前景合理地分配了各产品产量，并且优化了冷轧薄板的生产工艺，绘制了车间平面图。关键词：冷轧板；退火； 车间设计； AbstractThe design specification is modeled Anshan Iron and Steel Cold Rolling Mill process, combined with the practical requirements of modern production design of the annual output of 1.5 million tons cold-rolled sheet steel production workshop. The workshops main equipment includes: light tank pickling line, the five stand continuous rolling mill, hood-type annealing furnace, single stand four-roller temper mill, cross-cutting, slitting and recoiling unit, etc. Design of future products in the market combined with the rational allocation of production of various products, and optimizes the production process of cold-rolled sheet, draw a workshop plan.Keywords: cold rolled sheet; annealing; plant design目录摘 要IABSTRACTII第一章 综 述11.1冷轧薄板生产的发展历史11.2冷轧薄钢板生产工艺流程31.3冷轧钢板的分类51.4冷轧钢带的质量控制51.4.1 钢的化学成分对成品性能的影响51.4.2 热轧带钢对冶轧钢板性能和组织的影响81.4.3原料的几何尺寸对冷轧成品尺寸的影响81.4.4坯料常见缺陷以及对冷轧生产的影响91.4.5冷轧工艺的表面缺陷111.5冷轧带钢生产的发展121.6当今现代轧制工艺技术的特点131.6.1大力开发高精度轧制技术131.6.2轧制过程的自动控制和智能控制技术13第二章产品方案确定152.1产品方案152.2 生产方案152.3产品性质15第三章冷轧薄板轧制工艺过程163.1轧制工艺过程163.2 各工艺流程环节简介163.2.1酸洗163.2.2冷轧193.2.3退火243.2.4精整273.3金属平衡表的制定293.3.1金属平衡293.3.2金属平衡表的制定29第四章 机组与参数选择304.1机组参数304.2 酸洗冷轧机组304.3罩式退火炉334.4单机架平整机354.5 重卷机组(两条生产线)36第五章 轧制制度的制定385.1下压规程的制定385.2轧制力的计算38第六章 车间年产量计算476.1轧制工作图表476.2轧机轧制结构的确定476.3轧机的小时产量486.4轧机的平均小时产量496.5影响轧机小时产量的因素496.6车间年产量计算50专题部分： 镁锂合金研究现状511 Mg-Li系二元合金相图与密度51(1)Mg-Li系二元合金相图51(2)Li含有量与密度的关系522 Mg-Li合金的晶体结构及组织523 镁锂合金材料的生产工艺533.1 原料533.2 工具及设备533.3 熔铸工艺543.4 轧制工艺544 MgLi合金力学性能及拉伸断裂特点55（1）MgLi合金力学性能55（2）MgLi合金拉伸断裂机理575 Mg-8Li合金超塑性力学性能57（1）超塑变形的温度条件57（2）超塑变形的速度条件58（3）超塑真应力真应变曲线的峰值应力与温度的关系596 合金元素对Mg-Li合金组织及性能的影响607 Mg-Li基复合材料的种类及特性638 Mg-Li合金金的研究现状659 Mg-L1合金研究的发展方向65参考文献66致 谢67参考文献68第一章 综 述1.1冷轧薄板生产的发展历史钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20-25mm的冷轧钢带。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为l50mm的低碳钢带。1880年以后冷轧钢带生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。