毕业设计论文－产8万吨冷轧薄带钢车间工艺设计及森吉米尔轧机轧辊使用及质量控制.doc

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1、辽宁科技大学本科生毕业设计年产8万吨冷轧薄带钢车间工艺设计及森吉米尔轧机轧辊使用及质量控制摘要 本设计说明书是参照XX冷轧厂设计的年产8万吨冷轧带钢厂。其典型产品为：SPCC 0.22995 mm。该论文主要包括四部分内容。第一部分是绪论，简要地概括了冷轧板带钢目前发展状况、相关技术以及发展方向。第二部分是论文的主体部分，从第一章到第七章，详细介绍了如何设计冷轧带钢厂生产的各个环节。设计时以年产量为基础，结合产品的市场前景合理的分配了各产品的产量,并且制定了一系列的工艺制度，进行了轧机能力校核，确定了各项经济指标，最后绘制了车间平面图。在第三部分，我以森吉米尔轧机轧辊使用及质量控制为专题，具体

2、论述了森吉米尔轧机轧辊的成分及制作、磨削加工、配置以及对产品质量的影响。关键词：冷轧带钢；车间设计；轧制规程；轧辊ABSTRACTThe design is about the process engineering design of a cold rolling strip mill plant, which produces 80.000 per year,according to Shougang Cold Rolling Strip Mill Plant.Its tipical production is SPCC 0.22995.This paper is composed of

3、four parts. The first part is the introduction, which briefly sum up the present development, interrelated technology as well as the development orientation of the cold rolling strip. The second part is the main part referring to Chapter 1 to Chapter 7, which particularly introduces how to design ea

4、ch tache of the production of the seamless steel tube mill. According to the production of a year and these productions prospect in the market, I raaesonably distribute the production of them, design the rolling operation system for the product, check the rolling mills producting capacity and calcul

5、ate the economic qualification, and draw a plan figure for this workshop. In the part three, I particularly discuss the use of the mill, discuss mills components and manufacture, grinding, configuration and effect on product quality in detail.Key words: cold rolled strip, workshop design, rolling, r

6、oll目录摘要IABSTRACTII1 综述11.1 冷轧薄钢板生产的发展概况11.2 冷轧薄板生产特点21.3 冷轧板带钢的轧制工艺特点41.3.1 加工硬化41.3.2 工艺冷却与润滑41.3.3 张力轧制61.4 冷轧生产工艺流程61.4.1 酸洗81.4.2 轧制91.4.3 精整101.4.4 镀锌101.4.5 矫直111.5 冷轧产品的技术要求111.6 冷轧机的发展历史121.7 冷轧机的布置形式141.7.1 单（双）机架可逆式冷轧机141.8 轧机方面新技术161.8.1 HC 轧机161.8.2 CVC(连续可变凸度)轧机161.8.3 UPC (万能板形控制)轧机161

7、.8.4 CR轧机171.8.5 各个机组的联合生产技术及短流程的进展172 产品大纲及金属平衡表的制定202.1 冷轧产品方案202.2 产品大纲202.3 坯料的确定212.4 生产方案222.5 金属平衡表233. 轧制工艺流程243.1 冷轧板带钢生产的工艺流程243.2 冷轧板带钢各机组生产工艺流程244 轧制制度的制定264.1 压下规程264.2 速度制度274.3 张力制度274.4 辊型制度295. 设备参数的选择305.1 设备组成305.1.1 1350mm推拉酸洗机组305.1.2 20辊设备介绍315.1.3 脱脂机组设备的组成355.1.4 环保型燃气强对流罩式炉3

8、65.1.5 RBG8-135x430型强对流电加热罩式光亮退火炉375.1.6平整机组395.1.7拉矫机机组组成395.1.8 1050带钢电镀锡425.1.9主要设备制造商名录426 计算轧制力437轧机能力校核487.1轧辊各部分尺寸的确定487.2辊系受力分析497.3咬入能力校核527.4轧辊强度校核537.4.1支承辊强度计算537.4.2工作辊强度计算547.4.3二中间辊辊头强度校核547.4.4支承辊与工作辊接触应力校核547.4.5电机能力校核558年产量计算578.1轧制节奏的确定578.2轧机小时产量的计算588.3轧机平均小时产量588.4车间年常量计算599各项技

