第五章 板带材生产课件.ppt

上午3时51分,第五章 板带材生产,5.1 板带材生产概述,5.2 热轧中厚板生产,5.3 热连轧带钢生产,5.4 冷轧带钢生产,板 带 生 产 流 程 图,5.1 板带材生产概述,一、板带材产品特点、分类、技术要求,1.产品的外形、使用与生产特点,1）外形：B/H比值很大，扁平断面钢材,2）使用特点: （1）表面积大，常用作外围构件。 （2）可任意裁剪、弯曲、冲压、焊接（制成各种制品构件） 使用灵活方便。 （3）可弯曲、焊接成各类复杂断面型钢、钢管，故称为“万能钢材”。,5.1 板带材生产概述,3） 生产特点： （1）用平辊轧出，改变产品规格较简单容易，易于实现现代化。 （2）带钢形状简单，可成卷生产且在国民生产经济用量最大， 宜采用连轧生产。 （3）轧制压力大。,5.1 板带材生产概述,2.板带材的分类及技术要求：,1）分类：,（1）按厚度：特厚板：h60mm 最厚达500mm 厚板： h=2060mm 中板： h=420mm 薄板： h=0.24mm 极薄板（箔材）h0.2mm 最薄 h=0.001mm,（2）按用途：造船板、锅炉板、桥梁板、汽车板、屋面板、深冲板、 焊管坯等,（3）按轧制方法：热轧板、冷轧板,5.1 板带材生产概述,（1）尺寸精确：长度、宽度剪出来的，厚度一旦轧出来就无法改变了。由于BH很大，厚度的微小变化都会引起使用性能和金属消耗的巨大变化，所以要求高精度轧制。,2）板带技术要求：尺寸精确板形好，表面光洁性能高。,5.1 板带材生产概述,（2）板形好： 指钢板的外观形状要求平直。 普通中厚板 每米瓢曲度15mm，优质板每米瓢曲度10mm。,（3）表面质量好：板带钢多用作外围构件，表面要求光洁，不能有汽泡、结痕、拉裂、刮伤、折叠等，影响使用。如：小汽车外表如有结疤不仅影响美观，而且容易锈蚀。,（4）性能要求高：机械性能： (断面收缩率) （延伸率） ；工艺性能：焊接、铆、弯曲、冲压等；物化性能：高温性能、低温性能、耐酸、耐碱、耐腐蚀性能 等。 如：桥梁板、船板要求低温冲击韧性；不锈钢板耐腐蚀性。,5.1 板带材生产概述,1.使轧制易于变形的途径： 1）降低板带钢本身的变形抗力（内阻） 措施：加热，在轧制过程中保温、抢温使轧件具有较高而且均匀轧制温度。,二、板带轧制技术的发展,板带轧制的突出特点是,P,大，轧件变形难，而轧机变形及其影响大,F,p,P,*,=,板带轧制技术发展的主要矛盾：轧件变形难，轧机变形及,其影响大。,5.1 板带材生产概述,2）设法改变轧件变形时的应力状态，减少外摩擦对金属变形的阻力（外阻） 措施：带张力轧制、润滑、减小工作辊直径。,5.1 板带材生产概述,3）板带热轧时重点是降低内阻，但随产品的厚度减小降低外阻也愈重要，尤其高H1mm轧制温度很难保证，轧件质量很难保证。采用冷轧的方法，冷轧温度低，内阻外阻都大，主要是降低外阻。降低外阻方法：减小工作辊直径；采用轧制润滑油和带张力轧制。其中最活跃的是减小工作辊直径。由此出现了从二辊到多辊的各种板带材轧机。,5.1 板带材生产概述,5.1 板带材生产概述,对于4mm以下的钢板，因为薄，散热快，采用叠轧（保温，克服轧机弹跳），但产品质量差，生产效率低，金属消耗大，而且只适宜轧制不太长、不太薄的钢板。,4）板带材发展历史在板带生产早期主要采用方法是成张地在单机架或者双机架轧机上进行往复热轧，中厚板生产可以采用该方法（因为轧件较厚，不容易散热）,5.1 板带材生产概述,对于轧制长度很大的带钢，又能保持较高和较均匀的温度，人们想到采用成卷轧制的方法，成卷轧制可以提高产品的质量。成卷轧制方法的关键是轧件的抢温和保温。,5.1 板带材生产概述,第一台板带钢半连轧机于1892年建于英国，轧速太低（2m/s），轧件温降太快，未成功。1924年宽带钢连轧机在美国才以6.6m/s的轧速，正式轧出合格产品。现在带钢连轧是带钢生产的主要形式，而且随着技术发展，热连轧轧速逐步提高（可达30m/s以上） 。,2.控制轧机变形： 措施：增强和控制机架和辊身的刚性。 1）增大轧机牌坊和辊系的刚性。 如：现代宽厚板轧机牌坊立柱断面已达10000cm2 以上，重达250450 t。支撑辊直径最大达 2400mm。机座采用矩形整体铸成，即短又粗， 刚性强。