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文檔簡(jiǎn)介
1、天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)冷軋鋼板的生產(chǎn)工藝報(bào)告系 別 冶金工程系專 業(yè) 材料成型與控制技術(shù)班 級(jí) 材料08-1學(xué)生姓名 何廣強(qiáng)指導(dǎo)教師 譚起兵2011年4月16號(hào)目 錄1 緒論41.1冷軋薄鋼板生產(chǎn)的發(fā)展歷史41.2冷軋薄鋼板生產(chǎn)工藝流程62 冷軋板帶鋼生產(chǎn)82.1冷軋板帶材生產(chǎn)工藝特點(diǎn)82.2 冷軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程122.3冷軋板帶鋼生產(chǎn)的主要工序及其工藝123 板帶材高精度軋制184 橫向厚差與板型控制技術(shù)2241 板形與橫向厚差的關(guān)系2242影響輥縫形狀的因素2343輥型及板形控制技術(shù)245 輥形設(shè)計(jì)的任務(wù)305.1輥型設(shè)計(jì)的任務(wù)305、2 軋機(jī)輥縫形狀的影
2、響因素305、3冷軋工作輥原始輥型的選擇315、4調(diào)整輥型的方法32結(jié)束語(yǔ)34參考文獻(xiàn)35致 謝36摘 要 冷軋板卷是以熱軋卷為原料,在室溫下在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行軋制而成,包括板和卷,國(guó)內(nèi)眾多鋼廠如寶鋼、武鋼、鞍鋼等均可以生產(chǎn)。其中成張交貨的稱為鋼板,也稱盒板或平板;長(zhǎng)度很長(zhǎng)、成卷交貨的稱為鋼帶,也稱卷板。 生產(chǎn)工藝:生產(chǎn)過(guò)程中由于不進(jìn)行加熱,所以不存在熱軋常出現(xiàn)的麻點(diǎn)和氧化鐵皮等缺陷,表面質(zhì)量好、光潔度高。而且冷軋產(chǎn)品的尺寸精度高,產(chǎn)品的性能和組織能滿足一些特殊的使用要求,如電磁性能、深沖性能等。 規(guī)格:厚度為0.2-4mm,寬度為600-2 000mm,鋼板長(zhǎng)度為1 200-6 000mm
3、。 牌號(hào):Q195A-Q235A、Q195AF-Q235AF、Q295A(B)-Q345 A(B);SPCC、SPCD、SPCE、ST12-15;DC01-06 性能:主要采用低碳鋼牌號(hào),要求具有良好的冷彎和焊接性能,以及一定的沖壓性能。 應(yīng)用領(lǐng)域:冷軋板帶用途很廣,如汽車制造、電氣產(chǎn)品、機(jī)車車輛、航空、精密儀表、食品罐頭等。 冷軋板板運(yùn)用非常廣泛,下面介紹一些它在鋼板軋制方面的一些工藝流程關(guān)鍵詞:酸洗、冷軋、退火、平整、剪切、檢查缺陷1 緒論1.1冷軋薄鋼板生產(chǎn)的發(fā)展歷史
4、; 鋼的冷軋是19世紀(jì)中葉始于德國(guó),當(dāng)時(shí)只能生產(chǎn)寬度20-25mm的冷軋帶鋼。美國(guó)1859年建立了25 mm冷軋機(jī),1887年生產(chǎn)出寬度為150mm的低碳鋼帶。1880年以后冷軋鋼帶生產(chǎn)在德國(guó)、美國(guó)發(fā)展很快,產(chǎn)品寬度不斷擴(kuò)大,并逐步建立了附屬設(shè)備,如剪切、矯直、平整和熱處理設(shè)備等,產(chǎn)品質(zhì)量也有了提高。寬的冷軋薄板(鋼帶)是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。首先是美國(guó)早在1920年第一次成
5、功地軋制出寬帶鋼,并很快由單機(jī)不可逆式軋制而跨入單機(jī)可逆式軋制。1926年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機(jī)架冷連軋機(jī)。 原蘇聯(lián)開(kāi)始冷軋生產(chǎn)是在30年代中期,第一個(gè)冷軋車間建在伊里奇冶金工廠,是四輥式,用單張的熱軋板作原料。1938年在查波羅什工廠開(kāi)始安裝從國(guó)外引進(jìn)的三機(jī)架1680 mm冷連軋及1680 mm可逆式冷軋機(jī),生產(chǎn)厚度為0.52.5 mm,寬度為1500 mm的鋼板。以后為了滿足汽車工業(yè)的需要,該廠又建立了一臺(tái)2180 mm的可逆式冷軋機(jī)。1951年原蘇聯(lián)建設(shè)了一套2030 mm全連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī),年產(chǎn)250萬(wàn)噸,安裝在新利佩茨克。 日本1938年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺(tái)可逆式冷
6、軋機(jī),開(kāi)始冷軋薄板的生產(chǎn)。1940年在新日鐵廣廠建立了第一套四機(jī)架1420 mm冷連軋機(jī)。我國(guó)冷軋寬帶鋼的生產(chǎn)開(kāi)始于1960年,首先建立了1700 mm單機(jī)架可逆式軋機(jī),以后陸續(xù)投產(chǎn)了1200 mm單機(jī)可逆式冷軋機(jī),MKW1400 mm偏八輥軋機(jī)、1150 mm二十輥冷軋機(jī)和1250 mm HC單機(jī)可逆式冷軋機(jī)等,70年代投產(chǎn)了我國(guó)第一套1700mm連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī),1988年建立了2030五機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)?,F(xiàn)在我國(guó)投入生產(chǎn)的寬帶鋼軋機(jī)有18套,窄帶鋼軋機(jī)有418套。在這30多年中,我國(guó)冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了20多倍,生產(chǎn)裝備技術(shù)水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板而發(fā)展到能生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金
7、鋼、不銹耐熱冷軋板鍍鋅板、涂層鋼板、塑料復(fù)合薄板和硅鋼片等。但隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,無(wú)論在數(shù)量和品種質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要為此我們必須增建新軋機(jī),改造現(xiàn)有冷軋機(jī),大力發(fā)展冷軋生產(chǎn)。 從世界上看:日本1960年冷軋板產(chǎn)量100萬(wàn)噸,而30年后的今天生產(chǎn)能力已達(dá)2000多萬(wàn)噸,增加了20倍。原西德1950年年產(chǎn)冷軋板16.3萬(wàn)噸,而11974年產(chǎn)達(dá)821.3萬(wàn)噸,增加了50多倍。冷軋薄板發(fā)展如此迅速的主要原因是:() 鋼材在熱軋過(guò)程中的溫降和溫度分布不均給生產(chǎn)帶來(lái)了難題,特別是在生產(chǎn)厚度小而長(zhǎng)度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí),冷卻上的差異引起的軋建首尾溫差往往使產(chǎn)