9、术经济指标609.1技术经济指标609.2环境保护对车间设计的要求6210车间平面布置6310.1 仓库面积计算6310.1.1 原料仓库面积6310.1.2 中间仓库面积6310.1.3 成品仓库面积6410.1.4 其他面积6510.2设备间距确定6510.2.1轧机到切断设备的距离6510.3车间跨距组成65专题部分 森吉米尔轧机轧辊使用及质量控制66结论77参考文献791 综述1.1 冷轧薄钢板生产的发展概况 冷轧带钢是带材的主要成品工序，所生产的冷轧薄板属于高附加值钢材品种，是汽车、建筑、家电、视频等行业不可缺少的金属材料。宽的冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。美国

10、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轧制。1926年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。 1938年苏联在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架1680 mm冷连轧机及1680 mm可逆式冷轧机，生产厚度为0.52.5 mm，宽度为1500 mm的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂建立了一台2180 mm可逆冷轧机。1951年苏联建设了一套2030 mm全连续式五机架式冷连轧机，年产250万t,安装在新利佩茨克。 我国冷轧带钢生产开始于1960年，开始建成的是1700 mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200 mm单机可逆式冷轧机，MKW14

11、00 mm偏八辊轧机、1150 mm二十辊冷轧机和1250 mmHC单机可逆式冷轧机等，1978年投产了我国第一套1700 mm连续式五机架冷轧机，1988年建成了2030 mm五机架全连续冷轧机。与工业发达国家相比，我国冷轧板带生产仍有差距，总的装备水平、产品质量有待提高，板带比、冷轧板带比较低。2003年分别为34%和5.5%，而工业发达国家分别约为60%和40%以上，因此我国近年来一直保持进口冷轧板带1000万t以上，这表明我国冷轧板带技术与装备水平有待进一步提高，预示着我国冷轧板带生产仍有很大的发展空间。我国2003年冷轧宽带钢产量为1329万t，而表观消费量为3079万t,自给率为4

12、3%。近些年来的结构调整，冷轧板带产量大幅度增加，但我国热轧板带产量转化为冷轧板带的比例一直很低，2003年为17%，而发达国家的比值高达80%。随着我国工业化进程的加快，我国钢才结构中冷轧比将随着板带比增长而快速增长。目前我国冷轧板带轧机建设中还存在轧机类型匹配失调的问题，与国际发展趋势不一致，这样造成我国冷轧板带生产的薄规格偏少和适应市场小批量、多品种的能力差。目前国外冷轧板带产量基本满足要求，正在大量建设单（双）机架可逆式轧机，据统计全世界在20世纪90年代，共建设单（双）机架可逆式宽带钢轧机近100台套（包括50台轧制硅钢和不锈钢的多辊轧机），而冷连轧机仅为24台套。例如美国9条薄板坯

13、连铸连轧线后均配置单（双）机架可逆式宽带钢冷轧机，而我国7条薄板坯连铸连轧生产线后均配置酸洗冷连轧联合生产线（CDCM），仅济钢、唐钢配置单（双）机架可逆式宽带钢冷轧机，显然这与我国冷轧板带钢需求量大有关，但长远讲在发挥薄板坯连铸连轧线生产薄规格热轧带钢的优势和冷轧产品批量、规格适应市场方面不协调，值得今后注意。随着热轧带卷厚度的减薄，冷轧机组易发生了许多的变化。为了配合薄板坯连铸连轧热轧线的推广，强力单（双）机架可逆冷轧机成为与薄板坯连铸连轧配套的优选设备。当热轧带卷厚度小于1.5 mm时，五机架连轧能力过剩，为了减少设备的重量，降低总的投资,不少厂商推出新的冷轧机。Danielli-Uni

