【正文】 33 為兩種連續(xù)酸洗機(jī)組的示意圖。連續(xù)酸洗機(jī)組的工藝操作過程是：被送到機(jī)組的鋼板卷，經(jīng)帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機(jī)的開卷機(jī)將鋼板端頭拆開、矯直并被送入鍘刀剪切掉帶鋼頭尾，再將切完頭尾的帶鋼送入閃光對(duì)焊機(jī)，將前后兩條帶鋼的端頭焊接起來，焊接處的焊縫通過焊機(jī)自身的光整機(jī)(拉刀)進(jìn)行光整。然后拉料輥將板帶鋼送入頭部活套車(坑)中貯存，以備酸洗工藝段生產(chǎn)。貯存在頭部活套內(nèi)的鋼板由拉料輥拉出，并被連續(xù)地送入酸洗槽進(jìn)行酸洗。酸洗后清除掉氧化鐵皮的鋼板在漂洗槽中經(jīng)高壓水沖洗、毛刷刷洗除去鋼板從酸洗槽中帶19 / 81出的殘酸，再進(jìn)入烘干裝置將帶鋼表面烘干，然后經(jīng)拉料輥將帶鋼送入尾部活套之中。貯存在尾部活套內(nèi)的帶鋼經(jīng)拉料輥拉出，送入圓盤剪進(jìn)行剪邊。被剪下來的毛邊用圓盤剪下方的碎邊剪剪碎，裝箱運(yùn)走。剪邊的鋼板經(jīng)涂油機(jī)涂油之后，由浮動(dòng)式張力卷取機(jī)將鋼板卷成鋼卷。當(dāng)鋼板卷到規(guī)定重量時(shí)，則使用尾部的剪切機(jī)將鋼板切斷。被切斷的鋼板卷好之后，經(jīng)打捆，并用步進(jìn)式或鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)送入軋鋼工段．以進(jìn)行冷軋生產(chǎn)。鹽酸作為酸洗介質(zhì)在臥式酸洗機(jī)組普遍采用。在近 20 年來興建的高速機(jī)組上除安有兩臺(tái)開卷機(jī)、兩臺(tái)圓盤剪、大儲(chǔ)量的活套裝置、兩臺(tái)卷取機(jī)之外，還配備了電子計(jì)算機(jī)，以控制機(jī)組的整個(gè)工藝操作。圖 32 高生產(chǎn)率的酸洗機(jī)組1帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機(jī)的開卷機(jī)；2 雙鍘刀剪； 3用于焊接前精確剪切頭尾的鍘刀剪；4帶光整的焊機(jī)；5拉料輥；6拉矯；7 張力裝置；8入口活套裝置；9酸洗槽；10清洗槽；11烘干裝置；12出口活套裝置；13張緊臺(tái)架；14 圓盤碎邊剪；15 涂油裝置；16剪；17卷取機(jī) 圖 33 中等生產(chǎn)率的鹽酸酸洗機(jī)組6金屬結(jié)構(gòu)；其他標(biāo)號(hào)與圖 31 相同20 / 81 冷軋冷軋是冷軋板帶鋼生產(chǎn)中一個(gè)最重要的工序。熱軋板帶鋼經(jīng)過一定程度的冷軋變形獲得了厚度很薄、尺寸精確、表面光潔和板形平直的冷硬狀態(tài)鋼板，再經(jīng)過以后熱處理和精整就能使帶鋼具有良好的力學(xué)性能和加工性能或優(yōu)良的電磁性能。另外，鍍涂層處理還可使得鋼板具有良好的抗腐蝕性能，從而使冷軋鋼板在汽車、儀表、家用電器，食品罐頭，輕工和建筑等行業(yè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。由此，冷軋工序的工藝設(shè)備條件也就決定了該冷軋薄板廠的規(guī)模和技術(shù)質(zhì)量水平。冷軋機(jī)是冷軋生產(chǎn)的主體設(shè)備。為了滿足冷軋薄板生產(chǎn)的品種、規(guī)格、質(zhì)量及不同生產(chǎn)規(guī)模的要求，冷軋薄板生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了從單張到成卷生產(chǎn)的變革。由可逆式連軋到全連續(xù)以及聯(lián)合機(jī)組的發(fā)展中，形成了各種形式和不同特色的冷軋機(jī)?，F(xiàn)代冷軋機(jī)的裝備水平也有了很大提高，并趨向高效率、高質(zhì)量、連續(xù)化和自動(dòng)化。冷軋機(jī)成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中高效率生產(chǎn)設(shè)備之一，是鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展和裝備水平提高的一個(gè)重要標(biāo)志。