8、品尺寸超出公差范圍,性能出現(xiàn)顯著異。當(dāng)厚度小于一定限度時(shí),軋件在軋制過(guò)程中溫降劇烈,以至根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。 因此,從規(guī)格方面考慮,事實(shí)上存在一個(gè)熱軋厚度下限。70年代初期,日、法、意、原西德等國(guó)曾致力于用熱連軋精軋機(jī)組增加8、9幾家來(lái)生產(chǎn)1 mm和0.8 mm的薄帶。但實(shí)踐證明,從產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備重量來(lái)說(shuō)是不可行的?,F(xiàn)代熱連軋機(jī),目前設(shè)計(jì)可能軋出最小厚度為1.2 mm,但實(shí)際生產(chǎn)中很少生產(chǎn)1.8 mm或1.5 mm以上的熱軋卷板。而冷軋則不存在熱軋溫降與溫度不均勻的弊病,可以得到厚度更薄、精度更高的冷軋帶鋼和冷軋薄板?,F(xiàn)代冷連軋寬帶軋機(jī)和雙機(jī)架
9、二次冷軋可生產(chǎn)厚度為0.100.17 mm的冷軋薄板,作為鍍錫原板,即使不經(jīng)二次冷軋也可生產(chǎn)0.20.35厚的冷軋鋼板mm。多輥冷軋機(jī)或窄帶鋼冷軋機(jī)則可生產(chǎn)最薄達(dá)0.001 mm的產(chǎn)品。一般0.150.38 mm厚的板帶為一般薄板,0.070.25 mm厚的為較薄薄板,0.0250.05 mm厚的板帶為極薄薄板,這些產(chǎn)品用熱軋方法是不可能生產(chǎn)的。從厚度精度上看,現(xiàn)代熱連軋厚度精度通常為±50µm,而現(xiàn)代冷連軋板厚精度高達(dá)±5µm,比熱軋厚度精度高10倍。從板形方面看,熱軋板帶平直度為50I(1I單位105相對(duì)長(zhǎng)度差),而冷軋板特別是現(xiàn)代化的寬帶鋼冷軋機(jī)軋
10、制的帶鋼,其平直度能控制在520 I以內(nèi)。(2)目前熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼板表面在熱軋過(guò)程中不被氧化,也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不良。因此熱軋不適合于生產(chǎn)表面光潔程度要求很高的板帶鋼產(chǎn)品。熱軋板表面粗糙度熱軋狀態(tài)下為20µm,酸洗后為25µm。而冷軋板表面清潔光亮,并可根據(jù)不同用途制造不同表面粗糙度的鋼板。冷軋板按表面粗糙度分為3種:一種是無(wú)光澤的鋼板,其表面粗糙度為310µm,一般適于用作沖壓部件,并且當(dāng)需涂噴刷漆時(shí)這種鋼板的附著性較強(qiáng);第二種是光亮板,其表面粗糙度大于0.2µm,這種鋼板主要作為裝飾鍍鉻用厚板等;第三種是壓印花紋板,采
11、用表面具有70120µm凸凹的平整輥平整鋼板,這種鋼板用于儀表殼及家具裝飾等。這樣的表面質(zhì)量熱軋是無(wú)法滿足的。(3)性能好、品種多、用途廣。冷軋鋼板的另一突出優(yōu)點(diǎn)是性能好、品種多、用途廣。通過(guò)一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理的恰當(dāng)配合,可以在比較寬的范圍內(nèi)滿足用戶的需求。如汽車用薄板幾乎全部須經(jīng)沖壓成形,這樣深沖性能就成為薄板生產(chǎn)和使用的核心問(wèn)題。沖壓用鋼的主要要求之一是具有占優(yōu)勢(shì)的有利織構(gòu)111(100)。熱軋薄板的塑性應(yīng)變比R僅可達(dá)到0.80.95,而冷軋第一代沸騰鋼汽車板R為1.01.2,第二代08AL鋼R為1.41.8,第三代冷軋汽車板R為1.82.8,這是熱軋無(wú)法達(dá)到的。
12、 硅鋼是機(jī)電工業(yè)的重要材料之一,主要用戶是電機(jī)制造業(yè)和輸變電事業(yè)制造業(yè)。能源價(jià)格上漲、能源危機(jī),必然要求使用低能耗材料,所以60年代就開(kāi)始淘汰能耗高的熱軋硅鋼片,代之以冷軋硅鋼片。用10萬(wàn)噸冷軋無(wú)取向硅鋼制作電機(jī)比用10萬(wàn)噸熱軋硅鋼制作電機(jī),實(shí)測(cè)節(jié)能1.98億kWh/a,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)10年就相當(dāng)于節(jié)約一個(gè)20萬(wàn)kW的發(fā)電廠全年的發(fā)電量。而且用冷軋硅鋼片生產(chǎn)36萬(wàn)kVA變壓器其總重量是204噸,而用熱軋硅鋼片制造一臺(tái)12萬(wàn)kVA變壓器,其總重量為200噸。因此,用冷軋硅鋼片代替熱軋硅鋼片具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。冷軋還可以生產(chǎn)不銹鋼板,用于家具和建筑裝飾、化工工業(yè)等。近年來(lái)表面處理鋼板有很大發(fā)展。以冷軋板
13、為基板的各種涂層鋼板品種繁多,用途極為廣泛。由于上述原因,冷軋鋼板的生產(chǎn)得到迅速發(fā)展。從產(chǎn)量左右上看,一般冷軋板產(chǎn)量約占軋材總產(chǎn)量的20左右。工藝技術(shù)裝備不斷革新。早期的冷軋板軋制速度不到1m/s,而今已達(dá)41.6m/s。鋼板的寬度1905年是406 mm,1925年是914 mm,而今最寬已達(dá)2337 mm。鋼卷重量也從幾噸發(fā)展到60噸。一座現(xiàn)代化的冷軋廠年產(chǎn)量可以達(dá)到250萬(wàn)噸。1.2冷軋薄鋼板生產(chǎn)工藝流程冷軋板帶鋼的產(chǎn)品品種很多,生產(chǎn)工藝流程亦各有特點(diǎn)。具有代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品是金屬鍍層薄板(包括鍍錫板、鍍鋅板等)、深沖鋼板。成品供應(yīng)狀態(tài)有板或卷或縱剪帶形式,這主要取決于用戶要求。各種
14、冷軋產(chǎn)品生產(chǎn)流程如下圖所示。2 冷軋板帶鋼生產(chǎn)2.1冷軋板帶材生產(chǎn)工藝特點(diǎn)薄板帶材當(dāng)厚度小于一定限度(例如小于1毫米)時(shí),由于保溫和均溫的困難,熱軋很難實(shí)現(xiàn),并且隨著鋼板寬厚比的增大,在無(wú)張力的熱軋條件下,要保證良好的板形也非常困難。采用冷軋方法可以較好的解決這些問(wèn)題。冷軋生產(chǎn)可以提供大量高精度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材,同熱軋相比,它具有以下優(yōu)點(diǎn):1. 產(chǎn)品表面質(zhì)量好,不存在熱軋板帶鋼常常出現(xiàn)的麻點(diǎn)、壓入氧化鐵皮等缺陷。還能根據(jù)用戶要求軋出不同的表面光潔度。2. 過(guò)去的熱軋法不能生產(chǎn)的極薄帶材(最薄可達(dá)0、001毫米)。3.
