【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工業(yè)的需要，該廠建立了一臺(tái) 2180 mm 可逆冷軋機(jī)。 1951 年蘇聯(lián)建設(shè)了一套2030 mm全連續(xù)式五機(jī)架式冷連軋機(jī)，年產(chǎn) 250 萬(wàn) t,安裝在新利佩茨克。 我國(guó)冷軋帶鋼生產(chǎn)開始于 1960 年，開始建成的是 1700 mm單機(jī)可逆式冷軋機(jī)，以后陸續(xù)投產(chǎn)了 1200 mm單機(jī)可逆式冷軋機(jī)， MKW1400 mm 偏八輥軋機(jī)、 1150 mm 二十輥冷軋機(jī)和 1250 mmHC 單機(jī)可逆式冷軋機(jī)等， 1978 年投產(chǎn)了我國(guó)第一套 1700 mm連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī)， 1988 年建成了 2030 mm五機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)。 與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)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。 20xx 年分別為 34%和 %，而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家分別約為 60%和 40%以上，因此我國(guó)近年來(lái)一直保持進(jìn)口冷軋板帶 1000 萬(wàn) t 以上，這表明我國(guó)冷軋板帶技術(shù)與裝備水平有待進(jìn)一步提高，預(yù)示著我國(guó)冷軋板帶生產(chǎn)仍有很大的發(fā)展空間。我國(guó) 20xx 年冷軋寬帶鋼產(chǎn)量為 1329 萬(wàn) t，而表觀消費(fèi)量為 3079 萬(wàn) t,自給率為43%。近些年來(lái)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，冷軋板帶產(chǎn)量大幅度增加，但我國(guó)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(guó)家的比值高達(dá) 80%。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，我國(guó)鋼才結(jié)構(gòu)中冷軋比將隨著板帶比增長(zhǎng)而快速增長(zhǎng)。 目前我國(guó)冷軋板帶軋機(jī)建設(shè)中還存在軋機(jī)類型匹配失調(diào)的問題， 與國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)不一致，這樣造成我國(guó)冷軋板帶生產(chǎn)的薄規(guī)格偏少和適應(yīng)市場(chǎng)小批量、多品種的能力差。目前國(guó)外冷軋板帶產(chǎn)量基本滿足要求，正在大量建設(shè)單（雙）機(jī)架可逆式軋機(jī)，據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界在 20 世紀(jì) 90 年代，共建設(shè)單（雙）機(jī)架可逆式寬帶鋼 軋機(jī)近 100 臺(tái)套（包括 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 50 臺(tái)軋制硅鋼和不銹鋼的多輥軋機(jī)），而冷連軋機(jī)僅為 24 臺(tái)套。例如美國(guó) 9 條薄板坯連鑄連軋線后均配置單（雙）機(jī)架可逆式寬帶鋼冷軋機(jī)，而我國(guó) 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(jì)鋼、唐鋼配置單（雙）機(jī)架可逆式寬帶鋼冷軋機(jī)，顯然這與我國(guó) 冷軋板帶鋼需求量大有關(guān)，但長(zhǎng)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(shì)和冷軋產(chǎn)品批量、規(guī)格適應(yīng)市場(chǎng)方面不協(xié)調(diào)，值得今后注意。 隨著熱軋帶卷厚度的減薄，冷軋機(jī)組易發(fā)生了許多的變化。為了配合薄板坯連鑄連軋熱軋線的推廣，強(qiáng)力單（雙）機(jī)架可逆冷軋機(jī)成為與薄板坯連鑄連軋配套的優(yōu)選設(shè)備。 當(dāng)熱軋帶卷厚度小于 mm 時(shí)，五機(jī)架連軋能力過剩，為了減少設(shè)備的重量，降低總的投資 ,不少?gòu)S商推出新的冷軋機(jī)。 DanielliUnited 為 NUCOR 冷軋廠提供的強(qiáng)力單機(jī)架可逆冷軋機(jī)，其主傳動(dòng)功率達(dá)到 7457 kw,該軋 機(jī)設(shè)計(jì)成僅用三個(gè)道次將 ~4 mm 的原料軋制成 ~ mm 的成品，年產(chǎn)量可達(dá) 94 萬(wàn) t。 隨著薄板坯連鑄連軋產(chǎn)量的提高，又發(fā)展了雙機(jī)架可逆冷軋機(jī)組，雙機(jī)架可逆冷連軋由于可軋制二道、四道甚至六道，因而可在最后一或二道次采用平整道次使產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高。