14、ted为NUCOR冷轧厂提供的强力单机架可逆冷轧机，其主传动功率达到7457 kw,该轧机设计成仅用三个道次将1.274 mm的原料轧制成0.381.9 mm的成品，年产量可达94万t。随着薄板坯连铸连轧产量的提高，又发展了双机架可逆冷轧机组，双机架可逆冷连轧由于可轧制二道、四道甚至六道，因而可在最后一或二道次采用平整道次使产品质量进一步提高。无论是单机架还是双机架可逆冷连轧，其设备投资将远远低于传统的五机架冷连轧，并且由于采用了强力机架（加大了允许轧制力和主传动功率），年产量亦可达到80万100万t，能较好地与薄板坯连铸连轧配套，因此近年来发展很快。近年来，为了进一步提高冷轧带钢的产品质量，

15、广泛采用了成品带钢凸度测量仪（沿带宽多点X射线源及矩阵式接受，以获得沿宽度方向的厚度分布）和带钢测速仪（激光测速仪的使用为流量AGC的发展创造了条件）。现代检测仪表的应用使产品厚度及板型质量大为提高。1.2 冷轧薄板生产特点1）钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在轧制厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧件首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性能出现显著差异。当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以致根本不可能在轧制周期内保持热轧所需的温度。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。现代冷连轧宽带轧

16、机和双机架二次冷轧可生产厚度为0.10.17 mm的冷轧薄板，作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产0.23.5 mm厚的冷轧薄板。现代可逆式冷轧机可生产0.153.5 mm厚的冷轧板。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达0.001 mm的产品。一般0.150.38 mm厚的板带为一般薄板，0.070.25 mm厚为较薄薄板，0.0250.05 mm厚的板带为极薄薄板，这些产品用热轧方法是无法生产的。从厚度精度上看，现代热连轧厚度精度通常为50 m,而现代冷连轧板厚精度高达5 m，比热轧厚度精度高10倍。从板形方面看，热轧板带平直度为50 I，冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢，其平

17、直度能控制在520 I以内。薄板坯连铸连轧生产线的产品规格最薄达0.8 mm，但目前可经济生产的最薄规格一般认为是1 mm以上，因薄规格生产的故障率高，辊耗大，过度轧材多，吨钢酸洗成本高等，这样按综合成本计算，与用热轧2 mm板作原料，冷轧1 mm的带钢成本相当，因此薄板坯连铸连轧线并不追求轧制最薄规格，待技术发展到故障率等降低后，才能经济的批量生产。2）目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适于生产表面光洁程度要求较高板带钢产品。热轧板表面粗糙度热轧状态为20 m，酸洗后为25 m。而冷轧板表面清洁光亮，并可根据不同用

18、途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面粗糙度分为三种：一种是光泽的钢板，其表面粗糙度为310 m，一般适用于作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板附着性较强；第二种是光亮板，其表面粗糙度小于0.2 m，这种钢板主要作为装饰镀铬用原板等；第三种是压印花纹板，采用表面具有70120 m凸凹的平整辊平整钢板，这种钢板用于仪表壳及家具装饰等。这种表面质量是用热轧无法满足的。冷轧钢板的另一突出特点是性能好、品种多、用途广。通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理恰当配合，可以在比较宽的范围内满足用户的需求。如汽车用薄板几乎全部用冲压成型，这样深冲性能就成为薄板生产和使用的核心问题。冲压用钢的主要要求之一

19、是具有占优势有利织构111/（100）。热轧板带的塑性应变比仅可达到0.80.95，而冷轧第一代沸腾钢汽车板为11.2，第二代08Al钢为1.41.8，而第三代冷轧汽车板为1.82.8，这是热轧无法达到的。冷轧还可以生产不锈钢板，用于家具与建筑装饰、化工工业等。近年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧板为基板的各种涂层钢板品种繁多，用途极为广泛。 由于上述原因，冷轧薄板的生产达到迅速的发展。从产量上看，一般冷轧板产量约占轧材总产量的20%左右，且工艺技术装备不断革新。早期的冷轧板轧制的速度不到1 m/s，而今已达41.6 m/s。钢板的宽度1905年是406 mm,1925年是914 mm,而今最

20、宽可达2337 mm。钢卷重量也从几吨发展到60 t。一座现代化的冷轧厂年产量可以达到250万t。11.3 冷轧板带钢的轧制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。冷轧带钢的轧制工艺特点主要有以下三个方面。1.3.1 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，降低变形抗力以利于继续轧制。生产过程中每两次软化热处