宽的冷轧薄板(韧带)是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机可道式冷轧机，Mxwl400mm偏八辊轧机、l150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700m血连续式五机架冷轧机，1988年建成了2030m血五机架全连续冷轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有18套，窄带钢轧机有418套。在这30多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了20多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。从世界上看：日本1960年冷轧板产量100万t，而30年后的今天生产能力已达2000多万t，增加了20倍。原西德1950年年产冷轧板l6.3万t，而1974年达821.3万t，增加了50多倍。冷轧薄板发展如此迅速的主要原因是：(1)钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在轧制厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧件首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性能出现显著差异。当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以致根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。因此，从规格方面考虑，事实上存在着一个热轧厚度下限。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机架来生产1mm式0.8mm的薄带。但实践证明，从产品质量和设备重量来说这是不可行的。现代热连轧机，目前设计可能轧出最小厚度为1.2mm，但实际生产中很少生产1.8m或1.5mm以下的热轧板卷。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0.10-0.17mm的冷轧薄板，作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产0.23.5mm厚的冷轧薄板。现代可逆式冷轧机可生产0.15-3.5mm厚的冷轧板。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达0.001mm的产品。一般0.15-0.38mm厚的板带为一般薄板，0.07-0.35mm厚的为较薄薄板，0.025-0.05mm厚的板带为极薄薄板，这些产品甩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10-5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5-20I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。因此热轧不适于生产表面光洁程度要求较高的板带钢产品。热轧扳表面祖糙度热轧状态为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。冷轧板按表面组糙度分为3种：一种是无光泽的钢板，其表面租糙度为3-10m，一般适用于作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板附着性较强；第二种是光亮板，其表面祖糙度大于0.2m，这种钢板主要作为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹钢板，采用表面具有70-120m凸凹的平整辊平整钢板，这种钢板由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恰当的配合，可以在比较宽的范围内满足用户的要求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成型，这样深冲性能就成为薄板生产翱使用的核心问题。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0.8-0.95，而冷轧第一代沸腾钢汽车板R为10-1.2，第二代08A1钢R为1.4-1.8，而第三代冷轧汽车板互为1.8-28，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杨变电设备制造业。