冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊

1、最新冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊第一章 冷軋帶鋼生產(chǎn)概述金屬在再結(jié)晶溫度以下進行軋制變形叫做冷軋軋制加工。冷軋后的帶鋼可能燙手，但還是叫冷軋。冷軋生產(chǎn)可提供大量高精確度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材，其最主要的特點是加工溫度低，同熱軋生產(chǎn)相比，它有以下優(yōu)點：冷軋帶鋼產(chǎn)品尺寸精確，厚度均勻，帶鋼厚度差一般不超過O.01-0.03mm 或更小， 完全可以符合高精度公差的要求。0.001mm可實現(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制，具有很高的生產(chǎn)率。冷軋板帶鋼生產(chǎn)方法分為單片軋制和成卷軋制兩種方法。其軋輥運轉(zhuǎn)方向可分為可逆式和不可逆式。到軋成規(guī)定的成品尺寸時為止。1鋼板加工硬化程度增大。因此，單張軋制不能生產(chǎn)厚度很薄的冷軋產(chǎn)品。

2、成卷軋制。目前，冷軋生產(chǎn)大多是采用成卷軋制，其基本形式分為單機成卷軋制和 二十輥軋機等不可逆式和可逆式的冷軋機。100-600mm 之間，輥徑在100-300mm600mm1.2-2.Oms圖 1-1 不可逆式冷軋機a- 二輥不可逆式；b-四輥不可逆式1-11200mm與單機座可逆式冷軋機相比，多機架連續(xù)式冷軋機具有如下特點：軋制速度高，一般在25m/s以上（最高可達41 。(3)鋼卷的兩端均能壓下，減少了切頭切尾損失，金屬收得率高。產(chǎn)量高，年產(chǎn)量一般在數(shù)十萬噸到100t性能1200mm四輥可逆式冷軋機1-1 性能1200mm四輥可逆式冷軋機工作輥直徑/支撐輥直徑輥身長度/mmmm400/13

3、001200軋制力/kN18000最大軋制速度/ms-113.8主電機功率/kw22000壓下形式電動壓下原料厚度寬度/mmmm(1.8-3.O)(550-1020)成品厚度/mmO.21.5鋼卷質(zhì)量/t15鋼卷最大外徑/mm1800卷取機直徑/mm750卷取機電機功率/kw2660卷取機最大張力/kN100卷取機最大速度/ms-113.8開卷機功率/kw280開卷機張力/kN34開卷機速度/ms-16.9年產(chǎn)量/萬t10多機架連續(xù)式冷軋機的缺點是：(1)各機架的延伸和軋制速度不易調(diào)整，生產(chǎn)操作較難掌握。(2)軋制品種范圍受一定限制。(3)設(shè)備投資較大。冷軋板帶的軋制方法雖有單張和成卷、單機座

4、和多機座之分，但它們的生產(chǎn)工藝過程卻基本相似。冷軋薄板、帶鋼中有3 大典型產(chǎn)品：鍍層板、汽車板與電工硅鋼板。其生產(chǎn)工藝流程大致如圖 1-2 所示。圖 1-2 冷軋薄板、帶鋼生產(chǎn)工藝流程冷軋生產(chǎn)最初是在二輥軋機、四輥軋機上進行的。隨著科學技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，需要更偏八輥軋機和其他復合式多輥冷軋機，如圖1-3圖 1-3 多輥冷軋機a-十二輥軋機；b-二十輥軋機；c-偏八輥軋機冷軋帶鋼可以用單機和多機架連軋機來生產(chǎn)機，這種軋機的特點是生產(chǎn)率高，機械化、自動化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量好。近年來，冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個方面：40t，個別的達到 60t，以帶鋼單位寬度30-36kgmm。5020ms3