冷軋?jiān)O(shè)備：冷軋?jiān)O(shè)備由入口側(cè)鋼卷接受及運(yùn)送裝置、開卷機(jī)、軋機(jī)、卷取機(jī)和鋼卷輸出裝置等機(jī)械設(shè)備以及各個(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)、控制、檢測(cè)儀表和潤(rùn)滑等裝置所組成（如圖 34） 。設(shè)備是生產(chǎn)工藝操作的基礎(chǔ)。這些單體設(shè)備的形式、精度和控制技術(shù)等裝備水平是直接與生圖 34 冷連軋機(jī)設(shè)備組成圖1步進(jìn)梁；2 鋼卷小車；3 剝帶機(jī)；4 預(yù)開卷機(jī)；5雙柱頭開卷機(jī)；6測(cè)厚儀；7連軋機(jī)；8液壓壓下缸；9斜楔調(diào)整裝置；10 橫切機(jī)；11卷取機(jī)；12助卷機(jī)21 / 81產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量相連系的。而上述設(shè)備的有機(jī)配合和協(xié)調(diào)作用更是直接關(guān)系到生產(chǎn)效率的發(fā)揮和產(chǎn)品質(zhì)量的提高?，F(xiàn)代高效率、高質(zhì)量的冷軋生產(chǎn)都是把這些設(shè)備的操作與過程控制納入到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)下工作的。在軋機(jī)入口側(cè)接受酸洗過的熱軋鋼卷并將鋼卷運(yùn)送到開卷機(jī)前和在出口側(cè)，把鋼卷運(yùn)出軋制線，一般都采用鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)或步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)。臺(tái)板的結(jié)構(gòu)形式有鞍座式、平板式，弧板式和槽形幾種，以適應(yīng)立式或臥式鋼卷的運(yùn)送。步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)采用液壓操作，具有工作平穩(wěn)可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等待點(diǎn)，是一種用途廣泛、經(jīng)濟(jì)性高的大鋼卷運(yùn)輸設(shè)備( 圖 35)，廣泛用于冷軋各機(jī)組的進(jìn)出料運(yùn)輸和過路運(yùn)輸。圖 35 槽形步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)1固定梁；2活動(dòng)梁；3 平行四連桿機(jī)構(gòu)； 4升降缸；5移動(dòng)缸開卷機(jī)的作用是把鋼卷帶頭引出并矯平送入軋機(jī)和在軋制中提供足夠的開卷張力。其結(jié)構(gòu)形式常見有雙錐頭式、雙柱頭式和懸臂式 3 種(圖 36)。雙錐頭式、雙柱式開卷機(jī)用來對(duì)軋制線上運(yùn)送的鋼卷進(jìn)行開卷。雙錐頭結(jié)構(gòu)有剛性和脹縮式兩種，剛性錐頭開卷機(jī)只產(chǎn)生很小的張力，錐頭容易壓傷內(nèi)層鋼卷，故很少使用。脹縮式錐頭插入鋼卷后脹緊，從而能形成較大的張力，常用于軋機(jī)或平整機(jī)的開卷。雙柱式開卷機(jī)的柱頭較長(zhǎng)地插入鋼卷內(nèi)徑，如 1700 連軋機(jī)的開卷柱頭一側(cè)行程為80mm，這樣就不會(huì)在很大開卷張力時(shí)，引起鋼卷內(nèi)層的損傷。并且開卷速度較高，張力大，工作平穩(wěn)。懸臂式開卷機(jī)的卷筒通常為斜楔脹縮式，由液壓驅(qū)動(dòng)芯軸來帶動(dòng)斜楔和套筒作鈾向移動(dòng)，使卷筒脹縮。有的在卷筒懸臂端設(shè)置活動(dòng)的外支承架，使懸臂式開卷機(jī)可以22 / 81承重大重量鋼卷，形成較大的開卷張力并容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。