能源价格上浓、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t冷轧无取向硅钢制作电机比用10万t热轧硅钢制作电机，实测节能1.98亿kWh/a，电机运转10年就相当节约一个20万kW的发电厂全年的发电量。而且用冷轧硅钢片生产。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持点。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(以汽车板为最多)、电工硅钢板，不锈钢板和涂层(或复合)钢板。成品供应状态有板或卷或纵剪带形式，则要取决于用户要求。各种冷轧产品生产流程如图1l所承。第一种生产方法，是单张生产方法，从原料到成品生产的全过程是以单张方式进行的。这种生产方法，产量低、质量差、成材卒低，只能轧制较厚规格的薄板，但建设投资较低。第二种是半成卷生产方法。这种方法产量较高但轧后的工艺比较落后。目前，第一、第二种生产方法国内外都有，但它们是被逐渐淘汰的生产方法。 第三种是成卷生产方法，是比较常用的屑于50年代的生产方法。第四种是现代冷轧生产方法，是50年代出现的一种生产方法。冷轧机上装设有两台拆卷机、两台轧后张力卷取和自动穿带装置，并采用了快速纹辊、液压压下、弯辊装置、计算机自动控制等新技术。第五种是完全连续式冷轧生产方法，目前关于全连续轧机的名称有各种说法。为便于统一，我们按冷轧带钢生产工序及联合的特点，将全连续轧机分成3类：第一类是单一全连续轧机，就是在常规的冷连轧机的前面，设旦焊接机、活套等机电设备，使冷轧带钢不间断地轧制。这种单轧制工序的连续化称为单一全连续轧制，世界上最早实现这种生产的厂家是日本钢管福山钢厂，于1971年6月投产。目前属于单一全连续轧制的生产线世界亡共有14套。川崎干叶钢厂的四机架冷连轧，改造成单一全连轧机，1988年投产。 第二类是联合式全连续轧机。将单一全连轧机再与其他生产工序的机组联合，称为联合式全连轧机。若单一全连轧机与后面的连续迟火机组联合，即为退火联合式全连轧机；全这轧机与前面的酸洗机组联合，即为酸洗联合式全这轧机。联合式全连轧机世界上共有16套，这种轧机最早是在1982年新日铁广烟厂投产的。目前世界上酸洗联合式全连轧机较多，发展较快。是全连轧的一个发展方向。 第三类是全联合式全连续轧饥，是最新的冷轧生产工艺流程。单一全连轧机与前面酸洗机组和后面连续退火机组(包括清洗、退火、冷却、平整、检查工序)全部联合起来，即为全联合式全连轧机，见图12。全世界已有两套这种轧机，最早的是新日铁广烟厂于1986年新建投产，第二条线是美日于1989年合建的。全联合式全连轧机是冷轧带钢生产划时代的技术进步，它标志着冷轧板带设计、研究、生产、控制及计算机技术已进入一个新的时代。为使整个机组能够同步顺利生产，采用了先进的自动控制系统，投产后均一直正常生产，板厚精度控制在土山以内。过去冷轧扳带从投料到产出成品需12d，而采用全联合式全连轧机只要20min。 图12 全联合式全连续轧制1酸洗机组2冷连轧机3清洗机组4连续炉退火5平整机6表面检查横切分卷机组1.3冷轧钢板的分类表1-1冷轧薄板规格规格、钢号及所用标准钢种钢号规格尺寸,mm标准号厚度（a0）宽度（b0）长度（c0）碳素结构钢Q/95、Q215A(B)F、Q215A(B)、Q235A(B)F、Q235A(B)0.2-0.45 0.5-0.65 0.7-1.2 1.5-3.0600-1100 600-1250 600-15001200-3000 1200-3500 1200-6000GB708-88、YB(T)61-87、YB537-65、GB700-88、GB11253-89优质碳素结构钢08Al、10、15、20、25、30、35、40、45、50同上GB708-88、GB710-88、YB(T)62-87、Q/ASB80-92、GB699-88汽车用薄板钢K08Al重、08Al、06AlP同上GB708-88、GB5213-85、Q/ASB89-92低合金钢09MnXt、50Mn、08CuP、15Ti同上GB708-88、GB710-88、 鞍协83-3、 鞍协81-4、 鞍铁协88-9、 Q/ASB78-92、 鞍协89-11.4冷轧薄板钢的质量控制1.4.1 钢的化学成分对成品性能的影响钢的化学成分对性能的影响，特别是碳、锰、硅对产品力学性能的影响存在下列关系：b25十67C十14Mn十20Si。