5、0ms37.5m/s。六機架冷連軋機的最高軋制速度已超過了 40m/s其他作業(yè)線(如單機架平整機組、雙機架平整機組、各剪切機組、連續(xù)熱鍍鋅機組、酸洗機組、電鍍錫機組等)的機組速度也都相應提高。改善板形。在帶鋼冷連軋機上，廣泛采用液壓彎輥裝置來改善板形。1971 年以來，出現(xiàn)了全連續(xù)式冷連軋機。這種軋機只要一次引料30-50，產(chǎn)品質(zhì)量和收得率也都得到提高。(7)改進生產(chǎn)工藝。不斷采用新工藝、新設(shè)備，例如深沖鋼板連續(xù)退火作業(yè)線和淺槽 HC量。工工藝過程。而鍍錫的薄鋼扳叫做鍍錫板，俗稱馬口鐵。錫是化學穩(wěn)定性較強的元素之一，其相對原子量為 l18.7，密度為 7.3g/cm3，熔點為232。錫在硫酸、

6、硝酸和鹽酸的稀溶液中幾乎不溶解。它的塑性較鋼好，本身無毒，對人體無害。鍍錫板主要用于罐桶和食品包裝盒、箱等方面。鍍錫飯以片狀或者成卷交貨。在帶鋼表面。電鍍錫時，帶鋼通過電解槽，用電解的方法將錫鍍在帶鋼表面。熱鍍時鍍層較厚單位面積鍍錫量多數(shù)大于 25gm2，且鍍層不均勻。通常熱鍍錫只存速度低、，生產(chǎn)率不高的單張或窄帶鍍錫機組上使用。熱鍍錫工藝流程如下：原料一電解酸洗一高壓水沖洗一溶劑處理一熱鍍錫一油處理一堿洗一除油一拋光一成品檢驗洗，以迅速清除表面氧化鐵皮。鍍錫槽中的錫液溫度為300-400。進入錫槽前的原板先通 235-240)，來防止需要的生產(chǎn)設(shè)備較龐大。電鍍錫工藝流程如下：根據(jù)所使用的電鍍

7、液不同，電鍍錫機組有堿性、酸性和鹵素型3 種類型。180mmin，最大速度也 300mmin。550mmin鹵素型電鍍錫機組的電鍍液是鹵化物，電鍍效率比氟硼酸鹽還高，機組最高速度可達760mmin。由于速度較高，電鍍槽采用水平式，以便于控制。鹵化物的腐蝕性很強，必須十分注意防蝕措施。目前，國內(nèi)外應用最廣泛的是酸性型電鍍錫機，機組簡圖如圖1-4 所示。圖 1-4 酸性型電鍍錫機組簡圖1-帶卷運輸機； 2-開卷機； 3、4-送料輥； 5-雙刃剪切機； 6-焊接機；7-送料輥； 8-活套；9- 張力裝置；10-電解清洗和酸洗裝置；11-刷洗機；12-電鍍錫設(shè)備；13-打印機；14-軟熔設(shè)備；15-鈍

8、化設(shè)備；16-涂油機；17-張力裝置；18-送料輥；19-剪切機；20-卷取機；21-開卷機；22-飛剪機；23-分選和堆垛裝置1-4帶鋼規(guī)格：帶鋼厚度O.15O.6mm帶鋼寬度4571016mm帶卷最大外徑1800mm帶卷內(nèi)徑500mm進料段帶卷最大質(zhì)量15t出料段帶卷最大質(zhì)量5t堆垛最大質(zhì)量4t機組速度：進料段最大速度550mmin工藝段和出料段速度104-450mmin在酸性型電鍍錫機組中，電鍍液的主要成分是硫酸亞錫和酚磺酸。電鍍時以錫為陽極， 帶鋼為陰極，這樣，錫陽極就溶解成二價錫離子進入電鍍液，并在帶鋼表面析出。到各自不同的鍍層厚度。使錫層熔融，然后立即浸入水中冷卻，使之變?yōu)橛泄鉂傻?/p>