一般軋機(jī)上只裝一臺(tái)開卷機(jī)，為了減少開卷的輔助操作時(shí)間，則采取預(yù)開卷或兩臺(tái)開卷機(jī)工作方式，以滿足軋機(jī)連續(xù)生產(chǎn)的要求。為保證帶鋼與軋機(jī)中心線對(duì)中運(yùn)行，開卷機(jī)上要裝設(shè)邊緣控制系統(tǒng)，通過液壓裝置自動(dòng)進(jìn)行橫向浮動(dòng)。圖 36 常用開卷機(jī)形式a雙錐頭式；b 懸臂式；c 雙柱頭式1錐頭；2 減速器；3電機(jī)；4鋼卷小車；5 卷筒；6柱頭移動(dòng)油缸； 7柱頭脹縮油缸；8傳動(dòng)花鍵軸；9柱頭冷軋帶鋼卷取普遍采用卷筒式卷取機(jī)，卷筒結(jié)構(gòu)有剛性和脹縮式兩種。剛性(實(shí)心)卷筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較好的強(qiáng)度和剛度，內(nèi)徑自然成圓，適于薄和極薄板帶鋼的卷取。為了卸卷，要采用雙卷筒結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)式卷取機(jī)，后在專用的重卷機(jī)組上進(jìn)行倒卷(圖 37)。23 / 81圖 37 剛性卷筒的重卷機(jī)構(gòu)1冷軋機(jī)；2回轉(zhuǎn)式卷取機(jī)；3矯直機(jī)；4 液壓剪；5檢查站； 6脹縮卷取機(jī)；7助卷機(jī)脹縮式卷筒多是扇形板式，即卷筒外殼是由扇形板組合而成的。根據(jù)扇形板動(dòng)作方式脹縮式卷筒有斜楔式和四棱錐式卷筒兩種。斜楔式是由卷筒芯軸驅(qū)動(dòng)斜楔作軸向移動(dòng)，使扇形板產(chǎn)生徑向位移而脹縮卷筒。四棱錐式是由液壓缸直接推動(dòng)棱錐軸而使扇形板徑向位移，因此棱錐軸強(qiáng)度要高，這種卷筒更適用于大張力軋制的軋機(jī)。四棱錐式卷筒有四個(gè)扇形板，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，脹縮成圓(圖 38)，動(dòng)平衡好，卷取速度高。鋼卷內(nèi)芯是借助于皮帶助卷機(jī)的接觸摩擦形成的，纏上 3 圈即可進(jìn)行全張力卷取。如 2030冷連軋機(jī)的四棱連卷取機(jī)最大速度為 1900m/min。圖 38 四棱錐式卷筒1心桿；2 扇形板；3斜楔；4主軸卷筒直徑與薄板的力學(xué)性能和厚度有關(guān)，常用的有 φ4450、φ45φ4610 和φ4750mm，一般是薄板帶鋼要用小直徑卷筒，厚板帶鋼采用大直徑卷筒，而在厚度變化范圍較大時(shí)，可采用卷筒加套或更換卷筒的辦法。卷取機(jī)驅(qū)動(dòng)都采用直流電機(jī)直接傳動(dòng)方式，以確保軋制過程中板帶鋼速度同步調(diào)24 / 81節(jié)和張力恒定，適應(yīng)高速軋制的要求。卷取機(jī)位置調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)地將鋼卷對(duì)中軋機(jī)中心，確保卷邊整齊。在全連續(xù)冷軋機(jī)上，要設(shè)置兩臺(tái)卷取機(jī)，兩臺(tái)之間由導(dǎo)向裝置和磁力皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行快速分流。近年來，國(guó)外也使用 Carrousel 輪盤式卷取機(jī) (圖 39)，由輪盤上的兩個(gè)卷筒交替工作，這樣鋼卷卷取和輸出位置都固定不變，簡(jiǎn)化了出口側(cè)設(shè)備和操作，卷取質(zhì)量有了改善。圖 39 輪盤式卷取機(jī)1皮帶助卷機(jī)；2導(dǎo)向輥；3傳行臺(tái)；41 號(hào)卷筒；52 號(hào)卷筒；6公轉(zhuǎn)用傳動(dòng)軸；7輪盤；8帶鋼卷車軋機(jī)是冷軋機(jī)組的主體設(shè)備，各種形式軋機(jī)都要由牌坊、工作輥和支撐輥及其軸承、主傳動(dòng)、壓下裝置以及換輥裝置等設(shè)備組成。 熱處理冷軋薄板熱處理生產(chǎn)是冷軋薄板生產(chǎn)工序中的一個(gè)主要組成部分。