冷轧板带钢毕业论文——产量200万吨冷轧车间设计.doc

年产量200万吨冷轧车间设计摘要本设计是参考鞍山钢铁公司1700mm冷轧车间设计的，年产量为200万吨，典型产品为Q235冷轧薄板带钢，产品规格2.0 1300mm。该车间设计主要包括：连续酸洗冷轧联合机组、罩式退火机组、热镀锌机组、平整机组、剪切机组、重卷机组等。设计产品有冷轧带钢卷、冷轧板、热镀锌板、热镀锌钢卷、电镀锌钢板、电镀锌钢卷。产品具有使用规格范围宽、厚度精确、尺寸偏差小、表面光洁、板形好、性能稳定等特点。据此制定了典型产品金属平衡表和轧制规程，对轧机、电机能力进行了校核。计算了车间的各项经济技术指标，绘制了车间平面图，并以润滑乳化液在冷轧板带钢生产中的应用为专题进行了综述。关键词：冷轧带钢；轧制工艺；酸洗冷轧联合机组；润滑乳化液Design of a cold strip plant with annual capacity of 2 millions tons and the schmierwasser using in the Continuous Casting ProductionABSTRACTThis design refers to the 1700 cold-rolling department of Anshan Steel Corporation,whose annual output is 2 million tons,and the typical product is the Q235 .This work shop design mainly includes: Pickling - cold-rolled joint unit,cover-type annealing furnace unit,entire continuous annealing unit, hot galvanizes unit,electrical steel annealed coating unit,single stand 4-high skin-pass unit,crosscut and slitting shearing unit,recoiling unit and so on.The designed products,including volumes of cold-rolled strip,cold-rolled plate,hot dip galvanized sheet and volumes,electrical silicon steel plate.Products with distinguishing features such as wide size,accurate thickness,small deviation in dimension,smooth surface,well flateness,stable property,etc.According to it,Rolling schedule was made for typical product and the ability to mills and other equipments were checked.And layout drawing for the design plant was completed.A special topic about the schmierwasser using in the Continuous Casting Production is explicated.Key words: Cold rolled strip,rolling system, Pickling cold-rolled joint unit, schmierwasser目录摘要IABSTRACTII目录III1综述11.1 冷轧薄板带钢生产工艺特点11.1.1加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化11.1.2冷轧中要采用工艺冷却和润滑（工艺冷润）11.1.3冷轧中要采用张力轧制31.2 冷轧薄板带钢产品的发展、应用及重要地位41.3 