冷轧简介PPT教案

冷轧简介冷轧生产基础知识简介轧程:

生产过程中每两次软化热处理之间所完成的冷轧工作，通常称之为一个“轧程”。在一定轧制条件下，钢质越硬，成品愈薄，所需的轧程也就愈多。第1页/共102页碳钢分类区分钢和铁的主要依据：所谓钢铁是含有一定数量其他元素的铁碳合金。通常区分钢与铁是按含碳量的多少而划分的，其含碳量≥2%者为生铁，含碳量<2%者为钢，而含碳量≤0.04%的铁碳合金称之为工业纯铁。碳素钢：含有C、Si、Mn、P、S等常见元素成分的钢叫碳素钢，而P、S含量≤0.045%的叫优质碳素钢，>0.045%而<0.05%的钢称为普通碳素钢。第2页/共102页冷轧普通薄钢板冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275；符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。第3页/共102页冷轧优质薄钢板同冷轧普通薄钢板一样，冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。冷轧优质碳素薄钢板是以优质碳素结构钢为材质，经冷轧制成厚度小于4mm的薄板。适用牌号：08、08F、10、10F符号：08、10—钢号开头的两位数字表示钢的含碳量，以平均碳含量×100表示；F—不脱氧的沸腾钢；b—半镇静钢，Z—一般脱氧的镇静钢（有时无字母表示）。第4页/共102页深冲压用冷轧薄钢板深冲压冷轧薄钢板多半用铝脱氧的镇静钢，属于优质碳素结构钢。由于它的塑性非常好，具有优良的深拉延特性，所以被广泛用于需要比较复杂结构的深拉延的制品上。适用牌号：08A1符号：08-钢号开头的两位数字表示钢的含碳量，以平均碳含量×100表示；A1-使用铝脱氧的镇静钢。第5页/共102页日本冷轧碳素薄钢板适用牌号：SPCC、SPCD、SPCE符号：S-钢（Steel）、P-板（Plate）、C-冷轧（cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压级（Draw）、E-深冲级（Elongation）热处理状态：A—退火、S-退火+平整、8—（1/8）的硬质、4—（1/4）的硬质、2—（1/2）的硬质、1—硬质。第6页/共102页拉延性能级别：ZF—用于冲制拉延最复杂的零件，HF—用于冲制拉延很复杂的零件，F—用于冲制拉延复杂的零件。表面加工状态：D—麻面（轧辊经磨床加工后喷丸处理），B—光亮表面（轧辊经磨床精加工）。表面质量：FC—高级的精整表面，FB—较高级的精整表面。状态、表面加工状态、表面质量代号、拉延级别（仅对SPCE）、产品规格及尺寸、外形精度（厚度和/或宽度、长度、不平度）。第7页/共102页德国冷轧碳素薄钢板适用牌号：st12、st13、st14、st15、st14-T符号：ST-钢（Steel）、12-普通级冷轧薄钢板、13-冲压级冷轧薄钢板、14-深冲级冷轧薄钢板、15-特深冲级冷轧薄钢板、14-T-超级冷轧薄钢板。表面质量：FC-高级的精整表面，FB-较高级的精整表面。表面结构：b-特别光滑、g-平滑、m-无光泽、r-粗糙。第8页/共102页抗拉强度（σb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb=Pb/Fo（MPa）。第9页/共102页屈服强度（σs）材料在受外力作用，载荷增大到某一定数值时，试样发生连续伸长的现象叫做屈服现象。这时材料抵抗外力的能力叫做屈服强度，一般把引起试样标距部分发生一定残余伸长量的载荷，规定为试样的屈服载荷。若标距内的残余伸长量为拉伸试样原标距长度的0.2%，此时的屈服强度常用σ0.2表示第10页/共102页屈强比（σs/σb）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75，合金结构钢为0.84-0.86第11页/共102页硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。第12页/共102页洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：第13页/共102页HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）第14页/共102页维氏硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。第15页/共102页肖氏硬度(HS)将规定形状、质量的金刚石或硬质合金冲头从固定高度h0落在被测物的表面上，冲头弹起一定高度h，用h与h0的比值来计算肖氏硬度值。HS=Kh/h0。第16页/共102页断后延伸率材料受拉力作用而断裂时，伸长的长度与原有长度的百分比叫做延伸率，延伸率公式为：δ=（L1-L0）/L0第17页/共102页

