冷轧工艺模板.doc

概述1.1冷轧薄钢板生产发展历史钢冷轧是19世纪中叶始于德国，当初只能生产宽度20-25mm冷轧带钢。美国1859年建立了25 mm冷轧机，1887年生产出宽度为150mm低碳钢带。1880年以后冷轧钢带生产在德国、美国发展很快，产品宽度不停扩大，并逐步建立了隶属设备，如剪切、矫直、平整和热处理设备等，产品质量也有了提升。宽冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢基础上发展起来。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式轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯企业巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。原苏联开始冷轧生产是在30年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张热轧板作原料。1938年在查波罗什工厂开始安装从国外引进三机架1680mm冷连轧及1680mm可逆式冷轧机，生产厚度为0.52.5mm,宽度为1500mm钢板。以后为了满足汽车工业需要，该厂又建立了一台2180mm可逆式冷轧机。1951年原苏联建设了一套2030mm全连续式五机架冷轧机，年产250万吨，安装在新利佩茨克。日本1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板生产。1940年在新日铁广厂建立了第一套四机架1420mm冷连轧机。中国冷轧宽带钢生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机架可逆式轧机，以后陆续投产了1200mm单机可逆式冷轧机，MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mm HC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了中国第一套1700mm连续式五机架冷轧机，1988年建立了2030五机架全连续冷轧机。现在中国投入生产宽带钢轧机有18套，窄带钢轧机有418套。在这30多年中，中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、不锈耐热冷轧板镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但伴随经济建设发展，不管在数量和品种质量上全部远远满足不了经济建设需要为此我们必需增建新轧机，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100万吨，而30年后今天生产能力已达多万吨，增加了20倍。原西德1950年年产冷轧板16.3万吨，而11974年产达821.3万吨，增加了50多倍。冷轧薄板发展如此快速关键原因是：（）钢材在热轧过程中温降和温度分布不均给生产带来了难题，尤其是在生产厚度小而长度大薄板带产品时，冷却上差异引发轧建首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性能出现显着异。当厚度小于一定程度时，轧件在轧制过程中温降猛烈，以至根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需温度。所以，从规格方面考虑，实际上存在一个热轧厚度下限。70年代早期，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1mm和0.8mm薄带。但实践证实，从产品质量和设备重量来说是不可行。现代热连轧机，现在设计可能轧出最小厚度为1.2mm，但实际生产中极少生产1.8mm或1.5mm以上热轧卷板。而冷轧则不存在热轧温降和温度不均匀弊病，能够得到厚度更薄、精度更高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0.100.17mm冷轧薄板,作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产0.20.35mm厚冷轧钢板。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达0.001mm产品。