,5.1 板带材生产概述,2）控制和利用轧辊的变形。 （前面支撑辊）广泛采用液压弯辊等技术。,5.1 板带材生产概述,一、 中厚板生产概述及轧机布置 1.中厚板生产概述 1）分类：中厚板是指厚度4.5-25.0mm的钢板，厚度25.0-100.0mm的称为厚板，厚度超过100.0mm的为特厚板。,5.2 热轧中厚板生产,2）产品特点 中厚板生产存在钢种多、成品种类多（单是厚度、宽度和长度尺寸的所有组合就可高达几千万个甚至上亿个）、坯料尺寸多、合同订单复杂多样以及金属剪切损耗量大等特点，势必对成材率的提高、生产过程中的调度和管理造成影响，最终影响经济效益。,5.2 热轧中厚板生产,3）用途 中厚板主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。还可用来制造各种低合金钢钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件等。,5.2 热轧中厚板生产,3）用途 桥梁用钢板：用于大型铁路桥梁。要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等，如：Q235q、Q345q等。,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,造船钢板：用于制造海洋及内河船舶船体。要求强度高、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。 如：A32、D32等。,5.2 热轧中厚板生产,锅炉钢板（锅炉板）：用于制造各种锅炉及重要附件，除承受较高压力外，还受到冲击、疲劳载荷及水和气腐蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能，如：Q245G等。,5.2 热轧中厚板生产,压力容器用钢板：主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器和其它类似设备，要求容器钢板除具有一定强度和良好塑性和韧性外，还必须有较好冷弯和焊接性能，如：Q245R 、Q345R、14Cr1MoR、15CrMoR等。,5.2 热轧中厚板生产,汽车大梁钢：用于制造汽车大梁（纵梁、横梁），用厚度为2.5-12.0mm的低合金热轧钢板。由于汽车大梁形状复杂，除要求较高强度和冷弯性能外，还要求冲压性能好。,5.2 热轧中厚板生产,管线钢：用于石油、天然气运输管线，X50-X100。,LP钢板Longitudinal Profiled plate 又称为楔形钢板，为纵向变截面钢板，在轧制过程中通过连续改变辊缝来改变纵向厚度的钢板。纵向变厚度钢板基本思路：根据受力状况决定钢板的厚度分布,5.2 热轧中厚板生产,2010年，我国首块头部厚、尾部厚的钢板在河北钢铁集团邯钢公司中板厂轧制成功，填补了国内对钢板研究和试制领域的空白。首张楔形板钢板毛宽，长度，一次试轧成功，经检查各项指标均符合相关质量要求。,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,鞍钢鲅鱼圈中厚板可生产LP钢板的主要参数,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,2.中厚板生产轧机形式、轧机布置 1）轧机形式,5.2 热轧中厚板生产,连铸坯加热炉除鳞机轧机控制冷却矫直冷床冷却切头切倍尺双边剪定尺剪表面检查和清理垛板入库发货,2）中厚板生产轧机布置,5.2 热轧中厚板生产,34,1-板坯二次切割线；2-连续式加热炉 3-高压水除鳞箱；4-精轧机； 5-加速冷却装置； 6-热矫直机； 7-宽冷床；8-特厚板冷床； 9-检查修磨台架； 10-超声波探伤装置；11-切头剪；12-双边剪和剖分剪；13-定尺剪；14-横移修磨台架；15-冷矫直机；16-压力矫直机；17-热处理线；18-涂漆线,5.2 热轧中厚板生产-宝钢5000宽厚板车间布局,邯钢2800生产线示意图,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,37,5.2 热轧中厚板生产-舞阳4100mm中厚板轧机区生产现场,38,1）工作辊辊身长度命名 轧机所能生产成品的最大宽度是轧机规格尺寸减去200300mm。