冷轧工艺技术基础知识简介Word文档下载推荐.doc

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无缝管的最大直径达650毫米（扩径管），最小直径为0.3毫米（毛细管），主要用作石油地质勘探管、石油化工用裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、航空用高精度结构钢管等。

（2）焊接钢管

是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后焊接形成的、表面有接缝的钢管。

按焊接方法不同可分为电弧焊管、高频或低频电阻焊管、气焊管、炉焊管、邦迪管等，按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋焊管。

电焊钢管用于石油钻采和机械制造业等，炉焊管可用作水、煤气管等，大口径直缝焊管用于高压油气输送等；

螺旋焊管用于油气输送、管桩、桥墩等。

焊接钢管比无缝钢管成本低、生产效率高。

第二节冷轧工艺技术知识概况

冷轧带钢和薄板一般厚度为0.1～3mm,宽度为100～2000mm；

均以热轧带钢或钢板为原料，在常温下经冷轧机轧制成材。

冷轧带钢和薄板具有表面光洁、平整、尺寸精度高和机械性能好等优点，产品大多成卷，并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂。

成卷冷轧薄板生产效率高，使用方便,有利于后续加工。

因此应用广泛。

冷轧带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30％左右。

一、轧钢历史

1553年法国人布律列尔（Brulier）制成一台轧机,轧制造币用的金板和银板。

板带钢的冷轧早在19世纪中叶始于德国，当时能生产出厚度规格为20～25mm的冷轧带钢。

1859年，美国建立了25mm的冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。

在随后的时间内，冷轧带钢产品宽度不断扩大，并逐步建立了配套设备，例如剪切机、平整机、矫直机以及热处理设备，产品质量得到很大提高。

进入20世纪后，冷轧板带钢产品向着宽和薄的方向发展。

1920年，美国第一次成功地轧制出宽带钢，并将传统的单机不可逆轧制转变成单机可逆式轧制。

1926年，阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。

前苏联也在此期间开始冷轧带钢生产，伊里奇冶金厂在30年代中期建立了四辊式，以单张热轧板为原料的冷轧车间，查波罗工厂在1930年从国外引进的三机架1680mm冷轧机组及1680mm可逆式冷轧机，并成功生产出厚度为0.5～2.5mm，宽度为1500mm的钢板。

另外一个钢铁强国--日本于1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始了冷轧薄板的生产，1940年，新日铁广畑厂建立了四机架1420mm冷连轧机。

我国冷轧宽带钢的生产始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后投产了1200mm单机架可逆式冷轧机、MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机，70年代投产我国第一套1700mm连续5机架冷轧机。