冷轧生产工艺流程41.3.1 酸洗51.3.2 轧制61.3.3 精整71.3.4 镀锌81.3.5 矫直81.3.6 板带钢轧制制度的确定81.4 冷轧薄钢板生产的发展历史91.4.1 国际冷轧发展史91.4.2 我国冷轧发展史91.5 当今现代轧制工艺技术的特点101.5.1大力开发高精度轧制技术101.5.2轧制过程连续化的新进展无头轧制技术101.5.3轧制过程的自动控制和智能控制技术101.5.4深加工技术111.6 几种冷轧薄板带钢轧机设备介绍111.6.1 二辊轧机111.6.2 四辊式冷轧机111.6.3 MKW型轧机121.6.4 二十辊冷轧机121.6.5 特种结构的轧机132 产品的方案及生产方案162.1 冷轧产品方案162.3 生产方案162.4 金属平衡表173 轧制工艺流程183.1 冷轧板带钢生产的工艺流程183.2 冷轧板带钢各机组生产工艺流程194. 主要设备选择204.1 设备组成204.2 酸轧联合机组204.3 罩式退火机组244.4 平整机组244.5 横剪机组254.6 纵剪机组264.7 重卷机组274.8 电镀锌机组274.9 热镀锌机组285轧制制度的制定305.1 压下制度（规程）概述305.2 压下量的分配305.3 速度制度305.4 张力制度的制定315.5 轧辊辊型制度325.6 轧制压力的计算325.7 压下规程的制定366 轧机能力校核376.1轧辊能力校核376.1.1轧辊各部分尺寸的确定376.1.2咬入能力的校核386.1.3轧辊强度校核396.2轧机生产能力校核436.2.1轧机工作图表436.2.2轧制节奏确定436.2.3轧机小时产量的计算446.2.4轧机平均小时产量456.2.5车间年产量计算456.3电机能力校核466.3.1轧制力矩计算466.3.2摩擦力矩计算466.3.3电机传动力矩计算476.3.4电机空转力矩计算477各项技术经济指标487.1技术经济指标487.2轧钢厂的环保507.2.1绿化507.2.2各类有害物质的控制及防治507.2.3水质的处理518车间平面布置528.1仓库面积计算528.1.1原料仓库面积528.1.2中间仓库面积538.1.3成品仓库面积538.1.4其它面积548.2设备间距确定548.2.1轧机机列间的距离548.2.2轧机到切断设备的距离548.3车间跨距组成54专题部分55致 谢61参考文献621综述1.1 冷轧薄板带钢生产工艺特点冷轧是指在再结晶温度以下的轧制。通常是在常温条件下轧制。采用冷轧的原因是由于当薄板带钢厚度小至一定限度(例如<1mm)时，保温和均温很困难，也很难实现热轧，同时随着钢板宽厚比的增大，在无张力的热轧条件下，要保证良好的板形也是非常困难的，而采用冷轧的办法刚好可以较好的解决这个问题。首先，它不存在降温和温度不均的毛病，因而可以生产很薄、尺寸公差很严和长度很大的板卷。其次冷轧带钢表面光洁度很高，还可根据不同要求赋予不同表面。此外，近来从降低总能耗角度考虑，冷轧又是能够大大降低能耗的一种加工方法。综上可以看出冷轧方法是一种优良的带钢加工方法。冷轧带钢最大的优点是表面质量和尺寸精度高，而且较之热轧可以获得良好的力学性能。通过冷轧变形和热处理的恰当配合，不仅可以比较容易的满足用户对各种产品规格和综合性能的要求，还特别有利于生产某些需要有特殊织构和性能的重要产品。冷轧带钢的轧制工艺特点主要有以下三个方面。1.1.1加工温度低，在轧制中将产生不同程度的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，就不能在继续轧制。因此带材经受一定的冷轧总变形量之后，往往须经软化热处理（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“轧程”。在一定轧制条件下，钢质愈硬，成品愈薄，所需的轧制行程愈多。由于加工硬化，成品冷轧带钢在出厂之前一般也需要一定的热处理，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力学性能1.1.2冷轧中要采用工艺冷却和润滑（工艺冷润）1. 