2）轧机形式 二辊式、三辊劳特式、四辊式、万能式。,3.中厚钢板轧机的命名,5.2 热轧中厚板生产,39,（1） 二辊可逆式轧机,缺点：二辊轧机的辊系刚度较差，钢板厚度公差大。,适用范围,适于生产厚规格的钢板，作双机架布置中的粗轧机座。,优点：低速咬钢高速轧钢，具有咬入角大、压下量大、产量高。原料的适应性强，既可以轧制大钢锭也可以轧制板坯。,5.2 热轧中厚板生产,40,（2） 三辊劳特式轧,优点,设备投资少、建厂快、轧机辊系刚度比二辊可逆式轧机大，因而生产的钢板精度也高些。,缺点,中辊直径小、从动，因而咬入能力较弱；轧机辊系的刚度还不够大，产品的产量和质量都差。,适用范围,用于生产4.020mm中板，或者作为双机布置中的粗轧机使用。,5.2 热轧中厚板生产,41,（3） 四辊可逆式轧机,四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图 1-电动机；2-传动轴；3-接轴移出缸；4-接轴平衡装置；5-万向接轴；6-工作机座,5.2 热轧中厚板生产,42,（4）万能式轧机,万能式轧机轧制过程示意图,V-H轧机的精轧机,5.2 热轧中厚板生产,43,3）轧机布置 （1）单机架：一个机架既是粗轧机，又是精轧机。 采用单机架生产，只要按规程勤换辊，钢板表面质量是可以保证的。因此，有些新建厂因限于产量和投资，先采用单机架，预留第二架位置，将来扩建成双机架。,单机架,二辊式轧机,淘汰,三辊劳特式轧机,改造,四辊式轧机,5.2 热轧中厚板生产,44,组成型式,（2）双机架中厚钢板轧机呈纵列式布置，前一架为粗轧机，后一架为精轧机,四辊式四辊式,二辊式四辊式,三辊式四辊式,优点：粗、精轧制道次分配合理、产量高；使进入精轧机的来料断面较均匀，质量好；粗轧可以独立生产，较灵活。,5.2 热轧中厚板生产,4.中厚板生产的工艺过程,1）轧制过程 （1）除鳞：清除表面氧化铁皮，以提高表面质量，避免麻点。 （2）粗轧：将坯料轧到所要求的宽度，进行大压缩、延伸。,5.2 热轧中厚板生产,46,5.2 热轧中厚板生产,a.全纵轧法：钢板延伸方向与原料的纵轴方向重合 由于轧制只向一个方向延伸，钢中的偏析、夹杂等呈明 显条带状分布， 组织和性能各向异性严重，横向性能差 由于减少拔钢操作，产量高。 （钢板头部的缺陷不至于扩展到钢板的长度上）与横 纵轧比较，成材率高。 要求板坯宽度大于或等于钢板宽度，产品不灵活。,5.2 热轧中厚板生产,b. 全横轧法：用连铸坯为原料时，全横轧与纵轧法一样，产生各向性能异性。 使用初轧板坯原料时，全横轧法可减轻各向异性提高横向性能，这是由于初轧板坯是纵轧生产的，由板坯轧成钢板，再横轧生 产，纵横向都得到加工 。 一次拔钢，比横纵轧产量有所提高 。 产品不灵活，要求板坯长度大于或等于成品钢板宽度。 切损少，提高成材率。,5.2 热轧中厚板生产,c.横轧纵轧法（综合轧法） 适合连铸坯 横纵轧法是先横轧将板坯展宽到所要求的宽度，再转900纵轧 提高横向性能，减小钢板各向异性（但横向延 伸率不大，钢板组织性能的各向异性改善不多）,整形轧制 横轧 纵轧,5.2 热轧中厚板生产,由于两次拔钢，产量降低。 钢材易成桶形，切损大，成材率低 板坯的宽度与钢板宽度可灵活配合，产品较灵活。,5.2 热轧中厚板生产,整形轧制：为调整原料形状，开始往往先纵轧12道 目的：辗平钢板锥度。 对板坯先使头部呈扁形展宽，减少横轧的桶形。 辗平板坯剪断时的端部压扁和表面清理带来缺肉 。,d.角轧纵轧法: 缺点： 需拔钢，轧制时间延长，产量降低。 送入角和钢板形状难以控制，使切损增大。 操作复杂，劳动强度大，难以实现自动控制。 角轧纵轧适应于：轧机咬入能力较弱及坯料 较 窄的。一般 三辊 劳特采用之。,5.2 热轧中厚板生产,e.平面形状控制轧法：MAS轧制法及差厚展宽轧制法 综合轧制法：轧材往往成桶形，增加切损。它一般 分三步：首先纵轧12道次，以整板形，称整形轧 制，然后转900横轧展宽，再转900纵轧成材。日本 开发的平面形状控制轧制法，是在整形轧制和展宽 轧制时改变板坯两端的厚度形状以达到清除桶形，提高 成 材率的目的。