据有关部门报告，2003年我国钢产量为1.8亿吨，相当于美国和日本产量总和，但全年进口钢材达3000万吨。

我国冷轧薄板缺口仍然较大，国产冷轧板只占有47.2%市场（普通冷轧板占有率52.3%，镀锌板仅43%左右），每年仍需进口大量冷轧薄板来满足国内生产需求。

二、冷轧带钢主要产品

汽车用钢：

IF，BH，CQ，DQ…等深冲板

高强钢板：

DP（双相钢），CP（复相钢），TRIP钢

电工用钢：

取向、无取向，高牌号到中低牌号硅钢片

建筑用板：

热镀锌板，电镀锌板，彩涂板

包装用板：

镀锡板，有机涂层板

不锈钢板：

装饰板，厨房用钢，耐腐蚀钢板

家电用钢：

湿家电－洗衣机，洗碗机

冷家电－电冰箱，空调器，厨房用具

热家电－微波炉，电烤箱

附加值增加

冷轧板

热轧板

涂层板

普

通

板

金属覆层

有机覆层

合

金

专

用

镀

锌

锡

铝

建

筑

家

电

食

饮

硅

钢

不

锈

三、冷轧轧制过程特点

1、宽厚比大,板形控制难度大

•冷连轧最薄规格：

～0.15mm，最宽规格：

～2000mm

•宽厚比：

10000

•保证板形良好的条件：

比例凸度相等，冷轧要求最严格

2、变形抗力大，厚度精度要求高、难度大

•轧制力大，轧机弹性变形大，要求机架刚度大

•轧辊弹性变形（压扁、弯曲）大，要求辊系刚度大

•轧辊热膨胀和磨损大

•采用润滑轧制减小摩擦

•对数学模型要求高

3、带张力轧制（张应力t：

～0.3σS）

张力作用：

•防止轧件跑偏

•改变轧件应力状态，降低轧制力

•控制板形

•作为AGC控制的一种手段

4、工序多，工艺复杂，综合性强

•主要工序：

焊接－酸洗－轧制－脱脂－退火－平整－剪切－矫直－镀层

•技术综合：

冶金、机械、控制、计算机

•学科综合：

力学（轧制力、张力、应力分析）、化学（酸洗、脱脂、涂层）、数学（模型、公式、算法）、金属学（退火、织构、组织性能）、物理学（摩擦、润滑、表面）、其它：

机械学、控制理论、人工智能…

5、产品要求高

•尺寸精度要求：

2～5μm

•板形精度要求：

5I（1I＝10－5）

•表面精度要求：

不允许有任何瑕疵

－O5板：

要求最严格的汽车面板

－家具用板：

经得起挑剔目光的考验

6、轧机多辊化、轧辊小径化趋势

•2辊轧机：

冷轧很少采用

•4辊轧机：

大量采用

•6辊轧机：

近年来应用较多，有HC，UC，CVC多种类型

•6辊轧机基本特点：

中间辊横移（工作辊横移）（本钢浦项采用6辊UCM轧机）

•6辊轧机工作辊直径太小容易出现横向弯曲，需要侧向支撑偏8辊轧机，不适合可逆轧制

•Z－high轧机，双向侧支撑，可以可逆轧制

偏8辊轧机

Z-hig轧机

•12辊轧机和20辊轧机，辊径进一步减小

•20辊轧机广泛用于轧制难变型材

例：

多辊轧机（森吉米尔轧机）

常用于生产：

•不锈钢（占世界96%）

•硅钢,弹簧钢（游丝）

•全世界有500多套

主要参数：

•辊径：

1.5－90mm

•宽度：

20－2200mm

•厚度：

～0.001mm

•速度：

～15m/s（最大）

四、冷轧工艺及其新发展

1、冷轧发展的3个阶段：

•单机可逆轧制

•连续式轧制（通常3－6个机架）全连续无头轧制

•无头轧制CDCM（酸-轧联合机组）、FIPL（酸-轧-退连续生产线）

2、单机可逆轧制

特点：

•前后带卷筒，正反转轧制

•控制系统简单

•操作维护容易

缺点：

•料头损失大

•生产效率低

•产量低，成本高

3、单卷连续式冷连轧机组

成卷连续轧制，每架轧机只轧1道，生产效率较高

每一卷要穿带，头尾出现尺寸偏差，影响生产

4、无头轧制的冷连轧机组示意图

实现方法：

前一卷的尾部与后一卷的头部焊接在一起

优点：

避免穿带、减少头尾偏差、生产高效率

1＃开卷机

焊接机

活套1

冷连轧机组

卷取机

2＃开卷机

飞剪

活套2

酸洗机组

CDCM-酸轧联合机组

1＃开

卷

机

2＃开

活套4

活套3

退火机组

酸-轧-退联合机组（FIPL）示意图

第三节本钢工艺流程及本钢浦项各机组工艺技术简介

一、本钢整体工艺流程：

二、本钢浦项工艺流程图

三、本钢浦项各机组工艺

1、酸轧机组

工艺:

厚度1.8～6.0mm的热轧卷在酸洗槽中通过盐酸去除氧化铁皮后,在轧机轧成厚度为0.2～2.5mm的冷硬产品。

•酸洗：

用盐酸清除带钢氧化铁皮，保证带钢表面质量。

•酸洗方式：

紊流喷射式酸洗。

紊流酸洗要点是带钢在窄缝中运行，酸液运动方向与带钢相反,形成紊流，效率高，酸洗时间短、质量好，省电，事故处理容易。

（1983年西德MDS公司开发出紊流式酸洗新技术。

•酸再生：

将盐酸废液回收,可以产生的铁粉，俗称铁红。

可制成高档的磁性材料。

这样盐酸酸洗法成为成本低,酸洗带钢表面质量好的工艺而得到普遍发展。

（1959年奥地利鲁兹纳发明盐酸酸洗废液再生方法）

•轧制：

UCM轧机为当今世界主流轧机之一，通过工作辊弯辊、中间辊的串辊及弯辊，较好的消除了边部有害应力区，加大了板型的调控能力。

可保证轧出的产品具有优良的板形质量及良好的厚度精度。

并配以三种浓度的乳化液，可实现对不同规格及钢种（特别是高强钢）的稳定轧制。

本钢浦项采用紊流酸洗技术

本钢浦项采用UCM6辊轧机

酸轧机组流程图

设备供应商

Mitsubishi-Hitachi

年生产能力

197万吨

生产品种

CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH-HSS、DP、TRIP

厚度范围

0.2~2.5mm

宽度范围

800~1,870mm

卷重

最大48吨

酸洗入口段速度

最大600mpm

酸洗工艺段速度

最大250mpm

轧机出口速度

最大1650mpm

最大轧制力

2400吨

焊机

米巴赫激光焊机

酸洗槽

浅槽紊流酸洗

轧机

5机架6辊UCM

酸轧机组参数

2、连续退火机组：

工艺：

冷硬卷表面的乳化液通过表面清洗来脱脂，在退火炉中进行退火再结晶,平整机改善带钢力学性能,校正板形并给于表面粗糙度,检查并涂油，最终生产出冷轧产品。

•表面清洗：

通过碱洗、电解清洗、涮洗及漂洗，可有效的去除带钢表面的污物，大大提高了带钢的表面质量。

•退火：

W型辐射管，保证了带钢稳定、均一的加热。

炉辊遮热板和辊凸度控制系统保证炉辊辊形控制。

快冷段采用高速气体喷射冷却+辊冷的冷却技术，保证所需的冷却速度，有利于提高带钢的板形质量和温度的均匀性。

过时效段可有效消除带钢时效。

•单机架六辊UC湿平整机：

通过中间辊、工作辊的弯辊以及中间辊的窜辊，配合平整机出口的板形辊来改善平整后的板形，及带钢力学性能的目的.同时通过湿平整系统的冲洗可有效减少粘着辊印的发生。

•静电涂油机：

该种静电涂油机具有良好的涂油精度及涂油质量，同时该涂油机配有2套供油箱，可根据用户不同的要求来涂防锈油。

连退机组流程图

JFE

90万吨

CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH、DP、TRIP

0.3~2.5mm

800~1,850mm

最大30吨

入口段速度

最大650mpm

工艺段速度

最大450mpm

出口段速度

三菱窄搭接焊机

退火炉

立式连续退火炉

平整机

单机架6辊UCM

连退机组参数

3、1#、2#镀锌机组

1#机组工艺：

通过碱清洗把带钢表面的乳化液脱脂后经过退火炉进行再结晶,锌锅进行镀锌,GA合金化炉进行合金化处理后，通过冷却过程,光整机给予带钢表面粗糙度,经钝化或磷化处理后，进行检查、涂油，最终生产出镀锌产品。

2#机组工艺：

通过碱清洗把带钢表面的乳化液脱脂后经过退火炉进行再结晶,锌锅进行镀锌,通过冷却过程,光整机给予带钢表面粗糙度,经钝化或耐指纹处理后，进行检查、涂油，最终生产出镀锌产品。

