【文章內(nèi)容簡介】 國冷軋生產(chǎn)技術(shù)跨入了一個歷史 性飛躍發(fā)展的新時代。 [6] 我國冷軋板帶材生產(chǎn) 工藝 冷軋板、帶材生產(chǎn) 地 工藝特點 1. 冷軋加工溫度低，在加工中產(chǎn)生不同程度的加工硬化 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。當鋼種一定時，加工硬化的劇烈程度與冷軋變形程度有關。當變形量加大使加工硬化超過一定程度后，就不能再繼續(xù)軋制。因此板、帶材經(jīng)受一定得冷軋總變形量之后，往往需要經(jīng)軟化處理（再結(jié)晶退火或固溶處理），使之恢復塑性，降低抗力， 利于繼續(xù)軋制。生產(chǎn)過程中每兩次軟化處理之間的、所 完成的冷軋工作，稱為一個 “ 軋 程 ” 。 2. 冷軋中要采用工藝冷卻和潤滑（工藝潤滑） 冷軋過程中產(chǎn)生的劇烈變形和摩擦熱使軋件溫度升高，冷軋中采用工藝潤滑的主要作用就是降低軋制時的溫度、減小金屬的變形抗力、降低能耗、提高軋輥的壽命、改善帶鋼及板厚度的均勻性和表面狀態(tài)，可使軋機生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。 在冷軋過程中，為了兼顧潤滑和冷卻作用，采用油和水的混合劑 —乳化液。乳化液即能起到潤滑又能起到冷卻的作用。 [3] 3 冷軋中要采用張力軋制 遼寧科技大學本科生畢業(yè)（論文） 第 3 頁 指導老師：王振敏 設計者：黎毅 所謂 “張力軋制 ”就是軋件的眨著變形是在一定得前張力和后張力作用下實現(xiàn)的。 作用 方向與軋制方向相同的張力叫做前張力；作用方向與軋制方向相反的張力叫做后張力。 張力的主要作用： 1）防止帶材在軋制過程中跑偏； 2)使帶材保持平直和良好的板型； 3）降低金屬變形抗力，便于軋制更薄的產(chǎn)品； 4)可以起適當調(diào)整冷軋機主 電機負荷的作用。 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的工藝流程 冷軋一般的工藝流程： 熱軋帶卷原料開卷 ? 焊接 ? 酸洗 ? 除磷 ? 冷軋 ? 退火 ? 冷軋板、帶鋼的精整 冷軋板、帶鋼的精整一般主要包括表面清洗、退火、平整及剪切等工序。 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的主要工藝 1. 原料的酸洗 為了保證板帶的表面質(zhì)量，在坯料冷軋前必須去除氧化鐵皮， 即除磷 。氧化鐵皮的主要成分是 Fe2O Fe3O FeO。其中，氧化鐵皮最外層為 Fe2O3，約占氧化鐵皮厚度10%，阻止氧化作用；中間為 Fe3O4，約 50%，最里面與鐵相接觸為 FeO，約 40%。 酸洗的酸液可以是硫酸、 鹽 酸等，因鋼種的不同而不同。對于普碳鋼 ，鹽酸酸洗比起其他酸要好，鹽酸酸洗的方程式如下： Fe2O3 + 4HCl ? 2FeCl2 +2H2O + 1/2O2? ； FeO + 2HCl ? FeCl2 +H2O Fe3O4 + 6HCl ? 3FeCl2 +3H2O + 1/2O2? ； Fe + 2HCl ? FeCl2 + H2? 2. 退火 退火是冷軋板帶生產(chǎn)中最主要的熱處理工序，冷軋中間退火的目的一般是通過再結(jié)晶消除加工硬化以提高及降低變形抗力，而成品退火的目的則除開通過再結(jié)晶消除硬化以外，還可以根據(jù)不同技術(shù)要求以獲得所需的組織和性能。 退火有 2 種方式 : 罩式爐退火和連續(xù)退火。 3. 平整 在冷軋板、帶材的生產(chǎn) 工序中，平整處理占有重要的地位。平整實質(zhì)上是 一種小壓 遼寧科技大學本科生畢業(yè)（論文） 第 4 頁 指導老師：王振敏 設計者：黎毅 下率（ 1%~5%）的二次冷軋，其主要功能： (1) 使帶鋼具有良好的板形和較高的表面質(zhì)量； (2) 改變平整壓下率 , 可以使帶鋼的力學性能在一定范圍內(nèi)變化 , 以適應不同用途的要求； (3) 對于深沖用鋼板 , 經(jīng)小壓下率平整后能避免乳化液對帶鋼表面缺陷檢查的干擾 , 提高帶鋼的表面質(zhì)量。另外 , 干平整可用小延伸率獲得具有良好力學性能的產(chǎn)品。但干平整軋制力大 ,小、使用壽命長等優(yōu)點。