《冷轧板带生产》PPT课件

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1、4冷轧板带钢生产厚度：，厚度：，宽度：宽度：600-2 000mm，钢板长度：钢板长度：1 200-6 000mm4.1 冷轧板带钢生产综述冷轧板带钢生产综述冷轧冷轧金属在再结晶温度以下的轧制过程金属在再结晶温度以下的轧制过程4.1.1 冷轧板带钢的优势冷轧板带钢的优势1）可）可生产厚度更小的薄板生产厚度更小的薄板：冷轧时板材横端面：冷轧时板材横端面B和和H之比之比3000maxHB2）带材沿宽度和长度方向能获得）带材沿宽度和长度方向能获得均匀的厚度均匀的厚度，板板形更好形更好。3）冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到）冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到表表面质量好，表面光洁面质量好，表

2、面光洁的产品。的产品。4）带材经冷轧后，）带材经冷轧后，进行不同的热处理，可以得到进行不同的热处理，可以得到不同机械性能的产品。不同机械性能的产品。n4.1.2 冷轧板带钢的轧制工艺特点冷轧板带钢的轧制工艺特点1）加工温度低，加工温度低，钢在轧制过程中产生加工硬化；钢在轧制过程中产生加工硬化；加工硬化的影响：加工硬化的影响：变形抗力增大，使轧制力加大。变形抗力增大，使轧制力加大。塑性降低，易发生脆裂。塑性降低，易发生脆裂。n消除加工硬化的措施消除加工硬化的措施：软化热处理（再结晶退火，固溶处理），恢复塑软化热处理（再结晶退火，固溶处理），恢复塑性。性。n“轧程轧程”每次软化退火之前完成的冷轧工

3、作每次软化退火之前完成的冷轧工作称为一个轧程。称为一个轧程。n2）冷轧中采用工艺冷却与润滑（工艺冷润）冷轧中采用工艺冷却与润滑（工艺冷润）n工艺冷却：冷轧过程中的变形热和摩擦热工艺冷却：冷轧过程中的变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，须采用有效的人工使轧件和轧辊温度升高，须采用有效的人工冷却。冷却。n 冷轧板带钢的冷轧板带钢的8488%变形功转化为热变形功转化为热能。能。单位时间内发出的热量（变形发热单位时间内发出的热量（变形发热率）。率）。nvhpJBq88.084.0(2)工艺润滑工艺润滑 工艺润滑的作用：工艺润滑的作用：减少金属的变形减少金属的变形抗力（实现大压下和轧制更薄板材），抗力（

4、实现大压下和轧制更薄板材），冷却轧辊，防止粘辊。冷却轧辊，防止粘辊。天然油脂（动、植物油脂）润滑效果天然油脂（动、植物油脂）润滑效果优于矿物油。优于矿物油。n常用冷润液常用冷润液-乳化液乳化液:通过乳化剂的作用把少通过乳化剂的作用把少量的油剂和大量的水混合起来，制成乳状量的油剂和大量的水混合起来，制成乳状的冷润液。乳化液的冷却能力介于水和油的冷润液。乳化液的冷却能力介于水和油之间，一般为水的之间，一般为水的4080%，随着乳化液浓，随着乳化液浓度的增加，其冷却能力下降。度的增加，其冷却能力下降。类型类型乳化液乳化液轧制油轧制油矿物基础油矿物基础油脂肪油基础油脂肪油基础油混合性基础油混合性基础油

5、矿物油或基础油矿物油或基础油使用特征使用特征油脂含量低，油脂含量低，清洁性好清洁性好乳化液较硬乳化液较硬皂化值皂化值3040润滑性最好润滑性最好清洁性较差清洁性较差适宜高速轧制适宜高速轧制皂化值皂化值190200润滑性好润滑性好热分离性强热分离性强乳化液较软乳化液较软皂化值皂化值100160低黏度低黏度+添加剂添加剂循环使用循环使用低速轧制低速轧制轧后表面质量好轧后表面质量好用途用途连轧机连轧机可逆轧机可逆轧机森吉米尔轧机森吉米尔轧机连轧机连轧机可逆轧机可逆轧机连轧机连轧机可逆轧机可逆轧机连轧机连轧机可逆轧机可逆轧机森吉米尔轧机森吉米尔轧机工作情况工作情况浓度浓度28%温度温度3550浓度浓度