通常0.150.38mm厚板带为通常薄板，0.070.25 mm厚为较薄薄板，0.0250.05mm厚板带为极薄薄板，这些产品用热轧方法是不可能生产。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），而冷轧板尤其是现代化宽带钢冷轧机轧制带钢，其平直度能控制在520I以内（2）现在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表面质量不良。所以热轧不适合于生产表面光洁程度要求很高板带钢产品。热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，并可依据不一样用途制造不一样表面粗糙度钢板。冷轧板按表面粗糙度分为3种：一个是无光泽钢板，其表面粗糙度为310m，通常适于用作冲压部件，而且当需涂喷刷漆时这种钢板附着性较强；第二种是光亮板，其表面粗糙度大于0.2m，这种钢板关键作为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹板，采取表面含有70120m凸凹平整辊平整钢板，这种钢板用于仪表壳及家俱装饰等。这么表面质量热轧是无法满足。（3）性能好、品种多、用途广。冷轧钢板另一突出优点是性能好、品种多、用途广。经过一定冷轧变形程度和冷轧后热处理合适配合，能够在比较宽范围内满足用户需求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成形，这么深冲性能就成为薄板生产和使用关键问题。冲压用钢关键要求之一是含有占优势有利织构111（100）。热轧薄板塑性应变比R仅可达成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，这是热轧无法达成。硅钢是机电工业关键材料之一，关键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，肯定要求使用低能耗材料，所以60年代就开始淘汰能耗高热轧硅钢片，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/a，电机运转就相当于节省一个20万kW发电厂整年发电量。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。所以，用冷轧硅钢片替换热轧硅钢片含有重大经济价值。冷轧还能够生产不锈钢板，用于家俱和建筑装饰、化工工业等。多年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧板为基板多种涂层钢板品种繁多，用途极为广泛。因为上述原因，冷轧钢板生产得到快速发展。从产量左右上看，通常冷轧板产量约占轧材总产量20左右。工艺技术装备不停革新。早期冷轧板轧制速度不到1m/s，现在已达41.6m/s。钢板宽度19是406mm，1925年是914mm，现在最宽已达2337mm。钢卷重量也从几吨发展到60吨。一座现代化冷轧厂年产量能够达成250万吨。1.2.冷轧薄钢板生产工艺步骤冷轧板带钢产品品种很多，生产工艺步骤亦各有特点。含有代表性冷轧板带钢产品是金属镀层薄板（包含镀锡板、镀锌板等）、深冲钢板。成品供给状态有板或卷或纵剪带形式，这关键取决于用户要求。多种冷轧产品生产步骤以下图所表示。问答题:1. 冷轧板带快速发展原因2. 写出由热板至彩涂板工艺步骤第二章 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程度（比如小于1毫米）时，因为保温和均温困难，热轧极难实现，而且伴随钢板宽厚比增大，在无张力热轧条件下，要确保良好板形也很困难。采取冷轧方法能够很好处理这些问题。冷轧生产能够提供大量高精度和性能优良钢板和带材，同热轧相比，它含有以下优点：1. 产品表面质量好，不存在热轧板带钢常常出现麻点、压入氧化铁皮等缺点。还能依据用户要求轧出不一样表面光洁度。2.过去热轧法不能生产极薄带材（最薄可达0、001毫米）。3.产品尺寸正确、厚度均匀、板形平直。4. 产品性能好，较高强度，良好深冲性能等。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含有良好加工性和美观表面，多用作外用钢板和深冲钢板，所以必需避免表面缺点。