21、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。1.3.2 工艺冷却与润滑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

22、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，

23、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

24、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。1.3.3 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

25、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；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。1.4 冷轧生产工艺流程冷轧板带钢的产品品种很多，生产工艺流程亦各有特点。具有代表性的冷轧板带钢产品是涂镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板、涂层板或复合钢板等）、深冲钢板（以汽车板为最多）、电

26、工硅钢板、不锈钢板。成品供应状态有板或卷或纵剪带形式，这主要取决于用户要求。各种冷轧产品生产流程如图1-1所示。原料（热轧板卷）酸洗冷轧电解清洗退火平整退火平整脱碳退火成品退火横剪纵剪检查重卷横剪镀锡板普通深冲板拉伸热平整电工硅钢板连续镀锌瓦垄机组横剪涂层机镀锌板涂层板酸洗热轧带钢淬火、碱、酸洗检查、清理淬火、碱、酸洗平整剪切矫直抛光不锈钢板连续镀锡图1-1 各种冷轧产品生产流程图下面介绍一下各个生产工艺流程：1.4.1 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

27、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

28、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。

29、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

30、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。1.4.2 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

31、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

32、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）

33、的汽车薄板。1.4.3 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。1.4.4 镀锌经

34、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。1.4.5 矫直经过退火和镀锌后的带钢

35、，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。1.5 冷轧产品的技术要求1）表面状态和表面光洁度。冷轧带钢具有良好的加工性和美观表面，多用作外用板材和深冲板材，因此必须避免表面缺陷。冷轧板带根据表面精整方法不同分为光面和毛面两种，表面精整的差别主要取决于平整辊的表面状态。毛面精整是使钢板表面有微小的凹凸度，大部分钢板属于毛面精整；光面精整要求钢板表面光滑，具有金属光泽。2）尺寸和形状精度。冷轧板带的尺寸精度包括厚

36、度、宽度和长度精度，其偏差在相关标准中均有规定。形状精度一般用平坦度、横向弯曲、直角度来表示，其允许值在标准中同样作了规定。3）加工性。冷轧产品用途广泛，加工方法很多，从简单的弯曲加工直到深冲压加工。按加工性来分，有成形性和形状性两种。成形性是加工成一定形状的能力。形状性是指在加工成一定形状厚卸掉载荷所得到的尺寸和形状，同时把保持住加工形状的特性叫做形状稳定性。4）时效性能。所谓时效现象就是金属和合金性能随着时间的推移而发生变化的现象。冷轧钢板有淬火时效和应变时效。一般发生时效时硬度和抗拉强度增大，延性降低。淬火时效是在某个温度范围急冷下来时发生的，故在连续退火过程中急冷式可以遇到，一般紧卷或

37、松卷退火过程是没有的；应变时效在退火后经平整再冷加工时就会发生，特别是通过平整消失了的屈服平台，经过一段时间后又可回复。5）特殊性能。如搪瓷性能、耐蚀性、电磁性能和冲裁性等。2 1.6 冷轧机的发展历史冷轧机按轧辊辊系结构分类有二辊式、四辊式和多辊式冷轧机，如图1-2所示。图1-2 冷轧机轧辊布置二辊式冷轧机是早期出现的结构形式最简单的轧机。二辊式轧机辊径大、咬入性能好，轧制过程稳定，但轧机刚度小，轧制产品厚度大、精度差，难以保证高质量的轧制。因此目前这种轧制只用于轧制较厚的带钢或作平整机用。随着轧制带钢厚度的减薄和宽度的增加，二辊轧机显然已经不能满足工艺要求。最小可轧厚度公式为：式中 最小轧