冲击性能在冲压变形过程中金属板料不产生裂纹等缺陷的变形极限。常用板料的宽厚塑性变形比R的大小来表示板材的冲击性能，测定冲击性能的实验方法有杯突法（也叫艾利克森实验法）等。第18页/共102页202.冷轧对金属材料组织和性能的影响2.1晶粒形态的变化（1）铁素体晶粒形态的变化晶粒被拉长或者压扁晶粒被拉长或者压扁成为细条状组织和纤维组织，晶粒破碎成亚晶粒等轴晶粒未变形原始晶粒轻微变形的滑移线拉长或压扁的晶粒细条状组织和纤维组织第19页/共102页钢的常规元素对钢的性能的影响钢中常见的元素有：C、Si、Mn、P、S、Al、N等元素，这些元素对钢性能的影响是：C：是钢中的主要元素之一，一般说钢中含碳量越高，钢的强度、硬度上升，而塑性韧性下降，为保证钢有一定的塑性，韧性，钢的含碳量一般均不超过1.4%。第20页/共102页Mn：锰是提高屈服极限的一个因素，随着钢中锰含量的增加，σs也上升。锰使钢加工硬化。但是，锰含量太低也将失去防止钢的热脆的能力。因此，锰含量（质量分数）一般不低于0.02%，此外，Mn可以减少S对钢的危害性。Si：深冲用钢不希望含有的一种元素，因为它可提高钢的硬度和强度，一般硅含量（质量分数）被限制在不大于0.01%的范围内。第21页/共102页S：在加热后加工时，容易导致钢开裂，即所谓“热脆”现象，是钢中的有害元素。P：使钢的强度硬度增加，塑性韧性则显著降低，特别是低温时影响更为严重，即所谓“冷脆”现象，也是钢中的有害元素。第22页/共102页Al：铝加入钢中的目的是做脱氧剂。钢中适量的铝能消除钢的时效硬化性，提高冲压性能。钢中的氧和氮都是产生时效硬化的元素，加入铝使氧和氮固定在Al2O3和AlN中，能排除时效硬化的可能性；同时，铝还可控制晶粒度和晶粒形状，形成｛111｝织构，对提高冲压性能极为有利。当钢中铝的质量分数<0.02%时，则不能完全消除钢中的游离氮，因此达不到对时效的控制；但当钢中Al>0.065%时，在铝与氮化合生成AlN后，多余的金属铝在钢中则起到了合金化的作用，使钢的屈服极又出现了升高的趋势。因此，钢中金属铝的理想含量（质量分数）应是0.04%-0.05%，但是实际生产中很难将铝含量控制在如此窄的范围内，一般标准将其控制在0.025%-0.07%的范围内。第23页/共102页再结晶软化等常见概念再结晶软化：金属加工硬化后，处于组织不稳定状态，即处于高能状态，因而它本身就有自发恢复变形前组织状态的倾向，一旦被加热，由于内部原子活动能力增大，将产生回复，再结晶晶粒长大，使硬化现象消除这一过程就叫金属的再结晶软化。第24页/共102页临界变形程度：金属在某一变形程度下，再结晶后的晶粒会长得很大，而在变形小于或超过此变形程度时，再结晶后的晶粒反而减少。再结晶后能形成最大晶粒的冷塑性变形程度称为临界变形程度。碳钢的临界变碳钢的临界变形程度大都在2%～10%。第25页/共102页应力和应力集中：塑性变形时作用于金属上的外力有作用力和反作用力，由于这两种外力的作用，在金属内部将产生与外力大小相平衡的内力，单位面积上的这种内力称为应力。第26页/共102页当金属内部存在应力集中在很大程度上提高了金属的变，其表面又有尖角，尖缺口，结疤，折叠，划伤，裂纹等缺陷存在时，应力将在这些缺陷处集中分布，使这些缺陷部位的实际应力比正常应力高数倍，这种现象叫应力集中。变形抗力，降低了金属的塑性，金属的破坏往往最先从应力集中的地方开始。第27页/共102页前滑后滑：轧制变形时，金属与轧辊间有相对运动，存在着金属相对于轧辊向后流动的后滑区和相对于轧辊向前滑动的前滑区。在变形区内靠近轧辊的出口处，金属的纵向流动速度大于轧辊圆周速度的水平分速度，这种现象叫做前滑。在变形区靠近轧辊的入口处金属的纵向流动速度小于轧辊圆周速度的水平分速度这种现称为后滑。第28页/共102页加工硬化由于加工硬化，使轧制过程中金属变形抗力增大，轧制压力提高，同时还使金属塑性降低，容易产生脆裂。当钢种一定时，加工硬化的剧烈程度与冷轧变形程度有关。当变形量加大使加工硬化超过一定程度后，就不能再继续轧制。因此板、带材经受一定的冷轧总变形量之后，往往需经软化热处理（再结晶退火或固溶处理等），使之恢复塑性，降低抗力。以利于继续轧制。生产过程中每两次软化热处理之间所完成的冷轧工作，通常称之为一个“轧程”。在一定轧制条件下，钢质越硬，成品愈薄，所需的轧程也就愈多。第29页/共102页由于加工硬化，成品冷轧板、带材在出厂之前一般也都需要进行一定的热处理，例如最通常的再结晶退火处理，以使金属软化，全面提高冷轧产品的综合性能，或获得所需的特殊组织和性能。