熱處理技術(shù)的發(fā)展是伴隨著冷軋機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的。在冷軋薄板的生產(chǎn)過程中，退火是一個(gè)重要的工序。在冷變形過程中，金屬晶粒將沿著變形的方向被拉長(zhǎng)。冷變形會(huì)引起晶粒取向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在多晶體內(nèi)形成一定類型的織構(gòu)。另外，晶體內(nèi)的結(jié)構(gòu)缺陷還會(huì)增加，如位錯(cuò)密度、空位、及間隙原子密度明顯升高；亞晶界、層錯(cuò)和孿晶界大量出現(xiàn)，以及形成胞狀結(jié)構(gòu)。由于冷變形的變化造成金屬許多結(jié)構(gòu)敏感性質(zhì)的改變，如出現(xiàn)加工硬化(硬度、強(qiáng)度升高，塑性、韌性25 / 81下降)以及力學(xué)和物理性能的各向異性現(xiàn)象等 [5]。這些缺陷和變化都需要通過軋后的再結(jié)晶退火過程予以消除。因此，再結(jié)晶退火是冷軋后的重要的物理冶金過程之一，也是工業(yè)上控制和改變金屬材料組織、織構(gòu)和性能的重要手段。冷軋薄板在退火過程中經(jīng)歷的回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大三個(gè)過程都影響成品板材的性能，冷軋退火的目的是降低冷加工硬化、恢復(fù)變形金屬的塑性 [6,7]，研究冷軋薄板再結(jié)晶溫度以及壓下率對(duì)再結(jié)晶溫度的影響，對(duì)冷軋薄板生產(chǎn)具有重要的實(shí)際意義，能夠?yàn)槔滠埍“迳a(chǎn)時(shí)退火工藝制度的制定提供理論依據(jù) [8,9]。目前使用的退火爐型式如圖 310：退火爐間歇式退火爐（罩式爐）連續(xù)式退火爐單垛式緊卷罩式退火爐松卷罩式退火爐多垛式緊卷罩式退火爐立式爐臥式爐圖 310 退火爐型式(1)連續(xù)式退火爐與間歇式退火爐對(duì)比優(yōu)點(diǎn)： 、大批量生產(chǎn)； ，生產(chǎn)率高，熱耗少，節(jié)能 20%以上； ，表面質(zhì)量好，板形平直。缺點(diǎn)： ，一次投資費(fèi)用高； 。板厚大于 時(shí)回轉(zhuǎn)輥直徑太大，設(shè)備顯得笨重。(2)立式退火爐和臥式退火爐的對(duì)比：立式爐占地少，廠房高。：當(dāng)板帶材厚度增加時(shí)，臥式爐還是有缺陷的。：立式爐比臥式爐的設(shè)備費(fèi)用高 1020%，這是因?yàn)樵O(shè)備高，而爐體、走廊和支架等強(qiáng)度的要求高，而耗材量大，安裝費(fèi)用較高。26 / 81：立式爐高，維護(hù)修理較臥式不便。綜合上述，因立式爐不需要懸起帶材而設(shè)計(jì)上尚屬方便，但需視廠房條件而定。選擇哪種型式需看各種條件具體分析來確定。采用立式退火爐的主要原因是由于立式爐不受板材厚度的限制，從左右方向用風(fēng)噴吹，帶材容易懸持，并且占地面積也少等。退火爐的入口和出口處，分別設(shè)有密封輥，其主要作用就是盡量減少空氣進(jìn)入爐內(nèi)，避免帶鋼表面氧化。正常生產(chǎn)時(shí)，爐內(nèi)充滿著由氮?dú)夂蜌錃饣旌锨液醯陀?5104%的保護(hù)氣體，然而實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，實(shí)測(cè)爐中保護(hù)氣體的含氧量一般要比通入爐內(nèi)之前高出許多，這主要是由于兩方面原因：一方面是爐體的泄漏，如果泄漏點(diǎn)正好是爐體的局部負(fù)壓區(qū)，特別是在冷卻風(fēng)機(jī)循環(huán)風(fēng)道的吸風(fēng)口處容易產(chǎn)生負(fù)壓，如果在吸風(fēng)口處的管壁上存在微小的泄漏孔，空氣就會(huì)由這些小孔進(jìn)入爐內(nèi)，造成爐內(nèi)氧氣含量升高，超出工藝規(guī)定的要求，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量；另一方面，爐內(nèi)爐外存在著極大的氧氣濃度差，爐內(nèi)保護(hù)氣體氣氛的氧氣分壓幾乎等于零，而爐外一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的情況下，空氣中的氧氣含量為 21%，也是氧氣滲入爐內(nèi)的主要?jiǎng)恿?