【文章內容簡介】 ，并逐步建立了附屬設備，如剪切、矯直，平整和熱處理設備等，產品質量也有了提高。 寬的冷軋薄板 (韌帶 )是在熱軋成卷帶鋼的基礎上發(fā)展起來的。首先是美國早在 1920年第一次成功地軋制出寬帶鋼，并很快由單機不可逆軋制而跨入單機可逆式軋制。 1926年阿姆柯公司巴持勒工廠建成四機架冷連軋機。 我國冷軋寬帶鋼的生產開始于 1960 年，首先建立了 1700mm單機可逆式冷 軋機，以后陸續(xù)投產了 1200mm單機可道式冷軋機， Mxwl400mm 偏八輥軋機、 l150mm 二十輥冷軋機和 1250mmHC 單機可逆式冷軋機等， 70 年代投產了我國第一套 1700m血連續(xù)式五機架冷軋機， 1988 年建成了 2030m血五機架全連續(xù)冷軋機?，F(xiàn)在我國投入生產的寬帶鋼軋機有 18 套，窄帶鋼軋機有 418 套。在這 30 多年中，我國冷軋薄板生產能力增加了 20多倍，生產裝備技術水平已由只能生產低碳薄板而發(fā)展到能生產高碳鋼、 合 金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、 涂 層鋼板、塑料復合薄板和硅鋼片等。但隨著四化建設的發(fā) 展，無論在數量和品種質量上都遠遠滿足不了四化建設發(fā)展的需要，為此我們必須增建新輪機，改造現(xiàn)有冷軋機，大力發(fā)展冷軋生產。 從世界上看：日本 1960 年冷軋板產量 100 萬 t，而 30 年后的今天生產能力已達 20xx多萬 t，增加了 20 倍。原西德 1950 年年產冷軋板 萬 t，而 1974 年達 萬 t，增加了 50 多倍。 冷軋薄板發(fā)展如此迅速的主要原因是： (1)鋼材在熱軋過程中的溫降和溫度分布不均給生產帶來了難題，特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往使產品尺寸超出公差范圍，性 能出現(xiàn)顯著差異。當厚度小于一定限度時，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內保持熱軋所需的溫度。 因此，從規(guī)格方面考慮，事實上存在著一個熱軋厚度下限。 70 年代初期，日、法、 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 2 頁 意、原西德等國曾致力于用熱連軋精軋機組增加 9 機架來生產 1mm式 的薄帶。但實踐證明，從產品質量和設備重量來說這是不可行的?，F(xiàn)代熱連軋機，目前設計可能軋出最小厚度為 ，但實際生產中很少生產 或 以下的熱軋板卷。而冷軋則不存在熱軋溫降與溫度不均勻的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷軋帶鋼和冷 軋薄板?，F(xiàn)代冷連軋寬帶軋機和雙機架二次冷軋可生產厚度為 的冷軋薄板，作為鍍錫原板，即使不經二次冷軋也可生產 — 厚的冷軋薄板?，F(xiàn)代可逆式冷軋機可生產 厚的冷軋板。多輥冷軋機或窄帶鋼冷軋機則可生產最薄達 的產品。一般 厚的板帶為一般薄板， 厚的為較薄薄板， ，這些產品甩熱軋方法是不可能生產的。從厚度精度上看，現(xiàn)代熱連軋厚度精度通常為 177。50181。m，而現(xiàn)代冷連軋板厚精度高達 177。5181。m，比熱軋厚度精度高 10 倍。從板形方面看，熱軋板帶平直度為 50I(1I 單位＝ 105 相對長度差 )，而冷軋板特別是現(xiàn)代化的寬帶鋼冷軋機軋制的帶鋼，其平直度能控制在 520I 以內。 (2)目前熱軋工藝技術水平尚不能使鋼板表面在熱軋過程中不被氧化，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質量不良。因此熱軋不適于生產表面光潔程度要求較高的板帶鋼產品。熱軋扳表面祖糙度熱軋狀態(tài)為 20181。m，酸洗后為 25181。m。而冷軋板表面清潔光亮，并可根據不同用途制造不同表面粗糙度的鋼板。冷軋板按表面組糙度分為 3 種：一種是無光澤的鋼板，其表 面租糙度為 310181。m，一般適用于作沖壓部件，并且當需涂噴刷漆時這種鋼板附著性較強；第二種是光亮板，其表面祖糙度大于 ，這種鋼板主要作為裝飾鍍鉻用厚板等；第三種是壓印花紋鋼板，采用表面具有 70120181。m 凸凹的平整輥平整鋼板，這種鋼板由于儀表殼及家具裝飾等。這樣的表面質量熱軋是無法滿足的。 （ 3）性能好、品種多、用途廣。