,5.2 热轧中厚板生产,MAS轧制法：MAS是钢板平面形状自动控制轧法的 简称。由于坯形似 狗骨头，又称狗骨头轧制法（DBR）。 它是根据每种尺寸的钢板在终轧后桶形平面形状变化量 计算出粗轧展宽阶段坯料的变化，以求最终轧出的钢板 平面形状矩形化。,5.2 热轧中厚板生产,差厚展宽控制法： 在展宽轧制中，板面出现桶形，端部比中部要窄，若把 窄部分展到中部同宽，就可得到矩形。因此在展宽轧制中将 轧辊倾斜一个角度，在端部多压下量 ，让它多延伸一 些，使之成为矩形。采用平面形状控制法可提高成材率44%，但要求轧制高度自动化，用高精度的平面形状预测数学模型，通过计算机自动控制才能实现。,5.2 热轧中厚板生产,（3）精轧（全纵轧）粗轧与精轧无明显界限，单机架前期道次为粗轧，后期道次为精轧。双机架第一架为粗轧，第二架为精轧，精轧主要是延伸和质量控制（厚度、性能、板形、表面质量）精轧机轧辊表面要求有足够的硬度和光洁度。,5.2 热轧中厚板生产,2）生产工艺过程： （1）原料的选择与加热 原料可分为扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯和压铸板坯，其中 连铸板坯是发展放向，但连铸板坯受压缩比的限制。 美国：45 ；日本：6；西德：3.1；中国：普通68 ， 重要用途810。 连铸板坯质量越高，压缩比越小。,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,原料重量、尺寸的确定,在确定坯厚时还要考虑到,坯料厚度要小于或等于最大开口度（开坯机上辊提升高度）,),(,max,最大开口度,H,H,否则在轧制过程中发,生卡钢现象，上辊不能抬起，无法处理事故。,要考虑加热炉的推钢比（太薄易发生拱钢事故），对与步进式,炉要注意到步进梁与料接触时的速度要低，以防影响表面质量。,5.2 热轧中厚板生产,考虑到轧机的产量和终轧温度,轧机产量高,终轧温度高,对轧同一厚度的板,轧机产量低,终轧温度低,5.2 热轧中厚板生产,坯料宽度的选择还要考虑展宽比的影响,展宽比与展宽变化量间的关系（未采用立辊轧边）,5.2 热轧中厚板生产,C 坯料长度Lmina+300400 防止脱落到滑轨下面 LmaxB-400500 对于单排料，防止刮炉墙 Lmin2a出（a出：出炉轨道的距离）保证总和两个辊接触，否则坯料运行不平稳，冲击辊道。,5.2 热轧中厚板生产,矫直：钢板轧后趁热矫直（因冷矫变形抗力大）现在 逐渐采用带支撑辊的四重式矫直机。矫直辊直径小， 质量好，但矫直力大，加支撑辊。对于特厚板，压 力矫比辊式矫更合适。 冷矫除应用于热矫后的补充外，主要用于矫直合金 钢板（因其轧后即刻要缓冷处理）并采用高强度冷矫机,（2）轧制,（3）精整：,精整包括：矫直、冷却、划线、剪切、检查及清理缺陷， 必要 时要热处理和酸洗等。,5.2 热轧中厚板生产,5.2 热轧中厚板生产,冷却：运输和冷却过程中，要防止划伤表面，不能推拉， 多采用步进式运载冷床，避免划伤轧件。冷却条件好， 冷床输入输出采用提升移送装置。,5.2 热轧中厚板生产,检查：检查表面缺陷，还采用（冷至1502000以下） 超声波探伤检查内部缺陷。包括上表面检查和下表面检查。划线：为剪切作准备。头、尾、边不齐，划成矩形，去掉余量 最早人工劳动条件不好，现在采用专门划线机（自动式 自动量尺划线和利用测量辊的固定式量尺划线机）。,5.2 热轧中厚板生产,剪切：横切，切头、尾；定长。一般用斜刃剪（书上所提滚切剪 为斜刃剪的一种） h26 圆盘剪 纵切，切边 h50 侧边剪 h50 火焰切割、气割，刨床切断,圆盘剪，刀片是旋转的圆盘，可以连续纵向剪切 侧边剪，一刀一刀的剪,5.2 热轧中厚板生产,67,斜刀片剪切机简图1-电动机；2-减速机；3-开式齿轮传动；4-离合器；5-曲轴；6-连杆；7-滑道；8-上刀架；9-下刀架,5.2 热轧中厚板生产,常化： 常化炉 用途：正火、淬火、回火打印：（钢印） 钢号、炉号、批号、标准号、规格、出厂日 期、 班次称重： 包装、入库,5.2 热轧中厚板生产,（4）轧制过程速度制度,5.2 热轧中厚板生产,（5）待温轧制轧制过程,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,第一块第一阶段轧制,5.2 