15、60; 產(chǎn)品尺寸精確、厚度均勻、板形平直。4. 產(chǎn)品性能好,較高的強(qiáng)度,良好的深沖性能等。5. 可實(shí)現(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制。表面狀態(tài)和表面光潔度:冷軋板帶具有良好的加工性和美觀表面,多用作外用鋼板和深沖鋼板,因此必須避免表面缺陷。冷軋板帶根據(jù)表面精整方法不同分成光面和毛面兩種,表面精整的差別主要取決于平整輥的表面狀態(tài)。毛面精整是使鋼板表面具有微小的凹凸度(表面粗糙度R=2-8um),大部分鋼板屬于毛面(無(wú)光)精整,光面精整要求鋼板表面光滑,具有金屬光澤。冷軋鋼板使用情況用途 應(yīng)用的例子 特點(diǎn)
16、汽車 汽車擋泥板,門,蓋,機(jī)罩,拖車頂板,頂蓋,油盤(pán),防撞器,油罩 從門、車頂那樣輕微變形的加工直到擋泥板、油盤(pán)那樣大變形的加工,涉及范圍廣泛電器 電冰箱,洗衣機(jī),清掃車,照明器材,變壓器電機(jī)磁芯 比較多的使用平面板,即使有加工也是極其微小的辦公用品及鋼制家具 桌子,椅子,柜,有鎖櫥陳列櫥 多使用平面板,要求板形好,尺寸偏差小建筑 輕型型鋼,煤氣爐,煤油爐,翼片,加熱器 多需進(jìn)行彎曲等簡(jiǎn)單
17、加工,較多使用平面板,即使有加工也是極其微小的爐子的反射板還必須鍍鉻表面處理鋼板 鍍錫板,鍍鋅板,彩色涂層板 用作表面處理的厚板,使用較薄的鋼板,彩色涂層板多采用鍍鋅板做基板,也有的用鋼板直接著色涂料處理其它 玩具,罐,鍋 罐,鍋多用搪瓷板冷軋板帶的尺寸精度包括厚度、寬度和長(zhǎng)度,其偏差在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。形狀一般用平坦度、橫向彎曲、直角度來(lái)表示,其允許值在標(biāo)準(zhǔn)中也有規(guī)定。 加工性能冷軋產(chǎn)品用途廣泛,加工方法很多從簡(jiǎn)單的彎曲加工直到深沖加工。按加工性來(lái)分,有成形性(擴(kuò)展性和深沖性)和形狀型兩種
18、。時(shí)效性能所謂時(shí)效現(xiàn)象就是金屬和加工性能隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化的現(xiàn)象。冷軋鋼板有淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效。一般發(fā)生時(shí)效時(shí)硬度和抗拉強(qiáng)度增大,延伸降低。特殊的性能如搪瓷性能、耐蝕性、電磁性能和沖裁性。冷軋板帶鋼的軋制工藝特點(diǎn):加工硬化,由于冷軋是在金屬的再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的,故在冷軋過(guò)程中,板帶必然產(chǎn)生加工和硬化。加工硬化帶來(lái)的后果是:1)變形抗力增大,使軋制壓力增大2)塑性降低,易發(fā)生脆裂。加工硬化超過(guò)一定程度后,軋件將因過(guò)分硬脆而不適于繼續(xù)冷軋。因此鋼板經(jīng)冷軋一定道次后,往往要經(jīng)軟化處理(再結(jié)晶退火,固溶處理等),使軋件恢復(fù)塑性,降低變形抗力,以便繼續(xù)軋薄。冷軋生產(chǎn)中,每次軟化退火之前完成的冷扎
19、工作成為一個(gè)“軋程”。在一定軋制條件下,鋼質(zhì)愈硬,成品愈薄,所需的軋程愈多。冷軋中采用工藝?yán)鋮s和潤(rùn)滑:1) 工藝?yán)鋮s:冷軋過(guò)程中產(chǎn)生的劇烈變形熱和摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高,故必須采用有效的人工冷卻。軋制速度愈高,壓下量愈大,冷卻問(wèn)題愈顯得重要。試驗(yàn)研究與理論分析表明,冷軋板帶鋼的變形功約有8488轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,使軋件和軋輥溫度升高。我們關(guān)心的是在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量即變形發(fā)熱率q,以便采取適當(dāng)措施及時(shí)排除或控制這部分熱量。變形發(fā)熱率是直接正比于軋制平均單位壓力、壓下量和軋制速度的。因此,采用高速、大壓下的強(qiáng)化軋制方法將使發(fā)熱率大為增加。如果此時(shí)所軋的又是變形抗力較大的
20、鋼種,如不銹鋼、變壓器硅鋼等,則發(fā)熱率就增加得更加劇烈。因此必須加強(qiáng)冷軋過(guò)程中的冷卻,才能保證過(guò)程的順利進(jìn)行。水是比較理想的冷卻劑。因其比熱大,吸熱率高且成本低廉。油的冷卻能力比水差得多。因此大多數(shù)軋機(jī)都傾向于用水冷卻。增加冷卻液在冷卻前后的溫差也是充分提高冷卻能力的重要途徑。若采用高壓空氣將冷卻液霧化,或采用特制的高壓噴嘴噴射,可大大提高其吸熱效果,并節(jié)省冷卻液的用量。冷卻液在霧化過(guò)程中本身溫度下降,所產(chǎn)生的微小液滴在碰到溫度較高的輥面或板面時(shí)往往即時(shí)蒸發(fā),借助蒸發(fā)潛熱大量吸走熱量,使整個(gè)冷卻效果大為改善。實(shí)際測(cè)溫資料表明,即使在采用有效的工藝?yán)錆?rùn)的條件下,冷軋板卷在卸卷后的溫度有時(shí)仍達(dá)到攝
21、氏130150度甚至還要高,由此可見(jiàn)在軋制變形區(qū)中的料溫一定比這還要高。輥溫的反常升高以及輥溫分布規(guī)律的反常或突變均可導(dǎo)致正常輥型條件的破壞,直接有害于板形與軋制精度。同時(shí)輥溫過(guò)高也會(huì)使冷扎工藝潤(rùn)滑劑失效(油膜破裂),使冷軋不能順利進(jìn)行。綜上所述,為了保證冷軋的正常進(jìn)行,對(duì)軋輥及軋件應(yīng)采取有效的冷卻與控溫措施。2) 工藝潤(rùn)滑冷軋中使用工藝潤(rùn)滑的主要作用是減小金屬的變形抗力,這不但有助于保證在已有的設(shè)備能力條件下實(shí)現(xiàn)更大的壓下,而且還可使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)可行的生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。此外采用有效的工藝潤(rùn)滑也可直接對(duì)冷軋過(guò)程的發(fā)熱率及軋輥的溫升起到良好的影響,在軋制某
22、些品種時(shí),采用工藝潤(rùn)滑還可以起到防止金屬粘輥的作用。通過(guò)乳化劑的作用,把少量的油劑與大量的水混合起來(lái),制成乳狀的冷潤(rùn)液(簡(jiǎn)稱乳化液)可以較好的解決油的循環(huán)使用的問(wèn)題。在這種情況下,水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。對(duì)這種乳化液的要求是,當(dāng)一定的流量噴到板面和輥面上時(shí),即能有效地吸收熱量,又能保證油劑以較快的速度均勻的從乳化液中離析,并粘附在板面和輥面上。這樣才能及時(shí)形成均勻的厚度適中的油膜。乳化液或其它活性劑的多少,則需結(jié)合具體的軋制條件通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)確定。冷軋工藝潤(rùn)滑劑常用的有:紗錠油、棉籽油、蓖麻油、棕櫚油等各種軋制油和乳化液。棕櫚油含有較高的脂肪酸,且性能穩(wěn)定,故潤(rùn)滑效果好,并且易于從帶鋼