9、鍍錫板。帶鋼，供應用戶。鋅是一種藍白色的金屬，熔點為419.4，密度為 7.14gcm3。所以將鋅鍍在鋼板表面上以防止腐蝕，這種鋼板稱為鍍鋅板。裝等行業(yè)廣泛應用的板材。帶鋼鍍鋅有電鍍鋅和熱鍍鋅兩種方法。用電鍍鋅方法生產(chǎn)的帶鋼，鍍層較薄，但工藝復雜。熱鍍鋅板生產(chǎn)方法是由熱鍍錫生產(chǎn)方法發(fā)展而來的，大致可歸納為下列幾種：所謂線內(nèi)退火，指在熱鍍鋅作業(yè)線上，鋼板先進行再結(jié)晶退火，接著熱鍍鋅。1-51700mm410-180mmin。1700mm 連續(xù)熱鍍鋅機組采用快速加熱爐脫脂退火的方法，退火爐加熱最高溫度達980，退火后的帶鋼在 450-470溫度下進入鋅槽，以保持鋅液溫度不變?？刂棋儗雍穸炔赏嘶馉t)

10、，加熱溫度約為 550。為提高鍍鋅鋼板的防腐性能，帶鋼冷卻后，應在鉻酸或磷酸液中進行鈍化處理。鍍鋅機組的頭部設(shè)備與一般帶鋼連續(xù)作業(yè)線相類似。尾部設(shè)備除一般的卷取、橫剪和垛板設(shè)備外，常設(shè)有平整機和拉伸矯正機，以提高帶鋼的力學性能和改善板形。92030mm 連續(xù)電鍍鋅機組工藝和機組特點是什么?近年來，對薄鍍鋅板的需要量不斷增加，使電鍍鋅板生產(chǎn)技術(shù)得到迅速的發(fā)展。2030mm 連續(xù)電鍍鋅機組的年產(chǎn)量為 15 萬t，機組組成如圖 1-6 所示。2030mm 連續(xù)電鍍鋅機組的主要產(chǎn)品有單面鍍鋅板、雙面鍍鋅板及差厚鍍鋅板等各種類型的鋅板。其主要指標為：板厚：0.5-2.5mm、寬度 900-1550mm；

11、鍍層的厚度：雙面鍍時為 3-40gm2，差厚鍍鋅時鍍層厚度可在此范圍內(nèi)調(diào)整，單面鍍時鋅層厚度可達 80gm2。圖 1-5 1700mm 連續(xù)熱鍍鋅機組的簡圖4-13-帶鋼冷卻裝置；14-張力輥；15-平整涂油機；23-卷取機；24-活套坑；25-飛剪機；26-堆垛裝置。連續(xù)電鍍鋅的主要工藝流程為：清洗一電鍍一后處理。清洗。清洗過程主要包括脫脂、酸洗、刷洗等。脫脂又分化學脫脂和電解脫脂。NaOHNaC0NaP034圖 1-6 連續(xù)電鍍鋅機組的組成化學脫脂反應過程如下：電解脫脂化學反應過程如下：溶液溫度 7080，溫度高可提高反應速度。酸洗的目的是去除氧化鐵皮。酸液可采用鹽酸或硫酸，圖1-6 所示

12、機組采用硫酸溶液。酸洗的化學反應過程如下：酸洗條件：硫酸的質(zhì)量分數(shù)一般為5-10；溫度 60-90。2030mm鍍液的集流管，可溶性鋅陽極改為不溶性Pb-Sn1-7圖 1-7 電鍍鋅槽的結(jié)構(gòu)1- 導電輥；2-不溶性陽極；3-絕緣墊；4-集流管；5-槽體；6-收集槽；7-循環(huán)槽；8-冷卻器；9- 泵；10-鋅溶解槽；11-沉淀槽電鍍槽由外槽、內(nèi)槽、不溶性陽極、導電輥、邊緣罩、支持輥絕緣墊和電解液循環(huán)系統(tǒng)組成。程如下：在電鍍鋅中，帶鋼作為陰極，不溶性鋅板作陽極，當通電后發(fā)生如下反應：即較大的硫酸鋅溶液，鋅離子通電后沉積到帶鋼表面從而鍍上鋅層。電鍍液中所用各種藥品的作用為：另外，電流密度為可推導出下