冷轧板带依据表面精整方法不一样分成光面和毛面两种，表面精整差异关键取决于平整辊表面状态。毛面精整是使钢板表面含有微小凹凸度（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，含有金属光泽。表21冷轧钢板使用情况用途 应用例子 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、车顶那样轻微变形加工直到挡泥板、油盘那样大变形加工，包含范围广泛电器 电冰箱，洗衣机，清扫车，照明器材，变压器电机磁芯 比较多使用平面板，即使有加工也是极其微小办公用具及钢制家俱 桌子，椅子，柜，有锁橱陈列橱 多使用平面板，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炉子反射板还必需镀铬表面处理钢板 镀锡板，镀锌板，彩色涂层板 用作表面处理厚板，使用较薄钢板，彩色涂层板多采取镀锌板做基板，也有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尺寸精度包含厚度、宽度和长度，其偏差在国家标准中有要求。形状通常见平坦度、横向弯曲、直角度来表示，其许可值在标准中也有要求。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。2.1.2.4时效性能所谓时效现象就是金属和加工性能伴随时间推移而发生改变现象。冷轧钢板有淬火时效和应变时效。通常发生时效时硬度和抗拉强度增大，延伸降低。2.1.2.5特殊性能 如搪瓷性能、耐蚀性、电磁性能和冲裁性。2.1.3冷轧板带钢轧制工艺特点2.1.3.1加工硬化因为冷轧是在金属再结晶温度以下进行，故在冷轧过程中，板带肯定产生加工和硬化。加工硬化带来后果是：1）变形抗力增大，使轧制压力增大2）塑性降低，易发生脆裂。加工硬化超出一定程度后，轧件将因过分硬脆而不适于继续冷轧。所以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，方便继续轧薄。冷轧生产中，每次软化退火之前完成冷扎工作成为一个“轧程”。在一定轧制条件下，钢质愈硬，成品愈薄，所需轧程愈多。2.1.3.2冷轧中采取工艺冷却和润滑1)工艺冷却：冷轧过程中产生猛烈变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故必需采取有效人工冷却。轧制速度愈高，压下量愈大，冷却问题愈显得关键。试验研究和理论分析表明，冷轧板带钢变形功约有8488转变为热能，使轧件和轧辊温度升高。我们关心是在单位时间内发出热量即变形发烧率q，方便采取合适方法立即排除或控制这部分热量。变形发烧率是直接正比于轧制平均单位压力、压下量和轧制速度。所以，采取高速、大压下强化轧制方法将使发烧率大为增加。假如此时所轧又是变形抗力较大钢种，如不锈钢、变压器硅钢等，则发烧率就增加得愈加猛烈。所以必需加强冷轧过程中冷却，才能确保过程顺利进行。水是比较理想冷却剂。因其比热大，吸热率高且成本低廉。油冷却能力比水差得多。所以大多数轧机全部倾向于用水冷却。增加冷却液在冷却前后温差也是充足提升冷却能力关键路径。若采取高压空气将冷却液雾化，或采取特制高压喷嘴喷射，可大大提升其吸热效果，并节省冷却液用量。冷却液在雾化过程中本身温度下降，所产生微小液滴在碰到温度较高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，即使在采取有效工艺冷润条件下，冷轧板卷在卸卷后温度有时仍达成摄氏130150度甚至还要高，由此可见在轧制变形区中料温一定比这还要高。辊温反常升高和辊温分布规律反常或突变均可造成正常辊型条件破坏，直接有害于板形和轧制精度。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。总而言之，为了确保冷轧正常进行，对轧辊及轧件应采取有效冷却和控温方法。2) 工艺润滑冷轧中使用工艺润滑关键作用是减小金属变形抗力，这不仅有利于确保在已经有设备能力条件下实现更大压下，而且还可使轧机能够经济可行生产厚度更小产品。另外采取有效工艺润滑也可直接对冷轧过程发烧率及轧辊温升起到良好影响，在轧制一些品种时，采取工艺润滑还能够起到预防金属粘辊作用。经过乳化剂作用，把少许油剂和大量水混合起来，制成乳状冷润液（简称乳化液）能够很好处理油循环使用问题。在这种情况下，水是作为冷却剂和载油剂而起作用。