23、表面除掉,是冷軋中較為理想的潤(rùn)滑劑,但是價(jià)格較高。礦物油的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,且來(lái)源豐富,成本較低廉。純礦物油中添加少量脂肪酸和抗壓劑后,油膜強(qiáng)度增加,潤(rùn)滑效果明顯提高。乳化液是由1525可溶性油,2785水和少量無(wú)水碳酸鈉配制成的混合乳狀潤(rùn)滑劑。冷軋中采用乳化液,具有冷卻和潤(rùn)滑的作用,使用后經(jīng)回收和凈化,可繼續(xù)使用,因此得到了廣泛的應(yīng)用。張力軋制:A. 張力軋制的主要作用是1)防止帶鋼在軋制過(guò)程中跑偏(即保證軋件正確對(duì)中軋制)。2)使所軋帶鋼保持平直(包括在軋制過(guò)程中保持板形平直以及軋后板形良好)。3)降低軋件的變形抗力,便于軋制更薄的產(chǎn)品。
24、4)起到適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用。B. 防止跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定軋制的重要問(wèn)題。跑偏將破壞正常的板形,引起操作事故甚至設(shè)備事故,跑偏若不很好加以控制,將不能保證冷軋的正常進(jìn)行,造成跑偏的原因在于軋件在軋制中的延伸不均。在張力作用下,若軋件出現(xiàn)不均勻延伸,則沿軋件寬度上的張力分布將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化:延伸較大的一側(cè)張力減小,而延伸較小的一側(cè)張力增大,結(jié)果便自動(dòng)的起到糾正跑偏的作用。這種糾偏作用是瞬時(shí)的,同步性好,使軋件在基本平行的輥縫中軋制時(shí)仍可能保證穩(wěn)定軋制。這就有利于軋制更精確的產(chǎn)品并使操作簡(jiǎn)化。張力糾偏的缺點(diǎn)是張力分布的
25、改變不能超過(guò)一定限度,否則會(huì)造成裂邊、軋折甚至引起斷帶。C. 由于軋件不均勻延伸會(huì)改變沿帶寬方向上的張力分布,而這種改變后的張力分布又會(huì)促使延伸的均勻化,故張力軋制有利于保證良好的板形。同時(shí),不均勻延伸將使軋件中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)壓縮應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí),軋件在該處將出現(xiàn)浪形,板形被破壞,加上張力后,可減小或消除壓應(yīng)力,這就排除在軋制中軋件出現(xiàn)浪形的可能,確保穩(wěn)定冷軋。D. 生產(chǎn)中張力大小的選擇主要是選擇平均單位張力z。單位張力應(yīng)適當(dāng)選高些,但不應(yīng)超過(guò)帶鋼的屈服極限s。由于帶材內(nèi)殘余應(yīng)力的存在,以及應(yīng)力集中的影響,實(shí)際上帶材內(nèi)張應(yīng)力是不均勻分布的。故
26、z的數(shù)值并不能反映帶材內(nèi)各點(diǎn)張應(yīng)力的真正大小。因此實(shí)際z的數(shù)值要根據(jù)延伸不均勻情況、鋼質(zhì)、加工硬化程度及板邊情況等因素而定。生產(chǎn)中按z(0106)s來(lái)選取。不同的軋機(jī),不同的軋制道次,不同的坯料和品種,要求不同的z。當(dāng)操作人員技術(shù)水平較高,變形較均勻,坯料較理想時(shí),可選高的z值;當(dāng)帶鋼較硬,邊部不良或者操作不熟練時(shí),可取z小些。一般可逆式冷軋機(jī)的中間道次或連續(xù)冷軋機(jī)的中間機(jī)架,z可?。?、20、4)s。在軋制低碳鋼時(shí),因考慮到防止退火粘結(jié),成品卷張力不能太高,一般選用50Mpa左右,其它鋼種可適當(dāng)高些。2.2 冷軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程冷軋板帶鋼生產(chǎn)的工序和工藝流程于產(chǎn)品緊密相連,隨產(chǎn)品的要求不同
27、工藝流程也有所不同。冷軋板帶鋼產(chǎn)品以熱軋帶鋼作為原料,因其表面有氧化鐵皮,所以在冷軋前要把氧化鐵皮清除掉,故酸洗時(shí)冷軋生產(chǎn)的第一工序。酸洗后即可軋制,軋制到一定厚度,由于帶鋼的加工硬化,需進(jìn)行中間退火,使帶鋼軟化。退火之前由于帶鋼表面有潤(rùn)滑油,必須把油脂清洗干凈,否則在退火中帶鋼表面形成油斑,造成表面缺陷。經(jīng)過(guò)脫脂的帶鋼,在代有保護(hù)性氣體的爐中進(jìn)行退火。退火之后的帶鋼表面是光亮的,所以在進(jìn)一步的軋制和平整時(shí),就不需酸洗。帶鋼軋至所需尺寸和精度后,通常進(jìn)行最終退火,為獲得平整光潔的表面及均勻的厚度和調(diào)節(jié)機(jī)械性能要經(jīng)過(guò)平整。帶鋼在平整之后,根據(jù)訂貨要求進(jìn)行剪切。成張交貨要橫切,成卷交貨必要時(shí)要縱切
28、。綜上所述,一般用途冷軋板帶鋼的生產(chǎn)工序是:酸洗、冷軋、退火、平整、剪切、檢查缺陷、分類分級(jí)以及成品包裝。冷軋板帶鋼產(chǎn)品極為廣泛,其具有代表性的產(chǎn)品有金屬鍍層板(鍍錫板、鍍鋅板等)深沖鋼板(汽車板等)、電工用硅鋼板與不銹鋼板等。2.3冷軋板帶鋼生產(chǎn)的主要工序及其工藝現(xiàn)代冷軋機(jī)按軋輥配置方式可分四輥式與多輥式兩大類按機(jī)架排列方式又可分單機(jī)架可逆式與多機(jī)架連續(xù)式兩種。單機(jī)架可逆式適于產(chǎn)品的品種規(guī)格變動(dòng)頻繁而每批產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量又不大,或者合金鋼比例較大的生產(chǎn)情況。這種軋機(jī)生產(chǎn)能力低,投資小、建廠塊、靈活性大,使用與中小型企業(yè)。連續(xù)式冷軋機(jī)生產(chǎn)效率高,當(dāng)產(chǎn)品品種較為單一或變動(dòng)不多時(shí),連軋機(jī)最能發(fā)揮其優(yōu)
29、越性。冷連軋機(jī)目前生產(chǎn)的規(guī)格范圍:板帶寬度4502450毫米,厚度0、0764毫米。根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格,確定機(jī)架的數(shù)目。可逆式冷軋機(jī)組由四部分組成:板卷運(yùn)輸機(jī)開(kāi)卷設(shè)備、軋機(jī)、前后卷曲機(jī)、卸卷裝置及鋼卷收集設(shè)備。 板卷運(yùn)輸機(jī)一般是鏈?zhǔn)降幕虿竭M(jìn)梁式的,開(kāi)卷機(jī)是對(duì)錐式的。帶鋼送至軋機(jī)后,機(jī)前卷曲機(jī)咬入帶鋼頭部,然后開(kāi)始第一道軋制。軋完第一道后,帶鋼尾部咬入軋機(jī)后的卷曲機(jī)中,軋機(jī)轉(zhuǎn)換軋制方向開(kāi)始下一道軋制。如此按照軋制規(guī)程往復(fù)進(jìn)行,直到軋制要求的厚度??赡媸杰垯C(jī)一般都是奇道次軋出成品。卸卷由卸卷小車完成。帶卷收集裝置為一斜坡道或卸料步進(jìn)梁。冷連軋機(jī)組的組成與工藝操作:冷連軋機(jī)組的機(jī)座與可逆式冷軋機(jī)座基