13、面公式：鋼的線速度成反比。根據(jù)上式，可以指導我們在電鍍生產(chǎn)中確定合理的工藝速度。噴射式不溶性陽極電鍍鋅作業(yè)線，有9 個電解槽，電流總計為198kA，槽長為1.5m15-90mmin)。另外，噴射式不溶性陽極電鍍法很容易得到單面鍍鋅鋼板。除控制電源有單面陽極外， 還可控制噴射液，使不鍍鋅的那面不噴液，這樣便可較完美地做到單面鍍層。延長電鍍鋅板使用壽命。電鍍鋅的后處理包括：1.O-2.0gm230-601-2s60，5-6s。密封處理和鉻化處理。將磷化膜內(nèi)凹處用鍍層封閉以提高抗腐蝕性，采用稀鉻酸， 溫度為 45，處理時間約為3s。作密封處理時鉻酸的質(zhì)量濃度為0.12gL。經(jīng)密封處理的鋅lOgL5s

14、，溫度為 25-35。鉻化處理后的鋅15-40mgm2，對鋼板有良好的保護作用。種不同顏色和壓出各種花紋圖案，故稱之為彩色鋼板。2030總之涂層技術(shù)正處在發(fā)展階段，品種繁多，用途廣泛，日益引起各方面的重視。三涂三烘工藝的生產(chǎn)流程示于圖1-8。圖 I-8 三涂三烘工藝生產(chǎn)流程l號烘烤爐；8-3 號輥涂機；9-3 號烘烤爐；13-涂蠟機；14-卷取機。基板運到開卷機 1，經(jīng)過開卷后切頭，與前邊的鋼板焊接起來，進入活套塔 2，然后3，進行表面處理，處理好的帶鋼送入1415，依次連續(xù)進入2233。經(jīng)過冷卻后101112131-9圖 1-9 五機架全連續(xù)式冷軋機組設(shè)備組成示意圖1、2-活套小車；3-焊縫

15、檢測器；4-套入口勒導裝置；5-焊接機；6-夾送輥；7-剪斷機；8-三輥矯平機；9、開卷機；11-機組人口勒導裝置；12-導向輥；13-分切剪斷機；14-卷取機；15-x在冷連軋機組末架(第五機架)與兩臺張力卷取機之間裝有一套特殊的夾送輥與回轉(zhuǎn)式 輥結(jié)束，軋機可立即進行軋制。與常規(guī)冷連軋相比較，全連續(xù)式冷軋的優(yōu)點是：工時利用率大為提高。這是因為：消除了穿帶過程所引起的工時損失；減少了換輥 產(chǎn)品規(guī)格及飛剪剪切時才有必要將速度降至5-10ms提高了成材率。減少帶卷頭尾厚度超差及頭尾剪切損失。軋輥使用條件改善。減少了因穿帶軋折與脫尾沖擊而引起輥面損傷；因加、減速次 同時也提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量?？刂频?/p>

16、主要任務都由計算機完成，故操作人員可大大縮減。點也基本上包含了后者所有的優(yōu)點并有所發(fā)展。酸洗一冷連軋聯(lián)合機組的優(yōu)點是：設(shè)備。(3)跟無頭軋制一樣，免除了穿帶、甩尾等容易造成事故的作業(yè)，操作比較平穩(wěn)，提高了軋機的作業(yè)率和金屬收得率，產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高。(4)跟無頭軋制一樣，可以不停機來變換產(chǎn)品規(guī)格，生產(chǎn)靈活，計劃安排比較方便。 (5)由于軋制速度比常規(guī)軋制低，主電機容量相應可以減少 1/4-1/3能耗可以減少。(6)由于工序和設(shè)備減少，自動化程度提高，操作人員可大大減少。酸洗一冷連軋聯(lián)合機組的幾個關(guān)鍵設(shè)備為(見圖 l-10)：圖 1-10 連續(xù)酸洗及冷軋機布置圖18-剪邊機；9-剪機；10-涂蠟

