【正文】 我國冷軋帶鋼生產(chǎn)開始于 1960 年，開始建成的是 1700 mm單機可逆式冷軋機，以后陸續(xù)投產(chǎn)了 1200 mm單機可逆式冷軋機， MKW1400 mm 偏八輥軋機、 1150 mm 二十輥冷軋機和 1250 mmHC 單機可逆式冷軋機等， 1978 年投產(chǎn)了我國第一套 1700 mm連續(xù)式五機架冷軋機， 1988 年建成了 2030 mm五機架全連續(xù)冷軋機。例如美國 9 條薄板坯連鑄連軋線后均配置單（雙）機架可逆式寬帶鋼冷軋機，而我國 7 條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線后均配置酸洗 —— 冷連軋聯(lián)合生產(chǎn)線（ CDCM），僅濟鋼、唐鋼配置單（雙）機架可逆式寬帶鋼冷軋機，顯然這與我國 冷軋板帶鋼需求量大有關(guān)，但長遠(yuǎn)講在發(fā)揮薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)薄規(guī)格熱軋帶鋼的優(yōu)勢和冷軋產(chǎn)品批量、規(guī)格適應(yīng)市場方面不協(xié)調(diào)，值得今后注意?，F(xiàn)代檢測儀表的應(yīng)用使產(chǎn)品厚度及板型質(zhì)量大為提高。從厚度精度上看，現(xiàn)代熱連軋厚度精度通常為 ? 50 181。m，酸洗后為 25 181。冷軋鋼板的另一突出特點是性能好、品種多、用途廣。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 由于上述原因，冷軋薄板的生產(chǎn)達(dá)到迅速的發(fā)展。冷軋帶鋼的軋制工藝特點主要有以下三個方面。 工藝?yán)鋮s與潤滑 1） 工藝?yán)鋮s 冷軋過程中產(chǎn)生的劇烈變形熱和摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，故必須采用必要的人工冷卻。 增加冷卻液在冷卻前后的溫度差也是充分提高冷卻能力的重要途徑。/ ?KmW 沸點 /℃ 揮發(fā)潛 1 張力軋制 所謂“張力軋制”就是軋件的軋制變形是在一定的前張力和后張力作用下實現(xiàn)的。各種冷軋產(chǎn)品生產(chǎn)流程如圖 11 所示。影響帶鋼表面氧化鐵皮的因素有：終軋溫度和速度、冷卻速度、卷曲溫度和其他因素。 2）金屬鐵與酸作用生成氫氣，機械地剝 離氧化鐵皮（機械剝離作用）?，F(xiàn)在冷軋流程一般采用五機架全連續(xù)式軋制，優(yōu)點有： 1） 消除穿帶過程、節(jié)省加減速時間、減少換輥次數(shù)等，大大提高工時利用率； 2） 減少首尾厚度超差和剪切損失，提高成材率； 3） 減少輥面損傷和軋輥磨損而使軋輥使用條件大大改善，并提高板卷表面質(zhì)量； 4） 由于速度變化小，軋制過程穩(wěn)定而提高了冷軋過程 的效率； 5） 由于全面計算機控制并取消了穿帶、甩尾作業(yè)而大大節(jié)省了勞動力，并進(jìn)一步提高了全連續(xù)冷軋的生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮了計算機控制快速、準(zhǔn)確的長處，可實現(xiàn)機組的不停車換輥（即動態(tài)換輥），會使連軋機組的工時利用率突破 90%大觀。全連續(xù)軋制時帶鋼基本上都在穩(wěn)定速度下軋制，這就從根本上克服了常規(guī)軋制時頭尾部分因速度和張力變化較大而引起厚度超差，使全連軋頭尾厚度不合格部分由常規(guī)軋制的 %降至 %。平整實質(zhì)是一種小壓下率（ 1%~5%）的二次冷軋，在冷軋薄板帶材的生產(chǎn)工序中占有重要的地位。經(jīng)過冷軋、退火和平整后，帶鋼就進(jìn)行連續(xù)電鍍鋅，一般還要做化學(xué)再處理。 冷軋板帶根據(jù)表面精整方法不同分為光面和毛面兩種，表面精整的差別主要 取決于平整輥的表面狀態(tài)。