30、本相同,多為四輥式。機(jī)座數(shù)目26臺(tái),配置為連續(xù)式。以我國(guó)某廠五機(jī)架四輥軋機(jī)所組成的冷連軋機(jī)組為例。入口處有剝帶機(jī)、鋼卷運(yùn)送小車、預(yù)開(kāi)卷裝置和開(kāi)卷機(jī)等主要設(shè)備完成軋機(jī)上料。出口端有卷曲機(jī)、皮帶助卷器及運(yùn)送小車完成軋后的出料。全連續(xù)式冷軋機(jī)組的組成與工藝操作美國(guó)新近投產(chǎn)的一套五機(jī)架全連續(xù)式冷軋機(jī)組的組成如下:活套小車、焊縫檢測(cè)器、活套入口勒導(dǎo)裝置、焊接機(jī)、夾送輥、剪斷機(jī)、三輥矯平機(jī)、開(kāi)卷機(jī)、機(jī)組入口勒導(dǎo)裝置、導(dǎo)向輥、分切剪斷機(jī)、卷取機(jī)、X射線測(cè)厚儀。冷軋板帶的精整:冷軋板帶的精整一般包括脫脂、退火、平整及剪切等工序脫脂:板帶冷軋后進(jìn)行清洗以去除板帶表面上的油污成為脫脂。脫脂為了避免油脂在退火爐中揮
31、發(fā)所生成的揮發(fā)物殘留在板帶表面形成油斑,從而影響板帶的表面質(zhì)量。脫脂的方法一般有電解清洗、機(jī)上清洗與燃燒脫脂等。電解清洗采用堿液為清洗劑,通常是24的硅酸鈉水溶液,外加界面活性劑以降低堿液表面張力改善清洗效果。通過(guò)堿液發(fā)生電解,放出氫氣與氧氣,起到機(jī)械沖擊作用。從而加速脫脂過(guò)程。退火:退火有初退火、中間退火和最終退火(成品退火)初退火是為冷軋作準(zhǔn)備,使帶鋼具有良好的塑性和一定的組織。初退火主要用于含碳量較高的碳素結(jié)構(gòu)鋼,合金結(jié)構(gòu)鋼等。初退火工藝制度因鋼質(zhì)不同而不同,一般在640750攝氏度。保溫10多小時(shí)。初退火可降低熱軋板卷的硬度、消除晶粒組織,提高塑性,以利于冷軋。因其是在酸洗前進(jìn)行,因此
32、一般可不采用保護(hù)氣體。中間退火是為消除加工硬化,以利于下一步軋制。中間退火一般都是在保護(hù)氣氛中進(jìn)行光亮退火。成品退火通常是使板帶進(jìn)行恢復(fù),再結(jié)晶及晶粒適當(dāng)長(zhǎng)大以改善其加工性能,此外也要根據(jù)生產(chǎn)板帶品種的最終性能要求。在冷軋板帶退火中應(yīng)用最廣的是罩式退火爐。罩式退火爐的退火周期長(zhǎng)(長(zhǎng)達(dá)幾晝夜),其中又以冷卻時(shí)間占比例最大。采用松卷退火代替緊卷退火可以大大縮短退火周期,但由于其工序繁瑣,退火前后都要重卷,故未能得到推廣應(yīng)用。快速冷卻法主要有兩種:一種是使保護(hù)氣體在爐內(nèi)或爐外循環(huán)對(duì)流實(shí)現(xiàn)一種熱交換式冷卻,另一種是在板卷之間放置直接用水冷卻的隔板。冷軋板帶成品退火的另一新技術(shù)是連續(xù)式退火,其作業(yè)方式與
33、連續(xù)式酸洗相似,亦為臥式與立式(塔式)兩種。實(shí)驗(yàn)表明,經(jīng)連續(xù)退火處理的帶鋼機(jī)械性能優(yōu)于罩式退火處理。連續(xù)退火提高了帶鋼縱向、橫向性能的均勻程度,處理周期短,生產(chǎn)效率高,在退火的同時(shí)可以施加張力作板形矯正,且沒(méi)有粘接缺陷。因而冷軋板帶鋼的主要品種,從鍍錫板、深沖板直到硅鋼片及不銹鋼帶都可采用高效而經(jīng)濟(jì)的連續(xù)退火處理。平整平整實(shí)質(zhì)上是采用小壓下率(0、33)的冷軋。經(jīng)過(guò)平整后的板帶鋼可以消除屈服平臺(tái),在帶鋼平整后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不出現(xiàn)沖壓滑移線,同時(shí)使板帶的屈服極限達(dá)到最低,從而提高板形的成形性能。平整可改善板形,提高板帶的平直度。為此平整機(jī)的軋輥輥徑應(yīng)盡量選大一些有利。此外通過(guò)選用不同處理過(guò)的
34、輥面軋輥進(jìn)行平整??梢缘玫讲煌蟮陌鍘П砻妗Mㄟ^(guò)調(diào)整平整的壓下率,可使板帶鋼的機(jī)械性能在一定范圍內(nèi)變化,以適應(yīng)不同用途的要求。通過(guò)雙機(jī)架或三機(jī)架平整還可實(shí)現(xiàn)較大的壓下率,以便生產(chǎn)超薄的鍍錫板。經(jīng)熱處理后的普通板帶、鍍錫板、汽車板等均須進(jìn)行平整。平整時(shí)對(duì)汽車板帶要求采用噴砂輥平整,以獲得具有均勻粗糙度的麻面板,利于沖壓加工或涂漆。用于鍍、涂層的原板,應(yīng)采用拋光輥平整,以提高板面光亮度,利于提高鍍層質(zhì)量,降低鍍層金屬消耗。普通鋼板采用研磨的軋輥進(jìn)行平整。平整又可分為干平整和濕平整。干平整不加潤(rùn)滑劑。而濕平整采用既具較強(qiáng)清洗作用又能防修的潤(rùn)滑劑。濕平整較干平整可降低軋制壓力3040,在雙機(jī)架平整機(jī)
35、應(yīng)用較多。2.4冷軋板帶鋼軋制工藝制度的制定變形制度(壓下規(guī)程)的制定:冷軋板帶鋼變形制度的制定仍遵循壓下規(guī)程的原則,但由于冷軋板帶鋼的工藝特點(diǎn)所決定,諸如對(duì)一定的鋼種、規(guī)格的產(chǎn)品,必須有一定的冷軋總變形程度,才能通過(guò)熱處理獲得所需的組織和性能。因而冷軋帶鋼原料厚度的選擇主要依據(jù)冷軋總變形程度。此外還應(yīng)考慮板帶的表面質(zhì)量和提高冷軋生產(chǎn)能力。冷軋變形程度的確定主要取決于所軋鋼種的特性、原料及成品的厚度、 所采用的冷軋工藝以及軋制能力等。如同樣的原料和成品,隨著工藝潤(rùn)滑的改善,采用高硬度的小工作輥或采用不對(duì)稱軋制等,均能增大道次壓下量,減小軋程。因此,在確定冷軋軋程方案時(shí),應(yīng)充分考慮到各種提高冷軋
36、效率的手段與可能性。至于冷軋各道次(機(jī)架 )壓下量的分配,仍如前述原則。諸如,前幾道有時(shí)受咬入條件限制,為了使來(lái)料得以均整并使軋制過(guò)程穩(wěn)定,第一道壓下率應(yīng)適當(dāng)小些。中間各道次的壓下率應(yīng)充分利用軋機(jī)的能力。成品及成品前道次,為保證厚度精度及板形采用較小的壓下量。在制定壓下規(guī)程時(shí)還必須確定與之相應(yīng)的張力制度,這也是冷軋帶鋼軋制規(guī)程的另一特點(diǎn)。常用的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)的方法是:先按經(jīng)驗(yàn)并按規(guī)程設(shè)計(jì)的一般原則和要求,對(duì)各道次(機(jī)架)壓下進(jìn)行分配,進(jìn)而按工藝要求并參考經(jīng)驗(yàn)資料,選定各道次(機(jī)架)間的單位張力。最后校驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷 及各限制條件,并作適當(dāng)修正。分配各機(jī)架的負(fù)荷,對(duì)于單機(jī)座軋機(jī)按等壓力分配,以確保產(chǎn)