38、制厚度； D轧辊工作辊颈； F摩擦系数； 平均张力； E轧辊弹性模数。由上式看出，在带钢变形抗力增大时，必须减小辊径才能得到更薄的轧制厚度。这是因为只有减小轧辊直径，才能使轧制力和力矩降低，轧辊弹性压扁减小，就可以承受轧薄时更大的轧制力，增加道次压下量。但是，小直径轧辊在轧制力和张力作用下，又缺乏足够的强度和刚度，这样就产生了工作辊和支承辊分工合作关系，即由小直径工作辊直接进行轧制变形，而大直径支承辊用来支撑工作辊，于是就产生了四辊式冷轧机，以及使工作辊直径更小，并在垂直和水平方向上都能支撑工作辊变形的多辊轧机。四辊式冷轧机一般多采用工作辊传动，其工作辊和支承辊直径比约为1:3，机架具有较大的

39、刚度，可以轧制厚度为0.153.5 mm、宽度最大为2080 mm的低碳冷轧带钢和镀锡、镀锌及涂层基带，也可以轧制不锈钢、硅钢等合金带钢。四辊式冷轧机是一种多用途的典型冷轧机。普通四辊式冷轧机控制板性能力较差，人们通过不断努力，开发了HC或CVC轧机，较好的解决了板形控制问题。六辊HC或CVC轧机辊系配置如图1-2（c）所示。最初出现的多辊轧机是六辊轧机，接着发展为十二辊轧机、二十辊轧机。为了获得厚度不大于0.001 mm的极薄带，还出现了工作辊直径为2 mm的二十六辊轧机见图1-2（g），工作辊直径为1.5 mm的三十二辊轧机见图1-2（h)和三十六辊轧机见图1-2（i）。现在普遍使用排列顺

40、序为1、2、3、4的森吉米尔型二十辊轧机，即每个工作辊是由2个第一中间辊、3个第二中间辊和4个外支承辊支撑，最后组装到整体机架中。这种结构使得机架刚性很大，工作辊挠度很小。作辊是由弹性模量很大的材质制成的，能承受很大的轧制压力，加上有较完善的辊型调节系统，所以多辊轧机可以轧制极薄和变形困难的硅钢、不锈钢以及高强度的铬镍合金材料。在多辊轧机发展过程中还出现过一些复合式多辊轧机，其辊系配置如图1-2（j）（k）（l）所示。另外，还有诸如MKW（偏八辊）轧机双偏八辊轧机、“Z”（十八辊）轧机、CR（十二辊）轧机等形式的多辊轧机，其辊系配置如图1-2（m）（n）（o）（p）所示。除此以外，还有一些特殊

41、结构形式的冷轧机，主要有摆式轧机，接触弯曲拉伸轧机、泰勒轧机和异步轧机等。冷轧机，按机架布置形式有单（双）机架可逆式和多机架串列式。1.7 冷轧机的布置形式1.7.1 单（双）机架可逆式冷轧机近年来，世界上新建单机架可逆式轧机有较大发展，单机产量日益提高，从传统的2030万t/a发展到40万t/a以上，最大已达到80万t/a。除不锈钢和硅钢等特殊钢大多数采用单机架多辊可逆式轧机外，轧制普碳钢和低合金钢的单机架可逆式轧机也在增多，其原因：一是冷轧技术的发展（AGC、AFC、大卷重和高速度），是单机架可逆式轧机的产品质量和产量都有很大提高；二是市场需要多品种、小批量和较短的交货周期，单机架可逆式轧

42、机可较好地满足这种需求，特别是薄板坯连铸连轧带钢厂的出现和发展，带动了年产5080万t单机架可逆式轧机的建设；三是单机架可逆式冷轧机投资低，产品灵活，可降低成本并取得较好的经济效益。从美国的薄板坯连铸连轧带钢厂近年投产和改造的3台年产7090万t的单机架四辊可逆式轧机来看，轧机的主要机械部分改变不大，主要更新的是控制和传动系统，自动化配置程度与现代连轧机基本相同，对应于薄板坯连铸连轧带钢厂的生产特点采取了合适的工艺和装备措施;(1) 所有产品厚度均采用3道次轧制（1个轧程，均不中间退火），根据产品厚度、钢种匹配相应厚度的带坯。(2) 从第1道次开始就以最大速度轧制以增加产量，并采用较快的升速轧

