邯钢冷轧薄板工程施工技术总结

邯钢冷轧薄板工程

施

工

技

术

总

结

目录

一、工程概况

二、主要技术参数与生产工艺流程

1、工艺技术参数

2、酸轧生产线工艺流程

三、酸洗线生产工艺

1、带钢酸洗的意义

2、氧化铁皮的产生与构成

3、酸洗工艺与检测限制

①设备布置

②酸洗介质选择

③酸洗原理与方法

四、轧机区生产工艺

1、轧机区设备介绍

①设备布置

②CVC轧机简介

③轧机区检测仪表介绍

2、产品质量限制

①质量限制FI标

②原料限制

③板带厚度限制

a、影响产品厚度的因素

b、产品厚度限制措施

④板带平直度限制

a、板形限制的目的与板形缺陷

b、影响带钢平直度的因素

c、板形限制措施

3、压下规程的制定

4、目前存在的主要问题与建议改进措施

五、酸轧生产线应用的主要新技术介绍

六、结束语

邯钢冷轧薄板工程

酸洗连轧线生产工艺简介

一、工程概况

邯钢130万吨冷轧薄板工程是国家“十五”规划中的重点建设项目之一，也是

邯钢为调整自身产品结构、进一步发挥邯钢CSP的优势，开发高附加值的板材深加

工产品，增加企业的竞争实力，以适应市场经济新变更而迈出的具有里程碑意义的

重要一步。在整个冷轧工程中处于中心地位的酸洗连轧生产线，整体工艺技术从德

国西马克•德马格（SMS-Demag）公司全套引进。其电气限制技术则采纳具有高精

度、低谐波的沟通电机变频调速，全数字限制系统与多级计算机限制系统，并主要

选用了具有世界先进水平的德国西门子（SIEMENS）公司的电气传动与限制装置，

其限制精度高、动态响应快，并具有故障诊断和报警功能，调试修理也特别便利。

在该生产线中，采纳了一系列的新技术和新工艺，尤其是它的超浅槽紊流酸洗工艺

和CVC,轧机的厚度与板形限制技术，都代表了当今世界冷轧生产工艺技术的前沿,

具有二十世纪九十年头末期的国际先进水平。对我们而言，自上世纪七十年头建设

武钢一米七冷轧工程以来，时隔二十多年，我们再建设一条类似的生产线，无论是

其工艺技术，还是建设的困难程度与从前都早已不行相提并论。仔细地加以分析、

比较和总结，对提高我们的施工水平将会大有帮助。结合工作实际，本人对该生产

线的酸洗和连轧工艺作一个简洁的介绍。

二、主要技术参数与生产工艺流程

2.1工艺技术参数

表1（原料与产品规格）:

厚度宽度钢卷直径（mm）最大卷重

(mm)(mm)最大外径内径（t）

原料1.8"5.0930~1680中2050中76033.6

产品0.25~2.0900~1665①2000061033.3

表2（生产线速度）:

最大生产速加、减速度穿带速度甩尾速度分卷速度

24

将

督

^

0

邯钢冷轧酸轧联合机组设备配置图

1-开卷机；2—进口段；3—活套；4一酸洗工艺段；5—轧机；6—卡伦赛卷取机

三、酸洗线生产工艺

3.1带钢酸洗的意义

冷轧生产都是以热轧带钢为原料•，而热轧带钢由于其在高温轧制过程中，

大面积地与空气中的氧气接触，其表面不行避开地产生一层薄而致密且粘附坚

固的坚硬氧化皮。这层氧化皮不仅增加了热轧产品的损耗，而且由于其包覆，

也掩盖了热轧产品的一些表面质量缺陷。热轧成品卷在进行冷轧前，必需首先

去除掉覆盖在带钢表面的氧化皮。假如不去除而是干脆轧制，坚硬的氧化皮就

有可能被压入到带钢的基体中去，而影响产品的运用性能，甚至造成废品。同

时，坚硬的氧化皮还有可能在轧制过程中划伤价格昂贵的轧辐，缩短设备的运

用寿命，造成生产成本的增加。

3.2氧化铁皮的产生与构成

众所周知，铁是一种化学性质比较活泼的金属兀素，在常温卜都简洁与空气

中的氧气发生缓慢氧化反应，在高温下反应速度更快，

生成Fe。或Fe依据试验分析得知，铁在高温下

的氧化过程是Fe-FeO->Fe304-Fe203,并且随

着温度的上升，氧化速度也渐渐增大，在带钢表面就生

氧化铁皮的结构

1-FeX)>12-FejOt।

3-FeO,4-Fei5一茶铁

成了一层薄而致密的FoO层。通过对金属组织结构的进一步探讨分析表明，

FeO是一种疏松而多孔的细结晶组织，各晶体组织间联系不够紧密，具有自然

的孔隙，很简洁被破坏掉。而Fe2O3或Fe30是一种致密无孔或裂纹的组织，

组织间相互联系紧密，不简洁被破坏掉。限2。3层对空气中的氧有一种自然的屏

障作用，可以阻挡氧原子向钢板里层扩散。

在高温下，仍旧有部分氧原子可以穿过FezOs层向里渗透，与铁原子结合。

随着氧原子向带钢深层渗透实力的不断减弱，带钢内层的部分铁原子渐渐转变

成FeO而非廉2。3或Fe。。但FeO不够稳定,当热轧带钢卷在冷却过程中,部

分FeO会分解，而转化成FesOi和Fe（当温度为570℃时）。因此，带钢表面的

氧化铁皮层事实上就包含了三部分，如图所示。最外层是Fe2O3层，中间层是

Fe30）（Fe3O1占多数，Fe原子只占少数）层，最里层是FeO层。

依据试验测定，热轧带钢表面的氧化铁皮层厚度一般在7.5^15pm之间,

最大不会超过20um。其中最外层约占2%左右，中间层约占18%左右，而最里

层最多，约占80%。

3.3酸洗工艺与检测限制

3.3.1设备布置

现代各冶金工厂的酸洗方法多种多样，各工厂都依据自己的生产工艺要求来选

择不同的酸洗方法。邯钢泠轧酸洗线采纳的是具有德国专利技术的全连续卧式浅槽

紊流酸洗工艺，酸洗槽断面如下图所示（仅显示了槽体和内盖）。

(MtAlQtWC

酸洗槽与漂洗槽为一个整体，槽体都是用12耐厚的钢板做成，内衬4mm厚耐酸橡

胶板，橡胶上再衬以耐酸破。在酸洗槽与漂洗槽的上部外侧边缘有一个水封槽，生

产时槽外盖就卡在水封槽里用来密封酸雾蒸汽。酸洗段共分三段，每段长度为30

米，每段之间通过一个酸液回流室和一对挤干辐相互隔开，使各槽段酸液互不混杂。

每段酸洗槽设置了4个槽盖（7.5mX4）,由专用的液压提升机构驱动。每个槽盖均

为双层，外盖由玻璃钢材料制成，盖在槽体上部外沿的水封槽上，主要起密封作用，

防止酸雾逸出到车间而对人体造成危害。内盖套在外盖上，从德国进口，由PP材

料制成，盖在酸洗槽内的耐酸砖衬上，底面浸没在酸液中，离槽底仅150nm1,主要

是密封酸液，同时也是形成紊流的一个工作界面。漂洗槽长约20米，共分为5个

漂洗区段，每段之间用隔板隔开。沿着带钢的前进方向，隔板呈阶梯状分布，从第

1区到第5区渐渐上升（每级隔板高度相差20mm）。紧靠第3段酸洗槽还有一个预

漂洗段，带钢表面从酸洗槽带出来的大量残余酸液将首先在这里被清洗掉，这部分

含酸废水因酸含量较大而被排走，不参加后面各区段的循环漂洗。漂洗槽共设置了

8对挤干根，全部挤干辐都有特地的换辐装置。与酸洗槽相比，漂洗槽较深，共有

3个槽盖（6.7mX3）,并且只有外盖而没有内盖。

为防止带钢在酸洗槽内酸洗不彻底，

在酸洗槽前面特地设置了一台拉伸破鳞机(如下图所示)，对带钢进行预破鳞。拉

伸破磷机采纳两弯一矫的冷弯和平直技术，最大张力35吨，最大延长率3%。四个

张力*昆采纳高张力和低张力两个驱动系统驱动，每个系统中由一台主传动电机和通

过行星齿轮传动的延长率限制电机驱动。采纳该传动方式具有运行稳定、延长率限

制精度高等优点。通过带钢的反复来回弯曲，带钢表面上的部分氧化铁皮因被拉裂

和挤压而脱落，从而达到了预破鳞的效果。带钢通过酸洗前的拉矫，不仅使氧化铁

皮变得疏松、有裂纹，便于进一步酸洗，而且可以改善板形。因为带钢在通过拉伸

破鳞机时，在肯定的张力作用下，带钢的纵向纤维被拉伸，这样可以在肯定程度上

改善带钢的边部浪形，为下一步轧制创建了一个好的条件。

在酸洗槽后面设置了一台热风干燥机，漂洗完后的带钢进入热风干燥机进行干

燥处理。热风干燥机共设置了2台风机，分为高压区和低压区。高压区设置了上下

共4排不锈钢V型喷嘴，风机排风量9000nf/h,风压lOOOPa,主要是吹掉带钢表面

从漂洗槽带出来的液滴。低压区设置了上下共12排不锈钢V型喷嘴，风机排风量

36000m7h,风压360Pa,通过向带钢喷吹热空气，对带钢表面进行干燥。干燥机内

设置了一台功率为600KW的热交换器，通过外网的饱和蒸汽(160~165℃)来加

然里面的循环空气。从喷嘴喷出的热空气温度限制在120C左右，最高不超过130C,

由温度传感器进行监控。蒸汽凝聚水则回收到漂洗槽内，以供循环利用。

3.3.2酸洗介质选择

对大多数连续卧式酸洗槽而言，人们往往采纳盐酸来进行酸洗，这事实上也就

是一种化学酸洗法，通过活泼性较强的酸与氧化铁皮之间的化学反应来去掉氧化

皮。

上世纪六十年头以前，人们较多的是采纳硫酸酸洗法。这是因为硫酸在常温下

较稳定，不易挥发，运输贮藏也较便利，价格也便宜。而盐酸在常温下不够稳定，

简洁挥发，对人体和设备的腐蚀性较大，运输贮藏不太便利，价格也比硫酸高。但

运用硫酸酸洗也有它的缺陷性，主要是酸洗板的表面质量不太好，废酸也不能被完

全回收利用，尤其是运用硫酸酸洗时钢板的损耗较大。据统计，运用硫酸酸洗时，

基铁的损耗量约为0.69ro.7%,而运用盐酸酸洗时，基铁的损耗量约为0.4%~0.5%o

以邯钢年产130万吨冷轧板计算，运用盐酸酸洗比用硫酸酸洗每年将少损失约2600

吨钢板。人们之所以优先选择盐酸作为酸洗剂，就是因为盐酸对铁的溶解速度远低

于它对氧化铁皮的溶解速度。而假如选择硫酸作为酸洗剂的话，那么状况就刚好相

反。这也就是为什么用盐酸酸洗比用硫酸酸洗钢铁损耗低的原因。

随着现代工业技术的不断发展，人们已经找到了盐酸废液的再生方法，废酸可

以被再次完全回收利用，并可以得到工业价值较高的磁性铁粉，生产成本大大降低。

尤其是用盐酸酸洗的带钢表面质量明显优于用硫酸酸洗的带钢，酸洗效率也已大幅

度提高。因此，目前各生产厂已经把采纳盐酸酸洗作为一种首选。

本生产机组的酸洗段就是采纳盐酸作为酸洗剂，并建有配套的盐酸再生站。

3.3.3酸洗原理与方法

3.3.3.1酸洗原理介绍

氧化铁皮在酸洗槽内被除掉，事实上是通过以下三种途径来实现的，即化学溶

解作用、机械剥离作用和氢的还原作用。

3.3.3.1.1溶解作用

当带钢进入酸洗槽后，在流淌盐酸的作用下，带钢上的氧化铁皮便起先与酸发

生反应。FeO与Fe2O3和Fe3。,都是难溶于水的碱性氧化物，但却易溶于盐酸。反

应过程如下:

FeO+2HCI=二FeCl2+HQ

Fe2O3+6HCI==2FeCI3+3H.0

Fe3O1+8HCI==2FeCI3+FeCI2+4H2O

其中，FeO与盐酸的反应速度最快，Fe?。,和FesOi与盐酸的反应速度较慢。这种方

法事实上也就是通过盐酸对碱性金属氧化物的溶解作用来去除氧化皮的。

3.3.3.1.2机械剥离作用

由于在氧化铁皮的里层还夹杂着部分铁原子，当表面的氧化铁被溶解后，盐酸

溶液便会顺着一些微小的裂逢和孔隙渗透到里层，里面的铁原子（含基铁在内）也

会与盐酸发生化学反应：

Fe+2HCI==FeCI2+H2t

反应产生的氢气大量汇合形成肯定的内压力并从里面膨胀，促使氧化铁皮从基铁表

面脱落下来。这种去除氧化皮的方法事实上也就是一种机械剥离作用。在酸洗过程

中，这种机械剥离作用往往起着很大的作用。但是，从生产的角度讲，我们又不希

望有过多的铁与盐酸发生反应，因为这样会造成铁与酸的大量损耗，不仅会增加生

产成本，而且会因为过酸洗而造成带钢表面的质量缺陷，如凹坑等。更为严峻的是,

假如酸液里氢气含量过多，部分氢原子就会渗透到带钢里面去而造成氢脆，从而影

响产品的加工性能和运用性能，这是生产过程中应当避开的。

3.3.3.1.3还原作用

除了酸的溶解作用和机械剥离作用以外，在酸洗槽内同时还有另外一种化学反

应在发生，在加快酸洗的进程。我们已经知道，因铁与酸反应而产生了大量的氢气。

其中一部分氢原子相互结合成氢分子而逸出，另有一部分氢原子则依靠其自身的化

学活泼性和强还原性，将高价铁的氧化物和溶液里的高价铁盐还原成为低价铁的氧

化物和低价铁盐。其反应机理如下:

Fe203+2[H]==2FeO+H.0

Fe30,+2[H]===3FeO+H20

FeCI3+[II]===FeCI2+HCI

而生成的FeO是很简洁被盐酸溶解掉的。通过这种方式又可以清除掉相当一部分氧

化铁皮，同时还可以削减酸的消耗。

3.3.3.2酸洗方法

3.3.3.2.1酸洗段技术工艺参数

带钢酸洗质量的好坏与盐酸溶液的浓度、温度和酸在板带与酸洗液界面层间的

扩散速度等因素干脆相关。酸洗槽的每个槽段都有一个用玻璃钢制成的酸循环罐

（30m3）,并配备有各自单独的循环系统。各槽段的工艺参数限制如表4所示：

表4：

Fe离子HCI温石墨换热循环

长度HCI含量

槽段含量度器泵

（m）（克/升）

（克/升）(℃)（套）（台）

I段3030~40120~13075~8534

酸洗

II段3080~10080~9075〜8523

槽

IH段30160〜18010~3075〜8523

I、II

10〜203~540〜80无

漂洗段

207

槽IILIV

2、51~240~80无

段

V段40~80无

酸溶液的浓度越高，酸洗速度就越快，酸洗时间也就越短。刚起先酸洗时，每

个酸洗槽内加的都是总酸度为200克/升（浓度约为18%）的新酸。由于带钢通过第

一段酸槽时被洗掉的氧化铁皮最多，因而被消耗捏的酸也最多，相应地溶液中铁离

子的浓度也就最大。随着盐酸浓度的不断下降，酸洗速度也渐渐减慢。当溶液中铁

离子的含量超过了它在该温度下的溶解度时.，有一部分铁盐将会结晶析出，沉积在

带钢的表面上，成为酸液与氧化铁皮之间的隔离带，既影响了酸洗的效果，又污染

了带钢。假如盐酸浓度过高，又简洁形成FeCL饱和溶液。同时，饱和溶液中的FeCL

很简洁引起HC1的挥发，降低酸洗液的浓度，造成生产上不必要的奢侈。

3.3.3.2.2酸洗浓度与温度自动限制系统

为了保证最佳的酸洗效果，在r酸循环罐内设置了一套溶液电导率在线检测

装置，以便对循环系统中的氢离子和铁离子浓度进行监控。在生产过程中，假如溶

液电导率检测装置测得1?酸循环罐内的铁离子浓度达到了预设定值.表明1"酸洗

槽内的酸液必需起先更新，否则会影响酸洗效果。这时，自动限制系统便起先启动，

即1’酸循环罐内的酸排出，通过废酸泵排往酸再生站。再生酸便通过管道首先流

进3二酸罐内，再从3二酸罐流进于酸罐内，然后流进1’酸罐内，通过不断置换直

到达到设定的浓度为止。3个酸循环罐之间也是相互级联的。酸罐之间的酸液交换

是通过安装在罐间管道上的气动阀门来限制，由自动限制系统依据测定的电导率与

液位信号来给出阀门的开闭指令。

酸洗液温度的凹凸干脆影响到带钢酸洗的效果。温度太高或太低，都不利于酸

洗。温度太低，酸洗缓慢；温度太高，又会加快酸液的蒸发。所以，限制一个合适

的酸洗温度是特别必要的。依据邯钢冷轧厂的生产实际，最住酸洗温度限制在75℃

~85c之间。既能防止带钢欠酸洗，乂能防止过酸洗。酸液温度的调整是通过安装

在石墨换热器蒸汽管道上的温控阀来实现的。通过限制进入换热器的蒸汽流量来调

整酸洗液的温度，由计算机限制系统自动调整。一旦槽内带钢出现断带现象或突然

停车事故时，全部向槽内供酸管道上的切断阀将马上自动关闭，槽内液体在重力作

用下3分钟内将排空，全部进入到酸循环罐内。此时，酸液只在酸泵与酸罐和部分

管道之间的小范围内循环，以保持酸液适当的能量。

在酸洗槽每个槽段的入口和出口各设有一个大流量喷射梁，入口侧喷射梁上布

置有1排共13个喷嘴，出口侧喷射梁上布置有2排共25个喷嘴，在槽体中部的两

侧还交织布置有3个侧喷嘴。全部喷嘴都布置在带钢的上面。生产时，喷嘴的喷射

压力为L5bar~3.5bar,这也是形成强紊流的一个必备条件。下表为生产过程中

实际检测到的一些数据。

表5：

Is酸洗槽2=酸洗槽3*酸洗槽

入出入出入出

带

运酸□口酸□口酸口口

钢

带钢行洗喷喷洗喷喷洗喷喷

宽

厚度速度温嘴嘴温嘴嘴温嘴嘴

度

(mm)m/n)i度压压度压压度压压

(mm

n(℃力))(℃力力(℃力力

)