工艺冷却 冷轧过程中产生的剧烈变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故必须采用必要的人工冷却。实验研究和理论分析表明，冷轧带钢的变形功约有84%88%转变为热能，使轧件与轧辊温度升高。因此必须加强冷轧过程中的冷却才能保证轧制过程的顺利进行。从公式(1.1)中可以看出变形发热率q与其它轧制因素的关系： (1.1)其中系数：q变形发热率；=0.840.88修正系数；=小于1的修正系数；J机械功热当量；B板坯宽度；h压下量；v 轧机速度；轧制时的平均单位压力水是比较理想的冷却剂，因其比热大，吸热率高且成本低廉。油的冷却能力则比水差得多。表1.1中给出了水与一些润滑油吸热性能的比较显示水的比热比润滑油大一倍。因此轧制薄规格的高速冷轧机的冷却系统往往是以水代油，以显著提高吸热能力。增加冷却液在冷却前后的温度差也是充分提高冷却能力的重要途径。因此可以用高压空气将冷却液雾化，或者采用特制的高压喷嘴喷射，冷却液在雾化时本身温度下降，所产生的微小液滴在接触高温板面和辊面时蒸发，带走大量热量，使整个冷却效果大大改善。另外，轧辊温度的反常升高和轧辊温度分布规律的反常或突变均可导致正常轧辊形状的破坏，直接有害于板型与轧制精度。同时轧辊温度过高也会使冷轧工艺润滑剂失效，使冷轧不能顺利进行。表1.1 水与润滑油的吸热性能比较 项目种类热容热导率沸点/挥发潜油水2.0934.1970.1465380.548473151002093402252498综上所述，为保证冷轧正常生产，对轧辊和轧件应采取有效的冷却和控温措施。2. 工艺润滑 冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，这不但有助于保证以有的设备在其能力条件下实现更大的压力，而且还可使轧机能够经济可行的生产厚度更小的产品。此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发热率以及轧辊的温升起到良好的影响。在轧制某些品种时，采用工艺润滑还可以起到防止金属粘辊的作用。生产与试验表明，采用天然油脂在润滑效果上优于矿物油，冷轧润滑效果的优劣诚然是衡量工艺润滑剂的重要指标，但一种真正的有经济实用价值的工艺润滑剂还应具有来源广、成本低、便于保存，并且易于从轧后的板面去除，不留影响质量的残渍等特点。目前只有为数不多的几种工艺润滑剂能够较全面满足上述要求。现在常用的一种润滑剂叫乳化液，能够基本满足以上要求。1.1.3冷轧中要采用张力轧制所谓“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。张力的主要作用是：(1)防止带材在轧制过程中跑偏；(2)使所轧带材保持平直和良好的板形；(3)降低金属变形抗力，便于轧制更薄产品；(4)可以起到适当调整冷轧机主电机负荷的作用。带材在任何时刻下的张应力可用下式表示 (1.2)同理，设带材断面积为A，则总张力Q=A或 (1.3)式中 带材上a、b两点间的原始距离；带材原始张力；b点速度，；E 带材的弹性模量。由公式(1.2)(1.3)可知，张力的产生与变化最终归结为的产生与变化规律。无论是单机可逆轧制还是连续轧制，其张力的产生与变化在本质上均与此相同。综上所述制定出冷轧薄板生产的一般工艺流程是：热轧卷酸洗冷轧冷硬卷出厂退火平整精整出厂清洗连退镀(Sn,Zn)冷却精整出厂1.2 冷轧薄板带钢产品的发展、应用及重要地位冷轧薄板带钢产品包括冷轧板、金属镀层薄板、深冲钢板、电工用硅钢板和不锈钢板，其中冷轧带钢，特别是冷轧宽带钢，自三十年代开始应用以来，日益显示出重要性。特别是几十年内，汽车制造业、仪表工业、家庭用品、包装工业以及机器制造和建筑方面，对冷轧带钢的需求集聚增加。与此相适应的是，冷轧带钢的生产方法和各个生产领域的技术也有了迅猛的发展。当前，大力发展冷轧带钢生产，逐步提高冷轧带钢在轧钢产品中的比重，迅速提高冷轧带钢的质量，不断增加冷轧带钢的品种，满足各个生产部门，特别是与人民密切相关的民用工业等，以及外贸出口对冷轧带钢急剧增长的需要，是重型机械制造和钢铁生产部门面临的一项重要而又十分紧迫的任务。