对这种乳化液要求是，当一定流量喷到板面和辊面上时，即能有效地吸收热量，又能确保油剂以较快速度均匀从乳化液中离析，并粘附在板面和辊面上。这么才能立即形成均匀厚度适中油膜。乳化液或其它活性剂多少，则需结合具体轧制条件经过生产试验确定。冷轧工艺润滑剂常见有：纱锭油、棉籽油、蓖麻油、棕榈油等多种轧制油和乳化液。棕榈油含有较高脂肪酸，且性能稳定，故润滑效果好，而且易于从带钢表面除掉，是冷轧中较为理想润滑剂，不过价格较高。矿物油化学性质比较稳定，且起源丰富，成本较低廉。纯矿物油中添加少许脂肪酸和抗压剂后，油膜强度增加，润滑效果显著提升。乳化液是由1525可溶性油，2785水和少许无水碳酸钠配制成混合乳状润滑剂。冷轧中采取乳化液，含有冷却和润滑作用，使用后经回收和净化，可继续使用，所以得到了广泛应用。2.1.3.3张力轧制A. 张力轧制关键作用是1）预防带钢在轧制过程中跑偏（即确保轧件正确对中轧制）。2）使所轧带钢保持平直（包含在轧制过程中保持板形平直和轧后板形良好）。3）降低轧件变形抗力，便于轧制更薄产品。4）起到合适调整冷轧机主电机负荷作用。B.预防跑偏是冷轧操作中关系到能否实现稳定轧制关键问题。跑偏将破坏正常板形，引发操作事故甚至设备事故，跑偏若不很好加以控制，将不能确保冷轧正常进行，造成跑偏原因在于轧件在轧制中延伸不均。在张力作用下，若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽度上张力分布将会发生对应改变：延伸较大一侧张力减小，而延伸较小一侧张力增大，结果便自动起到纠正跑偏作用。这种纠偏作用是瞬时，同时性好，使轧件在基础平行辊缝中轧制时仍可能确保稳定轧制。这就有利于轧制更正确产品并使操作简化。张力纠偏缺点是张力分布改变不能超出一定程度，不然会造成裂边、轧折甚至引发断带。C.因为轧件不均匀延伸会改变沿带宽方向上张力分布，而这种改变后张力分布又会促进延伸均匀化，故张力轧制有利于确保良好板形。同时，不均匀延伸将使轧件中产生内应力，当压缩应力达成一定值时，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可能，确保稳定冷轧。D.生产中张力大小选择关键是选择平均单位张力z。单位张力应合适选高些，但不应超出带钢屈服极限s。因为带材内残余应力存在，和应力集中影响，实际上带材内张应力是不均匀分布。故z数值并不能反应带材内各点张应力真正大小。所以实际z数值要依据延伸不均匀情况、钢质、加工硬化程度及板边情况等原因而定。生产中按z（0106）s来选择。不一样轧机，不一样轧制道次，不一样坯料和品种，要求不一样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z值；当带钢较硬，边部不良或操作不熟练时，可取z小些。通常可逆式冷轧机中间道次或连续冷轧机中间机架，z可取（0、20、4）s。在轧制低碳钢时，因考虑到预防退火粘结，成品卷张力不能太高，通常选择50Mpa左右，其它钢种可合适高些。2.2冷轧板带钢生产工艺步骤冷轧板带钢生产工序和工艺步骤于产品紧密相连，随产品要求不一样工艺步骤也有所不一样。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，故酸洗时冷轧生产第一工序。酸洗后即可轧制，轧制到一定厚度，因为带钢加工硬化，需进行中间退火，使带钢软化。退火之前因为带钢表面有润滑油，必需把油脂清洗洁净，不然在退火中带钢表面形成油斑，造成表面缺点。经过脱脂带钢，在代有保护性气体炉中进行退火。退火以后带钢表面是光亮，所以在深入轧制和平整时，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，为取得平整光洁表面及均匀厚度和调整机械性能要经过平整。带钢在平整以后，依据订货要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必需时要纵切。总而言之，通常见途冷轧板带钢生产工序是：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检验缺点、分类分级和成品包装。其工艺步骤以下图所表示；冷轧板带钢产品极为广泛，其含有代表性产品有金属镀层板（镀锡板、镀锌板等）深冲钢板（汽车板等）、电工用硅钢板和不锈钢板等。2.3冷轧板带钢生产关键工序及其工艺2.3.1原料板卷（热轧带钢）酸洗（详见酸洗）2.3.2冷轧冷轧机生产分工现代冷轧机按轧辊配置方法可分四辊式和多辊式两大类按机架排列方法又可分单机架可逆式和多机架连续式两种。