17、機；11-張力卷取機；12-焊接機；13-導向裝置；1416 一在線檢驗臺lOOs 以上縮短到70-75s。酸洗段的拉伸矯直機。酸洗前的拉伸機械預除鱗對提高酸洗速度和質(zhì)量以及降低酸 2對改進原料帶鋼的板形也較為有利。酸洗尾部的剪邊機和廢邊處理裝置當帶鋼寬度變化時要能快速調(diào)整力，跟全連續(xù)無頭軋制一樣在軋機的人口要有適當?shù)膹埦o輥組和張力調(diào)節(jié)裝置。軋機尾部的卷取機。與全連續(xù)無頭軋制一樣，帶鋼在軋機出口飛剪切分后要迅速機，在日本則采用一臺雙位卷筒回轉(zhuǎn)式卷取機。為了合理地使用板帶鋼和評定其質(zhì)量，技術(shù)標準中都有對鋼材進行力學性能及工藝性能性能，工藝性能包括彎曲、沖壓、焊接性能等。板帶鋼的各種力學性能和工藝

18、性能的名詞解釋列于表1-2 和表 1-3。塑性(1)伸長率塑性(1)伸長率量定為拉伸試樣原標距長度的O.2，此時的屈服強度常用 0.2表示。塑性是金屬材料受力后發(fā)生永久變形而不破壞的 能力。金屬材料塑性的高低是用兩種指標來表示的， 即伸長率和斷面收縮率(也叫面縮率)。材料受拉力作用而斷裂時伸長的長度與原有長度的百分比叫做伸長率。伸長率公式為：(2)斷面收縮率 5 10 L樣原來長度L。100 5倍直徑的伸長率； 10表示試樣的標距等于lO倍直徑的伸長率材料受拉力作用斷裂時，斷面縮小的面積與原來斷面積的百分比，叫做斷面收縮率。斷面收縮率公式為： =（試樣原來斷面積F0-試樣斷裂處的斷面積F1）/

19、試樣原來斷面積F0100試名稱符號單位解釋極限強度MPa材料抵抗外力破壞作用的最大能力，即材料在斷裂前能承受的最大載荷除以原橫截面積得到的應力，叫做極限強度。(1)抗拉強度bMPa外力是拉力時的極限強度叫做抗拉強度。(2)屈服強度sMPa材料(試樣)在受外力作用，載荷增大到某一數(shù)值時，試樣發(fā)生連續(xù)伸長的現(xiàn)象叫做屈服現(xiàn)象。這時材料抵抗外力的能力叫做屈服強度。0.2MPa一般把引起試樣標距部分發(fā)生一定殘余伸長量的載荷，規(guī)定為試樣的屈服載荷。若標距內(nèi)的殘余伸長名稱符號單位解釋硬 度硬度是材料抵抗硬的物體壓入自己表面的能力(1)布氏硬度HB布氏硬度試驗是測量硬度的主要方法之一。其原理是以一定的載荷 (

20、一般為30000N)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓人材料表面，然后以材料表面上凹坑的表面積來除載荷，其商即為硬度值。布氏硬度值可根據(jù)印痕直徑的數(shù)值在專門的硬度換算表上查得。當測定硬度時，一般不將硬度值單位MPa列出。(2)洛氏硬度HR當材料硬度超過布氏硬度HB450以上，或者試樣過小時，均不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計。洛氏硬度試驗是用一個頂角120的金剛石圓錐或直徑為1.59mm、3.18mm的鋼球在一定載荷下壓人被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。洛氏硬度試驗時,根據(jù)試驗材料可能的硬度，采用不同的壓頭與載荷，所得的硬度分別用3種不同的標度來表示：HRB,HRC,H