21世纪中国钢铁工业已经迈入了一个新台阶，中国的冷轧带钢的生产能力提高很快，但是，还是满足不了汽车等工业对冷轧材料的需求，尤其是对冷轧钢板的质量提出更加严格的要求。因此，要求我们要进一步创新理论，改善轧钢生产工艺流程，进而改变带钢的力学性能，更好满足国民生产的需要，为全面建设中国特色社会主义提供坚实的保障。冷轧带钢的用途极广。低碳镇静钢和沸腾钢的冷轧薄板，可以制造汽车车身、冰箱外壳以及许多其它冲压件及深冲件；低碳镇静钢和沸腾钢的冷轧镀锡板可以制造罐头盒、喷雾器筒及类似产品；由X12CrNi18和X5Cr7钢制成的冷轧不锈带钢，可以用来制造化工设备、洗涤机、冲洗槽和餐具等；经冷轧和随后退火的电工硅钢带，可用于制造如电动机、变压器、发电机和各种其他电器设备的电磁回路中的铁心叠片。高碳冷轧调质带钢及其它经热处理的带钢，可用来制造可淬硬的部件如弹簧板或锯片。电镀锌、热镀锌、镀镍、镀铬、镀铜、镀铝或涂塑料的带钢比例不断增加。它们有着多方面的用途。例如热镀锌钢板(有一部分涂漆或塑料)，在建筑工程中用作建筑物的外墙皮；而镀镍、镀铬和镀铜带钢，则多用来制作装饰件1。1.3 冷轧生产工艺流程冷轧生产工艺流程已经是比较成熟的工艺流程，大致的生产流程为：首先由热轧带钢厂运送来热轧板卷作为冷轧厂的原料，将热轧板卷先退火，然后开卷焊接、酸洗之后开始冷轧，冷轧后要经过中间退火、平整、精整和检验，产品检验合格，包装入库。具体的基本流程图为： 原料退火开卷焊接酸洗粗轧精轧中间退火精整成品退火检验包装出厂下面介绍一下各个生产工艺流程：1.3.1 酸洗酸洗是利用化学方法除去金属表面氧化铁皮的过程，因此也叫化学酸洗。从热轧厂送来的热轧带钢卷，是在高温下进行轧制和卷曲的，带钢表面在该条件下生成的氧化铁皮，能够很牢固的覆盖在带钢表面，并覆盖着带钢的表面缺陷。若将这些带着氧化铁皮的带钢直接送到冷轧机上轧制，则其一，在大压下量的条件下进行轧制，会将氧化铁皮压入带钢基体，影响冷轧板的表面质量及加工性能，甚至造成废品；其二，氧化铁皮压碎后进入冷却润滑轧辊的乳化液系统，会损坏循环系统，缩短乳化液的使用寿命；其三，会损坏表面粗糙度很低、价格昂贵的冷轧辊。因此，带钢在冷轧之前必须清除其表面的氧化铁皮，除掉有缺陷的带钢。酸洗的作用就是去除热轧来料的氧化铁皮，使薄板表面光洁，保证表面质量，并且防止轧辊磨损。氧化铁皮是金属在加热、热处理或在热状态进行加工时形成的一层附着在金属表面上的金属氧化物。氧化铁皮由里到外的分布为：铁氧化亚铁四氧化三铁三氧化二铁。影响带钢表面氧化铁皮的因素有：终轧温度和速度、冷却速度、卷曲温度和其他因素。因此，采用较大的轧制速度、光滑的轧辊、低的终轧温度和卷曲温度以及较高的冷轧速度，均可以减少氧化铁皮的生成。氧化铁皮的性质包括：松散度、内应力、附着力和厚度。冷轧厂的酸洗工艺制度要根据这些性质来制定。影响氧化铁皮生成的因素包括终轧温度和速度、冷却速度、卷曲温度和其他因素。因此在热轧过程中要采用较大的轧制速度、光滑的轧辊、较低的终轧温度和卷曲温度以及较高的冷却速度，这些条件都可以对酸洗产生有力的影响。酸洗的原料有盐酸和硫酸，盐酸与氧化铁皮反应快，与基体金属反应慢，原料损失量较少，因此选择盐酸作为酸洗液。其反应方程式为：要求：酸洗温度在5080；浓度在17%19%；酸再生化学方程式为：带钢表面上的氧化铁皮是通过三种作用被清除的：1. 氧化铁皮与酸发生化学反应而被溶解（溶解作用）。2. 金属铁与酸作用生成氢气，机械地剥离氧化铁皮（机械剥离作用）。3. 生成的氢原子使铁的氧化物还原成易与酸作用的亚铁氧化物，然后与酸作用被除去（还原作用）。影响酸洗的因素有氧化铁皮厚度和结构，酸洗液种类、温度、浓度、铁盐含量和搅拌，钢铁成分和其他方面的影响。酸洗的工艺有：静止式酸洗法，半连续式，连续式和盐酸浅槽酸洗法（优点：酸槽浅，酸量小，能量消耗低，停车时能快速排出酸液，避免过酸洗，便于检修。）随着带钢冷轧生产技术的飞速发展，80年代处在浅槽酸洗的基础上又发展了浅槽紊流酸洗。1986年，德国波鸿钢铁公司首次采用紊流酸洗技术生产冷轧带钢，并取得成功。经实验证明，紊流酸洗技术与深槽、浅槽酸洗技术相比，具有酸洗时间短、酸洗产生的废酸量少、表面质量洁净，设备重量轻等特点。1.3.2 轧制轧制的作用是改善薄板内部组织和性能，提高薄板表面质量，满足用户要求。