)(ba(ba)(ba(ba)(ba(ba

r)r)r)r)r)r)

1.8~2.93070851.82.1821.82.1781.82.1

3140852.12.4822.12.4782.12.4

168

220852.42.7822.42.7782.42.7

0

93070851.82.1821.82.1781.82.1

2.3、3.140852.12.4822.12.4782.12.4

0168

220852.42.7822.42.7782.42.7

0

93060851.82.1821.82.1781.82.1

3.0〜3.120852.12.4822.12.4782.12.4

8168

180852.42.7822.42.7782.42.7

0

93050851.82.1821.82.1781.82.1

3.8〜4.100852.12.4822.12.4782.12.4

2168

150852.42.7822.42.7782.42.7

0

93040851.82.1821.82.1781.82.1

4.2〜5.90852.12.4822.12.4782.12.4

0168

130852.42.7822.42.7782.42.7

0

漂洗部分由五级漂洗和一个预漂洗组成，每级漂洗都有一个自循环系统，并且

五级漂洗水逆板带的前进方向级联。漂洗水就利用车间的蒸汽凝聚水，温度为

40~80℃。为保证水源的干净，在蒸汽凝聚水总管上设置了电导率检测装置。在漂

洗第4段还设置了PH值检测装置，漂洗水的PH值限制在6.5〜7.5之间。废漂洗

水由第1段的液位显示限制排放。

四、轧机区生产工艺

4.1轧机区设备介绍

4.1.1设备布置

邯钢冷轧酸轧线Fl~F5机架全部采纳的是

6辐CVC串列式冷轧机，与连续酸洗线连接，构

成酸洗冷轧联合机组。轧机单片牌坊重104吨，

2

单片牌坊立柱横截面积约为5005cmo在轧机的

出口配有双卷筒的卡伦赛(卷取机和

六粮CVC+轧机Carrousel)

1一中间里CVCW辕；2—工作皴、中间较正负弯辍

带钢离线检查台。Fl~F5机架的压下全部采纳

液压AGC缸限制，该系统具有限制精度高，动态响应快，反应灵敏，没有滞后等优

点。轧机的工作辐采纳小直径短(6470〜6420),这样就可以通过较小的轧制压力

来获得较大的压下量，从而可以削减轧机的动力能耗。每个机架设置了2个液压AGC

打，由伺服阀限制。每个缸体上都安装了1个辐缝位置传感器(SONY磁尺)，限制

精度为±1um。每个机架的最大轧制力为2500吨。整个机组技术由德国西马克•德

马格公司供应。该公司的CVC技术是当前世界上最先进的冷轧技术之一，其设计理

念是以板型限制为主，利用带“S”形轻型中间辑的轴向窜动，来实现辐缝形态的

连续变更，以最终达到限制板形的目的。邯钢冷轧Fl~F5轧机除了中间馄具有轴

向窜动、正负弯辐功能外，工作辐也具有正负弯辐功能。轧辑工作示意图如上所示。

酸轧机组的设备配置和限制技术具有二十世纪九十年头末期的世界先进水平，机组

具有很强的厚度和平直度限制实力。与其他冷轧技术相比，6根CVC轧机可以更简

洁地限制带钢的边浪、中浪、1/4浪与复合浪等各种板形缺陷。

轧机限制系统由下列执行机构组成：

•F1〜F5机架的液压AGC^I

•Fl~F5机架的工作辐的正负弯辐

•Fl~F5机架的中间辐的正负弯辐

•Fl~F5机架中间短轴向移动

•F5机架工作辐热凸度多区冷却限制

轧机生产工艺技术参数如表4、表5所示：

表6（轧辐技术参数）:

每个馄径的最大弯最大窜辐

外形尺寸

辐力量轴承类型

（mm）

止若辐负弯辐（mm）

支撑辑

4)1400"4)1300X

（略带无无无滚动轴承

1780

CVC）

中间辐*560"4510X

+650KN±120滚动轴承

（CVC短）2020450KN

小470"小420X

工作辐+650KN无滚动轴承

1780450KN

表7（轧制工艺技术限制参数）:

Fl轧机F2轧机F3轧机F4轧机F5轧机

最大张力（KN）100105

最大转速（m/min）1250

最大轧制力矩(KNm)93.382.659.246.144.3

齿轮传动比2.667:12.346:11.688:11.303:11.273:1

主电机额定功率(KW)444004400

4.1.2CVC轧机简介

CVC(ContinuouslyVariableCrown)轧机是在HC轧机的基础上发展起来的一

种新型轧机，其关键技术是轧辐具有连续变更凸度的功能，能精确有效地使工作较

间空隙曲线与轧件板形曲线相匹配，削减带钢横断面的不匀称延长，增大了轧机的

适用范围，可获得良好的板形。其主耍特点为：1)一次磨成的轧辐可代替多次磨

成不同曲线的轧辐组。2)可供应连续变更的轧辑凸度，辐缝形态可无级调整，具

有较宽而敏捷的调整范围。3)板形限制实力较强。

CVC的基本原理是将工作辐辐身沿轴线方向一半磨削成凸根型，另一半磨削成

凹辑型，整个辑身呈S型或花瓶式轧辐，并将上下工作辐对称布置，通过轴向对称

分别移动上下工作辐，以变更所组成的孔型，从而限制带钢的横断面形态而达到所

要求的板形。

CVC轧机的作用与一般带凸度轧辐相同，但是凸度可通过轴向移动轧馄在最小

和最大凸度值之间进行无级调整，再加上弯辐装置，可扩大板形调整范围。当轴向

移动距离为±50~±150mm时，其辐缝变更可达400~500um,再加上弯辐作用，

调整量可达600口用左右，这是其它轧机无法达到的。

按轧辐的数目，CVC轧机可分为CVC二辐轧机、CVC四辐轧机和CVC六辐轧机

三种。CVC四辐轧机的工作辐上带有S形曲线并可轴向移动，可传动工作馄或者支

撑短。而CVC六轻轧机的S形曲线一般在中间短上，也可以在工作鞋上，一般采纳

工作较传动或中间和传动。邯钢的冷轧的CVC六辑轧机就是中间根为CVC混，采纳

工作辑传动的方式。

CVC轧机的工作原理如下:

(c)

CVC轧机的工作原理图

⑸正凸度限制；（b）中和凸度限制；（c）负凸度限制

邯钢冷连轧机组采纳的是由德国西马克•德马格公司供应的CVC,技术，该技术

是在原有CVC技术的基础上进行了优化和改进，是西马克•德马格公司目前最先进

的冷轧专利技术。CVC轧机是CVC轧机的改进型，相对于传统型的CVC技术,ever主

要有以下几项优化和改进。即在CVC轧机的基础上主要增加了以下技术：1、优化

了CVC曲线的工作区段，使S形根型趋于平缓化（中间辐的最大直径与最小直径相

差L1488mm）,以减小轧制中的轴向力，使根系更加稳定；2、增加了CVC馄型曲线

的高次方项，辐型曲线由3次方函数改进为5次方函数，使CVC曲线更趋好用，扩

大了板形设定范围；3、在支撑辑上也磨削CVC补偿辐形，从而有效地削减了较耗,

削减了换辐次数；4、开发了边降限制技术即EDC（EdgeDropContron）技术，其基

本原理是在工作轻馄身的端面挖空一段，以降低轧辑端面的刚度，再与工作辑的窜

弟相协作，降低板带边部的变形压力，从而增加了对带钢边部厚度的限制实力。EDC

技术适用于生产对边降要求严格的电工钢等。邯钢冷轧厂目前对于这项技术做了预

留，以便将来发展。

4.1.3轧机区主要检测设备介绍

张力测量仪：共6套，F1机架前1套，Fl、F5机架后各1套

X射线测厚仪：共4套，F1机架前后各1套，F5机架后2套（1用1备）

激光测速仪：共3套，F1机架前后各1套，F5机架后1套

平直度测量仪：共1套，F5机架后1套

液压辑缝传感器：共10套，F1〜F5每个机架2套

光电焊缝检测仪：共1套，F1轧机入口1套

4.2产品质量限制

4.2.1质量限制目标

冷轧产品最终是为用户服务,要满意不同用户的各种运用条件和要求。冷轧带

钢生产技术总的发展方向就是要不断提高和完善产品的质量，主要也就是要提高带

钢的厚度精度和平直度，这是衡量带钢产品质量的两个重要指标。

4.2.2原料限制

4.2.2.1原料的化学成分

冷轧最终产品的质量并不仅仅取决于冷轧本身，而与它的上道工序炼钢、铸坯

和热轧以与它的下道工序退火等都有干脆关系。尤其在炼钢过程中，严格限制好钢

水的化学成分是保证冷轧板质量的重要基础。钢水中的化学成分，特殊是C、Si、

Mn等元素的含量对产品的力学性能影响很大。而抗拉强度、屈服强度和延长率确定

着冷轧产品的运用性能，特殊是薄板的成形性能。所以说，炼钢时严格限制好它的

化学成分是保证生产出优质冷轧板的重要基础和前提。也可以这样说，限制好炼钢

时钢水的化学成分对冷轧产品的质量起着确定性作用。详细要求见下表。

表8（冷轧对热轧原料的化学成分要求）:

钢等级C(%)Si(%)Mn(%)S(%)P(%)