無(wú)論是單機(jī)架還是雙機(jī)架可逆冷連軋，其設(shè)備投資將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的五機(jī)架冷連軋，并且由于采用了強(qiáng)力機(jī)架（加大了允許軋制力和主傳動(dòng)功率），年產(chǎn)量亦可達(dá)到 80 萬(wàn) ~100 萬(wàn) t，能較好地與薄板坯連鑄連軋配套，因此近年來(lái)發(fā)展很快。 近年來(lái)，為了進(jìn)一步提高冷軋帶鋼的 產(chǎn)品質(zhì)量，廣泛采用了成品帶鋼凸度測(cè)量?jī)x（沿帶寬多點(diǎn) X 射線源及矩陣式接受，以獲得沿寬度方向的厚度分布）和帶鋼測(cè)速儀（激光測(cè)速儀的使用為流量 AGC 的發(fā)展創(chuàng)造了條件）?，F(xiàn)代檢測(cè)儀表的應(yīng)用使產(chǎn)品厚度及板型質(zhì)量大為提高。 冷軋薄板生產(chǎn)特點(diǎn) 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(lái)了難題，特別是在軋制厚度小而長(zhǎng)度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí)，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。當(dāng)厚度小于一定限度時(shí)，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期內(nèi)保持熱軋所需的溫度。 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 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 軋帶鋼和冷軋薄板?，F(xiàn)代冷連軋寬帶軋機(jī)和雙機(jī)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。現(xiàn)代可逆式冷軋機(jī)可生產(chǎn) ~ mm 厚的冷軋板。多輥冷軋機(jī)或窄帶鋼冷軋機(jī)則可生產(chǎn)最薄達(dá) mm的產(chǎn)品。一般 ~ mm 厚的板帶為一般薄板， ~ mm 厚為較薄薄板， ~ mm厚的板帶為極薄薄板，這些產(chǎn)品用熱軋方法是無(wú) 法生產(chǎn)的。從厚度精度上看，現(xiàn)代熱連軋厚度精度通常為 ? 50 181。m,而現(xiàn)代冷連軋板厚精度高達(dá) ? 5 181。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 50 I，冷軋板特別是現(xiàn)代化的寬帶鋼冷軋機(jī)軋制的帶鋼，其平直度能控制在 5~20 I 以內(nèi)。 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(jì)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(jì)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(jì)的批量生產(chǎn)。 2） 目前熱軋工藝技術(shù)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(zhì)量不良。因此熱軋不適于生產(chǎn)表面光潔程度要求較高板帶鋼產(chǎn)品。熱軋板表面粗糙度熱軋狀態(tài)為 20 181。m，酸洗后為 25 181。m。而冷軋板表面清潔光亮，并可根據(jù)不同用途制造不同表面粗糙度的鋼板。冷軋板按表 面粗糙度分為三種：一種是光澤的鋼板，其表面粗糙度為 3~10 181。m，一般適用于作沖壓部件，并且當(dāng)需涂噴刷漆時(shí)這種鋼板附著性較強(qiáng)；第二種是光亮板，其表面粗糙度小于 181。m，這種鋼板主要作為裝飾鍍鉻用原板等；第三種是壓印花紋板，采用表面具有 70~120 181。m凸凹的平整輥平整鋼板，這種鋼板用于儀表殼及家具裝飾等。這種表面質(zhì)量是用熱軋無(wú)法滿足的。冷軋鋼板的另一突出特點(diǎn)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(dāng)配合，可以在比較寬的范圍內(nèi)滿足用戶的需求。如汽車用薄板幾乎全部用沖壓成型，這樣深 沖性能就成為薄板生產(chǎn)和使用的核心問題。沖壓用鋼的主要要求之一是具有占優(yōu)勢(shì)有利織構(gòu) {111}/（ 100）。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(wú)法達(dá)到的。冷軋還可以生產(chǎn)不銹鋼板，用于家具與建筑裝飾、化工工業(yè)等。近年來(lái)表面處理鋼板有很大發(fā)展。以冷軋板為基板的各種涂層鋼板品種繁多，用途極為廣泛。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 由于上述原因，冷軋薄板的生產(chǎn)達(dá)到迅速的發(fā)展。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。早期的冷軋板軋制的速度不到 1 m/s，而今已達(dá) m/s。鋼板的寬度 1905 年是 406 mm,1925 年是 914 mm,而今最寬可達(dá) 2337 mm。鋼卷重量也從幾噸發(fā)展到 60 t。一座現(xiàn)代化的冷軋廠年產(chǎn)量可以達(dá)到 250萬(wàn) t。 [1] 冷軋板帶鋼的軋制工藝特點(diǎn) 冷軋是指在再結(jié)晶溫度以下的軋制。通常是在常溫條件下軋制。冷軋帶鋼的軋制工藝特點(diǎn)主要有以下三個(gè)方面。 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(shí)還使金屬塑性降低，容易產(chǎn)生脆裂。