6、25%温度温度5060浓度浓度25%温度温度5060添加剂含量添加剂含量110%轧制钢种轧制钢种普通钢普通钢特殊钢特殊钢普通钢普通钢特殊钢特殊钢普通钢普通钢特殊钢特殊钢特殊钢特殊钢薄板带薄板带n皂化值：完全皂化皂化值：完全皂化1g油脂所需油脂所需KOH的的mg，mg/g。n皂化值是轧制润滑剂性能的标志，皂化值越高，轧制皂化值是轧制润滑剂性能的标志，皂化值越高，轧制润滑油性能越好，但轧后退火板面清洁性随之变差。润滑油性能越好，但轧后退火板面清洁性随之变差。n乳化液的润滑性还跟乳化液中油滴的颗粒度分布有很乳化液的润滑性还跟乳化液中油滴的颗粒度分布有很大关系。乳化液配制方法不同，其颗粒度分布也不相大

7、关系。乳化液配制方法不同，其颗粒度分布也不相同，特别是随着乳化液的使用，颗粒度的分布发生变同，特别是随着乳化液的使用，颗粒度的分布发生变化，导致轧制过程润滑性能变化，最终使得轧制过程化，导致轧制过程润滑性能变化，最终使得轧制过程中轧制力，张力等因素发生波动。中轧制力，张力等因素发生波动。n乳化液的作用：当以一定的流量喷到板面和辊面之上乳化液的作用：当以一定的流量喷到板面和辊面之上时，既能有效地吸收热量，又能保证油剂以较快的速时，既能有效地吸收热量，又能保证油剂以较快的速度均匀地从乳化液中析出并黏附在板面与辊面上，及度均匀地从乳化液中析出并黏附在板面与辊面上，及时形成颗粒均匀，厚度适中的油膜。时

8、形成颗粒均匀，厚度适中的油膜。3）冷轧中采用张力轧制：）冷轧中采用张力轧制：张力轧制张力轧制轧件在轧辊中的辗轧变形是在有一定的前轧件在轧辊中的辗轧变形是在有一定的前张力和后张力作用下实现的。张力和后张力作用下实现的。张力张力作用在轧件轧制方向上的力。作用在轧件轧制方向上的力。前张力前张力作用方向与轧制方向相同的张力。作用方向与轧制方向相同的张力。后张力后张力作用方向与轧制方向相反的张力。作用方向与轧制方向相反的张力。防止带钢在轧制过程中跑偏（保证正确对中轧制）；防止带钢在轧制过程中跑偏（保证正确对中轧制）；使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中保持板形平使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中保持板

9、形平 直直 以及轧后板形良好）；以及轧后板形良好）；降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品。降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品。起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。张力的作用张力的作用：ttvdtElz1000z带材在任何时刻的张应力带材在任何时刻的张应力ZAQ总张力总张力sz)6.01.0(经验值经验值冷轧薄板生产工艺流程n冷轧板带钢生产冷轧板带钢生产n冷轧板带钢产品种类及钢质（自查）冷轧板带钢产品种类及钢质（自查）n4.2.2 冷轧生产各工序简介冷轧生产各工序简介 热轧板卷料热轧板卷料酸洗酸洗冷轧冷轧退火退火平整平整精整精整包装包装入库入库n1）酸洗）酸

10、洗 盐酸或硫酸为溶剂去除热轧来料的氧化铁皮，使盐酸或硫酸为溶剂去除热轧来料的氧化铁皮，使之表面光洁，便于冷轧。之表面光洁，便于冷轧。n来料氧化铁皮的组成来料氧化铁皮的组成:OHFeClHClOFe2332326OHFeClFeClHClOFe23243428OHFeClHClFeO222222HFeClHClFe酸洗原理酸洗原理 最广泛采用的是以盐酸为介质的酸洗法。盐酸酸洗的最广泛采用的是以盐酸为介质的酸洗法。盐酸酸洗的特点是与氧化铁皮反应快，但与基体金属反应较慢。盐特点是与氧化铁皮反应快，但与基体金属反应较慢。盐酸酸洗是从表面层开始逐渐溶解氧化铁皮，几乎是一种酸酸洗是从表面层开始逐渐溶解氧化

11、铁皮，几乎是一种纯化学反应过程。其化学反应方程式如下：纯化学反应过程。其化学反应方程式如下：卧式酸洗机组卧式酸洗机组 2）轧制）轧制n四辊式轧机，四辊式轧机，56机架连轧；机架连轧；n5机架产品规格：，机架产品规格：，n 辊身长辊身长 17002135mm规程制定规程制定n 性能影响因素性能影响因素 冷轧带钢的性能与炼钢、浇铸方法、热轧、冷冷轧带钢的性能与炼钢、浇铸方法、热轧、冷轧、退火、平整和矫直等有关。轧、退火、平整和矫直等有关。n钢中化学成分对钢的性能决定作用钢中化学成分对钢的性能决定作用n热轧的影响因素：热轧的影响因素：精轧机的变形率、终轧温度、在运输辊道精轧机的变形率、终轧温度、在运