37、品的厚度精度和板形要求。 速度制度的制定:冷軋板帶鋼軋機(jī)按其作業(yè)制度的不同,共有三種速度制度。即轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速不變的定速軋制,可調(diào)速的可逆軋制,固定轉(zhuǎn)向的可調(diào)速軋制。 轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速不變的定速軋制 這種速度制度,主要用在小型冷軋窄帶鋼的二輥、四輥軋機(jī)。通常二輥軋機(jī)的輥徑D350mm 輥身長(zhǎng)度L500mm;四輥軋機(jī)的工作輥直徑 D工200mm 支撐輥直徑D支400mm 輥身長(zhǎng)度L500mm因這類軋機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程、制動(dòng)過(guò)程帶厚可能超差,另外,這類軋機(jī)目前仍達(dá)都采用人工手動(dòng)測(cè)厚和調(diào)整,故最大軋制速度為0.5m/s。 可調(diào)速的可逆軋制 鋼卷通過(guò)開(kāi)卷、直頭送入軋機(jī)后,在前后卷曲機(jī)上咬住帶鋼頭尾,進(jìn)行往復(fù)軋制。每道
38、次都要經(jīng)過(guò)加速、減速、停車、換向等過(guò)程。速度太高,過(guò)渡時(shí)間長(zhǎng),帶鋼超差長(zhǎng)度增加。此外,軋制的板卷重量一般在530噸,限制了速度的提高。另外, 通過(guò)焊縫時(shí),要減速,故軋制速度一般在520 m/s。 冷連軋機(jī)組的速度制度 冷連軋機(jī)生產(chǎn)的最大特點(diǎn)是速度高(2040 m/s),生產(chǎn)能力大,軋制板卷重4060噸。 軋制時(shí)先采用低速軋制約13m/s,待通過(guò)各機(jī)架并由張力卷取機(jī)卷上之后,同步加速到軋制速度,進(jìn)入穩(wěn)定軋制階段。 張力制度的制定 張力在冷軋生產(chǎn)中不僅可以降低軋制力,防止帶鋼跑偏,補(bǔ)償沿寬度方向上軋件的不均勻變形。此外在冷連軋中,還起著傳遞能量、傳遞影響,使各軋機(jī)間互相聯(lián)結(jié)的作用。張力制度就是合理
39、的選擇軋制中各道次(機(jī)架)張力的數(shù)值。實(shí)際生產(chǎn)中若張力過(guò)大,會(huì)把帶鋼拉斷或產(chǎn)生拉伸變形,若張力過(guò)小則起不到應(yīng)有的作用。因此作用在帶鋼上的最大張應(yīng)力應(yīng)滿足:maxs 式中max 作用在帶鋼單位截面積上的最大張應(yīng)力。 s 帶鋼的屈服極限 實(shí)踐表明,作用在帶鋼截面上的張應(yīng)力,即單位張力q,其數(shù)值選擇范圍為:q(0.10.6)s 。 具體取值要考慮帶鋼的材質(zhì),板形厚度波動(dòng)、帶鋼邊部情況等。對(duì)于單機(jī)架可逆式軋機(jī)q值取在(0.20.4) s 范圍內(nèi);冷連軋的特點(diǎn)
40、之一是采用大張力軋制,這樣既可得到良好的板形,又可減小軋制壓力。一般單位張力q達(dá)到(0.20.4) s張應(yīng)力后幾架比前幾架要大些。此外在軋制低碳鋼時(shí),為防止退火粘接,成品卷曲張力應(yīng)小些,通常取單位張力為5kg/mm2 左右。在可逆式單機(jī)架冷軋機(jī)上,張力是在軋機(jī)與開(kāi)卷機(jī)或卷曲機(jī)之間產(chǎn)生的。形成前張力的開(kāi)卷機(jī)或卷曲機(jī)的電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)工作狀態(tài),而形成后張力的卷曲機(jī)的電機(jī)處于發(fā)電工作狀態(tài)。為保持恒定張力,在軋制過(guò)程中隨前卷取機(jī)帶卷直徑的增大,前卷曲機(jī)應(yīng)減速,而后卷取機(jī) 應(yīng)隨著帶卷直徑的減小而加速。一般在第一道次因酸洗機(jī)組卷取張力較小,為避免帶卷各層間錯(cuò)動(dòng)造成表面擦傷,不采用太大張力。在以后的道次中,根
41、據(jù)品種、規(guī)格,選取較大的張力。成品道次張力應(yīng)小些。以防止或減少退火中粘結(jié)。過(guò)焊縫上,張力也適當(dāng)減小。軋機(jī)啟動(dòng)時(shí),必須先建立后張力。在軋制中帶鋼中部出現(xiàn)波浪應(yīng)減小張力,以防止拉裂和斷帶;若帶鋼邊部出現(xiàn)邊浪,則應(yīng)適當(dāng)增加張力,以消除邊部波浪。3 板帶材高精度軋制 板帶材的高精度主要是指厚度(縱向和橫向)的精確度。既然板帶是由軋輥輥縫中軋出來(lái)的,輥縫的大小和形狀決定了板帶縱向和橫向厚度的變化(后者又影響到板形),那么要提高產(chǎn)品的厚度精度,就必須研究軋輥輥縫大小和形狀變化的規(guī)律。31板帶材軋制中的厚度控制 板帶厚度變化的原因和特點(diǎn) 由式(31)可知,影響帶材實(shí)際軋出厚度的因素主要是S。、
42、K和p。其中軋機(jī)剛度K在既定軋機(jī)上軋制一定寬度的產(chǎn)品時(shí),一般可認(rèn)為是不變的,影響S。變化的因素主要是軋輥的偏心運(yùn)轉(zhuǎn)、軋輥的磨損與熱膨脹及軋輥軸承油膜厚度的變化,它們都是在壓下螺絲位置不變的情況下使實(shí)際輥縫發(fā)生變化,從而使軋出的板帶厚度發(fā)生波動(dòng)。 軋制力P的波動(dòng)是影響板帶軋出厚度的主要因素。因而所有影響軋制力變化的因素都必將影響到板帶厚度精度。這些因素主要有:(l)軋件溫度、成分和組織性能的不均。這里應(yīng)該指出,溫度的影響具有重發(fā)性,即雖在前道消除了厚度差,在后一道還會(huì)由于溫度差而重新出現(xiàn)。故熱軋時(shí)只是在精軋道次對(duì)厚度控制方有意義。(2)坯料原始厚度的不均。來(lái)料厚度有波動(dòng)實(shí)際就是改變了Ph圖中B線
43、的位置和斜率,使壓下量產(chǎn)生變化,自然要引起壓力和彈跳的變化。厚度不均雖可通過(guò)軋制得到減輕,但終難完全消除,且軋機(jī)剛性愈低愈難消除。故為使產(chǎn)品精度提高,必須選擇高精度的原料。(3)張力的變化。它是通過(guò)影響應(yīng)力狀態(tài)及變形抗力而起作用的。連軋板帶時(shí)頭、尾部在穿帶和拋鋼時(shí)由于所受張力分別是逐漸加大和縮小的,故其厚度也分別逐段減小和增大。此外,張力還會(huì)引起寬度的改變,故在熱連軋板帶時(shí)應(yīng)采用不大的恒張力。冷連軋板帶時(shí)采用的張力則較大,并且還經(jīng)常利用調(diào)節(jié)張力作為厚度控制的重要手段。(4)軋制速度的變化。它主要是通過(guò)影響摩擦系數(shù)和變形抗力,乃至影響軸承油膜厚度來(lái)改變軋制壓力而起作用的。速度變化一般對(duì)冷軋變形抗
44、力影響不大,而顯著影響熱軋時(shí)的抗力;對(duì)冷軋時(shí)摩擦系數(shù)的影響十分顯著,而對(duì)熱軋影響則較小。故對(duì)冷軋生產(chǎn)速度變化的影響特別重要。此外速度增大則油膜增厚,因而壓下量增大并使帶鋼變薄。 板帶厚度控制方法實(shí)際生產(chǎn)中為提高板帶厚度精度,采用了各種厚度控制方法。(1)調(diào)壓下(改變?cè)驾伩p)。調(diào)壓下是厚度控制最主要的方式,常用以消除由于影響軋制壓力的因素所造成的厚度差。(2)調(diào)軋制速度。軋制速度的變化影響到張力、溫度和摩擦系數(shù)等因素的變化。故可以通過(guò)調(diào)速來(lái)調(diào)張力和溫度和摩擦系數(shù),從而改變厚度。依實(shí)際軋制情況之不同,可采用各種不同的厚度控制方案。在實(shí)際生產(chǎn)中為了達(dá)到精確控制厚度的目的,往往是將多種厚控方法有機(jī)地