热轧中厚板生产,第二块第一阶段轧制,摆动,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,第三块第一阶段轧制,摆动,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,三块同时转移到轧机入口侧,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,第一块第二阶段轧制,摆动,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,第二块第二阶段轧制,摆动,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,第三块第二阶段轧制,5.2 热轧中厚板生产,控制轧制过程单机架,第一块第一阶段轧制,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,第二块第一阶段轧制,摆动,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,第三块第一阶段轧制,摆动,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,第四块第一阶段轧制,摆动,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,第五块第一阶段轧制,第一块第二阶段轧制,摆动,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,第六块第一阶段轧制,第二块第二阶段轧制,摆动,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,第七块第一阶段轧制,第三块第二阶段轧制,摆动,控制轧制过程双机架,5.2 热轧中厚板生产,5.3 热连轧带钢生产,5.3 热连轧带钢生产,二、轧制工艺过程1.原料选择与加热 原料为初轧板坯和连铸板坯，板坯厚150300mm，最厚 达350mm 坯宽成品宽，长度取决于加热炉的宽度和所需坯 重。（板坯重量增大可以提高产量和成材率，但受设备条件 、轧件终轧温度、头尾温度、卷取机所能容许的板卷最大外 径等限制）,5.3 热连轧带钢生产,2.加热炉：推钢、步进；采用多段（68段以上）供热方式。增大产量：延长炉子高温区，实现强化操作，快速烧钢， 提高炉子产量。 加大炉宽、炉长。为节约能耗，采用板坯热装和直接轧制技术。,5.3 热连轧带钢生产,3.粗轧 粗轧：采用全纵轧法:立辊除鳞，调整宽度，加工边部。 热连轧带钢车间的 精轧机大都由68 架组成，但粗轧机 组成布置却不相同。,5.3 热连轧带钢生产,5.3 热连轧带钢生产,半连续：粗轧不连续，精轧连续：如（鞍山）粗轧二辊可逆，四 辊可逆，还可兼用以生产中厚板，适用于产量不很高， 品种范围广的情况。t粗t精，300万吨/年,全连轧：粗轧各架都轧一道，不一定连轧。适用于大批量单一品 种的生产，但设备投资大轧制流程及厂房增长。t粗t精 （东钢），400600万吨/年,3/4连轧：粗轧12架可逆，23架连续。可以充分利用粗轧机并 充分减少设备和厂房面积，节约投资，并且产品灵活， 性能高。t粗 = t精（武钢）,400万吨/年,5.3 热连轧带钢生产,由粗轧机轧出的中间坯进入精轧机，要求温度高，尽量缩短粗轧与精轧的距离但又不能相互干扰，粗轧最后一个机架后面，设有测厚仪，测宽仪及测温装置，前馈控制精轧机组，反馈控制粗轧机与加热炉。,5.3 热连轧带钢生产,4.精轧,5.3 热连轧带钢生产,1）飞剪切去头部（有时也切尾部）：头部温度较低，轧制时不易咬入，易损坏轧辊辊面，并防止“舌头”、“鱼尾”卡在机架间的导卫装置或辊道 缝隙中。,5.3 热连轧带钢生产,切尾：防止后端的舌头、 鱼尾给卷取及其后的精整工序 带来的困难。,2）高压水除鳞： 去除次生氧 化铁皮,5.3 热连轧带钢生产,3）精轧机组一般67架，有的留出8、9架位置。 增加精轧机架数可 使精轧来料加厚，提高产量和轧制速度。 采用升 速轧制（加速 度）： 减小头尾 温差， 保证轧制精度，提高产 量，提高轧制速度。