平整軋機有單機架平整和雙機架平整。不同產(chǎn)品平整軋制的要求不同。 我國冷軋板帶材生產(chǎn)狀況 我國的冷軋板帶材產(chǎn)量增長很快 ,2021 年我國冷軋板帶材產(chǎn)量 4654. 41 萬 t (包括冷軋薄板、冷軋薄寬鋼帶、冷軋窄鋼帶、鍍層板帶和涂層板帶 ) ,比 2021 年增加了 1724 萬 t ,同比增長了 % ,增長幅度很是驚人。 2021 年 1 8 月份冷軋板帶材產(chǎn)量達到了4113 萬 t ,預計全年將達到 6100 萬 t 。而我國的冷軋產(chǎn)能也在集中釋放 ,2021 ~ 2021 年 ,我國冷軋產(chǎn)量的增長是在涂鍍類產(chǎn)品的帶動下快速增長 ,國內(nèi)鍍鋅和彩涂產(chǎn)量的釋放消耗了大量新增的冷軋產(chǎn)能。 2021 年國內(nèi)新增冷軋能力 500 萬 t ,2021 年 國內(nèi)新增了 1400 萬 t 產(chǎn)能 ,2021 年我國新增冷連軋產(chǎn)能 1500 萬 t ,使得我國冷軋產(chǎn)能進入高峰期 ,2021 年新增冷軋板帶產(chǎn)能約 1000 萬 t ,我國 2021 年冷軋板帶材總產(chǎn)能在 6000 萬 t 左右 ,預計 2021 2021 年冷軋產(chǎn)能增加 3400 萬 t ,2021 年底冷軋總產(chǎn)能將達到 9400 萬 t。 [8] 冷軋產(chǎn)品及其主要用途 冷軋帶鋼和薄板一般厚度為 ～ ，寬度為 100～ 2021mm。冷軋板帶鋼的產(chǎn)品品種很多，生產(chǎn)工藝流程也各有其特點。具有代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品有：鍍層薄板（包括鍍鋅、鍍錫板等），深沖鋼板（以汽車板為主），電工用硅鋼板，不銹鋼板和涂層鋼板。成品供應以板或卷形式為主。由于其產(chǎn)品規(guī)格繁多，尺寸精度高，表面質(zhì)量好，機械性能及工藝性能優(yōu)良，被廣泛應用于機械制造，汽車制造、機動車輛、航空航天、輕工食品、電子儀表及家用電器等工業(yè)部門。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)（論文） 第 5 頁 指導老師：王振敏 設計者：黎毅 表 11 冷軋帶鋼和薄板的產(chǎn)品規(guī)格及用途 產(chǎn)品 厚度 /mm 寬度 /mm 主要用途 冷軋帶鋼或薄板 ～ 750～ 2021 汽車外殼，電冰箱，洗衣機，家具，建筑結(jié)構(gòu)，冷彎型鋼和各種容器 鍍鋅板 ～ 1000～1500 屋面板，容器，包裝，油桶 鍍錫薄板 ～ 508～ 1100 罐頭，玩具，包裝箱，容器 電工薄板（硅鋼片） ～ 750～ 1000 各種變壓器，電機 有機涂層薄板（彩涂板，塑料涂層板） ～ 1000～1500 車輛，建筑裝飾，家具，儀表器外殼，電冰箱，洗衣機 不銹鋼板 ～ 750～ 1500 餐具，家電，車輛，建筑裝飾 其他（低合金結(jié)構(gòu)鋼）等鋼板 ～ 750～ 1500 各種結(jié)構(gòu)件，容器，焊管原料 冷軋板帶的發(fā)展趨勢 (1)我國冷軋薄板的生產(chǎn)還有一定的發(fā)展空間。 (2)鍍鋅機組中一般水平的機組偏多。鍍鋅產(chǎn)品的激烈競爭已從 2021 年開始顯現(xiàn)。要適當增加 Zn Fe， Zn Al， Al Zn， Zn Ni 等合金鍍鋅產(chǎn)品。 (3)彩涂板不宜過度投資，需求與產(chǎn)能技術(shù)結(jié)構(gòu)上的矛盾突出，產(chǎn)能大了，品種質(zhì)量與市場需求還有差距。隨著需求的升級，會有一批水平較低的機組淘汰出局。要開發(fā)防靜電和抗菌、防塵粘附彩涂板。 (4)鍍錫板需求量在 2021 年將達到 200 萬噸左右 .與現(xiàn)有生產(chǎn)能力相比 .產(chǎn)能需求相當。受原板約束，不宜 新建機組。 加快發(fā)展高質(zhì)量冷軋薄板，特別是解決冷軋薄板延伸產(chǎn)品 (如鍍鋅板、鍍錫板、涂塑板、硅鋼片等 )生產(chǎn)所需的高質(zhì)量的原料，是 “十五 ”期間我國鋼鐵工業(yè)品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的重中之重。