45、結(jié)合起來(lái)使用,才能取得更好的效果。其中最主要、最基本、最常用的還是調(diào)壓下的厚度控制方法。特別是采用液壓壓下,大大提高響應(yīng)性,具有很多優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)廣泛地應(yīng)用帶有“隨動(dòng)系統(tǒng)”(采用伺服閥系統(tǒng))的軋輥位置可控的新液壓壓下裝置,利用反饋控制的原理實(shí)現(xiàn)液壓自動(dòng)調(diào)厚。值得指出的是近年發(fā)展的電氣反饋液壓壓下系統(tǒng),除具有上述定位和調(diào)厚的功能以外,還可通過(guò)電氣控制系統(tǒng)常數(shù)的調(diào)整來(lái)達(dá)到任意“改變軋機(jī)剛度”的目的,從而可以實(shí)現(xiàn)“恒輥縫控制”,即在軋制中保持實(shí)際輥縫值S不變,也就保證了實(shí)際軋出厚度不變。這種厚投入法目前在熱連軋中還用得不多,但在冷軋帶鋼中,由于軋輥偏心運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)厚差影響較大,不能忽視。因此為了消除這種高頻
46、變化的厚度波動(dòng),必須采用這種液壓厚控系統(tǒng)。前面提到的用厚度計(jì)的方法測(cè)量厚度,雖然可以避免時(shí)滯,提高了靈敏度,但它對(duì)某些因素,例如,油膜軸承的浮動(dòng)效應(yīng)、軋輥偏心軋輥的熱膨脹和磨損等,卻難以檢測(cè)出來(lái),從而會(huì)使結(jié)果產(chǎn)生誤差。因此,實(shí)際生產(chǎn)中都是兩種方法同時(shí)并用。亦即還必須采用X射線測(cè)厚儀來(lái)對(duì)軋制力AGC不斷進(jìn)行標(biāo)定或監(jiān)控。換句話說(shuō),為了提高測(cè)厚精度,在彈跳方程中還須增加幾個(gè)補(bǔ)償量,這主要是軋輥熱膨脹與磨損的補(bǔ)償和軸承油膜的補(bǔ)償。由軋輥熱膨脹和磨損所帶來(lái)的輥縫變化以G表示之,這可以利用成品X射線測(cè)厚儀所測(cè)得的成品厚度,以及利用由此實(shí)測(cè)成品厚度按秒流量相等原則所推出的前面各架的厚度,把它們利用厚度計(jì)方法
47、所測(cè)算出的各架厚度值進(jìn)行比較,從而求得各架的G值。因此可以把這種功能稱之為“用X射線測(cè)厚儀對(duì)各機(jī)架軋機(jī)的AGC系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定或監(jiān)視?!庇湍ぱa(bǔ)償即使由于軋制速度的變化使支撐輥油膜軸承的油膜厚度方生變化,最終影響到輥縫值。設(shè)其影響量為則最終軋出厚度為 hS。(PP0)/ KG 在軋制速度變化時(shí),AGC系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)此式對(duì)所測(cè)厚度進(jìn)行修正。 冷軋板帶鋼厚度控制 冷軋帶鋼連軋機(jī)厚度控制系統(tǒng)的基本設(shè)想是:1)粗調(diào)AGC(第一、二架(道)保證來(lái)料厚度偏差基本消除;2)精調(diào)AGC系統(tǒng),為了保證良好板形,采用張力調(diào)厚方法,對(duì)產(chǎn)品厚度進(jìn)行精確控制。如厚度偏差超出了精調(diào)系統(tǒng)的可調(diào)范圍,就要改變第一架(道)的設(shè)定值,同時(shí)
48、重新分配各架(道)壓下量,以達(dá)到厚度精度;3)為提高厚控系統(tǒng)精度,需增加各種補(bǔ)償系統(tǒng)。 粗調(diào)AGC 軋制第一、二道次時(shí),由軋機(jī)入口測(cè)厚儀,軋機(jī)的PAGC及出口測(cè)厚儀所組成。入口測(cè)厚儀檢測(cè)出來(lái)料厚度偏差H,對(duì)軋機(jī)的壓下實(shí)行前饋控制。出口測(cè)厚儀測(cè)出厚度不斷修正和標(biāo)定PAGC以提高其控制精度,起監(jiān)控的作用。通過(guò)粗調(diào)系統(tǒng)的控制,基本上應(yīng)該消除了來(lái)料的厚度偏差,以保證最終成品的精度。 精調(diào)AGC 由軋機(jī)測(cè)厚系統(tǒng)及軋機(jī)和卷曲機(jī)組成張力AGC精調(diào)系統(tǒng)。精調(diào)AGC常用張力調(diào)厚的方法。由軋機(jī)出口測(cè)厚儀發(fā)出信號(hào)來(lái)反饋控制張力。由于張力調(diào)節(jié)范圍有限,當(dāng)厚度較大時(shí),需將偏差信號(hào)補(bǔ)充反饋給粗調(diào)AGC系統(tǒng)。 加減速階段厚
49、度補(bǔ)償系統(tǒng) 軋機(jī)在加減速階段,速度變化很大,采用根據(jù)速度值來(lái)調(diào)整軋機(jī)輥縫及附加系統(tǒng)。這實(shí)際上是一種速度過(guò)程控制。 當(dāng)軋件速度變化時(shí),支撐輥油膜軸承的變形區(qū)的摩擦系數(shù)也相應(yīng)變化。這使空載輥縫和軋制壓力變化,因而使帶鋼厚度產(chǎn)生偏差。這時(shí)應(yīng)進(jìn)行油膜厚度的張力補(bǔ)償。 頭尾端的失張補(bǔ)償通常采用壓下過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)失張補(bǔ)償。 穩(wěn)速軋制階段,恒張力控制 對(duì)于開(kāi)卷機(jī)及卷曲機(jī)和軋輥之間設(shè)有獨(dú)立的恒張力控制系統(tǒng),保證在整個(gè)穩(wěn)速軋制階段期間張力恒定。 4 橫向厚差與板型控制技術(shù)41 板形與橫向厚差的關(guān)系板帶橫向厚差是指沿寬度方向的厚度差,它決定于板帶材軋后的斷面形狀,或軋制時(shí)的實(shí)際輥縫形狀,一般
50、用板帶中央與邊部厚度之差的絕對(duì)值或相對(duì)值來(lái)表示,因而是一種借助厚度測(cè)定便可得出的具體指標(biāo)。它對(duì)于成材率的提高也有重要的意義。 從用戶的角度來(lái)看,最好是斷面厚差為零。但這是在目前的技術(shù)條件下還不可能達(dá)到的。此外,在無(wú)張力或小張力軋制時(shí),為了保證軋件運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,使操作可靠,軋件自動(dòng)對(duì)中不致跑偏和刮框,也要求軋制時(shí)實(shí)際工作輥縫稍具凸形,亦即要有一定的“中厚量”。當(dāng)然從技術(shù)上還是要求盡量減少這種斷面的厚度差。 板形是指板帶材的平直度,即是指浪形,瓢曲或旁彎的有無(wú)及程度而言。在來(lái)料板形良好的條件下,它決定于延伸率沿寬度方向是否相等,即壓縮率是否相同。若邊部延伸率大,則產(chǎn)生邊浪
51、,中部延伸大,則產(chǎn)生中部浪形或瓢曲。一邊比另一邊延伸大,則產(chǎn)生“鐮刀彎。”浪形和瓢曲缺陷尚有多種表現(xiàn)形式如圖所示。對(duì)于所有板帶材都不允許有明顯的浪形或瓢曲,要求其板形良好。具體規(guī)定見(jiàn)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。板形不良對(duì)于軋制操作也有很大影響。板形嚴(yán)重不良會(huì)導(dǎo)致勒輥、軋卡、斷帶、撕裂等事故的出現(xiàn),使軋制操作無(wú)法正常進(jìn)行。 為了保證板形良好,必須遵守均勻延伸或所謂“板凸度一定”的原則去確定各道次的壓下量。由于粗軋時(shí)軋件較厚。溫度較高,軋件斷面的不均勻壓縮可能通過(guò)金屬橫向流動(dòng)轉(zhuǎn)移而得到補(bǔ)償,即對(duì)不均勻變形的自我補(bǔ)償能力較強(qiáng),故不必過(guò)多考慮板形質(zhì)量問(wèn)題,而到了精軋階段,特別是軋制較薄的板帶材時(shí)情況就不一樣,此時(shí)軋