现在冷轧流程一般采用五机架全连续式轧制，优点有：1.消除穿带过程、节省加减速时间、减少换辊次数等，大大提高工时利用率；2.减少首尾厚度超差和剪切损失，提高成材率；3.减少辊面损伤和轧辊磨损而使轧辊使用条件大大改善，并提高板卷表面质量；4.由于速度变化小，轧制过程稳定而提高了冷轧过程的效率；5.由于全面计算机控制并取消了穿带、甩尾作业而大大节省了劳动力，并进一步提高了全连续冷轧的生产效率，充分发挥了计算机控制快速、准确的长处，可实现机组的不停车换辊（即动态换辊），会使连轧机组的工时利用率突破90%大观。全连续轧制是带钢连续不停的在串列式轧机上进行轧制。经酸洗的热轧带钢在轧制前进行头尾焊接，通过活套调节不停送入轧机进行连续轧制，最后经飞剪分切卷曲成冷轧带卷。因此轧机除了过焊缝时要减速外（必要时可进行分卷和规格变换），可以稳速的轧制各种材质和规格的带钢。全连续生产的最大特点是省去了频繁的穿带和甩尾操作，因此大大增加了纯轧制时间和生产能力。实际生产要考虑到设备利用率的影响。轧机利用系数是轧机运行时间中，扣除换辊，调节和断带等事故处理时间后，余下有效轧制时间所占的比率。在全连轧时，因为没有穿带甩尾引起的断带和跑偏等事故发生，所以非计划换辊次数减少，又有自动换辊装置可大大缩短换辊时间，因此轧机利用率明显提高。全连续轧制时带钢基本上都在稳定速度下轧制，这就从根本上克服了常规轧制时头尾部分因速度和张力变化较大而引起厚度超差，使全连轧头尾厚度不合格部分由常规轧制的1.4%降至0.3%。穿带甩尾会冲击轧辊表面而引起辊压印和带钢表面损伤。全连轧生产极大地改善了轧辊工作条件，从而大大地减小了带钢表面辊印形成的缺陷，可以批量生产特别高级精度表面（即国外标准的05表面）的汽车薄板。1.3.3 精整精整包括表面清洗、退火、平整、剪切等工序清洗的目的是除去板面上的油污，保证板带退火后的成品表面质量。冷轧中间退火的目的是消除加工硬化以提高塑性和降低变形抗力，实现以后的深冲或拉伸变形加工。热处理退火的目的是除通过再结晶消除加工硬化外，还可以根据产品的不同技术要求以获得所需要的组织和性能。退火后的带钢不能接着继续加工，否则会产生滑移线和扭折线，需在平整机上进行平整。平整实质是一种小压下率（1%5%）的二次冷轧，在冷轧薄板带材的生产工序中占有重要的地位。经平整后的带钢可以成卷交货，也可以送到横剪机组进行精整，一部分进行剪边，再剪成单张矩形薄板并涂油。1.3.4 镀锌经过平整后的冷轧钢板表面质量很好，但没有保护的话会很快被腐蚀，所以要求要在其表面镀上一层金属保护层，这种金属通常是锌，而这种保护方法就叫镀锌。，镀锌方法包括热镀和电镀。如果需要热镀锌的冷轧带钢，一般从冷轧机出来后，直接送到连续镀锌机组。带钢在该机组中脱脂、常化或再结晶退火和热镀锌。镀锌机组末端设有卷曲机或横剪机，带钢可以成卷交货，也可单张交货。电镀锌所得锌层比热镀锌薄，它特别适于用做涂漆和塑料的粘附底层。经过冷轧、退火和平整后，带钢就进行连续电镀锌，一般还要做化学再处理。有的设备只能电镀单张薄板。和所有其他电镀锌方法一样，电镀锌也可以单面镀或进行差厚双面镀。1.3.5 矫直经过退火和镀锌后的带钢，容易产生滑移线，且被锌层覆盖。镀锌后通常不进行平整，因为平整会使带钢表面发生变化，所以在镀锌机组的出口处，将带钢在张力下进行拉伸矫直，通过这样的方法防止产生扭折。通过退火处理和平整，可以改善带钢镀锌后的变形性能，以提高深冲能力。1.3.6 板带钢轧制制度的确定轧制制度包括：压下制度、张力制度、辊型制度和速度制度。其中压下制度是决定因素，是最重要的轧制制度。制定轧制制度的原则和要求是在轧机允许的条件下提高产量和保证产品优质。主要的限制条件是咬入和轧辊及接轴叉头的强度。由于轧制制度受带钢表面缺陷影响严重，因此带钢表面缺陷对于制定合理的轧制制度是不可忽视的一个重要因素。在薄板带钢冷轧过程中常常出现的缺陷有：浪形、瓢曲和镰刀弯。板形不良会产生勒辊、轧卡、撕裂、断片等。1.4 冷轧薄钢板生产的发展历史1.4.1 国际冷轧发展史钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20-25mm的冷轧钢带。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。