单机架可逆式适于产品品种规格变动频繁而每批产品生产数量又不大，或合金钢百分比较大生产情况。这种轧机生产能力低，投资小、建厂块、灵活性大，使用和中小型企业。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。冷连轧机现在生产规格范围：板带宽度450-2450毫米，厚度0、076-4毫米。依据所生产产品规格，确定机架数目。2.3.2.1可逆式冷轧机组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、卸卷装置及钢卷搜集设备。板卷运输机通常是链式或步进梁式，开卷机是对锥式。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卷曲机中，轧机转换轧制方向开始下一道轧制。如此根据轧制规程往复进行，直到轧制要求厚度。可逆式轧机通常全部是奇道次轧出成品。卸卷由卸卷小车完成。带卷搜集装置为一斜坡道或卸料步进梁。2.3.2.2冷连轧机组组成和工艺操作冷连轧机组机座和可逆式冷轧机座基础相同，多为四辊式。机座数目26台，配置为连续式。以中国某厂五机架四辊轧机所组成冷连轧机组为例。入口处有剥带机、钢卷运输小车、预开卷装置和开卷机等关键设备完成轧机上料。出口端有卷曲机、皮带助卷器及运输小车完成轧后出料。2.3.2.3全连续式冷轧机组组成和工艺操作美国新近投产一套五机架全连续式冷轧机组组成以下：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冷轧板带精整：冷轧板带精整通常包含脱脂、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油污成为脱脂。脱脂为了避免油脂在退火炉中挥发所生成挥发物残留在板带表面形成油斑，从而影响板带表面质量。脱脂方法通常有电解清洗、机上清洗和燃烧脱脂等。电解清洗采取碱液为清洗剂，通常是2-4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。经过碱液发生电解，放出氢气和氧气，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，使带钢含有良好塑性和一定组织。初退火关键用于含碳量较高碳素结构钢，合金结构钢等。初退火工艺制度因钢质不一样而不一样，通常在640-750摄氏度。保温10多小时。初退火可降低热轧板卷硬度、消除晶粒组织，提升塑性，以利于冷轧。因其是在酸洗前进行，所以通常可不采取保护气体。中间退火是为消除加工硬化，以利于下一步轧制。中间退火通常全部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，再结晶及晶粒合适长大以改善其加工性能，另外也要依据生产板带品种最终性能要求。在冷轧板带退火中应用最广是罩式退火炉。罩式退火炉退火周期长（长达几昼夜），其中又以冷却时间占百分比最大。采取松卷退火替换紧卷退火能够大大缩短退火周期，但因为其工序繁琐，退火前后全部要重卷，故未能得到推广应用。快速冷却法关键有两种：一个是使保护气体在炉内或炉外循环对流实现一个热交换式冷却，另一个是在板卷之间放置直接用水冷却隔板。冷轧板带成品退火另一新技术是连续式退火，其作业方法和连续式酸洗相同，亦为卧式和立式（塔式）两种。试验表明，经连续退火处理带钢机械性能优于罩式退火处理。连续退火提升了带钢纵向、横向性能均匀程度，处理周期短，生产效率高，在退火同时能够施加张力作板形矫正，且没有粘接缺点。所以冷轧板带钢关键品种，从镀锡板、深冲板直到硅钢片及不锈钢带全部可采取高效而经济连续退火处理。2.3.3.3平整平整实质上是采取小压下率（0.3-3）冷轧。经过平整后板带钢能够消除屈服平台，在带钢平整后相当长一段时间内不出现冲压滑移线，同时使板带屈服极限达成最低，从而提升板形成形性能。平整可改善板形，提升板带平直度。为此平整机轧辊辊径应尽可能选大部分有利。另外经过选择不一样处理过辊面轧辊进行平整。能够得到不一样要求板带表面。经过调整平整压下率，可使板带钢机械性能在一定范围内改变，以适应不一样用途要求。经过双机架或三机架平整还可实现较大压下率，方便生产超薄镀锡板。经热处理后一般板带、镀锡板、汽车板等均须进行平整。平整时对汽车板带要求采取喷砂辊平整，以取得含有均匀粗糙度麻面板，利于冲压加工或涂漆。