成形性是加工成一定形狀的能力。如搪瓷性能、耐蝕性、電磁性能和沖裁性等。這是因為只有減小軋輥直徑，才能使軋制力和力矩降低，軋輥彈性壓扁減小，就可以承受軋薄時更大的軋制力，增加道次壓下量?，F(xiàn)在普遍使用排列順序為 4 的森吉米爾型二十輥軋機，即每個工作輥是由 2 個第一中間輥 、 3 個第二中間輥和 4 個外支承輥支撐，最后組裝到整體機架中。除不銹鋼和硅鋼等特殊鋼大多數(shù)采用單機架多輥可逆式軋機外，軋制普碳鋼和低合金鋼的單機架可逆式軋機也在增多，其原因：一是冷軋技術(shù)的發(fā)展（ AGC、 AFC、大卷重和高速度），是單機架可逆式軋機的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大提高；二是市場需要多品種、小批量和較短的交貨周期，單機架可逆式軋機可較好地滿足這種需求，特別是薄板坯連鑄連軋帶鋼廠的出現(xiàn)和發(fā)展，帶動了年產(chǎn) 50~80 萬 t 單機架可逆式軋機的建設(shè)；三是單機架可逆式冷軋機投資低，產(chǎn)品靈活，可降低成本并取得較好的經(jīng)濟 效益。 動力鋼鐵公司 （ SDI） 和施羅曼 西馬克公司 （ SMS） 聯(lián)合開發(fā)出一種新型緊湊式冷軋機 —— 兩機架可逆式冷軋機。 依據(jù)帶鋼尺寸要求、材質(zhì)以及所要求的力學(xué)性能，緊湊式冷軋機可實施不同的軋制策略。 HC 軋機的特點是可以使用平直工作輥；由于壓下量的增大 ,相對地可以使用較厚的熱軋料；可以縮小邊部減薄的范圍；板型控制能力大 ,可改善板形、產(chǎn)品平直度。工作輥的水平穩(wěn)定機構(gòu)優(yōu)化了軋制工藝條件 ,中間輥設(shè)正負(fù)彎輥。特別是因多次穿帶和甩尾 ,增大了帶鋼頭尾的切損量 ,致使金屬收得率降低 ,生產(chǎn)周期延長。 下面以美國 SDI 公司 CCM(緊湊式軋機 )軋機為例 ,簡單介紹短流程緊湊式冷軋工藝。 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品大綱的編制原則： 1） 滿足國民經(jīng)濟特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對鋼材的需要。例如在 4 機架冷連軋機上 ,不可能實現(xiàn)兩個或 6個道次壓下量的軋制 ,然而雙機架 CCM 軋機就具有這種靈活性。 在冷軋與酸洗實現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)的實例當(dāng)中 ,由于受到舊廠現(xiàn)有設(shè)備的限制 ,又可分為以下三種布置形式 : (1) 酸洗線與冷連軋機垂直布置的聯(lián)合生產(chǎn)線； (2) 酸洗線與冷連軋機中心線錯開布置的聯(lián)合生產(chǎn)線； (3) 酸洗線與冷連軋機在同一中心線上的聯(lián)合生產(chǎn)線。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 CR 軋機 CR軋機屬日本三菱重工業(yè)公司開發(fā)的一種新型軋機 ,具有壓下量大及板型控制能力強的特點。而 CVC 軋制只需一種輥 型曲線的軋輥。 為補償帶鋼厚度偏差，帶鋼厚度控制采用流量 AGC，測量裝置安裝于 1 號和 2 號機架之前以及 2 號機架之后用于測 量帶鋼厚度和帶鋼速度。 該緊湊式冷軋機由以下功能部件組成：軋機入口側(cè)帶卷運輸設(shè)備、帶有帶卷準(zhǔn)備站的開卷機、入口側(cè)可逆式卷機、具有竄輥裝置的兩架軋機、出口側(cè)可逆式卷取機和出口 側(cè)帶卷運輸設(shè)備，如圖 13 所示 圖 13 雙擊架可逆冷軋機 帶卷從步進(jìn)梁運到開卷機以后，帶鋼頭部輸送到夾送輥矯直機矯直以備快遞、可靠的咬入冷軋機，前一卷出冷軋機后，此帶卷即咬入 1 號機架且通過開卷機建立起后張力，帶鋼由 1 號機架進(jìn)入 2 號機架，從而與 2 號機架間形成張力，通過帶鋼導(dǎo)向輥道，帶鋼頭部送入出口側(cè)可逆式卷取機，從而在 2 號機架和可逆式卷取機之間建立張力，且冷軋機可加速到軋制速度進(jìn)行軋制。 