第30页/共102页工艺冷润轧制压力增大，轧制功率增大;在相同道次时，轧后材料厚度增加;要得到相同尺寸的轧材时，轧制道次增加;轧材在宽度方向上的不均匀延伸增加，使中间浪或边浪增加;轧材表面的清洁性发生变化;变形区温度升高;轧辊损耗增加;轧材局部摩擦增加，使钢板产生瓢曲等。第31页/共102页在冷轧过程中采用工艺润滑的主要目的:减小变形区接触弧表面上的摩擦系数和摩擦力，使轧制压力和能量消耗降低，减少道次压下量和减少道次数;工艺润滑能减小金属的变形抗力，这不但有助于保证在己有的设备能力条件下实现更大的压下，而且还可使轧机能够经济可行的生产厚度更小的产品;同时，确保轧材有良好的表面精度和良好的表面质量;第32页/共102页3)工艺润滑还可以防止金属粘在轧辊上，同时起到洗涤剂的作用，能够从轧辊表面和金属表面冲洗掉金属微粒(磨损物)和其它污垢;4)此外，工艺润滑的另一个重要任务就是使轧机的能力充分发挥出来，在不改变现有设备能力的情况下提高产量，性能良好的轧制润滑是轧机实现高速轧制的先决条件。第33页/共102页工艺润滑剂——乳化液乳化液是实际生产中使用得最为广泛的一种冷轧润滑和冷却剂。一种液体以细小的液滴分布在另一种液体中，形成两种液体组成的足够稳定的液体，成为乳化液。它的冷却能力比油大得多，在循环系统中可以长期使用，耗油量较低，而且具有良好的抗磨性能。乳化液分为两种类型:一种是水包油型(O/W型)，此时水多油少，用于润滑冷却;一种是油包水型(WHO型)，此时水少油多，如重油乳化液，用于燃料燃烧。在冷轧生产中采用水包油型(O/W型)乳化液，它是以润滑油(合成油或者动/植物油)为基础油，添加一定数量的添加剂，与水均匀混合所形成，在这种情况下，水是作为冷却剂和载油剂而起作用的。第34页/共102页在实际生产中，要求乳化液以一定的流量喷到板面和辊面之上时，既能有效的吸收热量，又能保证油以较快的速度均匀地从乳化液中离析并粘附在板面和辊面上，及时形成均匀、厚度适中的油膜。第35页/共102页张力轧制所谓“张力轧制”就是轧件的轧制变形是在一定的前张力和后张力作用下实现的。第36页/共102页张力的作用主要有：防止带材在轧制过程中跑偏；使所轧带材保持平直和良好的板形；降低金属变形抗力，便于轧制更薄的产品；可以起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。第37页/共102页轧制带材时在张力作用下，若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽向上的张力分布将会发生相应的变化，即延伸较大的一侧的张力减少，而延伸较小的一侧张力增大，结果便自动地起到纠正跑偏的作用。这种纠正作用是瞬时反应的，同步性好，无控制时滞，在某些情况下，它可以完全代替凸形辊缝法与导板夹持法等，使轧件在基本上平行的辊缝中轧制时仍有可能保证稳定轧制。这就有利于轧制更精确的产品，并可简化操作。张力纠偏的缺点是张力分布的改变不能超过一定限度，否则会造成裂边，轧折甚至引起断带。第38页/共102页由于轧件的不均匀延伸将会改变沿带材宽度方向上的张力分布，而这种改变后的张力分布反过来又会促进延伸的均匀化，故张力轧制有利于保证良好的板形。此外，在轧制过程中，当未加张力时，不均匀延伸将使轧件内部出现残余应力。加上张力后，可以大大削减甚至消除压应力，这就大大减轻了在轧制中板面出现浪皱的可能，保证冷轧的正常进行。当然，所加张力的大小也不应使板内拉应力超过允许值。第39页/共102页41冷轧生产工艺流程冶炼系统矿石钢水第40页/共102页42热轧钢板和热轧无缝钢管生产系统第41页/共102页43长材生产系统第42页/共102页44冷轧板带材和焊管生产系统第43页/共102页45工艺流程矿石钢材第44页/共102页46冷轧板带生产工艺流程热轧板卷冷轧板第45页/共102页我厂工艺流程第46页/共102页轧制我厂产品主要定位于冷轧精密带钢产品和包装用捆带产品，主要生产产品有电子支架用钢带、三极管支架用钢带、包芯线用钢带、文具用钢带、翅片用钢带、药芯焊丝用钢带、高强捆带等，主要设备为510mm可逆式冷轧机、1050mm可逆式冷轧机，相应配套设施有JSS-4-1600纵剪机组、松卷机组、罩式退火炉、平整机组、精剪机组、发蓝机组、高强捆带机组等第47页/共102页第48页/共102页50对酸洗后热轧卷进行轧制加工，得到用户要求的几何尺寸，为后部工序提供所需半成品。在轧制过程中，可消除部分原料缺陷，并改善板形