而抗拉强度、屈服强度、延伸串决定着冷轧产品的使用批能，特别是薄板的成形性能，所以炼钢控制好化学成分，是保证生产出优质冷轧汽车钢板的基础。钢中碳含量对成形性能的影响是通过影响屈服极限和塑性应变比R值来实现的。碳对薄板成形性能的影响可以见团1-3。标准规定08沸钢碳含量为0.05-0.11但常常保证不了成形性能，故原苏联奇列波维茨和札波罗什冶金工厂内控碳含量不大干0.07。 硫有提高屈服强度的趋势，硫化物夹杂促使钢中带状组织形成，恶化深冲性能，其关系见图1-4。 适量的铝能消除钢的时效硬化性，提高冲压性能，其关系见图1-5。图1-3 塑性应变比R值与含碳量的关系图1-4 硫对屈服极限的影响 图1-5 铝含量与屈服权限的关系 1试样1；2试样2 以同一钢种08Al为例，标准规定解含量不大于0.035，硫含量不大于0.040,而作为复杂冲制零件时必须把磷、硫含量分别控制在0.020和0.030以下，因为复杂冲件要求钢板具有很高的塑性。许多工厂的工作经验指出，为了保证必须的工艺性能和力学性能，钢的正常夹杂物含量要尽量低。 锰含量下限可以降低，1949年原苏联标准规定锰含量为0.30-0.45，1990年原苏联标准改为0.20-0.35。日本JISG3141-69规定锰含量没有下限(不大于0.40)。实际生产中，原苏联札波罗什冶金工厂锰含量下限为0.25，日本福山、君津厂锰含量下限一般限定为0.23。我们的生产经验是当把锰含量下限限定在0.20-0.23时，虽然钢的性能有些提高，但热轮时边上有拉裂，所以我们把锰含量下限控制在0.26。 从冲压性能看，半镇静钢板比沸腾钢板冲废率低3；沸腾钢板代表了第一代汽车用钢板，它固溶氮含量较高，具有明显的应变时效性，具有较弱的111织构，冲压成形性较差，更为1.0-1.2，不适用于深冲压制复杂零件。铝镇静钢板通过控制A1N的固溶和析出条件，可以得到强的111织构，从而得到良好的冲压性能，R为1.4-1.8。迄今为止，大工业生产中使用的各类冲压用薄板都是以铝镇静钢为基的，称之为第二代冲压汽车用钢板。 在80年代，采用复吹转炉冶炼和改进的RH真空处理设备，可以较经济地生产出碳含量不大于20ppm的超低碳钢。RH处理的时间缩短到10-15min。目前有些国家大量生产出碳含量不太子0.005、氮含量不大于0.003的超低碳IF钢，其冲压性能R为1.8-2.8，形成了第三代汽车用冷轧钢板。我国超低碳钢生产研究工作开始于l985年，北京科技大学同宝山钢铁总厂合作，1990年已生产出性能比日本川崎生产的IF钢毫不逊色的第三代汽车钢板。 对高强度薄板而言，力学性能波动保持较小具有重要的意义。除了总的加工性能的限制外，较薄的钢板必须考虑深冲部件的回弹、弯折等，屈服极限的离散度反映出成形性能的不同。因此连续退火的带钢要特别注意必须准确地保持化学成分、退火温度和冷却温度的一致。添加微量合金元素可以有效地提高高强度形板的强度。然而为了达到采用微量元素的目标值，需要综合化学元素的结合机理。在实践中重要微合金化元素的作用见表l-2。表1-2 冷轧薄板微合金化元素在钢中的作用微合金化的作用元素，化合物晶粒细化通过滞后再结晶的亚结构强化析出强化与碳、氮的完全结构组织的影响晶粒界面结合Nb(C)、Ti(C)Nb(C)、Ti(C)Nb(C)、Ti(C)Nb(C、N)、TiN、TiCNb(C)、Ti(C) 、(BN)B偏析1.4.2 热轧带钢对冶轧钢板性能和组织的影响冷轧的原料是热轧带钢，而冷轧生产产品的好坏与热轧带钢的质量关系很大。热轧带钢的组织和性能直接影响到冷轧钢板的组织和性能。影响热轧带钢组织和性能的因索除钢坯加热温度和保温时间之外，主要因索是终轧温度、卷取温度、末道次压下率。以低碳钢为例，热轧、冷轧低碳钢的组织特征是铁素体晶粒组织和一定数量的渗碳体，所以决定其性能好坏的钢的组织就是铁素体晶粒的大小、形状及均匀程度，其次就是渗碳体的尺寸大小及分布的弥散程度。假如冷轧带钢有很粗大的晶粒，在冲压加工后，加工零件表面将形成粗糙表面，甚至导致冲压时开裂造成废品。冷轧退火后钢板的铁素休晶粒大小，除与冷轧热处理条件有关外，也与热轧带钢的显微组织有关。热轧带钢的显微组织特征保持在冷轧薄板上，冷轧不能消除热轧变形时得到的粗大晶粒、过细晶粒及晶粒不均，这些都将遗传在冷轧带钢上。生产实践也完全证实了这一结论，某冷轧厂生产中曾出现大量晶粒度不合格的产品。我们除了注意冷轧热处理工艺条件之外，分析对比了冷轧产品晶粒度与热轧带钢组织的关系，结果列于表l-3。表1-3热轧带钢晶粒组织与冷扎成品晶粒度的关系分类沸腾钢镇静钢热带钢量，t热带钢精粒为9-10级者，%成品晶粒为9-10级者占原料为9-10级晶粒的百分比，%232630（699.7t）20158078（1235.9t）40-50（最高79）1.4.3原料的几何尺寸对冷轧成品尺寸的影响 冷轧原料的几何尺寸对冷轧生产十分重要，因为热轧产品横断面和长度上的厚度不均，经冷轧后只能减轻，不能消除。