在對單機架四輥可逆式冷軋機不斷進(jìn)行改進(jìn)、提高、完善 的同時，也發(fā)展了雙機架 四輥可逆式冷軋機。另外，還有諸如 MKW（偏八輥）軋機雙偏八輥軋機、“ Z” （十八輥）軋機、CR（十二輥）軋機等形式的多輥軋機，其輥系配置如圖 12（ m）（ n）（ o）（ p） 所示。 普通四輥式冷軋機控制板性能力較差，人們通過不斷努力，開發(fā)了 HC 或 CVC 軋機，較好的解決了板形控制問題。因此目前這種軋制只用于軋 制較厚的帶鋼或作平整機用。冷軋鋼板有淬火時效和應(yīng)變時效。形狀精 度一般用平坦度、橫向彎曲、直角度來表示，其允許值在標(biāo)準(zhǔn)中同樣作了規(guī)定。鍍鋅后通常不進(jìn)行平整，因為平整會使帶鋼表面發(fā)生變化，所以在鍍鋅機組的出口處，將帶鋼在張力下進(jìn)行拉伸矯直，通過這樣的方法防 止產(chǎn)生扭折。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 如果需要熱鍍鋅的冷軋帶鋼，一般從冷軋機出來后，直接送到連續(xù)鍍鋅機組。 清洗的目的是除去板面上的油污，保證板帶退火后的成品表面質(zhì)量。全連續(xù)生產(chǎn)的最大特點是省去了頻繁 的穿帶和甩尾操作，因此大大增加了純軋制時間和生產(chǎn)能力。） 隨著帶鋼冷軋生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展， 80 年代處在淺槽酸洗的基礎(chǔ)上又發(fā)展了淺槽紊流酸洗。 影響氧化鐵皮生成的因素包括終軋溫度和速度 、冷卻速度、卷曲溫度和其他因素。因此，帶鋼在冷軋之前必須清除其表面的氧化鐵皮，除掉有缺陷的帶鋼。無論是單機可逆軋制還是連續(xù)軋制，其張力的產(chǎn)生與變化在本質(zhì)上均與此相同。在軋制某些品種時，采用工藝潤滑還可以起到防止金屬粘輥的作用。 表 水與潤滑油的吸熱性能比較 項目 種類 熱容 1) 水是比較理想的冷卻劑，因其比熱大，吸熱率高且成本低廉。因此帶材經(jīng)受一定的冷軋總變形量之后，往往須經(jīng)軟化熱處理（ 再結(jié)晶退火或固溶處理等），使之恢復(fù)塑性，降低變形抗力以利于繼續(xù)軋制。鋼卷重量也從幾噸發(fā)展到 60 t。熱軋板帶的塑性應(yīng)變比 r 僅可達(dá)到 ~，而冷軋第一代沸騰鋼汽車板 r 為 1~，第二代 08Al鋼 r 為 ~，而第三代冷軋汽車板r 為 ~，這是熱軋無法達(dá)到的。m，一般適用于作沖壓部件，并且當(dāng)需涂噴刷漆時這種鋼板附著性較強；第二種是光亮板，其表面粗糙度小于 181。 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品規(guī)格最薄達(dá) mm，但目前可經(jīng)濟生產(chǎn)的最薄規(guī)格一般認(rèn)為是 1 mm 以上，因薄 規(guī)格生產(chǎn)的故障率高，輥耗大，過度軋材多，噸鋼酸洗成本高等，這樣按綜合成本計算，與用熱軋 2 mm 板作原料，冷軋 1 mm 的帶鋼成本相當(dāng)，因此薄板坯連鑄連軋線并不追求軋制最薄規(guī)格，待技術(shù)發(fā)展到故障率等降低后，才能經(jīng)濟的批量生產(chǎn)?，F(xiàn)代冷連軋寬帶軋機和雙機架二次冷軋可生產(chǎn)厚度為 ~ mm的冷軋薄板，作為鍍錫原板，即使不經(jīng)二次冷軋也可生產(chǎn) ~ mm 厚的冷軋薄板。 DanielliUnited 為 NUCOR 冷軋廠提供的強力單機架可逆冷軋機，其主傳動功率達(dá)到 7457 kw,該軋 機設(shè)計成僅用三個道次將 ~4 mm 的原料軋制成 ~ mm 的成品，年產(chǎn)量可達(dá) 94 萬 t。