在建設和改造過程中，必須堅持技術(shù)高起點，依托能提供高質(zhì)量冷軋薄板原 遼寧科技大學本科生畢業(yè)（論文） 第 6 頁 指導老師：王振敏 設計者：黎毅 料、管理水平高、資金條件好的企業(yè)進行布局。鼓勵企業(yè)通過合資合作引進資金、技術(shù)和管理，盡快縮小高質(zhì)量冷軋薄板與國外同類產(chǎn)品的差距。在靠近市場的地區(qū)和原料落實的企業(yè)，增建高質(zhì)量鍍鋅板和涂鍍層板生產(chǎn)線，要有幾家企業(yè)主要針對汽車、家電產(chǎn)品的需求生產(chǎn)，其余主要滿足建筑行業(yè)的需求。 汽車用鋼發(fā)展趨勢 TWIP 鋼 。由于環(huán)保和節(jié)能，需要減輕車體重量；為了安全和舒適，又會引起車重增加。為了解決這一對矛盾，需要同時提高材料的成形性和材料的強度，實現(xiàn)材料強度和延展性的平衡。 近年開發(fā)的所謂 TWIP 鋼就是在這個方向上的一個重要進展。所謂 TWIP，意即孿晶誘導塑性。 TWIP 鋼是以 Fe、 Mn 為主的純奧氏體碳鋼。這種鋼與 DDQ 級沖壓板相比，同樣可以沖制各種形狀復雜的零件，強度卻要高出 2－ 5 倍；其抗拉強度與熱處理鋼相當，延展性卻比熱處理鋼強 10 倍。 鋼板 。隨著強度的提高，鋼板成形性能總體上 呈下降趨勢，形狀凍結(jié)性變差，成形難度加大。同時材料成形力也增加，造成成形負荷增大，工具、模具的磨損和損壞嚴重。所以，近年開發(fā)了材料的熱沖＋隨后熱處理的新技術(shù)，以滿足用戶對進一步提高強度的迫切要求。這種技術(shù)應用于可以熱處理強化的鋼板，例如含 B 鋼板，將其加熱到900℃ 左右進行沖壓變形，可大幅度降低成形力，提高材料的成形能力，沖成零件后，立即利用余熱進行淬火處理。目前處理后的抗拉強度可以達到 1500－ 2021MPa。處理完的零件要經(jīng)過噴丸處理，以消除氧化鐵皮，改善表面質(zhì)量。 [7] 激光拼焊。汽車的一些零件各個 部位可能有不同的負荷和不同的受力條件，成形方式也會有差異。為了節(jié)省材料、減輕車體的重量，希望零件的不同部位可以制成不同厚度和采用不同的材質(zhì)?；谶@樣的想法，利用焊接技術(shù)的最新成果，開發(fā)出激光拼焊技術(shù)，一個零件，可以依據(jù)其不同部位的負荷、受力條件、成形方式和難易程度，采用不同厚度、材質(zhì)的材料，將其焊接起來，達到物盡其用，從而提高材料的利用效率，實現(xiàn)車輛的輕量化。 壓管成形。汽車一些零件是先用鋼板沖壓成兩個半片，然后焊接在一起，形成中空的管狀結(jié)構(gòu)件。由于焊接而成，工序復雜，強度和剛度均不理想。德國長期致力于 遼寧科技大學本科生畢業(yè)（論文） 第 7 頁 指導老師：王振敏 設計者：黎毅 發(fā)展液壓管成形技術(shù)，通過焊接鋼管技術(shù)、管件液壓成形技術(shù)、管件激光拼焊技術(shù)、卷管技術(shù)等系列關鍵技術(shù)的開發(fā)，已經(jīng)形成成套技術(shù)，并已經(jīng)開發(fā)出概念車。通過應用液壓管成形技術(shù)的應用，可以改善零件的受力條件，提高構(gòu)件的承載能力，降低車體重量20~30％，其成本稍稍高于傳統(tǒng)車。目前已經(jīng)在眾多車輛上推廣應用。 耐腐蝕鋼板。由于高強鋼板成分設計和變形規(guī)律有自己的特點，所以其涂鍍過程有特殊的難度。首先，高強鋼板采用一定含量的 Mn 和 Si，也經(jīng)常使用各種合金元素，由于不同元素與基本材料的氧化特性不同，一些元素發(fā)生選擇性氧化，常 常會在鋼材表面形成氧化物，這些氧化物會造成漏鍍點，直接惡化材料的涂鍍質(zhì)量和抗腐蝕能力。其次由于高強鋼板，如 DP 或 TRIP，熱處理的溫度制度，特別是等溫時效處理的溫度，與涂鍍的溫度不一致，需要調(diào)整高強鋼板連續(xù)退火和熱浸鍍的溫度制度。此外，如何調(diào)整和控制高強鋼板熱處理的溫度制度，實現(xiàn)需要的高冷卻速率和柔性化的退火與熱處理制度，也是迫切需要解決的問題。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)（論文） 第 8 頁