冷轧原料头、尾尺寸差大，不仅使轧制困难，也使对焊时焊接不牢而产生断片。热轧带钢浪瓢形太大和厚度不均也会严重影响冷轧的正常进行，所以作为冷轧原料的热轧带钢必须严格按标准交货。为了进一步证实热轧带钢横断面的变化对冷轧带铜横断面的影响，加拿大多法斯科工厂在五机架冷连轧机上将3.11000mm热轧板卷轧成0.931000mm冷轧板，试验结果证明，热轧带钢经过冷轧之后，其断面并未发生显著变化，矩形的断面仍是矩形的，凸形的断面仍是凸形的。显然冷连轧机的辊缝在冷轧过程中并不能保持规定的几何形状，辊缝完全适应热轧带钢横断面的变化，所以用户所要求的冷轧带钢横断面必须在热轧生产中形成。经过冷轧之后唯有距带钢边部25mm范围内冷轧板边部成薄了约1。在冷连轧1号和2号机架上锥形工作辊与工作辊轴向串移相结合是减少边部减薄的有效措施。上述试验及生产实际都证明，冷轧薄板的相对横断而和平直度在热带钢轧机的精轧机组上就已形成了，在冷轧机上只能改变绝对断面。如果试图改变相对断面，必然引起平直度的变化。因此构了保证冷轧最终产品的质量，对热轧带钢提出了很高的要求，例如比利时的扣克利尔厂和荷兰的赫歌文斯厂的热轧机在正常轧制条件下，平直度控制在5-50I之间，良好条件下平直度可以控制在5I之内。规定作为冷轧原料的热轧带钢，其相对断面厚度差(即同极差)要小于公称厚度的1。 从试验中还可看出，在热轧带钢凸度和冷轧带钢边浪之间有一个适当的相互关系。热轧带钢凸度每减少10m，边浪就增大2.9I。热轧带钢凸度和冷轧带钢中间浪之间没有相应的关系。 综上所述，要生产出高产优质的冷轧薄钢板，炼钢的质量和热轧带钢的质量是两个最重要的基础保证。1.4.4坯料常见缺陷以及对冷轧生产的影响冷轧所使用的各种形式的原料，最常见的缺陷是表面氧化铁皮压入、边部裂纹、表面麻坑、凸泡过大、纵条状划伤、沿纵向厚度不均、沿横向厚度偏差过大、沿纵向呈镰刀弯或S弯、钢卷塔形、浪形、扁卷、长舌头、冷松卷等。凡属表面缺陷(裂纹、麻坑、凸泡、划伤等)应以程度不同而区别，经修磨处理符合公差尺寸和技术规程要求者，即可通过相应的措施处理；凡缺陷超过规程规定的，应作判废处理，不宜勉强进行轧制。凡属尺寸方面的缺陷，也应按具体情况分别处理。坯料常见缺陷及其对冷轧生产的影响简述如下： 1宽度及厚度偏差。原料带钢宽度偏差是指带钢全长内偏离公称宽度的数值，实际生产中带钢宽度往往是中间窄两头宽，有时中间窄得剪不着边，两头宽得剪下的毛边超过了允许宽度。实践证明，带钢宽度超过最大允许偏差时，剪边过宽，入碎边剪后不易被剪断，往往造成碎边剪出现事故。相反，当带钢宽度过窄时，剪边过窄，在带钢中心出现偏离时，可能出现空过圆盘剪而造成空剪窄尺，当带钢在连续酸洗作业下运行时，往往会出现跑偏事故。 热轧带钢的厚度。由于轧制过程中轧件温度不均匀和张力波动，通常头部较尾部厚O.150.20mm；有时由于操作方面的原因，带钢某段出现一边厚一边薄，或一段厚一段薄的现象，或者出现带钢全长超厚现象，这些都会给并卷焊接及冷轧造成困难。因此，对于不同厚度的原料带卷，其厚度偏差都有具体的要求，例如带钢厚度小于3mm时，厚度偏差应为O.20mm；带厚为35mm时，厚度偏差为0.24mm；带厚大于5mm时，厚度偏差应为土0.27mm 2夹杂及氧化铁皮压入。夹杂和氧化铁皮压人，从外观看较容易发现，夹杂和氧化铁皮压入采用酸洗的方法多数是不易清除掉的；轻微的夹杂和氧化铁皮压人，即使能够酸洗掉，但会造成其他部位板面过酸洗，个别情况将会使板面留下坑痕，冷轧后因坑痕扩大而造成废品。 3划伤。原料表面出现超过厚度正负偏差一半深度的划条称为划伤。这种缺陷在冷轧过程中不易消除，最终会导致成品板带降级。实践证明，当原料表面存在不大于厚度正负偏差一半的压痕、发裂、麻点、划伤、凸泡及轧辊网纹时，在40%的冷轧压下率轧制后基本上都可以消除。 4气泡和结疤。气泡和结疤是指从外观上不易被发现的两种缺陷，它们只有当原料经过酸洗后才暴露出来。气泡呈现为孔隙或裂缝状态，结疤呈现为凹坑状。经过冷轧之后，这两种缺陷都不易被消除。 5边部或中部浪形。原料存在边部和中部浪形，是热轧产品的缺陷。它往往是由于在热轧过程中两边或中间与两边压下量不均，轧件加热不均匀，而使纵向延伸不均匀造成的。使用具有这样缺陷的原料，是难以冷轧出高质量成品的。特别是有这样缺陷的热轧带卷，在连续机组上运行时，浪形下部表面往往出现新的划伤，如果浪形严重时，在剪边后还会出现多肉和卷取后出现端部松紧不同等缺陷，在冷轧过程中出现跑偏、轧皱和轧制不稳定等现象。 6镰刀弯和S弯。