冷軋鋼板的另一突出優(yōu)點是性能好、品種多、用途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當的配合，可以在比較寬的范圍內滿足用戶的要求。如汽車用薄板幾乎全部須經沖壓成型，這樣深沖性能就 成為薄板生產翱使用的核心問題。沖壓用鋼的主要要求之一是具有占優(yōu)勢的有利織構﹛ 111﹜／ (100)。熱軋薄板的塑性應變比 R 僅可達到 ，而冷軋第一代沸騰鋼汽車板 R 為 1． ，第二代 08A1 鋼 R 為 ，而第三代冷軋汽車板互為 ． 8，這是熱軋無法達到的。 硅鋼是機電工業(yè)的重要材料之一，主要用戶是電機制造業(yè)和楊變電設備制造業(yè)。能源價格上濃、能源危機，必然要求使用低能耗材料，所以 60 年代就開始淘汰能耗高的熱軋硅鋼片，代之以冷軋硅鋼片。用 10 萬 t 冷軋無取向硅鋼制作電機比用 10 萬 t 熱軋 硅鋼制作電機，實測節(jié)能 億 kWh/a，電機運轉 10 年就相當節(jié)約一個 20 萬 kW 的發(fā)電廠全年的發(fā)電量。而且用冷軋硅鋼片生產。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 冷軋薄鋼板生產工藝流程 冷軋板帶鋼的產品品種很多，生產工藝流程亦各有持點。具有代表性的冷軋板帶鋼產品是金屬鍍層薄板 (包括鍍錫板、鍍鋅板等 )、深沖鋼板 (以汽車板為最多 )、電工硅鋼板，不銹鋼板和涂層 (或復合 )鋼板。成品供應狀態(tài)有板或卷或縱剪帶形式， 則 要取決于用戶要求。各種冷軋產品生產流程如圖 1—l所承。 第一種生產方法，是單張生產方法，從原料到成品生產的全過程是以單張方式進行的。 這種生產方法，產量低、質量差、成材卒低，只能軋制較厚規(guī)格的薄板，但建設投資較低。 第二種是半成卷生產方法。這種方法產量較高但軋后的工藝比較落后。 目前，第一、第二種生產方法國內外都有，但它們是被逐漸淘汰的生產方法。 第三種是成卷生產方法，是比較常用的屑于 50 年代的生產方法。 第四種是現(xiàn)代冷軋生產方法，是 50 年代出現(xiàn)的一種生產方法。冷軋機上裝設有兩臺拆卷機、兩臺軋后張力卷取和自動穿帶裝置，并采用了快速紋輥、液壓壓下、彎輥裝置、計算機自動控制等新技術。 第五種是完全連續(xù)式冷軋生產方法，目前關于全連續(xù)軋機的名稱 有各種說法。為便于統(tǒng)一，我們按冷軋帶鋼生產工序及聯(lián)合的特點，將全連續(xù)軋機分成 3 類： 第一類是單一全連續(xù)軋機，就是在常規(guī)的冷連軋機的前面，設旦焊接機、活套等機電設備，使冷軋帶鋼不間斷地軋制。這種單 —軋制工序的連續(xù)化稱為單一全連續(xù)軋制，世界上最早實現(xiàn)這種生產的廠家是日本鋼管福山鋼廠，于 1971 年 6 月投產。目前屬于單一全連續(xù)軋制的生產線世界亡共有 14 套。川崎干葉鋼廠的四機架冷連軋，改造成單一全連軋機， 1988 年投產。 第二類是聯(lián)合式全連續(xù)軋機。將單一全連軋機再與其他生產工序的機組聯(lián)合，稱為聯(lián)合式全連軋機。若單一 全連軋機與后面的連續(xù)遲火機組聯(lián)合，即為退火聯(lián)合式全連軋機；全這軋機與前面的酸洗機組聯(lián)合，即為酸洗聯(lián)合式全這軋機。聯(lián)合式全連軋機世界上共有 16 套，這種軋機最早是在 1982 年新日鐵廣煙廠投產的。目前世界上酸洗聯(lián)合式全連軋機較多，發(fā)展較快。是全連軋的一個發(fā)展方向。 第三類是全聯(lián)合式全連續(xù)軋饑，是最新的冷軋生產工藝流程。單一全連軋機與前面酸洗機組和后面連續(xù)退火機組 (包括清洗、退火、冷卻、平整、檢查工序 )全部聯(lián)合起來，即為全聯(lián)合式全連軋機，見圖 1—2。全世界已有兩套這種軋機，最早的是新日鐵廣煙廠于 1986 年新建投產 ，第二條線是美日于 1989 年合建的。全聯(lián)合式全連軋機是冷軋帶鋼 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 4 頁 生產劃時代的技術進步，它標志著冷軋板帶設計、研究、生產、控制及計算機技術已進入一個新的時代。為使整個機組能夠同步順利生產，采用了先進的自動控制系統(tǒng)，投產后均一直正常生產，板厚精度控制在土山以內。過去冷軋扳帶從投料到產出成品需 12d，而采用全聯(lián)合式全連軋機只要 20min。