冷轧机压下率分配分析

冷轧工艺措施原则

1.头几道次尽量多轧，充分利用材料的塑性，并减少头尾几何废料长度，提高成品率；

2.最终道次压延率控制在40~50%范围内，以提高板形质量和厚度精度；

3.中间道次压延率尽可能接近，以提高轧制过程的稳定，并采用最大速度轧制，使板卷温度在90~120℃之间，满足轧制硬合金辊形的需要；

4.末二道次压延率控制在40%左右，以控制板形为主，为终道次提供平直的带材，从而提高终轧道次的速度，以减少断带和波浪；

5.通过理论计算，最大轧制力不超过额定轧制力，以满足轧辊强度的需要，但各道次尽量采用大压下量轧制，减少轧制道次，提高劳动生产率；

6.前几道次轧制时，由于板带较厚，采用前张力大于后张力轧制，后几道次轧制时，由于板带较薄，采用后张力大于前张力轧制，带材不易拉断，并防止跑偏。

冷轧板带生产(cold rolling of strip and sheet)

将热轧板卷在常温下轧制成板带材的生产工艺过程。冷轧板带产品的厚度为0.1～3.0mm、宽度为600～2000mm表面光洁、平直，尺寸公差和力学性能应符合有关标准规定的要求。在工业发达国家，冷轧板带钢产量占钢材总产量的30％左右。产品品种有各种有色金属合金板带及普通碳素钢板、合金和低合金钢板、不锈钢板、电工钢板、专用钢板及涂镀层钢板等(表1)。

冷轧板生产可以追溯到16世纪，用于轧制造币用的金板和银板。19世纪中叶仅能生产宽度20～50mm的冷轧窄带钢。1920年在美国第一次冷轧宽带钢成功，很快由单机架不可逆式轧机发展到单机架可逆式轧机。第一套三机架四辊式冷轧机于1926年在美国建成，以后相继出现4～6机架连轧机。中国冷轧窄带钢(宽度≤600mm)生产始于20世纪40年代连续冷轧窄带钢的五机架350冷连轧机已在上海建成。冷轧宽带钢(宽度>600mm)生产是从50年代末期建成第一台单机架四辊可逆式轧机时开始的。70年代以后又建成五机架四辊连轧机和全连续式冷轧机。世界各国的冷轧机已超过480套。最早冷轧

板带的轧机是二辊式的，以后为了轧制更薄更硬的带钢，出现了工作辊径小而刚性较大的四辊、六辊、偏八辊、12辊、20辊及更多辊系组成的轧机(见图1)。冷轧机按机架数目与操作方式又可分为单机架可逆式及多机架连续式轧机。主要冷轧机型式及特点列于表2。

冷轧方式有单机架可逆式、多机架连续式及全连续式等3种。

单机架可逆式冷轧包括在单机架的四辊轧机、偏八辊轧机(MKW)、HC轧机(即MS轧机)及20辊轧机上往返轧制。适用于生产多品种小批量冷轧板带钢。四辊可逆式冷轧机应用最广，常用于轧制0.2mm以上的碳素钢或低合金钢。轧制硅钢、不锈钢、高合金钢等特殊钢时多采用偏八辊轧机、HC轧机，或多辊轧机。

连续式冷轧在3～6个机架组成的机组中连续轧制。机架数目越多，总压下率越大，产品厚度越薄；轧制速度越快，产量越大；适用于产量高、品种规格少的碳素钢汽车板以及镀锌、镀锡、涂层用的原板等。早期的连轧机有一台开卷机、一台卷取机和一台助卷器。近代的连轧机则装有两台开卷机、两台卷取机和两台助卷器及自动穿带装置，采用了快速换辊、液压压下、弯辊技术、移辊技术(如连续变凸度cvc)和自动控制等技术。轧制速度高达41．6m／s，卷重达到45～60t，年产量达100万t以上。

全连续式冷轧出现于20世纪20年代。带钢卷在进入轧机前，前一卷尾同后一卷头焊接，采用活套贮存足够的带钢，保证在焊接时轧机仍继续轧制。由计算机控制轧制过程，在动态中即可改变规格(见动态变规格轧制)。轧制后由飞剪切断，分卷，或者轧后继续连续退火、平整，再行切断、分卷。全连续轧机轧制时无需穿带和甩尾，节省了换卷间隙时间，消除了钢卷头尾厚度超出公差的废品，提高了板带轧制精度和收得率。全连续轧机年产量达200万t以上。中国上海建成的冷轧带钢厂采用的就是五机架全连续式冷轧工艺(图2)。