1500mm双机架可逆冷轧机1450mm单机架可逆冷轧机第49页/共102页510轧机示意图1-支撑辊；2-工作辊；3-压力导板台架；4-卷取机；5-活动导板；6-游动辊；7-牌坊；8-压下机构；9-工作辊平衡缸；10-挤乳液辊；12-带钢第50页/共102页510mm轧机技术参数：机组型式：四辊可逆式带钢厚度：入口2.0—6.0mm出口0.1—1.5mm（开发0.1mm以下的产品）带钢宽度：150—400mm钢卷内经：500mm钢卷外径：max1580mm，生产时控制在1400mm以下轧制速度：0—300/800m/min传动比：i=1第51页/共102页传动马达：（DC）N=2×450KW=900KW（两台电机并联）n=0—565/1510rpm轧辊尺寸：工作辊直径：180mm辊身长度：510mm支撑辊直径：510mm辊身长度：510mm轧辊传动：工作辊传动冷却剂：乳化液（浓度：1.5左右）轧制力：4000KN（最大）卷筒张力：6—60KN（速度最大400m/min/时）3—30KN（速度最大800m/min/时）第52页/共102页在既定设备条件下，工艺操作和工艺参数管理对设备能力和产品质量的提高都起着十分重要的作用。在可逆式轧制生产中，工艺管理的主要项目是压下规程、辊型控制和带钢张力的调整。第53页/共102页A压下规程通常，制定冷轧带钢的压下制度包括两方面的工作，一是确定轧程数和确定总变形量在轧程间的分配比例，一是确定一个轧程各个道次的变形量分配比例。第54页/共102页在实际生产中，轧程数越少越好。冷轧轧程数主要决定于所轧产品和所用坯料的品种和规格，以及轧机的类型和规格等。对某一品种个规格的产品来说，在坯料规格和其他轧制条件一定的情况下，轧程数取决于这种品种带钢允许的最大变形量。若一个轧程的总变形量超过这种材料的允许最大变形量，则需另加一个轧程。因此，为了合理地确定某中产品的轧程数和用尽可能少的轧程进行生产，必须掌握这种材料冷轧的允许最大变形量。另一方面，在产品的品种、规格和其他轧制条件一定的情况下，轧程数主要决定于所用坯料的规格。第55页/共102页轧程各道次的压下量分配制度，其目的是在保证产品质量的前提下，轧机设备能力得到充分的发挥。压下量分配受到诸多因素的影响，如主传动功率、轧辊强度、材料塑性、润滑条件和原料及成品尺寸等。在可逆轧机上，各道次的辊凸度变化很小，为使带钢板形良好，要遵循“板凸度一致”的基本原则分配压下。实际生产中来料厚度波动较大限制了第一道次压下不能最大；以后道次随着加工硬化的加剧，压下量受到设备能力的限制而下降；在成品道次压下最小，主要考虑到板形质量。第56页/共102页1-实际压下率；2-理论压下率第57页/共102页B辊型控制辊型控制是控制板形的一个重要方法，板形控制的目的是使轧出带钢的外形平直、横向截面的厚差(即同板差)要小。板形控制首先要从原料着手，通过压下分配、轧制速度和张力等工艺参数的调节也能在一定程度上消除不良板形。而辊型控制则是通过调节有载辊缝的几何形状，使其与来料带钢断面形状保持一致，减少横向不均匀变形，以此来直接控制板形。第58页/共102页轧辊在轧制力作用下，辊缝的形状受到弹性挠曲、温度、磨损和压扁等众多因素影响，变化是十分复杂的，轧出绝对平直的带钢是不可能的，生产实际中通常以中间厚、两边薄的微凸断面为目标进行控制。第59页/共102页辊型控制的主要手段是：