1880年以后冷轧钢带生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。宽的冷轧薄板(韧带)是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。原苏联开始冷轧生产是在30年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张的热轧板作原料1938年在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架1680mm冷连轧机及1680mm可逆式冷轧机，生产厚度为0.5-2.5mm，宽度为1500mm的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂又建立了一台2180mm可逆式冷轧机。1951年原苏联建设了一套2030mm全连续式五机架冷连轧机，年产250万吨，安装在新利佩茨克。日本1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板的生产。1940年在新日铁广火田厂建立了第一套四机架1420mm冷连轧机。1.4.2 我国冷轧发展史我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机可道式冷轧机，MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700m血连续式五机架冷轧机，1988年建成了2030m五机架全连续冷轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有35套，窄带钢轧机有1000套。在这40多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了40多倍，到2000年我国薄板钢产量以达到1900多万吨，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。1.5 当今现代轧制工艺技术的特点1.5.1大力开发高精度轧制技术提高轧制产品的精度，是用户的需要，也是轧制技术发展的永恒目标。产品的精度主要指产品的外形精度尺寸，它是社会主义市场经济发展的需求，也是作为产品的最基本的条件。对于薄板带钢来说，外形尺寸包括厚度、宽度、板形、板凸度、平面形状等等。在所有的尺寸精度标准中，厚度精度指标是最基本、最重要的指标。通过对轧制过程控制计算机的高精度设定和基础自动化的AGC控制系统的改进，厚度精度已经达到了很高的水平。为了提高薄板带钢的板形质量，板形控制技术得到了长足的进步。除了一般的配辊、配辊型曲线、轧制负荷分配等手段之外，硬件水平的提高，特别是轧机水平的改进起到了重要的作用，CVC、PC、HCW、DSR等新机型的出现使薄板带钢的板形质量发生了质的飞跃。随着用户对产品要求的不断提高，产品的表面问题也已经成为制约开拓市场的严重问题。除了高压水除鳞之外，冷却水的质量和保养以及水质的清洁度，润滑技术的改进，都可以大幅度提高钢材的表面质量。1.5.2轧制过程连续化的新进展无头轧制技术轧制过程的连续化是轧制技术发展的重要方向。无头轧制是连续轧制的新发展。冷轧机组通过轧前焊接、轧后切断以及轧制中的动态改变规格，最早实现了无头轧制技术。20世纪80年代又将冷连轧与酸洗机组连接起来，建立了酸洗冷轧连续式机组(CDCM)的无头轧制技术。1.5.3轧制过程的自动控制和智能控制技术自动化是现代化轧钢厂提高产品质量的为重要的手段。现代化的轧钢厂采用了多种自动化系统进行产品的质量监督和控制。自动化技术与轧制技术的交叉和融合，将为轧钢厂提高产品质量、降低成本、增加效率提供最为有效的手段。另一方面，在目前实现自动化的基础上，尽量采用人工智能技术，实现轧制过程的人工智能控制，是一个新的重要的方向。在这方面，利用ANN（人工神经网络）、模糊逻辑（Fuzzy）、专家系统、GA（遗传算法）进行对过程的诊断、优化、控制，进行信息处理，具有非常广阔的发展空间。