【正文】 與上海大學(xué)等單位合作 ,以磷或磷 +釩代硅研發(fā)成功低碳、低硅、無鋁 (低鋁 ) 相變誘發(fā)塑性鋼 ,解決了傳統(tǒng)高鋁相變誘發(fā)塑性鋼生產(chǎn)困難、高硅相變誘發(fā)塑性鋼可鍍性差、焊接性差的問題 ,批量生產(chǎn) 590 、 780 等不同級別的相變 誘發(fā)塑性鋼 ,并應(yīng)用于一些國產(chǎn)車型 ,在高強(qiáng)鋼的開發(fā)和應(yīng)用方面闖出一條新路。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀 冷軋帶鋼是由熱軋帶鋼采用冷軋方式生產(chǎn)出的具有較高性能和優(yōu)良品質(zhì)的板帶產(chǎn)品。通過冷軋變形和熱處理的恰當(dāng)配合，不僅可以比較容易地滿足用戶對各種產(chǎn)品規(guī)格和綜合性能的要求，還特別有利于生產(chǎn)某些需要有特殊結(jié)晶織構(gòu)和性能的重要產(chǎn)品，例如硅鋼板、深沖板等。 冷軋帶鋼的軋制工藝特點 冷軋與熱軋的區(qū)別在于變形前材料沒有加熱 ,因而 ,變形溫度遠(yuǎn)低于再結(jié)晶溫度。對于成品的外觀特性和性能來說 ,冷軋時表面的變化過程與內(nèi)部的變化同樣重要。 冷軋在金屬的再結(jié)晶溫度以下 進(jìn)行 ,晶粒被破碎 ,產(chǎn)生了很高的位錯密度 ,且不能在加工過程中產(chǎn)生回復(fù)再結(jié)晶 ,故板帶在冷軋過程中必然產(chǎn)生很大的加工硬化 ,并隨著變形程度的增加而加劇 ,從而使變形抗力及軋制壓力增大 ,降低塑性。所以在冷軋時 ,要制定壓下規(guī)程 ,決定軋制變形量 ,并了解金遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 屬的加工硬化程度。 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，故必須采用有效的人工冷卻。水是比較理想的冷卻劑，因其比熱大，吸熱率高且成本低廉。 冷軋采用工藝潤滑的主要作用是減小金屬的變形阻力，這不但有助于保證在已有的設(shè)備能力條件下實現(xiàn)更大的壓下，而且還可使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)可行地生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。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。就潤滑效果而言，天然油（植物油與動物油）最優(yōu)，礦物油次之，水最差。 。軋制時所需的張力由位于軋機(jī)前后的張力卷筒提供 ,連續(xù)式冷軋機(jī)各架之間的張力則依靠控制速度來產(chǎn)生。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝 普通薄鋼板一般采用厚度為 ～ 6mm的熱軋帶鋼作為冷軋坯料。冷軋的生產(chǎn)工藝流程是：熱軋板卷 (原料 )→ 酸洗 → 冷軋 → 脫脂 → 退火 → 平整 → 剪切 → 成品交貨。要得到均勻的交貨性能 ,必須要對原材料的化學(xué)成分進(jìn)行全檢 ,并根據(jù)碳含量進(jìn)行選材。高品質(zhì)的冷軋成品尤其要注重前工序的生產(chǎn) ,要有 純凈度高、品質(zhì)優(yōu)良、性能均勻的原板才能軋出優(yōu)質(zhì)的冷軋產(chǎn)品。冷軋坯料在軋制前必須經(jīng)過連續(xù)酸洗機(jī)組清除氧化鐵皮 ,以保證帶鋼表面光潔 ,順利地實現(xiàn)冷軋及其后的表面處理。在酸洗技術(shù)方面 ,采用淺槽紊流或噴流酸洗工藝。新型高效的全自動焊機(jī)、大張力拉伸矯直機(jī)、故障率低的活套、帶快速回轉(zhuǎn)刀頭的圓盤剪、先進(jìn)的自動補(bǔ)酸系統(tǒng) ,都是現(xiàn)代化大型酸洗機(jī)組的成熟實例。 軋制。滿足了用戶對板形質(zhì)量精度日趨嚴(yán)格的要求。新型激光測速儀和各種厚度、板形及平整度測量儀的應(yīng)用 ,可提高軋制成品的厚度精度和平整度。由于冷軋的工藝特點 ,軋到一定厚度必須進(jìn)行退火使鋼軟化。因此 ,在退火之前 ,應(yīng)洗刷干凈帶鋼表面的油脂 ,即脫脂工序。退火后的帶鋼表面光亮 ,進(jìn)一步軋制或平整時 ,就不必酸洗。退火之后的帶鋼必須進(jìn)行平整 ,以獲得平整光潔的表面 ,均勻的厚度 ,并使性能得到調(diào)整。平整之后 ,可根據(jù)定貨要求對帶鋼進(jìn)行剪切。 冷軋機(jī)作為生產(chǎn)質(zhì)量要求很高的最終成品設(shè)備，投資巨大，工藝技術(shù)復(fù)雜，控制精度高。應(yīng)綜合考慮市場容量、品種質(zhì)量、投資規(guī)模等因素才能充分發(fā)揮低耗、高產(chǎn)、高質(zhì)的優(yōu)勢，以最低的投入獲得最好的效益。連續(xù)式冷軋機(jī)生產(chǎn)效率與軋制速度都很高，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，它承擔(dān)著薄板、帶材的主要生產(chǎn)任務(wù)。