镰刀弯和S弯出现在热轧带钢中，它是指带钢中心线沿带钢长度方向出现的镰刀形和S形的变化。 有镰刀弯和S弯的原料在连续机组和在冷轧机组轧制时，必然引起带钢跑偏，严重时造成断带事故。同时它们在圆盘剪上剪切时，往往不能保证带边均匀和取直，使带钢卷取时产生塔形，钢卷上下两端松紧不匀。 产生镰刀弯和S弯的原因是，热轧过程中两边压下量不匀和加热温度不均。它属于无法消除的缺陷。为保证冷轧过程顺利进行，带钢的镰刀弯应符合技术标准的规定。 7塔形。热轧带钢出现镰刀弯后，在卷取成卷时必然出现塔形。 塔形钢卷在吊运和在辊道上运送时，塔峰易窝折或卡出破口。当窝折的折角小于90时，则必然被拉辊压成折叠。当破口深度超过剪边宽度时，破口则不能完全剪掉。当带钢跑偏时可能在破口处被拉裂。塔形钢卷在连续作业线和轧制过程中，钢卷中心线不易始终对准作业线或轧制中心线，经常造成跑偏事故。 8扁卷。扁卷是在以钢卷为原料时出现的一种缺陷。它是在过高温度下卷取后，在辊道上卧式放置运输时，吊卸不及时及钢卷互相冲撞挤压造成的。当扁卷的内径小于开卷机的锥体最小直径时，则扁卷只有被判废改作它用。 9长舌头。长舌头多出现在热轧带钢的尾部，它是因为带钢在轧制过程中尾端失去控制，使其延伸自由所造成的。 有长舌头的钢卷不利于开卷，往往需要多次反复才能拆开。同时，由于增加了切头质量，使金属成材率降低。另外，热轧带钢卷外圈应标明炉罐号、钢质、规格、质量及卷序号等，以防混淆。1.4.5冷轧工艺的表面缺陷冷轧生产中的表面缺陷见表：表 1-2 冷轧带钢表面缺陷 缺陷名称 产生原因 防止措施 擦伤1） 酸洗预涂油不适当，轧机卷取速度不良时产生擦伤2） 酸洗和冷轧入口侧带钢卷松散，卷紧时产生擦伤3） 酸洗入口侧活套坑内带钢弯曲部分相互擦伤1） 酸洗时，预涂油量要适当2） 正确选择酸洗卷取张力和冷扎入口张力3） 防止冷扎加速时的张力波动 热擦痕轧辊和带钢温升过高，轧制油局部恶化，润滑不良造成热擦伤1） 正确选择轧制油浓度，油种（确保润滑性）2） 机架负荷平均分配3） 正确选择冷却剂温度。轧制速度要与润滑性匹配 边裂1） 酸洗时剪边不良2） 冷轧时导卫不良造成边部龟裂3） 带钢卷边部由吊装工具碰撞造成边裂1） 剪切机刀具的锋利性管理（研磨，间隙，剪断面）；2） 导卫装置的磨损和水锈等附着，以及使用情况的管理3） 确保热轧板组织稳定区域的温度 辊痕1） 重皮或边裂等异物粘在轧辊上，轧辊的这些压痕印在带钢上2） 其他原因如带钢咬入不良，带钢卷部分剪切不良，导卫板粘结，轧制油或冷却液混入异物，轧辊激冷剥落等1） 重皮或结疤等缺陷要在酸洗线上去除2） 两侧呀下要正确选择3） 咬入时轧辊润滑要均匀4） 导卫装置宽度要合适5） 酸洗线剪切机要管理刀具锋利性6） 酸洗线焊接毛刺要去净轧辊打滑痕支撑辊和工作辊间打滑造成的轧辊滑痕，这在支支撑辊转动不良、压下不足或轧制润滑油润滑能力过大时发生1） 正确选择各机架的压力和速度2） 防止轧制润滑油过多3） 确保油膜轴承的温度适当振纹几十毫米节距的板厚急剧变化。轧制油润滑性不合适和机械系统的振动，使中性点大幅度变动引起的。1） 支撑辊、工作辊的偏心，凸度和轴承的管理2） 连接轴间隙的调整3） 合理选择轧制润滑油表面粗糙轧辊表面树枝状缺陷转印在带钢表面；轧辊表面树枝状缺陷在轧辊轧制一定长度带材以后容易产生1） 规定最末机架轧辊轧制带材的长度2） 使用树枝状组织细胞的轧辊1.5冷轧薄板钢生产的发展薄板、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，薄钢板占钢材的比例逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要有以下几个方面： 1增加钢卷质(重)量。增加钢卷质量是提高设备生产能力的有效方法，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。钢卷质量增大后，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，带钢的质量也才能得以改善。然而，钢卷质量也不可无限制地增加，它受到开卷机、卷取机等机械设备的结构与强度的限制，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，冷轧带卷的质量已达40t，个别的达到60t，以带钢单位宽度计算的卷重达到30-36kg/mm。 2提高机组和轧机的速度。以五机架轧机为例，20世纪50年代大都在20ms左右，60年代以来已逐步提高到30ms左右，最高轧制速度达37.5m/s。六机架冷连轧机的最高轧制速度已超过了40m/s。