當(dāng)鋼種一定時(shí)，加工硬化的劇烈程度與冷軋變形程度有關(guān)。當(dāng)變形量加大使加工硬化超過一定程度后，就不能在繼續(xù)軋制。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。生產(chǎn)過程中每?jī)纱诬浕療崽幚碇g所完成的冷軋工作，通常稱之為 “ 軋程 ” 。在一定軋制條件下，鋼質(zhì)愈硬，成品愈薄，所需的軋制行程愈多。由于加工硬化，成品冷軋帶鋼在出廠之前一般也需要一定的熱處理，例如最通常的再結(jié)晶退火處理，以使金屬軟化，全面提高冷軋產(chǎn)品的綜合性能或獲得所需的力學(xué)性能。 工藝?yán)鋮s與潤(rùn)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。實(shí)驗(yàn)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。因此必須加強(qiáng)冷軋過程中的冷卻才能保證軋制過程的順利進(jìn)行。從公式 ()中可以看出變形發(fā)熱率 q 與其它軋制因素的關(guān)系： vhpJ Bq ???????? ? （ ） 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 其中系數(shù) q— 變形發(fā)熱率； Φ =~ 修正系數(shù)； η =小于 1 的修正系數(shù)； J— 機(jī)械功熱當(dāng)量； B— 板坯寬度； Δ h— 壓下量； v — 軋機(jī)速度； p — 軋制時(shí)的平均單位壓力。 水是比較理想的冷卻劑，因其比熱大，吸熱率高且成本低廉。油的冷卻能力則比水差得多。表 。因此軋制薄規(guī)格的高速冷軋機(jī)的冷卻系統(tǒng)往往是以水代油，以顯著提高吸熱能力。 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。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(shí)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(shí)蒸發(fā)，帶走大量熱量，使整個(gè)冷卻效 果大大改善。另外，軋輥溫度的反常升高和軋輥溫度分布規(guī)律的反常或突變均可導(dǎo)致正常軋輥形狀的破壞，直接有害于板型與軋制精度。同時(shí)軋輥溫度過高也會(huì)使冷軋工藝潤(rùn)滑劑失效，使冷軋不能順利進(jìn)行。 表 水與潤(rùn)滑油的吸熱性能比較 項(xiàng)目 種類 熱容 1)(/ ?KkgJ 熱導(dǎo)率 1)(/ ?KmW 沸點(diǎn) /℃ 揮發(fā)潛 1/ ?kgJ 油 水 315 100 209340 2252498 綜上所述，為保證冷軋正常生產(chǎn)，對(duì)軋輥和軋件應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。 2） 工藝潤(rùn)滑 冷軋采用工藝潤(rùn)滑的主要作用是減小金屬的變形抗力，這不但有助于保 證以有的設(shè)備在其能力條件下實(shí)現(xiàn)更大的壓力，而且還可使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)可行的生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。此外，采用有效的工藝潤(rùn)滑也直接對(duì)冷軋過程的發(fā)熱率以及軋輥的溫升起到良好的影響。在軋制某些品種時(shí)，采用工藝潤(rùn)滑還可以起到防止金屬粘輥的作用。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 生產(chǎn)與試驗(yàn)表明，采用天然油脂在潤(rùn)滑效果上優(yōu)于礦物油，冷軋潤(rùn)滑效果的優(yōu)劣誠(chéng)然是衡量工藝潤(rùn)滑劑的重要指標(biāo)，但一種真正的有經(jīng)濟(jì) 實(shí)用價(jià)值的工藝潤(rùn)滑劑還應(yīng)具有來(lái)源廣、成本低、便于保存，并且易于從軋后的板面去除，不留影響質(zhì)量的殘漬等特點(diǎn)。目前只有為數(shù)不多的幾種工藝潤(rùn)滑劑能夠較全面滿足上述要求?，F(xiàn)在常用的一種潤(rùn)滑劑叫乳化液，能夠基本滿足以上要求。 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(shí)現(xiàn)的。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(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用。 帶材在任何時(shí)刻下的張應(yīng)力 z? 可用下式表示 ? ??? 1000ttzz v d tlE?? () 同理，設(shè)帶材斷面積為 A，則總張力 Q=A z? 或 ? ??? 1000 ttz v d tlAEAQ ? () 式中 0l — 帶材上 a、 b 兩點(diǎn)間的原始距離； 0z? — 帶材原始張力； v? — aab vav vvΔvb b ??之差，點(diǎn)速度與點(diǎn)速度 ； E — 帶材的彈性模量。 由公式 ()()可知，張力 z? 的產(chǎn)生與變化最終歸結(jié)為 v? 的產(chǎn)生與變化規(guī)律。無(wú)論是單機(jī)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。 冷軋生產(chǎn)工藝流程 冷軋板帶鋼