用于镀、涂层原板，应采取抛光辊平整，以提升板面光亮度，利于提升镀层质量，降低镀层金属消耗。一般钢板采取研磨轧辊进行平整。平整又可分为干平整和湿平整。干平整不加润滑剂。而湿平整采取既具较强清洗作用又能防修润滑剂。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制订2.4.1变形制度（压下规程）制订冷轧板带钢变形制度制订工艺特点和方法冷轧板带钢变形制度制订仍遵照压下规程标准，但因为冷轧板带钢工艺特点所决定，诸如对一定钢种、规格产品，必需有一定冷轧总变形程度，才能经过热处理取得所需组织和性能。所以冷轧带钢原料厚度选择关键依据冷轧总变形程度。另外还应考虑板带表面质量和提升冷轧生产能力。冷轧变形程度确实定关键取决于所轧钢种特征、原料及成品厚度、所采取冷轧工艺和轧制能力等。如一样原料和成品，伴随工艺润滑改善，采取高硬度小工作辊或采取不对称轧制等，均能增大道次压下量，减小轧程。所以，在确定冷轧轧程方案时，应充足考虑到多种提升冷轧效率手段和可能性。至于冷轧各道次（机架）压下量分配，仍如前述标准。诸如，前几道有时受咬入条件限制，为了使来料得以均整并使轧制过程稳定，第一道压下率应合适小些。中间各道次压下率应充足利用轧机能力。成品及成品前道次，为确保厚度精度及板形采取较小压下量。在制订压下规程时还必需确定和之对应张力制度，这也是冷轧带钢轧制规程另一特点。常见压下规程设计方法是：先按经验并按规程设计通常标准和要求，对各道次（机架）压下进行分配，进而按工艺要求并参考经验资料，选定各道次（机架）间单位张力。最终校验设备负荷及各限制条件，并作合适修正。分配各机架负荷，对于单机座轧机按等压力分配，以确保产品厚度精度和板形要求。2.4.2速度制度制订冷轧板带钢轧机按其作业制度不一样，共有三种速度制度。即转向、转速不变定速轧制，可调速可逆轧制，固定转向可调速轧制2.4.2.1 转向、转速不变定速轧制这种速度制度，关键用在小型冷轧窄带钢二辊、四辊轧机。通常二辊轧机辊径D350mm 辊身长度L500mm；四辊轧机工作辊直径 D工200mm 支撑辊直径D支400mm 辊身长度L500mm因这类轧机在开启过程、制动过程带厚可能超差，另外，这类轧机现在仍达全部采取人工手动测厚和调整，故最大轧制速度为0.5m/s。2.4.2.2 可调速可逆轧制钢卷经过开卷、直头送入轧机后，在前后卷曲机上咬住带钢头尾，进行往复轧制。每道次全部要经过加速、减速、停车、换向等过程。速度太高，过渡时间长，带钢超差长度增加。另外，轧制板卷重量通常在530吨，限制了速度提升。另外，经过焊缝时，要减速，故轧制速度通常在520m/s。2.4.2.3冷连轧机组速度制度冷连轧机生产最大特点是速度高（2040 m/s），生产能力大，轧制板卷重4060吨。 轧制时先采取低速轧制约13m/s，待经过各机架并由张力卷取机卷上以后，同时加速到轧制速度，进入稳定轧制阶段。 2.4.3张力制度制订张力在冷轧生产中不仅能够降低轧制力，预防带钢跑偏，赔偿沿宽度方向上轧件不均匀变形。另外在冷连轧中，还起着传输能量、传输影响，使各轧机间相互联结作用。张力制度就是合理选择轧制中各道次（机架）张力数值。实际生产中若张力过大，会把带钢拉断或产生拉伸变形，若张力过小则起不到应有作用。所以作用在带钢上最大张应力应满足：maxs 式中max作用在带钢单位截面积上最大张应力。s带钢屈服极限实践表明，作用在带钢截面上张应力，即单位张力q，其数值选择范围为：q（0.10.6）s 。具体取值要考虑带钢材质，板形厚度波动、带钢边部情况等。对于单机架可逆式轧机q值取在（0.20.4） s 范围内；冷连轧特点之一是采取大张力轧制，这么既可得到良好板形，又可减小轧制压力。通常单位张力q达成（0.20.4） s张应力后几架比前几架要大些。另外在轧制低碳钢时，为预防退火粘接，成品卷曲张力应小些，通常取单位张力为5kg/mm2 左右。在可逆式单机架冷轧机上，张力是在轧机和开卷机或卷曲机之间产生。形成前张力开卷机或卷曲机电动机处于电动工作状态，而形成后张力卷曲机电机处于发电工作状态。为保持恒定张力，在轧制过程中随前卷取机带卷直径增大，前卷曲机应减速，以后卷取机 应伴随带卷直径减小而加速。通常在第一道次因酸洗机组卷取张力较小，为避免带卷各层间错动造成表面擦伤，不采取太大张力。在以后道次中，依据品种、规格，选择较大张力。成品道次张力应小些。以预防或降低退火中粘结。过焊缝上，张力也合适减小。轧机开启时，必需先建立后张力。