东北大材料成型工艺学（下）课件04板带材生产-3冷轧板带材生产

冷轧钢板生产技术的发展过程：机架数：单机可逆，连轧（3）－4－5－6机架轧辊数：2－4－6（HC，UC）－20－36（森吉米尔）轧制速度：100－3000m/min（~50m/s）发展趋势：大型化、高速化、连续化、自动化

13冷轧板带材生产冷轧带钢主要产品：汽车用钢：IF，BH，CQ，DQ…等深冲板高强钢板：DP(双相钢），CP(复相钢），TRIP钢电工用钢：取向、无取向，高牌号到中低牌号硅钢片建筑用板：热镀锌板，电镀锌板，彩涂板包装用板：镀锡板，有机涂层板不锈钢板：装饰板，厨房用钢，耐腐蚀钢板家电用钢：湿家电－洗衣机，洗碗机冷家电－电冰箱，空调器，厨房用具热家电－微波炉，电烤箱13.1冷轧板带材生产工艺特点加工温度低，产生不同程度的加工硬化冷轧是在金属再结晶温度以下进行的轧制，金属在冷轧中晶粒被破碎且不能产生再结晶回复，导致金属产生加工硬化。当加工硬化超过一定程度后，就不能再继续轧制，需经软化热处理使之恢复塑性。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”。n-轧程数，取整；h-成品厚度；H-原料厚度；e-允许的最大变形程度。采用工艺冷却和润滑冷却的目的：防止辊面温度过高引起淬火层硬度下降，使淬火层内发生残余奥氏体分解，出现附加组织应力；辊温及其分布规律的变化均可导致辊型条件的破坏，对板形与轧制精度不利；辊温过高也会使润滑剂失效(油膜破裂)，使冷轧不能顺利进行。润滑作用：减小金属变形阻力，轧薄；延长轧辊寿命，改善带钢厚度均匀性和表面状态；防止金属粘辊。润滑效果：

取决于带入变形区润滑油量的多少（即油膜厚度）以及变形区内润滑剂动态。实践表明：动物油最佳，植物油次之，矿物油较差。乳化液：

油和水的混合剂，既能冷却又能润滑。采用张力轧制张力的作用:1)防止带材跑偏；2)控制板形；3)改变轧件应力状态，降低轧制力；4)作为AGC控制的一种手段。张力的建立过程:带材在任何时刻下的张应力可用下式表示：若把a，b两点分别看成前后机架的出口与入口点，l0近似地视为机架间距离，则上式表示了机架间张力的建立与变化规律。当原始张力等于零，则上式表示张力的建立过程；若不为零，则表示张力从一个稳定态到另一个稳定态的变化规律。可见，张力的产生归根结底是速度差的产生与变化规律决定的。张力的选择主要指平均单位张力，从理论上讲，不应超过带材的屈服极限。大小视延伸不均匀情况、材质与加工硬化程度以及板边情况。根据经验，一般在中间道次上，可取。为防止退火粘结卷取张力可小一些，开卷张力则更小，几乎可忽略。最小可轧厚度Tong-Sacks，Ford－Alexander最小可轧厚度理论