冷轧板带生产工艺流程包括除鳞、冷轧、退火、平整、涂镀、剪切和包装等，典型的工艺流程图如图3所示。

除鳞除去板带表面氧化物的生产工艺过程。除鳞的方法有酸洗、碱洗及机械除鳞等。采用较多的是酸洗方法。碱洗常用于特殊钢种的除鳞。20世纪80年代机械除鳞投产使用，适用于碳素钢及对650MPa级的低合金钢除鳞。酸洗过去用硫酸，现在多用盐酸。酸洗前先进行焊接并卷(有的先经连续初退火)，酸洗后进行清洗、烘干和剪切、分卷。常用的酸洗方式有连续式酸洗(卧式、立式及浅槽酸洗)、推拉式酸洗。酸洗的

速度达到282m／min。酸洗后的酸残液均要进行回收再生处理。

冷轧除鳞后的板带坯在冷轧机上轧制到成品的厚度。一般不经中间退火。冷轧分单片轧制和成卷轧制。单片轧制(图la．1)时没有张力，轧制的产品较厚(>1mm)，速度较低(<2m／s)，仅用于轧制少量特殊用途的钢板。成卷轧制采用张力卷取和开卷装置，速度高(达41.6m／s)，道次压下率大，板形平直。成卷轧制分为单机架可逆式(图1a)和多机架连续式(图1b)。冷轧总压下率一般为60％～90％。轧制中各

机架(或道次)压下量分配根据轧机允许的轧制力、功率和速度，考虑到产量、质量等因素综合制定(见板带轧制规程设计)。

冷轧中的工艺润滑(见冷轧板带工艺润滑)起润滑和冷却作用。一般采用冷却性能好的乳化液．车L制薄或硬的金属时，用润滑性能好的纯油润滑剂；如轧制镀锡薄板或不锈钢板用棕榈油等。

退火目的在于消除冷轧加工硬化，使钢板再结晶软化，具有良好的塑性(见冷轧板带退火)。

平整以0.5％～4％的压下率轻微冷轧。平整的目的是：(1)防止带钢拉伸发生明显的屈服台阶并得到必要的力学性能；(2)改善带钢的板形；(3)达到要求的表面粗糙度。

涂镀、剪切和包装需涂镀的板带坯送镀锌、镀锡、镀铝或有机涂层机组加工。一般冷轧板带平整后送剪切机组剪切。纵剪用于剪边或按需要的宽度分条；横剪是将板带按需要的长度切成单张板。剪切后的成品板带经检验分类后(或在线自动化分选包装)，涂防锈油包装出厂。

展望从20世纪80年代末期世界冷轧板带生产技术来看，由于连轧的优点，大量的普通板带及镀、涂层板带仍以连轧生产为主流，并向全连续化生产即无头轧制方向发展。提高装机水平，进一步提高产品质量以及实现全连续化、自动化生产是冷轧板带的主要发展趋势。

提高产品质量 20世纪60年代后期普遍装设了厚度自动控制(AGC)系统，70年代新建的轧机多采496用响应速度快的液压微调，使带材的公差缩小到±4μm。平直度控制方面将更广泛采用轧辊连续可变凸度(CVC或UPC)技术，组成板形闭环控制系统(见平直度控制)。人工智能系统将更广泛地被采用。

连续化生产不再是一味追求高的轧制速度、大的卷重和大的传动功率，而是在提高产品质量满足市场需求的前提下，减少设备、简化工艺、向全连续化生产的方向发展，目的在于将冷轧生产中各独立的工艺过程连接起来。从20世纪80年代初期起仅10年时间，开发了酸洗、轧制乃至与退火、精整全连续的联合的生产工艺，世界各国改建新建了14条这样生产线。从生产品种安排

来看，分工将更为专业化。大量板带由联合生产线生产。一些较厚的(>mm)、轧后经罩式炉退火、平整并剪切成单张的成品，可由一般冷轧车间生产。联合生产工艺将原来12天的生产周期可望减少到不足1小时或更短的时间。

小辊径化趋势不是沿着传统多辊轧机的方向发展，而是利用多辊轧机优点开发新的机型(见彩图插页第13页)，如采用偏八辊轧机、异径辊轧制及异步轧制。酸洗除鳞将更广泛采用浅槽湍流技术及无酸除鳞新工艺，对于产量小于100万t的冷带工厂，采用推拉式酸洗线；连续退火将向降低消耗、降低维护费用、扩大处理范围方向发展。