在轧制中带钢中部出现波浪应减小张力，以预防拉裂和断带；若带钢边部出现边浪，则应合适增加张力，以消除边部波浪。问答题:1. 冷轧板带优点2. 冷轧板带轧制工艺特点3. 简单列出冷轧板带10种用途4. 在轧制过程中张力作用5. 在单机架可逆轧机上张力制度6. 冷轧板带精整关键工序及其作用第三章 板带材高精度轧制板带材高精度关键是指厚度（纵向和横向）正确度。既然板带是由轧辊辊缝中轧出来，辊缝大小和形状决定了板带纵向和横向厚度改变（后者又影响到板形），那么要提升产品厚度精度，就必需研究轧辊辊缝大小和形状改变规律。31板带材轧制中厚度控制311 Ph图建立和利用板带轧制过程既是轧件产生塑性变形过程，又是轧机产生弹性变形（即所谓弹跳）过程，二者同时发生。因为轧机弹跳，使轧出带材厚度（h ）等于轧辊理论空载辊缝（S0/）加轧机弹跳值。根据虎克定律，轧机弹性变形和应力成正比，则弹跳值应为P/K，此时 h S0/P/ K (31)式中P - 轧制力 ， t K - 轧机刚度，tmm式（31）为轧机弹跳方程，据此绘成曲线称为轧机弹性变形线，它近似一条直线，其斜率就是轧机刚度。但实际上在压力小时弹跳和压力关系并非线性，且压力愈小，所引发变形也愈难正确确定，亦即辊缝实际零位极难确定。为了消除这一非线性区段影响，实际操作中可将轧辊预先压靠到一定程度，即压到一定压力P0，然后将此时辊缝指示定为零位，这就是所谓“零位调整”。以后即以此零位为基础进行压下调整。由图31能够看出：p A A/p 图31 Ph图hS。（PP0）/ K （32）式中S。 考虑预压变形相当空载辊缝（mm）。其次。给轧件以一定压下量（h。一h），就产生一定压力（P），当料厚（h。）一定，h愈小即是压下量愈大，则轧制压力也愈大，经过实测或计算能够求出对应于一定h值(即h值)P值，在图 51上绘成曲线B，称为轧件塑性变形线。B线和A线交点纵坐标即为轧制力P，横坐标即为板带实际厚度h。塑性变形线B实际是条曲线，为便于研究，其主体部分可近似简化成直线。由 Ph图能够看出，假如B线发生改变（变为B），则为了保持厚度 h不变，就必需移动压下螺丝，使A线移至 A，使A和B交点横坐标不变，亦即须使A线和B线交点一直落在一条垂直线C上，这条垂直线C称为等厚轧制线。所以，板带厚度控制实质就是不管轧制条件怎样改变，总要使A线和B线交到C线上，这么就可得到恒定厚度（高精度）板带材。由此可见，Ph图利用实是板带厚度控制基础。312板带厚度改变原因和特点由式（31）可知，影响带材实际轧出厚度原因关键是S。、 K和p。其中轧机刚度K在既定轧机上轧制一定宽度产品时，通常可认为是不变，影响S。改变原因关键是轧辊偏心运转、轧辊磨损和热膨胀及轧辊轴承油膜厚度改变，它们全部是在压下螺丝位置不变情况下使实际辊缝发生改变，从而使轧出板带厚度发生波动。轧制力P波动是影响板带轧出厚度关键原因。所以全部影响轧制力改变原因全部必将影响到板带厚度精度。这些原因关键有：（l）轧件温度、成份和组织性能不均。这里应该指出，温度影响含有重发性，即虽在前道消除了厚度差，在后一道还会因为温度差而重新出现。故热轧时只是在精轧道次对厚度控制方有意义。（2）坯料原始厚度不均。来料厚度有波动实际就是改变了Ph图中B线位置和斜率，使压下量产生改变，自然要引发压力和弹跳改变。厚度不均虽可经过轧制得到减轻，但终难完全消除，且轧机刚性愈低愈难消除。故为使产品精度提升，必需选择高精度原料。（3）张力改变。它是经过影响应力状态及变形抗力而起作用。连轧板带时头、尾部在穿带和抛钢时因为所受张力分别是逐步加大和缩小，故其厚度也分别逐段减小和增大。另外，张力还会引发宽度改变，故在热连轧板带时应采取不大恒张力。冷连轧板带时采取张力则较大，而且还常常利用调整张力作为厚度控制关键手段。（4）轧制速度改变。它关键是经过影响摩擦系数和变形抗力，乃至影响轴承油膜厚度来改变轧制压力而起作用。速度改变通常对冷轧变形抗力影响不大，而显着影响热轧时抗力；对冷轧时摩擦系数影响十分显着，而对热轧影响则较小。故对冷轧生产速度改变影响尤其关键。另外速度增大则油膜增厚，所以压下量增大并使带钢变薄。313板带厚度控制方法实际生产中为提升板带厚度精度，采取了多种厚度控制方法。（1）调压下（改变原始辊缝）。调压下是厚度控制最关键方法，常见以消除因为影响轧制压力原因所造成厚度差。图32（a）为板坯厚度发生改变，从h。变到从（h。h。）。轧件塑性变形线位置从 平行移动到B2，和轧机弹性变形线交手C点，此时轧出板厚为h1/，和要求板厚h有一厚度偏差h。