,5.3 热连轧带钢生产,5.3 热连轧带钢生产,（A）带钢进F1F7架，直到P点为止，保持恒定的穿带速度。 （B） 头部从P点到卷取机为止，较低加速。,5.3 热连轧带钢生产,（C）头部进入卷取机后，开始较高加速，直到预先给定的速度上限 为止。a2取决于终轧温度要求和提高产量的要求。终轧温度高，产量高，a2应加大。,补充：在（D）段，有时采用较小的升速轧制a3（0.0250.125m/s2）可保证终轧温度恒定，头尾温差小。,(D)达到最高速度后，维持最高速度，至带钢尾部离开减速开始 机架（F1 ）为止。(E)从F1开始减速，一直减速到规定的速度。b1不能太大(b2b1)， 出口轧件惯性大，尾部冲力大，易在轧道上堆叠。(F)带钢离开末架轧机后，立即将轧机回复到后续带钢的穿带速度,5.3 热连轧带钢生产,4）为适应高速轧制，必须有相应的速度快，准确性高的压下系统 和自控系统，来保证轧制过程中及时而迅速、准确地调整各项参数的变动，得到高质量的钢板。,（常见）电动压下：能够实现快速准确调整 液压压下：调速快，灵敏度高，效率高，但维护困难。 也有采用粗调电动，精调液压。,5.3 热连轧带钢生产,5） 两架轧机之间有高压水活套支撑器。高压水为了除鳞 由喷头量可调整头、中、尾温差，保证头（喷水）尾（不喷 水）温度一致。,活套支撑器：防止叠钢，缓冲金属流量的变化，给控制调整 以时间。 当各种工艺参数产生波动时发出调整信号，以 便快速进行调整。 保证恒微 张力轧制， 防止因张力过大引起带钢 拉缩。,恒力矩活套支撑器：张力 变化大，反应慢。,恒张力活套支撑器：反应 快，便于控制。,5.3 热连轧带钢生产,1）冷却：由精轧机到卷取机距离120190m，卷取温度600左右，终轧温度在900数秒内温降达300很困难（轧速较高的限制之一）为较提冷却效果，采用层流冷却低水压，大水量，分段布置，根据不同的品种，可调节水量与段数，冷却效率高。高压水冷却效果不好，溅，接触少，带走的热量少。,6）为灵活控制辊形和板形，设有液压弯装置，使辊缝保持平直,5.轧后冷却及卷取,5.3 热连轧带钢生产,2 ）输送辊道速度,5.3 热连轧带钢生产,3 ）卷取、卷取机布置 产品越厚，要求末架机距卷取机越长，以便降温 为保持连轧机组的轧制节奏，卷取机一般为23台 （3台较多），两台交替使用，一台备用检修,卷取机形式有：二辊（指抱紧辊）式：h=12mm卷厚带 ， 卷不紧 三辊式：对薄、厚均可，广泛采用 四辊式：结构复杂,5.3 热连轧带钢生产,5.3 热连轧带钢生产,6.车间平面布置与节能技术,车间布置：节能新技术：,（1）提高加热炉热效率：加热炉能耗最高占70%以上 方法： 热装 增加有效炉长；热滑轨或绝热材料；减少冷损耗； 回收余热；炉壁绝 热；炉门密封结构等，热效率 由50%上升到70%,5.3 热连轧带钢生产,（2）板坯低温加热：加热温度降低，可节省燃料，节能明 显，且减少烧损，提高炉子产量、质量。但轧制能耗 增加，耗能不明显，综合效果大幅度节能,5.3 热连轧带钢生产,（3）抢温、保温技术 入精轧机的坯料厚度增加，提高穿带速度 缩短粗、精轧机的距离，辊道保温罩 热卷取箱：使粗、精轧距离缩短，尾部入精轧，头尾温差小， 热损失小，可增大卷重，处理事故不甩刚（可增加热处理事故时间）,近终型轧制薄带连铸,5.3 热连轧带钢生产,CSP生产线,5.3 热连轧带钢生产,韩国浦项ISP生产线,5.3 热连轧带钢生产,通钢、唐钢FTSR生产线,5.3 热连轧带钢生产,一、冷轧板带材生产工艺特点,在轧薄板时（ 1mm）很难保证热轧温度，无张力（恒微张力)很难保证板形。 冷轧可不考虑温度，轧薄、长、尺寸精度高，表面光洁度高及特殊性能的带钢（深冲板、 硅钢板）。,工艺特点如下：,5.4 冷轧带钢生产,1.加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化,轧制过程中只有加工硬化，无软化过程。 变形抗力大，轧制压力大，塑性差，易脆裂，继续轧制需退火软化。,5.4 冷轧带钢生产,2.