冷連軋機(jī)組逐漸淘汰單卷連軋，由無頭軋制向全連續(xù)冷軋機(jī)組、酸洗 —冷軋聯(lián)合機(jī)組方向發(fā)展，使冷軋帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、成材率和勞動生產(chǎn)率大幅提高，生產(chǎn)周期和成本降低。由于運用了冷連軋機(jī)發(fā)展起來的各項先進(jìn)技術(shù) (厚度自動控制、板形控制、大卷重、高軋速等 )，可逆式冷軋機(jī)在產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量上都有很大提高，有的產(chǎn)品質(zhì)量性能指標(biāo)接近或超過了冷連軋機(jī)。 20 世紀(jì) 90 年代以來，全球新建單 (雙 )機(jī)架可逆式帶鋼冷軋機(jī)的臺數(shù)首次大大超過新建的連續(xù)式帶鋼冷軋機(jī)，如歐美一些發(fā)達(dá)國家裝備了一些軋制特殊鋼種和規(guī)格的可逆式軋機(jī)，有 CVC6HS 六輥可逆式軋機(jī)、 HC (UC)六輥軋機(jī)、二十輥軋機(jī)、十二輥軋機(jī)和 Z 型 (十八輥 )軋機(jī)等。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 2 產(chǎn)品方案的制定及金屬平衡表 產(chǎn)品方案的制定 ： 產(chǎn)品方 案是指所設(shè)計的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名、品種、規(guī)格、狀態(tài)以及年計劃產(chǎn)量。 編制產(chǎn)品方案時主要從以下各點進(jìn)行考慮的： (1)滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的需求，特別是要解決某些短線產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證最重要的國民經(jīng)濟(jì)部門對產(chǎn)品的需求； (2)考慮產(chǎn)品的平衡，即是說，要考慮各種產(chǎn)品在全國范圍內(nèi)的平衡和各地區(qū)內(nèi)的平衡問題，以及可能出口的問題； (3)考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建 廠地區(qū)納的合理分工； (4)專慮建廠地區(qū)資源及鋼的供應(yīng)條件，物資和鋼材等的運輸條件； (5)根據(jù)當(dāng)前技術(shù)上的可能性，逐步解決產(chǎn)品品種規(guī)格的更新問題，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化 表 產(chǎn)品方案 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品規(guī)格 產(chǎn)量萬噸 所占比例 % 厚 mm 寬 mm 長 mm 冷軋帶鋼卷 750～ 1600 80 冷軋板 750～ 1600 1000～ 6000 70 熱鍍鋅板 700～ 1600 1000～ 6000 45 鍍錫板 700～ 1600 1000～ 6000 45 合計 ——— ———— ———— 240 100 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 原料的選擇 原料要求 根據(jù)金屬平衡，年產(chǎn) 240 萬噸的冷軋產(chǎn)品，年需要熱軋鋼卷 萬噸。 表 帶鋼的厚度偏差 項目 鋼帶厚度 在寬度范圍的厚度允許偏差 一級品 二級品 7001100 ﹥11001300 ﹥ 1300 7001100 ﹥11001300 ﹥ 1300 厚度偏差 177。 177。 177。 ﹥ 177。 177。 177。 177。 177。0 .30 177。 橫向厚度偏差 ﹥ 縱向厚度偏差 ﹥ ,邊緣不得有扭邊 ,端部揉鄒和大于 90176。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 ,松卷圈數(shù)不得多于 5圈 ,冷卷料不驗收 ,合金鋼 /低合金鋼 40號以上優(yōu)質(zhì)鋼松 卷圈數(shù)不得超過 7 圈。 紋。考慮到生產(chǎn)過程中的溶損、幾何損失、工藝損失，制定如下的金屬平衡表。 采用四輥軋機(jī)五機(jī)架連軋 （ 1）工作輥直徑： ? （ 520～ 600） mm ，選 ? 600 mm ； （ 2）支承輥直徑： ? （ 1400～ 1526） mm ,選 ? 1500 mm 。 冷軋薄板生產(chǎn)及工藝流程 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 圖 冷軋板帶鋼工藝流程 熱軋帶卷 酸洗 五機(jī) 架軋機(jī) 連續(xù)退火 罩式退火 退火 熱鍍鋅 平整 重卷 縱切 橫切 冷軋帶鋼卷 冷軋板 電解清洗 平整 退火 鍍錫板 橫剪 橫切 熱鍍鋅板 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 軋制規(guī)程制定 壓下規(guī)程的制定 根據(jù)經(jīng)驗采用分配壓下系數(shù)表 31，令軋制中的總壓下量為 ∑Δh，各道的壓 下量 ih?