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 5 頁 圖 1— 2 全聯(lián)合式全連續(xù)軋制 1— 酸洗機組 2— 冷連軋機 3— 清洗機組 4— 連續(xù)爐退火 5— 平整機 6— 表面檢查橫切分卷機組 冷軋 鋼板的分類 表 11 冷軋薄板規(guī)格規(guī)格、鋼號及所用標準 鋼種 鋼號 規(guī)格尺寸 ,mm 標準號 厚度（ a0） 寬度（ b0） 長度（ c0） 碳素結構鋼 Q/9Q215A(B)F、Q215A(B)、Q235A(B)F、Q235A(B) 6001100 6001250 6001500 12003000 12003500 12006000 GB7088YB(T)618YB5376GB7008GB1125389 優(yōu)質碳素結構鋼 08Al、 1 2 3 4 50 同上 GB7088GB7108YB(T)628Q/ASB809GB69988 汽車用薄板鋼 K08Al 重、08Al、 06AlP 同上 GB7088GB52138Q/ASB8992 低合金鋼 09MnXt、50Mn、 08CuP、15Ti 同上 GB7088GB7108 鞍協(xié) 83 鞍協(xié) 81 鞍鐵協(xié) 88 Q/ASB789 鞍協(xié) 891 冷軋 薄板 鋼的質量控制 鋼的化學成分對成品性能的影響 鋼的化學成分對性能的影響，特別是碳、錳、硅對產品力學性能的影響存在下列關系： ζb 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 ＝ 25 十 67C 十 14Mn 十 20Si。而抗拉強度、屈服強度、延伸串決定著冷軋產品的使用批能，特別是薄板的成形性能，所以煉鋼控制好化學成分，是保證生產出優(yōu)質冷軋汽車鋼板的基礎。鋼中碳含量對成形性能的影響是通過影響屈服極限和塑性應變比 R 值來實現(xiàn)的。碳對薄板成形性能的影響可以見團 13。標準規(guī)定 08 沸鋼碳含量為 ％ ％．但常常保證不了成形性能 ，故原蘇聯(lián)奇列波維茨和札波羅什冶金工廠內控碳含量不大干 ％。 硫有提高屈服強度的趨勢，硫化物夾雜促使鋼中帶狀組織形 成，惡化深沖性能，其關系見圖 14。 適量的鋁能消除鋼的時效硬化性，提高沖壓性能，其關系見圖 15。 圖 13 塑性應變比 R 值與含碳量的關系 圖 14 硫對屈服極限的影響 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 圖 15 鋁含量與屈服權限的關系 1—試樣 1； 2—試樣 2 以同一鋼種 08Al 為例，標準規(guī)定解含量不大于 ％，硫含量不大于 ％ ,而作為復雜沖 制零件時必須把磷、硫含量分別控制在 ％和 ％以下，因為復雜沖件要求鋼板具有很高的塑性。許多工廠的工作經驗指出，為了保證必須的工藝性能和力學性能，鋼的正常夾雜物含量要盡量低。 錳含量下限可以降低， 1949 年原蘇聯(lián)標準規(guī)定錳含量為 ％ ％， 1990 年原蘇聯(lián)標準改為 ％ ％。日本 JISG314169 規(guī)定錳含量沒有下限 (不大于 ％ )。實際生產中，原蘇聯(lián)札波羅什冶金工廠錳含量下限為 ％，日本福山、君津廠錳含量下限一般限定為％。我們的生產經驗是當 把錳含量下限限定在 ％ ％時，雖然鋼的性能有些提高，但熱輪時邊上有拉裂，所以我們把錳含量下限控制在 ％。 從沖壓性能看，半鎮(zhèn)靜鋼板比沸騰鋼板沖廢率低 3％；沸騰鋼板代表了第一代汽車用鋼板，它固溶氮含量較高，具有明顯的應變時效性，具有較弱的﹛ 111﹜織構，沖壓成形性較差，更為 ，不適用于深沖壓制復雜零件。鋁鎮(zhèn)靜鋼板通過控制 A1N 的固溶和析出條件，可以得到強的﹛ 111﹜織構，從而得到良好的沖壓性能， R 為 。迄今為止，大工業(yè)生產中使用的各類沖壓用薄板都是以鋁鎮(zhèn)靜鋼 為基的，稱之為第二代沖壓汽車用鋼板。 在 80 年代，采用復吹轉爐冶煉和改進的 RH 真空處理設備，可以較經濟地生產出碳含量不大于 20ppm的超低碳鋼。 RH 處理的時間縮短到 1015min。目前有些國家大量生產出碳含量不太子 ％、氮含量不大于 ％的超低碳 IF 鋼，其沖壓性能 R 為 ，形成了第三代汽車用冷軋鋼板。我國超低碳鋼生產研究工作開始于 l985 年，北京科技大學同寶山鋼鐵總廠合作， 1990 年已生產出性能比日本川崎生產的 IF 鋼毫不遜色的第三代汽車鋼板。