(1)配置轧辊原始凸度。预先在轧辊上磨削原始凸度值，凸度值是根据轧制带钢的材质、厚度和宽度而变化的。为便于磨削、安装和调节，一般总是把凸度值全分配到上工作辊上，而下工作辊是平的。支撑辊也有较小的凸度值。并且，轧辊要根据轧制量定期更换。第60页/共102页(2)预热法。换辊后工作辊要较快地达到正常操作温度，使轧辊在稳定的热凸度条件下进行轧制。通常是安排轧制烫辊料，即用较小的压下量轧制软质带钢，也可使用热乳化液浇洒空转的轧辊进行预热。第61页/共102页(3)乳液流量调节。在轧制时根据生产工艺和操作情况调节辊身长度上乳化液的喷射量，即调节热凸度，一般是：

1)轧制软质带钢要用较大乳液量，以更好地补偿变形热引起的凸度增加，反之硬质带钢要适量减少乳液量；

2)轧制薄带钢(厚度小于0．5mm)比轧制厚带钢要有更大的凸度，可使中间乳液量小于两侧，并关闭支撑辊乳液量；3)带钢出现两边浪，要减小中间流量或加大两边流量，有中间浪则反之。第62页/共102页(4)液压弯辊：工作辊正弯辊（减少工作辊的绕度）工作压力：21MPa弯辊力：130KN/每侧弯辊凸度：最大0.3mm(5)压下量及速度调节。改变压下量有时也能有效地消除浪形。如单边浪，可减小浪边压下或加大另侧压下；中间浪可在工艺许可的条件下加大压下；两边浪也可通过提高速度使辊温上升，加大热凸度。第63页/共102页C带钢张力在可逆轧制中轧辊与卷筒的线速度差形成张力。形成前张力的卷取机，电机处于电动机工作状态，而产生后张力的卷取机，电机则处于发电机工作状态。轧制中较大的张力可使轧制过程稳定、速度升高和板形良好，但张力过大则容易造成断带、薄料卸卷困难、带卷容易变形和退火粘结。因此，生产中带钢张力要根据材质、规格等情况进行调节。第64页/共102页

张力制度的基本原则：(1)可逆窄带轧制的张力较小,常在0—20MPa的范围内选取。(2)第一道次开卷张力不应太大，开卷张力应该总是小于酸洗成品的卷取张力，以防止带卷层间错动引起带钢表面擦伤。(3)中间道次一般是前张力小于或等于后张力。后张力大于前张力能减小临界角，降低轧制力。(4)成品道次张力根据带钢厚薄变化。(5)根据板形调节张力，中浪时要适当减小张力，以防止断带；两边浪时可加大张力，使板形得到改善。第65页/共102页67消除冷轧带钢加工硬化和残余应力，软化金属，提高塑性，以便进一步进行冷轧或加工。