52、件剛端的作用不足以克服阻礙金屬橫向移動(dòng)的摩擦阻力,亦即對(duì)于不均勻壓縮變形的自我補(bǔ)償能力很差,并且由于厚度較小,即使是絕對(duì)壓下量的微小差異也可能導(dǎo)致相對(duì)延伸率的顯著不均,從而會(huì)引起板形變壞。極帶厚度愈小對(duì)不均勻變形的敏感性就愈大。故為了保證良好的板形,就必須按均勻變形或凸度一定原則,使其橫斷面各點(diǎn)延伸率或壓縮率基本相等。 設(shè)軋制前板帶邊緣的厚度等于H,而中間厚度等于H+,即軋前厚度差或稱板凸量為;軋制后鋼板相應(yīng)橫斷面上的厚度分別為h和h,即軋后厚度差或板凸量為。而H及/h則為極凸度。鋼板沿寬度上壓縮率相等的條件,可以寫(xiě)成鋼板邊緣和中部延伸率相等的條件,H+/h=H/h=
53、由此可得/= H/h= H=/h=2/h2=板凸度式中2、h2成品板的厚度差及厚度。由此可見(jiàn),要想滿足均勻變形的條件,保證板形良好,則必須使板帶軋前的厚度差與軋后的厚度差之比等于延伸率?;蛘哕埱鞍逋苟龋℉)等于軋后板凸度(/h),即板凸度保持一定。本道次軋前的板厚也就最前一道次軋后的板厚亦即前一道次軋制時(shí)輥縫的實(shí)際形狀。因此,在均勻變形的原則下,后一道次的板厚差要比前一道次的板厚差為小, 即其差值為 :-=(-1)由于軋輥的原始輥型及因輥溫差所產(chǎn)生的熱輥型在前后道次中幾乎是不變的,故此差值主要取決于軋輥因承受壓力所產(chǎn)生的撓度值。這就是說(shuō),要
54、保證均勻變形的條件,就必須后一道次軋制時(shí)軋輥的撓度值小于前一道次的撓度。也就是在軋輥強(qiáng)度相同的情況下,后一道次的軋制壓力必須小于前一道次的軋制壓力。 由此可見(jiàn),為了保證良好的板形,滿足均勻變形的條件,在設(shè)備強(qiáng)度一定的情況下,使軋制力逐道減少是有科學(xué)根據(jù)的。這就是通常的按逐道減小壓力的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)。42影響輥縫形狀的因素 既然板帶橫向厚差和板形主要決定于軋制時(shí)實(shí)際輥縫的形狀,故必須研究影響實(shí)際輥縫形狀的因素,并據(jù)以對(duì)軋輥原始形狀進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 影響輥縫形狀的因素主要有軋輥的彈性變形,軋輥的不均勻熱膨脹和軋輥的磨損。軋輥的不均勻熱
55、膨脹 軋制過(guò)程中軋輥的受熱和冷卻條件沿輥身分布是不均勻的。在多數(shù)場(chǎng)合下,輥身中部的溫度高于邊部(但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)相反的情況),并且一般在傳動(dòng)側(cè)的輥溫稍低于操作側(cè)的輥溫。在直徑方向上輥面于輥芯的溫度也不一樣,在穩(wěn)定軋制階段,輥面的溫度較高,但在停軋時(shí)由于輥面冷卻較快,也會(huì)出現(xiàn)相反的情況。 軋輥的磨損
56、 軋件與工作輥之間及支持輥與工作輥之間的相互摩擦都會(huì)使軋輥磨損不均勻,影響輥縫的形狀。但由于影響軋輥磨損的因素太多,故尚難從理論上計(jì)算出軋輥的磨損量,只能靠大量實(shí)測(cè)來(lái)求得各種軋機(jī)的磨損規(guī)律,從而采取相應(yīng)的補(bǔ)償軋輥磨損的辦法。 軋輥的彈性變形 這主要包括軋輥的彈性彎曲和彈性壓扁。軋輥的彈性壓扁沿輥身長(zhǎng)度分布是不均勻的,這主要是由于單位壓力分布不均勻所致。此外,在靠近軋件邊部的壓扁也要小一些,使軋件邊部出現(xiàn)變薄區(qū),隨著軋輥直徑的減小,邊部變薄區(qū)也減小,一般情況下這個(gè)區(qū)域雖然不很大,卻也影響成材率。在工作輥與支持輥之間也產(chǎn)生不均勻彈性壓扁,它直接影響到工作輥的彎
57、曲撓度。軋輥的彈性彎曲撓度一般是影響輥縫形狀的最主要的因素。 長(zhǎng)期以來(lái),根據(jù)對(duì)軋輥撓度的分析,認(rèn)為當(dāng)支持輥直徑與工作輥直徑之比值較大時(shí),彎曲力主要由支持輥承擔(dān),故工作輥的撓度也可以近似的認(rèn)為與支撐輥的撓度相等。因而就認(rèn)為輥型設(shè)計(jì)時(shí)可以用支持輥的輥身?yè)隙炔顏?lái)代替工作輥的輥身?yè)隙炔?。但最?shí)際上這樣做是不正確的。理論和實(shí)驗(yàn)都表明,軋制時(shí)工作輥的實(shí)際撓度比支持輥大得多。這主要是因?yàn)楣ぷ鬏伵c支持輥之間存在有彈性壓扁變形,結(jié)果使位于板寬范圍之外的那一部分工作輥受到支持輥的懸臂彎曲作用,從而大大地增加了工作輥本身的撓度。軋件的寬度愈小,工作輥的撓度便愈大。因此,在進(jìn)行輥型設(shè)計(jì)時(shí),若
58、不考慮工作輥這一彈性變形特點(diǎn),而僅憑支持輥輥身?yè)隙炔畹挠?jì)算來(lái)處理問(wèn)題,其結(jié)果必然與實(shí)際不符。亦即四輥軋機(jī)工作輥的彎曲撓度不僅取決于支承輥的彎曲撓度,而且也取決于支承輥和工作輥之間的不均勻彈性壓扁所引起的撓度。43輥型及板形控制技術(shù) 板形檢測(cè)技術(shù): 為實(shí)現(xiàn)板型的人工控制或者自動(dòng)死循環(huán)控制,必須首先解決板型的可靠檢測(cè)問(wèn)題。但軋制速度較小,軋件在沒(méi)有張力或有小張力的條件下,用目測(cè)的方法上勉強(qiáng)可以在軋制的進(jìn)程中對(duì)板型作粗略的估計(jì)。但是隨著帶材張力,軋制速度,冷卻液供給量的增加,以及軋機(jī)本身的封閉性的加強(qiáng),目測(cè)的方法已無(wú)能為力。有時(shí)軋鋼工人為掌握板型情況,冒著危險(xiǎn)用手去壓按在機(jī)架之間繃緊的帶鋼,根據(jù)各部
59、分的松弛程度來(lái)判斷板型的好壞;或者用一根小棍敲擊高速行進(jìn)中的帶材以辨別其松緊。實(shí)現(xiàn)板型測(cè)定的儀表化可使軋鋼工人從這種艱難而又很不準(zhǔn)確的檢查操作中解放出來(lái),并為實(shí)現(xiàn)板型的自動(dòng)死循環(huán)控制創(chuàng)造了條件。 熱軋板帶鋼由于不帶張力或只帶小張力進(jìn)行軋制,其板型可用光學(xué)板型儀進(jìn)行測(cè)量。其方法是利用電視攝影機(jī)攝取棒狀強(qiáng)光源在板面上的映射,并使之顯示于電視顯像屏上。與這種板型儀配套的有板型自動(dòng)死循環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)先對(duì)電視顯像屏上的圖像信息作適當(dāng)處理,然后使之與事先設(shè)定的板型相比較,用由此得出的偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后控制液壓彎輥裝置,達(dá)到控制板型的目的。在帶張力軋制的條件下,由于導(dǎo)致產(chǎn)生板型缺陷的不均勻延伸將使軋制張力沿板寬方向上的分布發(fā)生改變,故據(jù)此發(fā)明了兩種板型儀:一種是非接觸式的磁力板型儀;另一種是接觸式(張力輥式)的板型儀。 非接觸式的磁力板型儀是利用帶鋼張力分布不均而引起
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