12、输辊道上的冷却速度和卷取温度，决定着晶粒的大小、上的冷却速度和卷取温度，决定着晶粒的大小、晶粒形状、渗碳体的分布情况和氮的析出与过饱晶粒形状、渗碳体的分布情况和氮的析出与过饱和溶解。和溶解。性能与变形量等因素的关系性能与变形量等因素的关系 冷轧带材的机械性能和工艺性能取决于坯料冷轧带材的机械性能和工艺性能取决于坯料的金相组织、冷轧总变形量和轧制后的退火制度。的金相组织、冷轧总变形量和轧制后的退火制度。（2）压下量分配）压下量分配:冷轧带材的总压下率为冷轧带材的总压下率为 4093%。根据具体要求分配压下率根据具体要求分配压下率 a第一道次考虑后张力较小，带钢容易跑偏第一道次考虑后张力较小，带钢

13、容易跑偏;坯坯料厚度不均匀等，不宜采用较大的压下率料厚度不均匀等，不宜采用较大的压下率;b第二、三道次采用大压下率轧制第二、三道次采用大压下率轧制;c精轧道次不采用大的压下率，保证板形及厚度精轧道次不采用大的压下率，保证板形及厚度精度精度.常用的压下规程设计方法常用的压下规程设计方法：a先按经验并考虑到规程设计的一般原则和要先按经验并考虑到规程设计的一般原则和要求，对各道（架）压下进行分配；求，对各道（架）压下进行分配；b按工艺要求并参考经验资料，选定各机架按工艺要求并参考经验资料，选定各机架（道）间的单位张力；（道）间的单位张力；c校核设备的负荷及各项限制条件，并修正。校核设备的负荷及各项限

14、制条件，并修正。n压下系数的分配压下系数的分配hbhiibi压下量分配系数压下量分配系数机架机架数数 道次（机架号）道次（机架号）1234520.70.330.50.30.240.40.30.20.150.30.250.250.150.05常规冷连轧机速度常规冷连轧机速度n脱脂：脱脂：冷轧后的清洗工序，去除钢板表面冷轧后的清洗工序，去除钢板表面的油脂和污物，防止退火后带钢表面上生成的油脂和污物，防止退火后带钢表面上生成黑斑和灰层。黑斑和灰层。n(2)(2)脱脂方法脱脂方法：电 解 清 洗：用 碱 液（苛 性 钠电 解 清 洗：用 碱 液（苛 性 钠 NaOH，Na2SO4，Na3P3O4）喷刷

15、清洗）喷刷清洗;机上洗净与燃烧脱脂。机上洗净与燃烧脱脂。用乳化液的轧机最末架喷以除油清洗剂，称用乳化液的轧机最末架喷以除油清洗剂，称机上清洗。机上清洗。3）脱脂与退火）脱脂与退火(3)退火：退火：使轧制时受到加工硬化的金属重新使轧制时受到加工硬化的金属重新软化，消除内应力和得到细小均匀的晶粒。软化，消除内应力和得到细小均匀的晶粒。将钢的加热到奥氏体转变温度上某一温度，将钢的加热到奥氏体转变温度上某一温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，从而得到近似保温一定时间，然后缓慢冷却，从而得到近似平衡组织的热处理方法，是消除冷轧造成的内平衡组织的热处理方法，是消除冷轧造成的内应力和加工硬化，使钢板具有标准所

16、要求的力应力和加工硬化，使钢板具有标准所要求的力学性能、工艺性能及显微结构。学性能、工艺性能及显微结构。罩式退火罩式退火罩式退火罩式退火罩式退火炉炉台上层烧嘴下层烧嘴加热罩内罩钢卷控制器煤气环形管道空气工艺流程：开卷工艺流程：开卷送料送料剪断剪断焊接焊接活套活套碱碱洗槽洗槽刷洗刷洗清洗清洗干燥干燥张紧辊张紧辊预热段预热段加热段加热段水冷段水冷段均热段均热段保护气体冷却段保护气体冷却段卷取。卷取。连续式退火炉连续式退火炉连续退火n4）平整：退火后带钢以小压下率进行轧制的过）平整：退火后带钢以小压下率进行轧制的过程叫做平整。（程叫做平整。（15%）n 目的目的：消除材料的屈服平台，防止加工时的拉伸

17、应变；消除材料的屈服平台，防止加工时的拉伸应变；提高材料的强度极限，扩大塑性加工范围。平提高材料的强度极限，扩大塑性加工范围。平整量不同钢种的机械性能产生一定幅度的变化；整量不同钢种的机械性能产生一定幅度的变化；矫正板材的形状；矫正板材的形状；根据用户的要求生产表面粗糙度不同的带钢，根据用户的要求生产表面粗糙度不同的带钢，对镀层板加工成光滑表面，而对涂层板加工层表对镀层板加工成光滑表面，而对涂层板加工层表面打毛均匀的表面。面打毛均匀的表面。屈服平台的出现，使钢带的加工性能变屈服平台的出现，使钢带的加工性能变坏，必须予以清除。坏，必须予以清除。平整率平整率平整率是平整工艺中控制钢带力学性能的惟平