CQ（商用级）W0.06WO.034WO.30WO.015W0.021

DQ（深冲级）W0.045WO.034WO.25WO.010WO.017

DDQ（超深冲级）40.045W0.03SO.22W0.008W0.015

DDQ（IF）（用于镀锌）<0.007W0.30<0.03W0.010<0,015

HSLA（高强度低合金

<0.1W0.50W1.4W0.025W0.025

钢）

HSS（高强度钢）W0.1W0.50W0.50W0.035W0.035

冷轧板生产对于CSP热轧卷的机械性能也有要求，主要是带钢的屈服强度和抗

拉强度必须要能满意冷轧在大张力作用下的轧制，而不至于被拉断。对于生产CQ、

DQ和DDQ级的冷轧板卷，要求CSP热轧卷的屈服强度和抗拉强度必须要能满意：。

s=295~330N/mm2,。b=350~390N/mm2；而对于生产HSS和HSLA级的冷轧板卷,

则要求CSP热轧卷的屈服强度和抗拉强度必需达到：

HSS：os=310N/mm2,ob=410N/mm2

22

HSLA：os=340N/mm,ob=490N/mm

4.2.2.2原料的几何尺寸

邯钢冷轧厂的原料都来自CSP车间。当CSP的最终产品形成以后，带钢的横向

断面形态缺陷和纵向厚度的不匀称性就已经确定。虽然经过冷连轧机的轧制，也不

能完全变更，而只能在肯定程度上减轻。即使冷轧机在轧制前对根缝形态进行了预

设定，但在轧制过程中，轧机辐缝并不能保持规定的几何形态，而是完全适应热轧

带钢原有断面形态的变更。冷轧机组通过轧制只能变更来料的肯定断面形态，而无

法变更它的相对断面。用户所要求的冷轧产品的断面形态和平直度在热轧过程中就

已经形成了。假如在冷轧过程中试图变更带钢的相当断面，就必定会引起带钢平直

度的变更。所以，要想提高冷轧产品的质量，就必需严格限制热轧产品的尺寸精度。

冷轧厂要求来自CSP车间的热轧卷必需限制好如下一些主要技术参数，否则无

法进行正常轧制。详细要求是：

宽度公差：0~20mm

长度超差：不超过8m

镰刀弯：每2nl长度上不超过4mm

凸度：最大50um

平直度：最大2201单位

带头带尾厚度超差：最大为公称厚度的±10%,但不超过±0.4mm

热轧卷的卷取温度：610~670℃

4.2.3板带厚度限制

4.2.3.1影响产品厚度的因素

影响冷轧带钢厚度的因素很多，也很困难，归纳起来，主要有以下几个方面的

因素。

4.2.3.1.1原料的影响

冷轧的原料假如宽度尺寸不均将会引起轧制力波动，从而引起相缝形态的变

更，影响轧件厚度。原料中的化学成分和组织不匀称，轧制温度的变更都会对轧件

厚度产生重要影响。

4.2.3.1.2轧机刚度的影响

众所周知，在轧制过程中，带钢受轧制力的作用会产生塑性变形，而轧机机座

本身受轧制力的作用要产生弹性变形，轧机出

口带钢厚度就是由轧机的弹性曲线和带钢的

塑性曲线交点来确定的。轧机的弹塑性曲线就

是轧机的弹性曲线和轧件的塑性曲线的总称，

即P—H图，它是轧机厚度自动限制的理论基

础。在轧制过程中，轧件的变形抗力通过轧辐

轴承、压下装置等最终传给机架，从轧辑到机

架这一系列部件都要产生肯定的弹性变形，这

些受力部件的弹性变形的总和，最终都使轧辐

孔机厚度调节原理简图的辐缝增大，使轧出的轧件厚度大于实际设定

A一轧机弹性曲线,5—乳件配性曲畿

的辑缝值，两者之差即辐缝增大量称为轧辐的

弹跳，弹跳是由轧机的弹性变形引起的.轧机刚度的物理意义为轧机工作机座反抗

弹性变形的实力，即当轧机产生1mm弹性变形时所须要的轧制力大小，此力越大，

则轧机的刚度越大。

P—H图可以较直观地分析坯料厚度H、轧件厚度h,轧制压力P,以与轧辐辐

缝S。等参数的关系。在上图中，A为轧机弹性曲线，B为轧件的塑性曲线，其中tga

即为轧机的刚度系数，tgP为轧件的塑性系数，A曲线和B曲线的交点hl即为出

口厚度。利用P-H图可综合分析轧件与轧机间相互作用力和变形的关系，可形象

地分析造成厚度偏差的各种缘由与轧机的调整过程。例如：在轧制过程中，轧辑因

为磨损使辐缝增大，从SJ曾大到S0+6S,此时轧制力由P降低，出口厚度由hl增

大为h2,在实际操作中，可通过移动压下来补偿实际辐缝的变更。

4.2.3.1.3轧机根系的稳定性对厚度的影响

邯钢冷轧的六馄五连轧机组在轧制过程中，为了维持

轧机根系的稳定性，工作辐、中间辐和支承辐的中心其

实并不在一条直线上，而是存在肯定量的偏移°

为了换辐的便利，轧机工作辐、中间辑和支承辑的轴承座与牌坊的门形框架间

都存在肯定量的间隙。在轧制过程中，工作辐与其轴承座如无固定的侧向力约束，