[10]。此外，帶鋼在進(jìn)入爐內(nèi)時(shí)，表面會(huì)存在空氣的黏著層，從而將黏著層的空氣帶入爐內(nèi)，也是造成爐內(nèi)氧氣含量升高的一個(gè)原因 [11]。為確保退火爐各個(gè)爐室的密閉性，除了設(shè)計(jì)、制造過程中必須采取有效措施，防止泄漏隱患外，在安裝、調(diào)試及日常生產(chǎn)運(yùn)行與維護(hù)中，還要運(yùn)用有效的檢漏手段，將不允許存在的極其微小的泄漏微孔進(jìn)行檢測(cè)和堵漏。其中，安裝、調(diào)試階段達(dá)到密閉性設(shè)計(jì)要求尤其重要。 立式連續(xù)退火爐加熱段在操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)都均勻交錯(cuò)地分布著輻射管，每個(gè)輻射管由一個(gè)燒嘴控制其所需要的加熱能力。無論加熱要求如何，輻射管的熱點(diǎn)保持不變，以此來保證溫度交叉的均勻性；這種控制方式采用除了傳統(tǒng)的控制方式外還可以單獨(dú)控制每個(gè)輻射管，并通過開/關(guān)控制模型，自動(dòng)控制頂部靠近爐輥的輻射管的開度，調(diào)節(jié)爐輥的輥凸度。27 / 81板帶鋼在立式連續(xù)退火爐加熱室內(nèi)的加熱是在氮?dú)浔Ｗo(hù)氣體下利用輻射管間接加熱的。在連續(xù)生產(chǎn)中進(jìn)行熱量控制就必須要時(shí)刻知道帶鋼的實(shí)際溫度，但實(shí)際上爐內(nèi)很難準(zhǔn)確測(cè)得帶鋼的溫度。爐內(nèi)設(shè)備測(cè)得的溫度由于是在輻射的環(huán)境下測(cè)得的，輻射高溫計(jì)測(cè)得的熱量實(shí)際是帶鋼的熱輻射，這個(gè)熱量也包含爐壁反射到帶鋼上的熱量，這種不理想的輻射和吸收可造成 150℃的溫度測(cè)量偏差，因此應(yīng)該詳細(xì)了解和分析爐內(nèi)的各種加熱方式才可以獲得理想的爐子熱量 [12]。 (1)熱量傳遞方式 爐內(nèi)的熱量可以通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射 3 種不同方式進(jìn)行傳遞。傳導(dǎo)是一個(gè)高溫部分到低溫部分的傳遞過程，當(dāng)帶鋼是薄帶鋼的時(shí)候可以認(rèn)為帶鋼溫度是均勻的，相對(duì)于帶鋼的速度傳熱時(shí)間較長(zhǎng)，所以在實(shí)際運(yùn)行中可以忽略熱傳導(dǎo)。對(duì)流是一個(gè)通過與物體接觸的流體運(yùn)動(dòng)來加熱或冷卻物體的傳熱方式。對(duì)流可分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種方式。其中伴隨溫差的密度差異所產(chǎn)生的對(duì)流稱之為自然對(duì)流；而通過泵或風(fēng)機(jī)使介質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)稱之為強(qiáng)制對(duì)流。輻射是熱量以電磁波的形式將熱量通過空間從一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體。爐子和帶鋼的大部分熱交換都是通過輻射傳熱來實(shí)現(xiàn)。(2)熱輻射不直接接觸的兩個(gè)物體可以不依賴其間的任何介質(zhì)而傳遞輻射熱， 通常把物體發(fā)射能以及輻射能的傳播稱為輻射，如果發(fā)射的輻射能是與物體的溫度有關(guān)的熱能轉(zhuǎn)換的，則稱為熱輻射 [13]。熱物體發(fā)射的輻射能投射到另一個(gè)物體的表面時(shí)(見圖 311)，一部分被物體吸收(QA)，一部分被反射回去(QR) ，一部分透過物體(QD)，其中被吸收的這部分可以轉(zhuǎn)換為熱能。圖 311 輻射能放射示意圖其中：QA+QR+QD=Q28 / 81A+R+D=1式中：A、R、D 分別為物體的吸收率、反射率和