1.5.4深加工技术产品的深加工可以用较小的投入带来较大的效益，把产品的最终效益留在钢厂，同时也加强了冶金厂与用户之间密不可分的关系。产品的深加工技术包括涂镀技术、裁剪技术、切分技术、焊接技术、冷弯技术、机械加工技术、复合技术等等，方式繁多，效益明显，是极有前景的发展领域。近年来，产品的深加工技术领域受到人们越来越多的重视。1.6 几种冷轧薄板带钢轧机设备介绍1.6.1 二辊轧机二辊轧机为一种较老的结构形式。它与其他形式相比有很大的优点，因此决不能看作是落后的型式。相反，在轧制品种很多时，每个冷轧工作者往往采用万能二辊式轧机轧制所有规格的产品。此外，二辊式轧机作为平整机用有很大优点，从起压缩作用的轧辊来看，二辊式轧机与多辊式轧机相比较，其主要优点为，由于二辊式轧机的辊径比较大，因而有大的咬入能力和拉力。因此当压下量相同时，随着轧辊直径的增大，所需的轧制力矩比与轧辊直径成比例地增加的还多，所以采用二辊式轧机必然有困难。可是只要比值D/h不太大（D是轧辊直径，h是带钢厚度），在二辊式轧机上基本可以轧制带钢，其厚度公差还能符合目前采用的标准。如果必要时在采用相应凸度的情况下，可以增加轧制道次，以提高带钢的尺寸精度。二辊轧机的机架刚性较小，能很好满足各种板形，用来平整较适合。二辊轧机在操作时，可以通过机械液压弯辊装置或热的影响来校正轧辊凸度。但是在冷轧时，由于二辊轧机的辊径比较大，并由此而引起轧制范围受到限制，所以一般不采用它，而采用四辊轧机。1.6.2 四辊式冷轧机采用四辊式冷轧机的主要原因是为减少轧制压力，由此能增大整个机架的刚度和提高变形效率。工作辊直径与支撑辊直径的比值一般为1：3。工作辊和支撑辊的轴线在同一个平面上。工作辊一般直接通过接轴进行传动。工作辊辊径减小的程度，取决于工作辊辊径和万向接轴所能传递的传动力矩。为了创造良好的变形条件，强度较高的带钢要求采用较小的工作辊直径。与此相反，减少工作辊辊径受到下列条件限制：一方面所能传递的变形力矩受到工作辊辊径断面积的限制；另一方面，辊身长度与轧辊直径的比值（一般称为细长比）不允许超过规定值，否则工作辊会弯曲。在四辊轧机上，要保证能消除细工作辊可能产生的弯曲，必须在水平方向上支撑工作辊。如果是单向轧制，则支撑方法比较简单，即将工作辊沿轧制方向从支撑辊中心线垂直面移出。在不可能采用这种方法或要更细的辊径时，必须采用特种结构。1.6.3 MKW型轧机工作辊具有侧支撑的四辊式轧机一般称为MKW型轧机（偏八辊轧机），其结构形式与四辊轧机相类似。但这种轧机的传动力矩，都是通过两个大支撑辊传给工作辊的。为了减少工作辊的弯曲，工作辊从支撑辊中心线垂直面向外移一些，并各用一个中间辊和一列侧支撑辊来支撑每个工作辊，使在轧制方向改变和带钢张力变化时，所产生的压紧合力始终将工作辊压在支撑辊上。MKW型轧机具有以下特点：由于工作辊直径较小，所以对轧制条件有利。因为轧辊直径与可以轧制的最小带钢厚度的比值较大，从而可能轧制的最小带钢厚度还能减小。这样，经过淬火的铬钢轧辊之间在轧制时，由生产中所得到的比值D/h最小的上限如下：轧制软钢和黄铜、抗拉强度极限达80公斤/毫米2时约为8001600；轧制硬钢和硅钢、抗拉强度极限达120公斤/毫米2时约为5001000；轧制镍铬钢和高强度合金钢、抗拉强度极限达180公斤/毫米2时约为315630。因为MKW型轧机工作辊的体积很小，所以它们用较好的和较贵的材料制造，使用起来是经济的。当要满足带钢表面的特殊要求时，可以采用真空重熔的铬钢或炭化钨制造工作辊，MKW型轧机经常用来轧制不锈带钢、高碳带钢和硅钢带钢。1.6.4 二十辊冷轧机这种轧机主要用来轧制非常薄的高强度带钢。它的一个显著特点是其轧辊布置形式。这种轧机大部分为1-2-3-4结构形式。这个数字顺序表示轧辊数量和排列顺序。在1-2-3-4型二十辊冷轧机中每个工作辊由两个第一中间辊和三个第二中间辊来支撑，四个支撑辊支撑3个第二中间辊，支撑辊装在位于机架内的轴承鞍座中。因为整个支撑轴是支撑在机架上的，因此轧辊的挠度非常小。新式机架上的支撑辊装设成偏心的，并通过齿圈可以单独转动，由此可以对支撑辊和中间辊的挠度进行控制，并可以有目的的调整工作辊的凸度。这种轧机经常通过第二中间辊来传动。