•清洗段：

通过碱洗、电解清洗、涮洗及漂洗，可有效的去除带钢表面的污物，对提高镀层覆着力及带钢表面质量起着至关重要的作用。

W型辐射管可有效保证均一、稳定的加热效果；

炉辊都带有凸度，避免产生瓢曲，保证良好的板形；

“ON－OFF”式加热方式，可保证炉内温度的均一，保证了带钢性能。

•气刀：

唇隙可根据测得的锌层厚度自动调节，并设有在线清理单侧刀唇装置，保证了锌层厚度及表面质量。

•后处理：

一套辊涂机两套循环系统。

1#CGL进行钝化和磷化处理；

2#CGL进行钝化和耐指纹处理。

1#镀锌机组流程图

2#镀锌机组流程图

VAI

45万吨

产品种类

CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH、DP

CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH、DP、TRIP

最终表面种类

镀层重量范围

60～180g/m2（双面）

60～450g/m2（双面）

差后镀层范围

30～150g/m2最大1：

入、出口段速度

最大270mpm

最大180mpm

光整段速度

最大210mpm

化学后处理

磷化膜膜重：

10～50mg/m2，钝化膜膜重：

10～50mg/m2

窄搭接焊机

光整机

单机架4辊湿光整机

拉矫机

镀锌机组参数

2弯2矫

4、重卷机组

HerrVossStamco

1＃线15.46万吨，2＃线15.46万吨

最大15吨

机组速度

300mpm和150mpm两种速度

汽车板检查速度

80mpm

拉矫机（1＃线）

2弯1矫6辊式电控拉矫机

静电涂油机

上、下表面或同时涂油，油膜厚度：

300～3000mg/m2单面

重卷机组参数

第四节汽车板生产技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车厂已逐渐成为钢铁厂的一个稳定、长期的客户。

一般而言一辆车平均用板0.7吨左右，约占整车重量的70％以上，但其价格却不到整车价格的20％。

因此从汽车厂的角度而言，他们需要的是能够稳定提供满足制造要求的产品，而价格并不像其它产品一样波动较大。

同时汽车市场的竞争也导致汽车用板的质量要求的不断提高，产品具有长期稳定的特性。

由于汽车板模具等外部加工条件等因素的影响，使汽车板供货厂家具有“先入为准”的性质，应此大多数钢厂选择与汽车厂共同开发汽车用钢板，以便使汽车厂的设备尽可能的适应自己的产品。

对于后进入汽车厂的厂家其表面质量及材料性能必须控制在合适的范围才能适用汽车厂的需求。

一、汽车板材料性能要求

1、汽车用材料总体要求

抗拉强度

延伸率

面板

压力成型性:

n、r值

表面清洁性，抗压痕

悬挂件ension

弯曲及扩孔性能

抗疲劳强度

焊接疲劳强度及耐腐蚀性

结构件（析出强化或DP钢）

压力成型性：

弯曲、回弹性及低屈服强度

撞击时能量吸收性能

疲劳强度、焊接强度、高张性

加固件

（贝氏体/DP钢）

类型

部件

压力成形性

板形

强度特征

深冲性

表面成性

扩孔

弯曲

尺寸

表面质量

抗张强度

抗凹性能

抗冲击性能

外板

前档泥板

◎

△

○

后围板

侧围板

门板

引擎罩

行李箱盖

顶盖

保险杠

非外板

门框

车轮内护板

后底板

油盘

保险杠拉筋

其他

悬挂杆

边部梁

横梁

2、典型汽车用板质量要求

注：

好←◎○△→差

3、汽车用板的成型性与机能之间的关系

机械性能

深冲性能

拉胀性能

扩孔性能

形状稳定性

屈服强度

n值

r值

4、材料主要指标解释

项目

特性