改善冷轧带钢组织结构，与冷轧配合得到所需要的晶粒大小和取向，使冷轧带钢获得所需要的机械性能和物理性能。罩式退火第66页/共102页68冷却罩内罩加热罩对流板终冷台运卷车炉台阀站第67页/共102页69罩式炉工艺操作流程装料放内罩及压紧放加热罩点火退火吊加热罩，扣冷却罩风冷喷淋吊冷却罩移走内罩卸料至终冷台冷却完成等待下一次装料冷密封测试及吹扫第68页/共102页705.退火周期示意图空气/水冷却

加热均热冷却第69页/共102页71（1）加热速度

钢的导热系数越大，加热速度可以越快。含碳量或合金含量高时，钢的导热系数小，故加热速度应适当慢些。从室温到400℃，加热速度一般不加限制，因为在此期间，带钢内部组织无显著变化，尚未发生再结晶，在这个温度区间加热速度快慢对性能和表面质量影响不大。实际生产中，加热罩（外罩）都是由上一炉保温结束，立即转移到另一炉上，由于罩体温度很高，钢卷温度很快从室温升到400℃，此期间温度变化是难以控制的。从400℃到保温温度，加热速度对带钢的性能和表面质量影响很大。我厂氮氢型保护气体罩式炉，规定为1.5℃/min；对特殊钢、易出质量问题的钢种和较厚的带钢，加热速度应有不同的规定，如厚度较大（大于1.2mm）的09MnAl（Re）、Q235F等钢种，易出性能问题，不易出现粘结，加热速度应慢些，使钢卷温度比较均匀。第70页/共102页72（2）保温温度和保温时间

从理论上说，保温温度就是再结晶温度，但再结晶温度不是一个固定的温度，而是一个范围，一般在570~720℃。根据金属学，冷轧时累计变形程度越小，再结晶温度越高，反之，再结晶温度越低。大量实际资料的统计表明：当变形程度较大时，各种金属材料的最低再结晶温度（用绝对温度表示）为其熔点的0.35~0.40倍。在制定退火工艺制度、确定退火温度时，退火温度一般比最低再结晶温度要高100~200℃。对于再结晶退火，带钢在600℃以上、A1以下的停留时间称为有效均热时间。此时间一般根据产品性能要求的不同而确定。此外，卷重越大，钢板越厚，保温温度应越高，保温时间应越长。对易产生粘结和薄规格带钢，保温温度要适当降低，保温时间要适当缩短。再结晶完成后，继续升高温度或延长保温时间，晶粒会继续长大。晶粒长大是一个自发过程，主要靠晶界移动来完成。从再结晶完成到正常晶粒长大，称为一次再结晶。一次再结晶形成的晶粒称为一次晶粒。一次晶粒长大是不可避免的，但要将晶粒度控制在一定范围内。当加热到较高温度或保温时间较长时，有些钢将产生二次再结晶，即有少数晶粒吞并其周围的一次晶粒而迅速长大，形成的晶粒称为二次晶粒。单取向第71页/共102页73硅钢在高温成品退火中，高斯织构是通过二次再结晶来形成的。对于碳素钢，晶粒粗大会降低强度、塑性、冲击韧性及冷弯工艺性能，因此不希望发生二次再结晶。

（3）冷却速度和出炉温度

生产中吊加热罩后的冷却速度是不加以控制的，但是冷却速度对力学和冲压性能是有影响的。一般希望冷却速度快些，快冷还可以提高炉台效率、改变台罩比。但在320℃附近，快冷固溶的碳不能完全析出，以固溶状态冷却下来，以后过饱和的碳从固溶体中析出产生时效硬化。从600℃冷到320℃所需时间称为有效冷却时间。为了使固溶碳完全析出，在冷却过程中进行过时效处理，过时效温度一般为350～450℃，保温20~300s。对于有特殊性能要求的，如重深冲汽车板，在500℃以上要求缓慢冷却，即带大罩冷却，以保证冲压性能。出炉温度以带钢出炉时与空气接触不发生氧化的原则来确定，考虑到炉台利用率和确保表面质量，出炉温度应以120～150℃为宜。