43、制，这就要求轧机功率比常规轧机几乎增加1倍。在对单机架四辊可逆式冷轧机不断进行改进、提高、完善的同时，也发展了双机架四辊可逆式冷轧机。它具有占地少、节省设备的优点，1台双机架紧凑式可逆冷轧机的占地面积几乎与1台单机架冷轧机占地面积相当。与2台单机架轧机比较，可以减少1台开卷机、2台卷取机及相应的电气设备，并可减少操作人员。但在操作上，1台双机架轧机不如2台单机架轧机灵活；而且就目前设计产量上看，1台双机架轧机为90100万t，而1台单机架轧机也高达8090万t，两者各有其特点。 动力钢铁公司（SDI）和施罗曼-西马克公司（SMS）联合开发出一种新型紧凑式冷轧机两机架可逆式冷轧机。1997年12

44、月首次试轧成功。新的紧凑式冷轧机有以下设备组成：连续酸洗线、批量退火炉、大规格1号热镀锌生产线及小规格2号热镀锌生产线。此轧机由具有两个轧入侧开卷机的两机架可逆式轧机组成，通过实施不同的轧制策略，所生产的冷轧带钢宽度可达1600 mm，厚度达2.20.4 mm，且轧机配有新式直接传动高张力卷取机和带钢特殊干燥系统。该紧凑式冷轧机由以下功能部件组成：轧机入口侧带卷运输设备、带有带卷准备站的开卷机、入口侧可逆式卷机、具有窜辊装置的两架轧机、出口侧可逆式卷取机和出口侧带卷运输设备，如图1-3所示图1-3 双击架可逆冷轧机带卷从步进梁运到开卷机以后，带钢头部输送到夹送辊矫直机矫直以备快递、可靠的咬入冷

45、轧机，前一卷出冷轧机后，此带卷即咬入1号机架且通过开卷机建立起后张力，带钢由1号机架进入2号机架，从而与2号机架间形成张力，通过带钢导向辊道，带钢头部送入出口侧可逆式卷取机，从而在2号机架和可逆式卷取机之间建立张力，且冷轧机可加速到轧制速度进行轧制。带卷脱离开卷机之前，轧机通过自动停止系统降低轧制速度。带钢尾部则停止于1号轧机之前。轧机换向运转且相关带钢导向设备将带钢运向入口侧可逆式卷取机，带钢被卷取几卷之后，冷轧机再次加速到轧制速度。依据带钢尺寸要求、材质以及所要求的力学性能，紧凑式冷轧机可实施不同的轧制策略。与单机架可逆式轧机相比，此紧凑式冷轧机的优势在于提高产量和降低停产时间，且一次运转

46、进行两道次轧制。与串列式冷轧机相比，此紧凑式冷轧机具有轧制道次灵活的优势。紧凑式冷轧机用于厚度和平直度控制的成品控制元件由以下几部分组成：液压压下装置、正负工作辊弯辊系统、CVC轴向移动技术和多段冷却。为补偿带钢厚度偏差，带钢厚度控制采用流量AGC，测量装置安装于1号和2号机架之前以及2号机架之后用于测量带钢厚度和带钢速度。平直度偏差是由带钢宽度方向上长度差异所造成的，偏差在最后道次由安装在2号机架出口侧的带钢平直度测量装置加以测量，从而获得带钢平直度且消除平直度偏差。紧凑式冷轧带钢的最后工序是卷取干燥无斑点带钢，这可通过使用带钢干燥系统加以完成，带钢干燥系统和改装后的带钢边部排烟设备可保证带钢在极高的速度下干燥储存，因而可省略最后退火工艺过程中附加的干燥过程，带钢干燥系统由新开发且证明性能良好的构件组成，且能无接触地干燥冷轧带钢。1.8 轧机方面新技术1.8.1 HC 轧机自1980年以来,世界上约有80%以上轧机为新建或改建的HC冷轧机。HC轧机的特点是可以使用平直工作辊；由于压下量的增大,相对地可以使用较厚的热轧料；可以缩小边部减薄的范围；板型控制能力大,可改善板形、产品平直度。1.8.2 CVC(连续可变凸度)轧机CVC 技术是德国SMS公司开发出来的。这是一种能改善带钢平直度和横断面形状的技术, 且易于应用, 改造费用低。C