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。 其他作业线(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提高产品厚度精度。为提高冷轧带钢的厚度精度，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改善板形。在带钢冷连轧机上，广泛采用液压弯辊装置来改善板形。 5提高自动化程度。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序控制，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、剪切钢板的自动分选等自动化操作和控制。 6改进轧机结构。1971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没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。全连续式冷连轧饥即使在换辊时，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改进生产工艺。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盐酸酸洗、HC轧机、和异步轧制等，以简化冷轧工艺过程，提高冷轧带钢的精度和节省能量。1.6当今现代轧制工艺技术的特点1.6.1大力开发高精度轧制技术提高轧制产品的精度，是用户的需要，也是轧制技术发展的永恒目标。产品的精度主要指产品的外形精度尺寸，它是社会主义市场经济发展的需求，也是作为产品的最基本的条件。对于薄板带钢来说，外形尺寸包括厚度、宽度、板形、板凸度、平面形状等等。在所有的尺寸精度标准中，厚度精度指标是最基本、最重要的指标。通过对轧制过程控制计算机的高精度设定和基础自动化的AGC控制系统的改进，厚度精度已经达到了很高的水平。为了提高薄板带钢的板形质量，板形控制技术得到了长足的进步。除了一般的配辊、配辊型曲线、轧制负荷分配等手段之外，硬件水平的提高，特别是轧机水平的改进起到了重要的作用，CVC、PC、HCW、DSR等新机型的出现使薄板带钢的板形质量发生了质的飞跃。随着用户对产品要求的不断提高，产品的表面问题也已经成为制约开拓市场的严重问题。除了高压水除鳞之外，冷却水的质量和保养以及水质的清洁度，润滑技术的改进，都可以大幅度提高钢材的表面质量。1.6.2轧制过程的自动控制和智能控制技术自动化是现代化轧钢厂提高产品质量的为重要的手段。现代化的轧钢厂采用了多种自动化系统进行产品的质量监督和控制。自动化技术与轧制技术的交叉和融合，将为轧钢厂提高产品质量、降低成本、增加效率提供最为有效的手段。另一方面，在目前实现自动化的基础上，尽量采用人工智能技术，实现轧制过程的人工智能控制，是一个新的重要的方向。在这方面，利用ANN（人工神经网络）、模糊逻辑（Fuzzy）、专家系统、GA（遗传算法）进行对过程的诊断、优化、控制，进行信息处理，具有非常广阔的发展空间。第二章产品方案确定2.1产品方案产品方案定义: 产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品的名称、品种、规格及年计划产量。表2.1 产品方案产品名称产品规格产量万吨所占比例%厚mm宽mm长mmQ235B0.7-1.2600-11001200-30005033.308Al0.7-1.2600-11001200-30005033.3450.7-1.2600-11001200-30005033.32.2 生产方案生产方案定义: 生产方案即产品的生产方法。主要生产方案:本车间采用五机架连轧机组。2.3产品性质为了更好的对产品进行轧制和热处理我们对产品的性质进行了分析，见表2-2。表2-2 典型产品钢牌号的化学成分，质量百分数wt.%牌号碳 C 硅 Si锰 Mn硫 S 磷 PQ235B0.120.200.300.300.700.0450.04508Al0.080.030.650.0300.035450.420.500.170.370.500.800.0300.035第三章冷轧薄板轧制工艺过程3.1轧制工艺过程工艺制度是生产的核心，它贯穿于整个生产过程。工艺制度的合理程度直接影响着工厂的生产效率和产品质量。本设计的工艺流程如下：热轧原料板卷开卷机组酸洗机组冷轧机组退火机组平整机组横剪机组包装出厂3.2 各工艺流程环节简介3.2.1酸洗 从热轧厂运送来的热轧带钢卷，是在高温下进行轧制和卷取的，带钢表面在该条件下生成的氧化铁皮，能够