冷轧中采用工艺冷却和润滑,1）工艺冷却：冷轧过程中产生的剧烈变形热和摩擦热使辊温升高；冷轧轧制力大，变形功8488%转变成热能，单位时间发出的热量为变形发热率q，其正比于平均单位压力、压下量、轧制速度 （为保证冷却，要求轧辊直径必须大于一个值，从减小压力来说，希望D辊小，但从冷却的角度不 应小于某个值）,5.4 冷轧带钢生产,（1）冷轧带钢生产为什么采用工艺冷却？ 辊面温度高，工作辊淬火层硬度下降。 辊面温度高，辊型破坏，影响板型（有可能两边薄，中间厚） 辊面温度高，使润滑失效，破坏油膜。,5.4 冷轧带钢生产,（2）轧辊冷却使用冷却剂： 水比热大，吸热率高，成本低，大多数轧机用水冷却（特别是薄 件，轧速高时），油的冷却效果不好，特殊情况，润滑用油，同 时使用油冷却。采用油水混合液（乳化液）既有冷却作用，又有 润滑作用，为提高冷却效果，用高压空气将冷却液雾化。,2）润滑：,（1）冷轧带钢生产为采用工艺润滑作用？ 减小变形抗力，轧制薄件。 由于轧制压力下降，防止辊温升高。 防止金属粘辊，减少轧辊磨损。 带钢表面光滑，提高表面质量。,5.4 冷轧带钢生产,（2）润滑剂的选取： 植物油、动物油优于矿物油。其中以棕榈油效果最好，合成的更好，可用于轧制难变形的金属，在现代冷轧过程中，轧制h=0.35以下的白铁皮硅钢片，在成品的一、二道次，需用相当于棕榈油的润滑剂，否则难以轧出。,5.4 冷轧带钢生产,5.4 冷轧带钢生产,（3）选用润滑油要注意以下几点：,要和辊径结合起来考虑（辊径大应选润滑效果好的） 鞍钢 辊径 1300/350 轧0.35硅钢 用棕榈油轧57道 太钢 辊径 210 轧0.35硅钢 用乳化液轧3道,用植物油润滑，后步要电解脱脂（防止退火后，形成碳层表面斑点）,5.4 冷轧带钢生产,轧制速度 15m/s 用植物油润滑，另设一套轧辊冷却系统 武钢：棕榈油+蒸汽冷却系统,5.4 冷轧带钢生产,（4）五机架冷连机，三套冷润系统 水冷系统，用于第一架冷却，因第一架板卷酸洗后已涂油 乳化液系统，中间机架的冷却，润滑 末架喷清洗剂，清除残留油脂,3.张力轧制,1）张力轧制：在轧制过程中，对轧件施加一定的前张力和 后张力。,前张力力的作用方向与轧制方向相同。 后张力力的作用方向与轧制方向相反。,5.4 冷轧带钢生产,2）冷轧带钢采用张力作用？ 防止带钢跑偏 使带钢保持平直和良好的板形 降低金属变形抗力，便于轧薄件 可调整主电机负荷,5.4 冷轧带钢生产,（1）张力纠偏：,轧制时出现延伸不均，延伸大的一边张力小，延伸小的一边张力大，这时较大的张力可纠正向延伸小的一边跑偏。（但张力过大，会拉裂或断带）,（2）张力保持板型良好：,在轧制过程中，未加力时，不均延伸时，带钢生产残余应力，有张力时，可抵消残余应力（压应力），加张力后，应力消除，加张力时，受拉应力部分先受到张力，延伸小的部分伸长后，使应力消除，减轻了在轧制过程中板面出现浪皱的可能。,5.4 冷轧带钢生产,任何 时刻下的张应力 ： （1） 总张力： A ：带钢断面积 ：带钢上a、b两点的原始距离 ：带钢的原始张应 ：点与点的速度差 E：带钢弹性模量,5.4 冷轧带钢生产,（3）张力,上式表明： Z0为零，（1）式表示张力的建立过程，Z0不为零， 表示从一个稳定状态到 另一个稳定状态的变化规律。 z 与Va 、Vb的绝对大小无关，仅与其差值有关， V=0无张力变化，V为正，随时间增加，张力 增加 张力从一个稳定状态到另一个稳定状态，经历一 个V的产生和消失的过程。,5.4 冷轧带钢生产,张力选取：,理论上应选高些，但z S（屈服极限）实际上，考虑变形 不均匀，钢的材质，加工硬化情 况等，选（0.250.5）S，一 般不超过（0.10.6）S,5.4 冷轧带钢生产,操作上：硬钢种，张力选的较小（硬钢易裂边，断带） 软钢种，张力选的较大（张力太大，卷紧，退火易粘结） 操作水平低，张力选的较小，反之较大。 厚规格可小些，薄规格大些（降低轧制压力，对调厚）,思考题：前后张力对轧制力矩有何影响？,5.4 冷轧带钢生产,二、冷轧板带钢生产工艺流程,1.主要品种，工艺流程和车间布置,5.4 冷轧带钢生产,汽车钢板的宽度较大（达2000mm）表面质量与深冲性能要求高。,冷轧产品厚度与热轧板卷（坯料）的关系：,冷轧成品厚度 热卷厚度 压下率% 0.2 2.0 90.0 0.4 2.3 82.6 0.8 2.8 71.4 1.2 3.2 62.5 2.0 4.5 55.6,5.4 冷轧带钢生产,冷轧压下率一般为4090% 低碳钢为6070%。