為： hbh ii ???? 式中： bi－壓下分配系數(shù)。 參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步制定壓下量及前、后張力如表 33 所示： 表 產(chǎn)品壓下量及前、后張力 道次 /iH mm /ih mm /ih mm? 前張力 /Mpa 后張力 /Mpa 1 90 35 2 100 90 3 104 100 4 108 104 5 45 108 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 張力制度 張力在冷軋生產(chǎn)中不僅可以降低軋制壓力，防止帶鋼跑偏，補(bǔ)償沿寬度方向軋件的不均勻變形，并且還起著傳遞能量，傳遞影響，使各機(jī)架之間相互連接的作用。實際生產(chǎn)中若張力過大會把帶鋼拉斷或產(chǎn)生拉伸變形，若張力過小則起不到應(yīng)有作用。 冷連軋的特點之一是采用大張力軋制，所以一般單位張力 q 為（ ~） s? ，軋機(jī)不同、軋制道次不同、鋼種不同、規(guī)格不同等影響，張力變化范圍較寬。且單位張力后機(jī)架要比前機(jī)架大一些。 表 冷軋帶鋼的分配原則 帶鋼厚度， mm ~1 1~2 2~4 單位張應(yīng)力 ,kg/mm2 ~ s? ~ s? ~ s? 軋輥轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)經(jīng)驗值，軋件由末架軋機(jī)軋制完成后的出口速度一般為 18～ 22 /ms,選取末架軋機(jī)軋件 的出口速度為 20 /ms，根據(jù)秒流量體積條件： 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5h V h V h V h V h V? ? ? ? 求出軋件在各架軋機(jī)的出口速度 V 。? ； 2 hHh ?? 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 x——系數(shù) 39。平均總壓下率 ?? 按下式計算： ?? = 10 ?? ? 式中： 000 )( HHH ??? ——本道次軋前的預(yù)變形量； 001 )( HhH ??? ——本道次軋后的總變形量； 0H ——冷軋前軋件的厚度； H——本道 次軋前軋件的厚度； h——本道次軋后軋件的厚度。 由 2 01 qqQ ?? 求出平均單位張力 Q ，則可得到 QKK ??39。 (2)求 x 的值 x 的值根據(jù)軋輥壓扁時平均單位壓力圖解（斯通圖解法）得到。 hQKafy )(2 ?? 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 式中： E Rua ? )1(8 2?? u——泊松比，取 ； E——彈性模量，取 E=210GPa，代入計算得： 258 (1 ) 300 10a ? ? ????? 圖 確定 f 39。根據(jù) x 值查表便可得 xex 1? 的值。 總壓力為： pBlP 39。l ——由fhxl ?39。 表 各道次計算結(jié)果 道次 0? /% 1? /% ?? /% s? /Mpa Q /Mpa 39。l /mm p /Mpa P /KN 1 2 3 4 5 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 表 壓下規(guī)程 道次 /iH mm /ih mm /ih mm? %? 軋速1/ms?? 前張力/MPa 后張力/MPa _/p MPa /P KN 1 22 90 35 2 100 90 3 104 100 4 108 104 5 45 108 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 4 生產(chǎn)設(shè)備的選擇 主要生產(chǎn)設(shè)備 主軋機(jī) 設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是確定出車間設(shè)備的種類、形式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、數(shù)量及能力。 主軋機(jī)選擇主要是針對主軋機(jī)的型式、噸位以及主電機(jī)的功率進(jìn)行選擇設(shè)計。 同時還要考慮選擇的設(shè)備是否先進(jìn)以及價格是否合理。五機(jī)架連續(xù)軋制機(jī)組，無可逆道次。主軋機(jī)采用的壓下方式是液壓壓下方式 [5]。min 0~250/500 最大軋制力/MN 30 最大軋制速度/m/min 1350 軋輥電機(jī)功率 / KW 1333 軋輥電機(jī)臺數(shù)/臺 4 輔助生產(chǎn)設(shè)備 酸洗設(shè)備 酸洗的作用是除去金屬表面的氧化鐵