为消除此偏差，对应地调整压下，使辊缝从S。变到（S。十S。），亦即使轧机弹性线从A1平行移到A2，并和B2 重新交到等厚轧制线上E点，使板厚恢复到h图32（a）调整压下改变辊缝控制板厚原理图图32（b）是因为张力、轧制速度、轧制温度及摩擦系数等改变而引发轧件塑性线斜率发生改变，一样用调整压下措施使两条曲线重新交到等厚轧制线上，保持板厚不变 P S。 h1/ h h。H （a）板坯厚度改变时 由图 3 2（a）能够看出，压下调整量S。和料厚改变量h。并不相等，由图能够求出： S。h。tantanh。MK （33）其中Mtan为轧件塑性线斜率，称为轧件塑性刚度。上式说明，当料厚波动已h时，压下必需调h。MK压下量才能消除产品厚度偏差。这种调厚原理关键用于前馈即预控AGC，即在人口处估计料厚波动，据此以调整压下，消除其影响P32b能够看出，当轧件变形抗力发生改变时，压下调整量S。和轧出板厚改变量h也不相等，由图可求出：hS。K（MK） （34）hS。是决定板厚控制性能好坏一个关键参数，称为压下有效系数或辊缝传输函数，它常小于1，轧机刚度K愈大，其值愈大。近代较新厚度自动控制系统，关键不是靠测厚仪测出厚度进行反馈控制，而是把轧辊本身看成间接测厚装置，经过所测得轧制力计算出板带厚度来进行厚度控制，这就是所谓轧制力AGC或厚度计AGC，其原理就是为了厚度自动调整，必需在轧制力P发生改变时，能自动快速调整压下（辊缝）。可由Ph图求出压力P改变量（P）和压下 调整量S。之间关系式为：S。P_1K（1MK ）因为P增加，S。减小，即P为正时，S。为负，故符号相反。 一样，预控AGC依据测出入口厚度偏差H，确定为了消除H所应采取动S值，它可由Ph图推导求得为SH MK （36）由图32及式（34）能够看出，假如轧件变形抗力很大即M很大，而轧机刚度K又不大时，则经过调压下来调厚效率就很低。所以，对于冷连轧薄钢板最终几架，为了消除厚差，调压下就不如调张力效率大，响应快。另外调压下对于轧辊偏心等高频改变量也无能为力。（1）调张力。即利用前后张力来改变轧件塑性变形线B斜率以控制厚度（图33）。比如，当来料有厚差H时，便能够经过加大张力，使B2斜率改变为B2从而能够在 S。不变情况下，使 h保持不变。这种方法在冷轧薄板时用得较多。热轧中因为张力改变范围有限，张力稍大即易产生拉窄、拉薄，使控制效果受到限制，故热轧通常不采取张力调厚。但有时在末架也采取张力微调来控制厚度。采取张力厚控法优点是响应性快，所以能够控制得更为有效和正确；缺点是对热轧带钢和冷轧较薄品种时，为预防拉窄和拉断，张力改变不能过大。所以，现在即使在冷轧时厚度控制上往往也并不倾向于单独应用此法，而采取调压下和调张力相互配合联合方法。当厚度波动较小，能够在张力许可改变范围内能调整过来时则采取张力微调，而当厚度波动较大时则改用调压下方法进行控制。这就是说，在冷轧中，张力厚控也只适适用于后几架（道）精调AGC。调张力控制厚度原理图（2）调轧制速度。轧制速度改变影响到张力、温度和摩擦系数等原因改变。故能够经过调速来调张力和温度和摩擦系数，从而改变厚度。依实际轧制情况之不一样，可采取多种不一样厚度控制方案。在实际生产中为了达成正确控制厚度目标，往往是将多个厚控方法有机地结合起来使用，才能取得愈加好效果。其中最关键、最基础、最常见还是调压下厚度控制方法。尤其是采取液压压下，大大提升响应性，含有很多优点。多年来广泛地应用带有“随动系统”（采取伺服阀系统）轧辊位置可控新液压压下装置，利用反馈控制原理实现液压自动调厚。值得指出是多年发展电气反馈液压压下系统，除含有上述定位和调厚功效以外，还可经过电气控制系统常数调整来达成任意“改变轧机刚度”目标，从而能够实现“恒辊缝控制”，即在轧制中保持实际辊缝值S不变，也就确保了实际轧出厚度不变。这种厚投入法现在在热连轧中还用得不多，但在冷轧带钢中，因为轧辊偏心运转对厚差影响较大，不能忽略。所以为了消除这种高频改变厚度波动，必需采取这种液压厚控系统。前面提到用厚度计方法测量厚度，即使能够避免时滞，提升了灵敏度，但它对一些原因，比如，油膜轴承浮动效应、轧辊偏心轧辊热膨胀和磨损等，却难以检测出来，从而会使结果产生误差。所以，实际生产中全部是两种方法同时并用。亦即还必需采取X射线测厚仪来对轧制力AGC不停进行标定或监控。换句话说，为了提升测厚精度，在弹跳方程中还须增加多个赔偿量，这关键是轧辊热膨胀和磨损赔偿和轴承油膜赔偿。由轧辊热膨胀和磨损所带来辊缝改变以G表示之，这能够利用成