hmin=1.544fC0KR≈D/3000

斯通最小可轧厚度公式式中－张力的平均值；

f－摩擦系数；

E－轧辊的弹性模量。工程上一般取13.2冷轧板带材生产工艺流程冷轧板带钢的生产工序：原料－酸洗除鳞－冷轧－退火－平整－剪切－检查－包装；具有代表性的冷轧板带钢产品：金属镀层薄板（镀锡板和镀锌板等）、深冲钢板（以汽车板为其典型）、电工用硅钢板与不锈钢板等。冷轧板带材生产工艺流程冷轧车间平面布置图Ⅰ—连续酸洗机组；Ⅱ—五机架冷连轧机；Ⅲ—电解清洗机组；Ⅳ—退火工段；Ⅴ—单机式平整机；Ⅵ—双机平整机；Ⅶ—连续电镀锡机组；Ⅷ—连续镀锌机组；Ⅸ—剪切跨；Ⅹ—油毡；Ⅺ—计算机房；Ⅻ—轧钢主电室；XⅡI—轧辊工段；XIV—机修、电修、液修酸洗目的：清除氧化铁皮，保证带钢表面质量。除鳞方法：酸洗（盐酸、硫酸）；喷砂清理或酸碱混合处理（如生产不锈钢时，因表面氧化铁皮含有不溶于酸的氧化铬和尖晶石等）；无酸除鳞的新工艺（高压水喷铁矿砂－NID法）。13.2.2酸洗与除鳞盐酸酸洗与硫酸酸洗区别：盐酸无残渣，溶蚀各类型的氧化铁皮；硫酸不与Fe2O3反应。盐酸对基体侵蚀弱，表面光滑，而硫酸与基体反应。盐酸形成氯化亚铁易于溶解除去，不会引起表面出现酸斑，硫酸形成硫酸亚铁易形成不溶解的水化物，易形成酸斑。盐酸酸洗速率是硫酸的两倍，带钢表面银亮洁净。盐酸可实现无废液酸洗，可再生，硫酸不能再生。13.2.3冷轧冷轧机的分工辊系配置：四辊式与多辊式；机架排列：单机可逆式与多机连续式。

单机可逆式：品种多、批量小，生产效率低，投资小、生产灵活，适于中小型企业；

多机连续式：品种单一，批量大，生产效率高，投资大，灵活性差，适于大企业。规格范围：宽450～2450mm；厚0.065～4mm轧制速度：五机架为25～27m/s，六机架为36～38m/s，个别速度达40～41m/s。板卷重量30～45t，最大达60t。

带钢冷轧发展的3个阶段：－单机可逆轧制－连续式轧制（通常3－6个机架）全连续无头轧制－无头轧制CDCM（酸-轧联合机组）

FIPL(酸-轧-退连续生产线)13.2.4精整包括：表面清洗、退火、平整及剪切等工序；清洗目的：除去表面上的油污(故又称“脱脂”)，以保证板带退火后的成品表面质量。清洗方法：电解清洗、机上洗净与燃烧脱脂。电解清洗采用碱液为清洗剂，通常为2～4％的硅酸钠水溶液，外加界面活性剂以降低碱液表面张力，改善清洗效果。通过使碱液发生电解，放出氢气与氧气，起到机械冲击作用，可加速脱脂过程。使用以矿物油作冷润剂时，则可在末道喷除油清洗剂，这种方法称为“机上洗净法”。退火种类：初退火、中间退火和成品退火。初退火：主要用于含碳量高的碳结钢及合金钢，使带钢具有良好的塑性和组织；中间退火：通过再结晶消除加工硬化以提高塑性，降低变形抗力；成品退火：通过再结晶以改善加工性能，还可根据产品的技术要求以获得所需要的组织(如织构等)和性能(如深冲、电磁性能等)。冷轧产生加工硬化，需要由退火来消除，产品的微观组织，与退火工艺制度相关。

常规罩式炉退火全氢保护罩式炉退火连续退火新型感应加热连续退火类型普通罩式炉强循环罩式炉全氢罩式炉气氛2％H22％H2100％H2退火时间，h786143加热能力，t/h1.84(100%)2.47(134%)3.29（179％）冷却能力，t/h2.26(100%)2.72(130%)4.16(184%)炉台能力，t/h1.01(100%)1.30(129%)1.84(182%)原因：H2的导热能力是N2的7倍！（0.172:0.024)连续退火机组连续退火的优点：加热快、冷却快，生产效率高（退火时间有几天缩短为几分钟）炉内带张力，可改善板形性能均匀、表面光洁能生产DP钢、TRIP钢等要求严格控制冷却速度的新钢种容易与镀锌结合，形成连续化生产线与罩式炉相比，