工作辊可以用弹性模数大的、耐磨的硬质合金制成，因此工作辊能承受很大的轧制压力，尽管如此，工作辊仍有轻微的压扁现象。因此二十辊轧机主要用于轧制高强度的镍铬钢、钨合金钢、钛和钛合金等的极薄带钢。二十辊轧机和MKW型轧机之间的使用范围并没有明确的界限，而在某种尺寸范围内，都能用这两种轧机进行轧制。当二十辊轧机虽有卷曲张力的协助，而细工作辊的拉力还不能使带钢在辊缝中不打滑时，则经常采用较大直径的工作辊，有时也采用MKW型轧机。也可采用二十辊轧机来解决上述问题。1.6.5 特种结构的轧机特种结构的轧机包括六辊式轧机和十二辊式轧机，它们主要用来轧制窄的和中宽的碳素带钢。这种轧机所能轧制的带钢厚度公差、产量和产品种类，填补了四辊式轧机和二十辊轧机之间的空白Y型轧机也是一种特种结构的轧机，这种轧机也是为了轧制高强度合金钢而发展起来的，但只有在个别情况下才使用它，目前已不在制造这种轧机。1. HC轧机HC轧机是一种高性能的板形控制轧机，实际上是在四辊式轧机的工作辊和支撑辊之间加入一个辊端带锥度的中间辊并进行横向移动的六辊轧机，是1974年日本日立公司（HITACHI）试验研制的，全称日立中心高凸度控制轧机。我国投入生产的第一台HC宽带钢轧机是1250mmHC六辊轧机，用于镀锡原板的轧制，装备技术具有20世纪80年代中期世界水平。 (1) HC轧机的主要优点AHC轧机具有很好的板形控制能力，能稳定地轧制出良好的板形。HC轧机通过中间辊轴向移动不同位置，可以大幅度减小轧制力引起的工作辊挠度，既防止工作辊弯曲。可大大改善辊型，提高成材率。例如使用该轧机轧制带钢，其边缘缺陷相对于四辊轧机减少一半左右，成材率提高20%。BHC轧机的工作辊直径最小可达到板宽的20%，小直径工作辊可实现大压下轧制，增加道次压下率。C降低能耗20%。小直径工作辊降低轧制压力，使轧机动力能耗降低20%，此外还影响前后工序的节能效果。D具有很高的刚度稳定性。轧机工作时可以通过调节中间辊的横向移动量来改变轧辊的接触长度，即改变其压力分布规律，以此消除轧制力变化对横向厚度差的影响，使HC轧机具有较大的横向刚性。当中间辊移动量为最佳时，即所谓的NCP点（non control point），这时工作辊挠度不再受到轧制力的影响，轧机理论上横向刚度为无限大。E减小带钢边部减薄和边裂。中间辊一侧带有锥度，在横移时能消除带宽外侧辊面上有害的接触段。这种接触段会使工作辊产生附加弯曲，使带钢边部减薄，薄带钢容易裂边。(2) HC轧机控制装置HC轧机只能改善带材横向厚度差和板形，而纵向厚度精度则与四辊轧机相同，它取决于AGC装备水平。为了提高HC轧机分带材的纵向厚度精度，在轧机上设有前馈AGC装置和反馈AGC装置。在连轧机最后一架和单机架最后道次还采用张力AGC装置。为了提高板形，还设有板形自动控制(ASC)装置.实际使用表明，采用AGC装置，响应性高，寿命长，工作可靠，对提高带材精度十分有效。AGC装置的应用已经相当普通，ASC装置没有普遍采用，主要原因是ASC装置投资费用高，使用效果亦不很明显。2. CVC轧机CVC轧机是1982年西德斯罗曼西马克公司发明的一种控制板形新轧机。CVC轧机有以下的优点。(1) 灵活性大并且辊缝形状可进行无级调整以配合相应的轧制参数。(2) 由于使用了工艺最佳化工作辊而能够获得最大压下量。(3) 即使最终厚度约为100微米的带钢，也能获得良好的平整度和表面质量。(4) 沿整个带钢长度方向上的光整冷轧程度是一致的。(5) 由于最大限度地减少轧辊储备而降低了轧辊成本(CVC轧机只需要一对有凸度的轧辊，即可满足所有产品的要求)。(6) 总的利用率高。3. 最新的UPC轧机UPC轧机出现是在日本的HC轧机和西德的CVC轧机稍后一些时间，由西德MDS(曼内斯曼德马克萨克)公司在1987年提出，全称万能板形控制(Universal Profile Control )。UPC系统新工艺的特点是合理配置特定的工作辊辊廓、工作辊轴向移动距离的合理选择与动态尺寸控制系统协同的弯辊系统三方面协调配合，就达到板形调整的任意性即万能性2 产品的方案及生产方案2.1 冷轧产品方案产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态以及年计划产量。现根据国民经济发展对产品的要求