第72页/共102页743.光亮退火

光亮退火是退火时带钢不发生氧化和脱碳的退火。

做好以下工作可以防止带钢被氧化：1）冷轧后带钢进行电解清洗；2）退火过程中炉子严密不漏，保护气体（氮气、氢气或二者混合物）含氧和含水量低（含氧和含水会造成金属表面氧化和脱碳），含氧量要小于20ppm，露点在-50℃以下，并且进出内罩畅通；3）内罩内保持一定的压力；4）搞好冷吹和热吹工作。

冷吹是用保护气体赶走内罩内空气，热吹的作用是将板卷带来的乳化液产生的油烟、水蒸气等有害物质吹净，并赶走残余的空气。一般在点炉前两小时打开通入炉内的保护气体阀，利用保护气体吹干内罩中的空气。冷吹正常且时间已达两小时，才能点炉。

把具有相同退火工艺制度和相同内径的钢卷应尽可能装在一炉退火，并尽可能把相同规格和相同钢质的钢卷放在一起以求最大的出炉系数。钢卷的宽度和厚度相同，而外径不同时，外径大的在下，小的在上。外径相同，但宽度不同时，则宽的在下，窄的在上，但要求相邻两卷的宽度差最好小于200mm。当钢卷外径和宽度相同，厚度不同时，厚的在下，薄的在上。第73页/共102页平整第74页/共102页二辊平整机技术参数：型式：两辊光整机带钢规格：0.10～2.00×200～450mm钢卷内径：入口Φ500mm