将处于不稳定状态（即工作辑在轧制冲击力作用下，时而向入口侧移动，时而向出

口侧移动）。工作辐的这种自由状态，会导致轧件厚度不匀称而降低轧制精度，同

时也会使辐系之间的正常摩擦关系破坏而加剧轧辘的磨损，并使轴承承受反复冲击

而降低其寿命。因此，为了保证轧制过程中轧机转系的稳定性，就必需保证工作较

在轧制时对于支承辐的稔定位置，即让工作辐轴承始终承受一个方向不变的水平

力。

保持工作较稳定性的有效方法，是使两工作辑连心线相对于两支承辐连心线沿

轧制方向有一个偏移量，或使两中间辐连心线相行于两支承辐连心线沿轧制方向有

一个偏移量。偏移量的大小应使工作辑轴承反力T在轧制过程中恒大于零且力的作

用方向不变。

邯钢冷轧六辐五机架轧机采纳的传动形式为工作辐驱动,其实现辐系稳定采纳

的方法是：两中间辑连心线相对于两支承辑连心线沿轧制方向向出口侧有一个偏移

量，偏移量e=5mnio在每个单片牌坊的出口侧内侧面都设置有上下2个支撑短轴

承座压紧缸。轧制时，压紧缸将支撑辐轴承座紧紧地贴在牌坊入口侧内侧面的硬质

滑动衬板上以消退侧面间隙。

4.2.3.1.4轧制工艺对厚度的影响

冷轧时，轧制速度的变更、带钢前后张力的变更、摩擦系数的波动等都会引起

带钢厚度的变更。

轧制速度的变更会影响摩擦系数和带钢的变形抗力，从而引起轧制压力和压下

量的波动。假如变形速度增加，则金属的变形抗力相应增加，而摩擦系数减小，使

轧制力减小，带钢的厚度就会发生变更。

张力有利于轧制更薄的产品，它主要是会对带钢的塑性产生影响。假如张力突

然增大，带钢的塑性将会下降，相应地轧制压力也会降低，从而使带钢厚度减薄。

另外，轧辐的热膨胀和轧根的磨损也会对带钢的厚度产生肯定的影响。

4.2.3.2产品厚度限制措施

4.2.3.2.1连轧机各机架轧制速度限制与秒流量恒定原理

依据CSP来料的不同特征，对于同一个批次的热卷原料，计算机在将相关的技

术参数输入进去后，再依据轧制模型确定各机架的压下安排量，并相应计算出各机

架的轧制力和轧制力矩等轧制参数，然后依据金属秒流量恒定原理算出各机架的速

度。邯钢冷轧各机架的速度值计算以工艺规定的F5机架最大轧制速度为依据。金

属秒流量厚度自动限制的理论基础是轧机入口和出口金属体积秒流量恒定原理，它

是串列式冷轧机最基本的限制技术，确定着冷轧板带的厚度精度。

依据邯钢CSP热轧板卷厚度的不规则性，也是为了将原料的厚度误差最大限度

地在F1机架消退掉，邯钢冷轧引进了西门子公司的扩展秒流量厚度自动限制技术,

这是西门子公司90年头开发的专利限制技术，具有当今世界领先水平。该项技术

的应用使冷轧板带的厚度精度由传统的15um左右提高到8Hm以下。扩展秒流量

限制原理就是把传统的秒流量恒定原理扩展到了轧机入口的张紧装置，将张紧装置

作为‘零号机架'处理，以便最大程度地消退原料的厚度偏差。

事实上，在肯定的轧制条件下，轧件的速度与轧幅的圆周速度并不相等。依据

11试验测定，在轧制过程中，轧件的出口速度要略高于轧辑的

一一圆周速度，表明轧件与轧馄在出口处产生了相对滑动，称为

J前滑。前滑值通常为轧辐圆周速度的3%、6%o而轧件的进

(q、口速度又要略低于轧辑的圆周速度，表明轧件与轧馄在进口

处也产生了相对滑动，但与轧件在出口处产生的滑动方向相

反，称为后滑。如图所示，转角Q对应的区域是整个轧件的变形区，而转角丫对应

的区域为前滑区，也就是变形区II,变形区I为后滑区。在前滑区与后滑区的交界

处必定存在一点，它的变形速度与轧辑的圆周速度相等，该点称为中性点。对单机

架而言，前滑对生产并无影响。但对多机架而言，它对连轧机的稳定运行是有肯定

关系的。要保证串列式轧机的连轧关系，就必需保证单位时间内通过每架轧机的金

属体积相等，即秒流量恒定。

在邯钢冷轧机的F1机架前后和F5机架后各设置了1套激光测速仪，干脆对带

钢的出口速度进行精确测量。测量板带速度的传统方法是通过测速计先测出轧掘速

度，并考虑到轧制前滑，再换算成带钢的速度，这种方法的精度不高。而采纳激光

测速技术，系统误差可限制在±0.05%,可满意冷连轧自动化限制的要求。激光测

速技术是高精度秒流量限制的基础。

假设通过每个机架后的板带厚度分别为hl、h2、h3、h4、h5,板带通过各机架

时的轧辐圆周速度分别为VI、V2、V3、V4、V5o轧制时，因带钢在大张力(10~100

吨)作用下，带钢沿宽度方向的延长特别小，基本可以忽视不计。依据金属秒流量

恒定原理，应有

Vlhl=V2h2=V3h3=V4h4=V5h5=常数

而在实际生产中，考虑到带钢的前滑，设各机架的前滑量分别为△1、A2、A3.