18、整率是平整工艺中控制钢带力学性能的惟一变形指标。一变形指标。平整率是钢带长度的变化率，用平整前、后平整率是钢带长度的变化率，用平整前、后钢带的相对伸长表示：钢带的相对伸长表示：%100001lll1钢带表面粗糙度取决于用户的要求。表面钢带表面粗糙度取决于用户的要求。表面粗糙度大致分为光面、毛面和麻面粗糙度大致分为光面、毛面和麻面(3种，种，其标志符号为其标志符号为Ra)，常用计量单位为微米，常用计量单位为微米钢带表面的粗糙度是直接由工作辊辊面的钢带表面的粗糙度是直接由工作辊辊面的粗糙度复制过来的，但复制效率受到平整粗糙度复制过来的，但复制效率受到平整过程中各种工艺因素的影响，如平整方式、过程中

19、各种工艺因素的影响，如平整方式、伸长率、弯辊力等伸长率、弯辊力等m5)成品剪切成品剪切平整后的钢带经过成品剪切后成为钢带的最平整后的钢带经过成品剪切后成为钢带的最终交货状态。终交货状态。纵剪机组：进行钢卷切边、分条；纵剪机组：进行钢卷切边、分条；横剪机组：进行定尺长度钢板剪切。横剪机组：进行定尺长度钢板剪切。重卷机组：分卷重卷机组：分卷酸酸-轧轧-退联合机组退联合机组(FIPL)示意图示意图1开卷机焊接机活套1冷连轧机组2开卷机飞剪活套2酸洗机组活套4活套3卷取机退火机组典型机组：新日铁广畑厂（1987），美国 Inland steel操作数据：设备利用率95，成材率96.9%，年产量：108

20、万吨 能耗降低40%，断带事故：卷/月n热镀锌带钢生产热镀锌带钢生产 腐蚀是金属和周围介质发生化学反腐蚀是金属和周围介质发生化学反应的结果应的结果.防止金属腐蚀可以从两方面着手：防止金属腐蚀可以从两方面着手：一是控制环节，二是控制金属材料本身。一是控制环节，二是控制金属材料本身。腐蚀控制技术包括以下途径：改变腐蚀控制技术包括以下途径：改变腐蚀环境腐蚀环境;研制新型耐腐材料研制新型耐腐材料;施加金属施加金属或非金属保护层；采用化学保护层技术或非金属保护层；采用化学保护层技术等。等。带钢电镀带钢电镀Zn及及Zn合金属保护层的方法。合金属保护层的方法。n热镀锌板的热镀锌板的生产工序生产工序主要包括：

21、原板准备主要包括：原板准备镀前处理镀前处理热浸镀热浸镀镀后处理镀后处理成品检验等。成品检验等。根据镀前处理方法的不同把热镀锌工艺分为根据镀前处理方法的不同把热镀锌工艺分为两大类，两大类，线外退火线外退火：即湿法：即湿法（单张钢板热镀（单张钢板热镀锌法）、线外退火（单张钢板热镀锌法）、锌法）、线外退火（单张钢板热镀锌法）、热镀锌热镀锌 惠林（惠林（Wheeling）法（带钢连续热镀）法（带钢连续热镀锌法）锌法）；线内退火线内退火 森吉米尔（森吉米尔（Sendzimir）法（保护气体法）、法（保护气体法）、改良森吉米尔法、美钢改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）、赛拉斯（联法（同日本川崎法）、

22、赛拉斯（Selas）法）法和莎伦（和莎伦（Sharon）法。）法。n森吉米尔法森吉米尔法：把退火工艺和热镀锌工艺联：把退火工艺和热镀锌工艺联合起来，其线内退火主要包括氧化炉，还合起来，其线内退火主要包括氧化炉，还原炉两部份组成。带钢在氧化炉中煤气火原炉两部份组成。带钢在氧化炉中煤气火焰直接加热到焰直接加热到450度左右，把带钢表面残存度左右，把带钢表面残存的轧制油烧掉，净化表面。后再把带钢加的轧制油烧掉，净化表面。后再把带钢加热到热到700-800度完成再结晶退火，经冷却段度完成再结晶退火，经冷却段控制进锌锅前温度在控制进锌锅前温度在480度左右，最后在不度左右，最后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌，因此，接触空气的情况下进入锌锅镀锌，因此，森吉米尔法产量高、镀锌质量较好，此法森吉米尔法产量高、镀锌质量较好，此法得到广泛应用。得到广泛应用。