出口Φ500mm钢卷外径：入口max.Φ1600mmminΦ800mm

出口max.Φ1600mmminΦ800mm带钢材质：普碳钢、优质碳素钢结构钢、低合金结构钢代表钢号：Q235、08F、08Al、16Mn、IF、SPCC光整机型式：二辊液压压下光整机组轧辊尺寸：Φ360×550mm压下方式：液压压下光整速度：max.300m/min轧制压力：15～150kN延伸率范围：干光整0.5%～3%湿光整2%～5%第75页/共102页平整机示意图：第76页/共102页平整是冷轧生产的重要工序，其作用是：消除退火带钢的屈服平台，调制好带钢的力学性能；改善带钢的平直度；使带钢表面具有一定的粗糙度。此外，双机架平整机可以实现较大的冷轧压下率，生产超薄厚度的镀锡板。第77页/共102页A平整对力学性能的影响冷轧带钢经过再结晶退火，消除了加工硬化组织，但却使力学性能加工性能变坏。这时带钢的应力应变曲线具有明显的上屈服极限，并且在下屈服极限出现屈服平台。而平整能使上屈服极限提高，屈服平台消失，强度提高。如下图：第78页/共102页a有屈服平台b无屈服平台第79页/共102页理论和实践都证明了有屈服平台的带钢在冲压加工时会出现滑移线，弯曲成圆时有横向折棱倾向，从而使加工件表面质量不良，因此平整工序对不同用途的带钢要采用不同的平整伸长率，以达到调质性能的目的。对深冲用汽车薄板，要求屈服极限很低并消除屈服平台，一般认为最佳伸长率范围是0.6%--1.4%。而对镀锡板和包装用材，要求用一定的强化变形调整强度和硬度，则要使用1%--3%较大的伸长率。第80页/共102页B平整后时效对力学性能的影响平整后钢带的状态还不是钢带的最终状态，最终状态是（在冲压机上的）钢带加工后的形状。如果将平整后的钢带立即交货，则必须考虑钢带存放到加工这段时间的时效变化过程。第81页/共102页沸腾钢薄板的屈服极限，随着存放时间的延长而急剧增大，强度极限仅有少许提高，硬度提高，而断裂延伸、杯突值和加工硬化指数随着存放时间的延长而显著下降。在应力-应变图中，再次出现明显的屈服平台，且常常再度形成上屈服点，这种现象称为变形时效或时效。镇静钢经过较长时间存放，它的性能几乎没有改变，时效作用不明显。第82页/共102页矫直对钢带的力学性能，根据矫直条件的不同会有不同的影响。用较小的平整率进行平整后接着进行时效，无论是轻微矫直还是强化矫直，都使屈服平台减小。如果加工厂在采用钢带加工制品时，发现经过平整的钢带又出现屈服平台和滑移线倾向，则在冲压前立即进行矫直，便可消除这种倾向。第83页/共102页C改善钢带的平直度钢带在退火过程中因受热使加工硬化消失而变软，因钢带内的残余应力消失而变形，板形变坏。平整时给钢带以轻微的压下变形，能在一定程度上减轻和消除其板形缺陷，得到平直的钢带。平整机的轧辊直径应尽量大一些，这样有利于板形的改善。第84页/共102页D使钢带表面具有一定的粗糙度在许多情况下，特别是深冲或镀锌用的钢带，要具有一定程度的良好的表面粗糙度。轧辊本身的粗糙度对平整后钢带表面的粗糙度起着决定性的作用。可以用磨光的、抛光的、抛丸处理或激光打毛的不同辊面状态，以获得不同的钢带表面粗糙度。此外，平整工序还可以改善钢带的厚度精度，并能消除钢带表面轻微的缺陷。平整对钢带产品质量的保证有十分重要的作用。第85页/共102页平整机的设备组成与冷轧机基本相同，但是平整机又有自身的一些特点：（1）驱动方式。平整机一般采用单辊驱动，主要是采用下工作辊单独驱动，上工作辊的速度可随钢带运动速度变化，轧制过程平稳，钢带表面质量好。由于平整轧制的压下量小，力矩在上下轧辊上分配不均的问题很敏感，使用普通齿轮机座，如一对工作辊直径稍微失配，必将在其中的一根连接轴中产生很高的扭矩，并且容易出现轧辊与轧件打滑和轧制振动现象，影响钢带表面质量，加剧轧辊表面磨损。第86页/共102页（2）轧辊直径。平整机的轧辊直径比较大，这是由于平整时的平整率很小，轧制压力很小，几乎看不出轧辊直径对钢带的加工性能有影响，而对提高钢带平直度有利。（3）机前后设S形张力辊。平整机的前、后张力对伸长率和板形的影响很大，因此对平整机的张力控制要求较高。为了适应薄钢带的平整，平整机前后一般设S形张力辊，用于调整张力大小。第87页/共102页（4）防皱辊。对于宽而薄的钢带，为了防止钢带平整时产生折皱，在平整机入口处设置防皱辊。防皱辊紧靠平整辊，这样防皱辊到平整辊的距离很小，钢带经过防皱辊后很快便进入平整辊，不可能形成折皱。(5)平整控制率。由于平整机上的绝对压下量很小，超出测厚仪的精度范围，因此采用测量平整前后钢带的长度的方法（延伸率）来确定平整率。第88页/共102页以往平整生产是不用工艺润滑的，即为干平整。近年来为了提高防锈能力和改善带钢表面质量，广泛采用水溶性或油溶性防锈剂作平整液喷洒辊缝，进行湿平整。湿平整工艺具有很多的优点，因此，除镀锡板只用干平整外，一般平整机都有这两种平整工艺。如下图所示：第89页/共102页项目湿平整干平整生产效率高低单位宽度轧制力(KN/mm2)2-33-5延伸率控制大延伸率范围容易小延伸率范围容易粗糙度复制率(%)30-5060-80防锈效果难以保证防锈无表面缺陷少容易产生辊耗低较高第90页/共102页平整工艺的首要目的是通过工艺参数管理和操作管理确保带钢的性能和质量达到用户的要求，其主要内容和控制项目包括：平整度／平整率表面粗糙度板型和表面质量第91页/共102页A平整度 这是平整生产中控制带钢力学性能的唯一变形指标，因此伸长率调节是工艺质量控制的重要内容。不同用途、不同厚度的带钢要使用不同的平整伸长率，如下表所示：第92页/共102页轧制厚度/mmDDQDQCQ较高强度延伸率偏差/%平整延伸率/%≤0.690.500.600.701.30-0.1～+0.20.70～0.850.600.700.801.40-0.1～+0.20.86～1.00.700.800.901.50-0.1～+0.21.01～0.250.800.901.001.6-0.1～+0.21.26～1.500.901.001.101.7-0.1～+0.21.51～2.01.001.101.201.8-0.1～+0.3≥2.11.101.201.301.9-0.1～+0.3第93页/共102页针对不同的操作方式，伸长率调节手段也是不一样