21、RA續(xù)表 l-2名稱符號單位解釋1)標度CHRC標度C是采用1500N載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度值。HRC用于測量硬度很高的材料，如淬火鋼、軋輥；2)標度BHRB標度B是采用1000N載荷和直徑1.59mm淬硬的鋼球求得的硬度。HRB用于測量硬度較低的材料，如退火鋼；3)標度AHRA標度A是采用600N載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度。HRA用于測量硬度極高的材料，如碳化物、硬質(zhì)合金等；(3)維氏硬度HV它是以1200N以內(nèi)的載荷，把頂角為136方錐形金剛石壓頭壓人材料表面，然后以材料表面上凹坑的表面積來除載荷，其商即為維氏硬度值。沖擊值(沖擊韌性) KJ/m2金屬材料抵抗沖擊載荷的能力，叫做沖

22、擊韌性。以試樣斷口處的斷面積來除沖斷試樣所耗用功的商，叫做沖擊值。在常溫下進行的沖擊試驗叫常溫沖擊韌性；在低溫下進行的沖擊試驗叫低溫沖擊韌性。沖擊值公式： K=擊斷試樣所消耗的沖擊功 AK/試驗前試樣斷面積F表 1-3 工藝性能名稱焊接性冷彎性能沖擊性能解 釋金屬材料的焊接性能是指在給定的工藝條件和焊接結(jié)構(gòu)方案下，用焊接方法獲得預期質(zhì)量要求的優(yōu)良焊接接頭的性能冷彎是材料承受彎曲變形能力的指標，它間接反映鋼材的塑性，常用于板帶材檢驗。通常，試樣寬度等于厚度的2倍，彎曲直徑為厚度的1-5倍，當彎到180時，檢查試樣彎曲處情況，如果沒有裂紋或分層缺陷，即為冷彎性能合格。在沖壓變形過程中金屬板料不產(chǎn)生

23、裂紋等缺陷的變形極限。常用板料的寬厚塑性變形比R的大小來表示板料的沖擊能力。測定沖擊能力的試驗方法有杯突法 (也叫艾利克森試驗法)和拉伸試驗法。冷軋鋼板和帶材的品種很多，國家標準作了相應規(guī)定(見表 1-4 和表 1-5)。需要量最大的有深沖鋼板、鍍層鋼板和電工硅鋼板3 大品種，它們的特點如下：l-4冷軋鋼板品種厚度范圍mm寬度范圍mm普通薄鋼板0.24.O5001500合金結(jié)構(gòu)鋼板O.24.O5001500深沖鋼板O.83.0約2000彈簧鋼板O.74.05001500不銹鋼板O.54.05001500電工硅鋼板0.11.O6001000純鐵薄板O.24.O5001500酸洗鋼板O.252.O

24、4001000鍍鋅鋼板0.351.5400lOOO鍍鉛鋼板O.50O.806001000鍍錫鋼板0.15O.555501100l-5冷軋鋼帶品種厚度范圍mm寬度范圍mm普通冷軋鋼帶O.053.05200冷軋焊管坯O.504.050500冷軋沖壓鋼帶O.053.64300碳素結(jié)構(gòu)鋼帶O.13.O4200彈簧、工具鋼帶O.13.O4200不銹鋼帶0.052.520400熱鍍錫鋼帶O.08O.5290300低碳結(jié)構(gòu)鋼(碳的質(zhì)量分數(shù)低于 009)，結(jié)晶組織是均勻的等軸鐵素體細晶粒(晶粒度 6-7級)加少量粒狀珠光體或滲碳體的組織。鍍錫鋼板一般多為沸騰鋼或封頂鋼。它的特點是除了具有良好的深沖性能外，還具的重要材料；也廣泛用于制盒、玩具和日用品工業(yè)中。3-5電工硅鋼板主要是硅鋼薄板，硅的質(zhì)量分數(shù)為0.5%-5 %。它是制造電機、電器和變本低，磁導率高，加工性能好，也是制造電機和電器的適用材料。冷軋電工硅鋼板的鐵損較熱軋電工硅鋼板減少50%，磁感值提高 30，相應可減少鋼材用量達 20-30，而且也節(jié)約了電能和銅導線等材料。冷軋硅鋼薄板的硅的質(zhì)量分數(shù)小于國民經(jīng)濟發(fā)展和國防