△4、A5,上式就应是

VI(1+A1)hl=V2(1+A2)h2=V3(1+A3)h3=V4(1+A4)h4=V5(1+A5)h5二常

数

因V5(1+八5)即F5机架带钢的出口速度已经通过激光测速仪精确测量出来，因此

就可以依次确定其他各机架的速度值。

4.2.3.2.2冷轧生产过程中的张力轧制

冷轧生产中影响变形抗力的主要参数是加工硬化和轧制接触区的摩擦。随着冷

轧加工道次的增加，由于产生加工硬化而导致金属的变形抗力渐渐提高，这就须要

供应更大的轧制力来实现冷塑变形。而在冷轧生产采纳大张力轧制可以降低轧制

力，便于生产更薄的产品，使带材保持平直和良好的板形，防止带材在轧制过程中

跑偏，还可以起适当调整轧机负荷的作用。

邯钢冷轧的F「F5机架都是以较大的张力工作,其中，Fl~F2机架间的张力

最大，最大可达到100吨，F5机架的张力最小，它最高也能达到10吨。在F1机架

前和每个机架后都设置有带钢张力测量装置。轧制时,为保持金属秒流量不变，机

架间的张力是恒定的，张力的波动可以通过变更压下量或转速来自动进行调整。张

力恒定是秒流量限制的基础。通过变更F1机架前的张力辐、各架轧机与卷取机的

电机转速以与各机架的压下量，可以使板带的轧制张力在较大范围内变更。借助于

张力测量装置并与自动化限制系统形成闭环，可以按要求实现恒张力轧制。维持各

机架间张力恒定也是进行秒流量限制的基础。

4.2.3.2.3F1机架出口厚度限制措施

①F1机架前馈限制（从两个方面进行预控）：

在厚度自动限制系统中，把F1机架前的5,张力辐看作是零号机架（压下量为

零）。因为零号机架没有压下量也就不存在前滑。在这里，带刚的速度从理论上讲

应当与辑子的圆周速度相等，也就是F1机架的入口速度。为防止零号机架因为某

种缘由与带钢速度不同步，从而使F1机架前的带钢张力发生变更而产生厚度波动,

洛F1机架前的激光测速仪测量的带钢速度作为一个闭环的实际值用于张紧装置的

速度限制，以保持F1机架前带钢的恒定张力。

F1机架前设置有1台X射线测厚仪,通过测量入口带钢的实际厚度并与其给定

值进行比较，分析出偏差值，并送往过程限制计算机系统。计算机经过一系列计算

以后，算出了相应的速度（张紧装置）和轧辑辑缝（F1机架）的补偿量，并通过基

础计算机限制系统自动进行补偿。Fl机架前的张力限制器通过保持板带张力恒定可

自动设定正确的*昆缝，从而把输入F1机架的板带厚度偏差基本消退掉。

②F1机架反馈限制（F1机架支撑辐偏心补偿限制）

在实际生产中，可能由于磨辐不精确、轧辑磨损或者因温度的影响等都会引起

轧辐肯定的偏心，此偏心的存在又必定会引起轧辑辐缝形态的周期性变更，从而影

响板带的厚度。而这种变更通过厚度自动限制是无法补偿的。为了解决这个问题，

邯钢冷轧机组在第一机架采纳了西门子公司最新开发的轧辑偏心补偿技术，补偿由

于支撑较偏心造成的板带周期性厚度误差。该项技术是目前冷轧限制领域尖端技术

之一，它对限制系统的动态响应性能和分析推断实力有着极高的要求。它的详细限

制方法就是，通过对F1机架后测厚仪的测量信号进行傅立叶变换，不断将F1机架

出口带钢厚度的实际值与辐缝的理论设定值进行比较，分析出带钢厚度的周期性偏

差值，并将此偏差值送到二级计算机限制系统。二级计算机依据轧制模型计算出F1

机架辑缝设定值的补偿量。然后，基础自动化系统补偿设定值，并对F1机架的辐

缝实行闭环实时限制，从而削减或消退支撑辐偏心对带钢厚度的周期性影响。

③F2机架前馈限制

F1机架出口带钢厚度的剩余偏差值都被F1机架后的测厚仪记录下来，并被放

入到一个缓冲存储器中，一方面作为一个前馈限制量干脆作用于F2机架的辐缝。

另一方面，自动限制系统还将此厚度偏差转化为一个速度修正值干脆作用于F1机

架以与它前面的张紧装置，通过变更Fl~F2机架间的张力自动修正F1机架后的

剩余厚度误差。这就给其次机架后创建了一个稳定的厚度条件，随后机架以相应的

恒定速度关系轧制带钢。在末机架，针对不同的板带输出要求，轧机限制模式可采

纳光整模式，压下模式或张力限制模式。

4.2.3.2.4液压AGC厚度限制

邯钢6辐CVC冷连轧机的全部AGC油缸全部由德国西马克公司供应。轧辐的

压下和抬升是靠顶部的AGC油缸来实现的。AGC油缸安装在上支撑辐轴承座与机架

的上班之间，每台轧机设置了2个AGC缸，均由伺服阀限制，主要用来供应所需的

轧制力，并补偿辐径的变更。油缸外径中1040,活塞直径①799,活塞杆直径①740,

油缸行程约200nlm,油缸压下速度约3nlm/s,单缸最大液压推力约1250吨。每个油

虹都设置了一套位置传感器和一套压力传感器。AGC液压缸的工作原理如卜图所示。

在液压主回路和每个AGC缸之间设置了2个并列的伺服阀PA01/1YVHS1和

PA01/lYVHS2o压下时，通过伺服阀的快速响应速度和高精度的输出量来精确限制

油缸的行程。在每个AGC油缸里面安装有一个高精度的位置传感器（SONY磁尺），

位置精度可限制在±1Um。

第一次轧制前或每次换辐后都要重新对轧线标高进行标定，即轧辐位清零。详

细操作由下支撑根底部的斜楔调整装置依据输入的参数自动调整，以确保馄缝限制

的精确性。轧制时，依据压下量安排，各机架都对应有一个辐缝初始设定值S.通

过伺服阀向油缸的无杆腔供应28MPa的压力油（主压力回路上通过一个蓄能器保

持系统供油压力最低不低于22MPa),油缸压下。在油缸的有杆腔中接有一低压回路,

通过一个蓄能器始终保持有杆腔在压下状态下里面的油压为5MPa,这样既可以对

有杆腔起润滑作用以减小摩擦，又能防止有杆腔出现真空。在轧制过程中，辑缝的

任何微小变更都能通过位置传感器检测到。假如位置传感器的标定位置发生了变

更，产生了变更量AS,此变更量能在极短的时间内转变成相应的电信号经放大后

输入到伺服阀中，通过限制油缸的进油量而得到相应的补偿，从而使辐缝位置始终

维持在原始设定状态。

当轧辐须要抬升时,压力油通过一个比例减压阀PA02/1YVHP1减为15MPa。

同时压力油通过先导阀PA02/1YVH1打开主回路上的液压锁，压力油便进到油缸的

有杆腔中，油缸抬升，根缝打开。

4.2.4板带平直度限制

4.2.4.1板形限制的目的与板形缺陷

随着现代工艺技术的发展，各行业对冷轧

!板的质量也提出了更高的要求。不仅希望冷

弦物轧板的厚度精度更高，而且要求其平直度更

红陶好。板形是板带平直度的简称，它的好坏主

b要取决于带钢沿宽度方向上的延长是否匀

符网形状缺陷IT

以断面形状缺陷i板形砂称。带钢厚度越小，越简洁导致延长率的分

布不均，从而会引起板形不良，出现浪板。假如轧制时的短缝不良，带钢两边的延

长大于中部，则会产生双边浪；反之，假如中部延长大于边部，则会产生中间浪；

中浪或边浪是冷轧生产中常见的板形缺陷。在冷轧带钢生产发展过程中，板形限制

的探讨虽然起步较晚，但发展较快。很多工业发达国家都已经找到了一些解次板形

缺陷的有效方法。板形限制的目的就是要轧出横向厚度匀称和外形平直的带钢。在

板形问题中，带钢的横向厚度差和带钢的平直度是两个不同的物理概念。带钢的横

向厚度差是指带钢在横断面上厚度分布的不匀称性，而带钢的平直度是指带钢失去

平坦的外形表面特征而出现浪形和翘曲等形态缺陷。这两者之间虽然没有必定的关

系，但却有着特别紧密的联系，他们都取决于工作辑相型曲线的形态。

4.2.4.2影响带钢板形的因素

影响冷轧带钢板形的因素不仅仅取决与热轧，还与冷轧自身也有肯定的关系。

a、原料的影响

冷轧原料的几何尺寸对冷轧的板形限制特别重要，因为热轧产品横断面上的厚

度不均，经冷轧后只能减轻而不能消退。冷轧原料假如头尾尺寸公差大，不仅使轧

制困难，也简洁使焊接不牢而产生断带。热轧带钢浪瓢形太大和厚度不均也会严峻

影响冷轧的正常进行。从CSP过来的热轧卷原料，带钢的中浪和边浪比较明显，而

且带钢厚度越薄浪瓢形越大。

b、辐缝的影响

冷连轧机轧辑的辐缝干脆影响着带钢的板形，在轧制过程中辑缝应完全适应热

轧带