近些年來的結(jié)構(gòu)調(diào)整，冷軋板帶產(chǎn)量大幅度增加，但我國熱軋板帶產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為冷軋板帶的比例一直很低， 20xx 年為 17%， 而發(fā)達(dá)國家的比值高達(dá) 80%。 1926 年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機架冷連軋機。設(shè)計時以年產(chǎn)量為基礎(chǔ)，結(jié)合產(chǎn)品的市場前景合理的分配了各產(chǎn)品的產(chǎn)量 ,并且制定了一系列的工藝制度，進(jìn)行了軋機能 力校核，確定了各項經(jīng)濟指標(biāo)，最后繪制了車間平面圖。 該論文主要包括四部分內(nèi)容。寬的冷軋薄板（鋼帶）是 在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國冷軋板帶生產(chǎn)仍有差距，總的裝備水平、產(chǎn)品質(zhì)量有待提高，板帶比、冷軋板帶比較低。 隨著熱軋帶卷厚度的減薄，冷軋機組易發(fā)生了許多的變化。 冷軋薄板生產(chǎn)特點 1） 鋼材在熱軋過程中的溫降和溫度分布不均給生產(chǎn)帶來了難題，特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產(chǎn)品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。m,而現(xiàn)代冷連軋板厚精度高達(dá) ? 5 181。m。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當(dāng)配合，可以在比較寬的范圍內(nèi)滿足用戶的需求。從產(chǎn)量上看，一般冷軋板產(chǎn)量約占軋材總產(chǎn)量的 20%左右，且工藝技術(shù)裝備不斷革新。 加工硬化 由于加工硬化，使軋制過程中金屬變形抗力增大，軋制壓力提高，同時還使金屬塑性降低，容易產(chǎn)生脆裂。實驗研究和理論分析表明，冷軋帶鋼的變形 功約有 84%～ 88%轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使軋件與軋輥溫度升高。因此可以用高壓空氣將冷卻液霧化，或者采用特制的高壓噴嘴噴射，冷卻液在霧化時本身溫度下降，所產(chǎn)生的微小液滴在接觸高溫板面和輥面時蒸發(fā)，帶走大量熱量，使整個冷卻效 果大大改善。/ ?kgJ 油 水 315 100 209340 2252498 綜上所述，為保證冷軋正常生產(chǎn)，對軋輥和軋件應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。張力的主要作用是： (1)防止帶材在軋制過程中跑偏； (2)使所軋帶材保持平直和良好的板形； (3)降低金屬變形抗力，便于軋制更薄產(chǎn)品； (4)可以起到適當(dāng)調(diào)整冷軋機主電機負(fù)荷的作用。 圖 11 各種冷軋產(chǎn)品生產(chǎn)流程圖 下面介紹一下各個生產(chǎn)工藝流程： 原料（熱軋板卷） 酸洗 冷軋 電解清洗 退火 平整 退火 平整 脫碳退火 成品退火 橫剪 縱剪 檢查重卷 橫剪 鍍錫板 普通深沖板 拉伸熱平整 電工硅鋼板 連續(xù)鍍鋅 瓦壟機組 橫剪 涂層機 鍍鋅板 涂層板 酸洗熱軋帶鋼 淬火 、 堿 、 酸洗 檢查、清理 淬火 、 堿、酸洗 平整 剪切 矯直 拋光 不銹鋼板 連續(xù)鍍錫 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 酸洗 酸洗是利用化學(xué)方法除去金屬表面氧化鐵皮的過程，因此也叫化學(xué)酸洗。因此，采用較大的軋制速度、光滑的軋輥、低的終軋溫度和