,2） 其工艺流程：,5.4 冷轧带钢生产,5.4 冷轧带钢生产,3）车间布置特点： 主要考虑：生产流程顺序，便于运输（一般板卷用吊车运输）由于冷轧车间，板带的表面处理（酸洗，清洗，镀层，平整等）与处理占地相当大，必须保证运输方便。,2 酸洗与除鳞：,1）酸洗的目的：去除氧化铁皮。 方法还有喷沙，机械除鳞 （钢丝刷）但酸洗除鳞效果好，生产率高。,5.4 冷轧带钢生产,5.4 冷轧带钢生产,3）盐酸酸洗过程： 盐酸与Fe2O3 ,Fe3O4,FeO均能溶解，对金属基体侵蚀大为减弱。,5.4 冷轧带钢生产,4）盐酸酸洗的优点： 盐酸完全溶解，三层氧化铁皮，不需破鳞，使酸洗设备简化 （对压入金属表面的Fe2O3也能溶解） 不会发生过酸洗，盐酸与Fe反应很弱，金属消耗少。 表面质量好，FeCl2易从带钢上清除，不形成酸斑，能完全 溶解压入金属表面的Fe2O3。 钢中含铜也不影响酸洗质量，含铜的钢不形成碳体（而铜在 硫酸中形成渗碳体，使板面乌暗） 酸洗速度快，约比硫酸快一倍 可回收废酸，FeCl2可以回收 废酸废液可完全再生出新酸，循环使用，解决污染问题。,5.4 冷轧带钢生产,3.冷轧 1）轧机布置 单机座：使用于多品种，少批量。 鞍钢1700 连续式：五机架，厚度h = 0.253.5mm， 辊身17002135mm， 武钢1700 =2527m/s 五机架全连续：宝钢2030 专用六机架：专门生产镀锡原板，最薄达0.09，辊身长不大 于1450 =3628m/s 二机架，三机架做为“二次冷轧机”生产特薄镀锡板,5.4 冷轧带钢生产,按轧辊数量：二辊，四辊，多辊，新型辊系轧机，HC，异布， 泰勒轧机,2）冷轧过程： （1）,5.4 冷轧带钢生产,5.4 冷轧带钢生产,（2）冷连轧分为常规冷连轧、全连续冷连轧与全过程冷连轧 a.常规冷连轧：对于一卷带钢连轧，由于穿带，卸卷等利用率在 65%左右 。,5.4 冷轧带钢生产,b.全连续冷连轧的优点： 提高了时间利用率（无穿带，甩尾） 提高成材率（头尾厚度超差） 穿带易损伤轧辊，无穿带，表面质量好 无加速，减速，生产效率升高 自动化程度高,5.4 冷轧带钢生产,c.全过程冷连轧的优点： 提高了时间利用率（无穿带，甩尾） 提高成材率（头尾厚度超差） 穿带易损伤轧辊，无穿带，表面质量好 无加速，减速，生产效率升高 自动化程度高,5.4 冷轧带钢生产,4精整 1）清洗：去除油污，也称“脱脂”，若不脱脂，退火时，碳（油脂燃烧后的剩余物）污染物就会残留在板面上影响镀层。,5.4 冷轧带钢生产,方法: 电解清洗：带钢通过电极栅的引起水的电化学分解，氢氧气泡引起搅动，提高清洗效果 刷洗，淋洗 去油轧制 （适用乳化液）“机涂洗净法”，最末一架机座与润滑系统隔离，送温水及除油清洗剂除油。,2）退火 ：中间退火和成品退火, 紧卷退火：传热条件差，退火周期长（长达几昼夜）， （冷却时间占一半左右）容易粘钢。 松卷退火：58年美国用于生产，重新打卷，中间放钢丝， 缩短了退火周期，避免粘钢，但设备复杂，操作繁琐。 连续退火：分为直立式与水平式 加热均匀，产量高，一般硬度，强度较高，塑性与冲 压性能较低，质量好。,5.4 冷轧带钢生产,3）平整,15% 小压下率冷轧。,目的： 可消除屈服平台（供冲压用的板带钢）。 平直光洁。 改变与提高性能， 变化，塑性与强度可在一 定范围内变化。,4）剪切：横剪、纵剪,5）检查,6）包装,5.4 冷轧带钢生产,连续退火,5.4 冷轧带钢生产,连续镀锌,5.4 冷轧带钢生产,连续退火、连续镀锌,5.4 冷轧带钢生产,上午3时51分,了解：,1.板带材使用特点及生产特点,2中厚板产品分类、用途。,3.热轧带钢发展历史。,第五章 板带材生产,3.为什么采用冷轧方式生产带钢。,上午3时51分,掌握：,1.板带材生产的技术要求、板带材轧机命名,2.中厚板生产轧制方式、速度制度、待温轧制、坯料尺寸如何选择。,3.热连轧带钢轧机按照粗轧机布置形式如何分类。,第五章 板带材生产,上午3时51分,掌握：,4.常见的热连轧带钢轧机车间布置、主要设备。,5.热连轧带钢轧机精轧机速度制度、精轧机后的输出辊道速度控制。,6.冷轧生产的工艺特点、酸洗的目的、轧机的布置形式、退火和平整的目的等等。,第五章 板带材生产,