冷轧车间设计

1综述

1.1冷轧薄板简介

金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，一般指薄板不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手，但还是叫冷轧[1]。

钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20~25mm的冷轧薄板。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为l50mm的低碳钢板。1880年以后冷轧钢板生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。

宽的冷轧薄板(韧带)是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在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式轧制。1926年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。

我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机可道式冷轧机，Mxw1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700mm连续式五机架冷轧机，1988年建成了2030mm五机架全连续冷轧机。近年来我国冷轧薄板生产能力增加了20多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。

冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下优点：

1.冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过0.01~0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求。

2.可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001mm以下)。

3.冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出不同表面粗糙度的带钢(光泽面或麻糙面等)，以利于下

道工序的加工。

4.冷轧带钢具有很好的力学性能和工艺性能(如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等)。

5.可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率。

1.2冷轧薄钢板生产工艺特点

冷轧的生产方法较好的解决了钢板在热轧过程中温度和温度降不均匀，性能不一致的问题，保证良好的板型及表面光洁度。

冷轧带钢的轧制工艺特点有以下3点[2]：

1.在轧制过程中产生不同程度的加工硬化。加工硬化超过一定程度后，带钢因过分硬脆而不适于继续轧制。因此带钢经冷轧一定的道次(即完成一定的冷轧总压下量)之后，往往要经软化热处理(再结晶退火等)，使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便继续轧薄。

在冷轧生产过程中，每次软化退火之前完成的冷轧工作称为一个“轧程”。在一定轧制条件下，钢质愈硬、成品愈薄，所需的轧程愈多。

2.过程必须采用工艺冷却和润滑。冷轧带钢的变形功约有84％~88％转变为热能，使带钢与轧辊的温度升高，故须采用冷却措施。辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度下降，影响带钢的表面质量和轧辊寿命。辊温的升高和辊温分布不均匀会破坏正常的辊形，直接影响带钢的板形和尺寸精度。同时，辊温过高也会使冷轧工艺润滑剂失效(油膜破裂)，使冷轧不能顺利进行。

为了保证冷轧的正常生产，对轧辊和带钢应采取有效的冷却与调节辊温的措施。

水是比较理想的冷却剂，油的冷却能力则比水差得多。因此大多数生产轧机都用以水为主要成分的冷却剂。

冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，这样在已有的轧机能力条件下实现更大的压下，还可使轧机生产出更薄的产品。工艺润滑对降低轧辊的温升也起到良好的作用；采用工艺润滑还可起到防止金属粘辊的作用。常用的工艺润滑剂有乳化液、各种黏度的矿物油(机油等)和动、植物油(牛油、菜油、棕榈油等)。

3.采用X力轧制。X力轧制就是带钢在轧辊中轧制变形是在一定前X力和后X力作用下进行的。

1.3冷轧钢板的分类

表1-1 冷轧产品主要牌号、标准、规格及用途

品名牌号供货标准或

技术条件

规格

厚×宽（mm）

主要用途

普碳钢（CQ）Q195-235A.

B/F

GB11253 0.3~3.5×800~1550 一般成形加工用钢。如：自

行车配件、水箱外壳、制桶

等

St12 Q/ASB312

SPCC Q/ASB311

优结钢（DQ）

A08 Q/ASB 80 0.3~3.5×800~1550 冲压成形加工用钢。如：汽

车门、窗、档泥板、农机配

件等

08Al

10#-50#

Q/ASB 80

GB13237

St13 Q/ASB312

SPCD Q/ASB311

深冲钢（DDQ）

SC1 GB5213 0.3~3.5×800~1550 深冲压成形加工用钢。

如：汽车油箱、前车灯、门

窗、顶盖等。

St14 Q/ASB312

SPCE Q/ASB311

含磷钢06－08AlP Q/ASB89 0.6~3.0×800~1300 高强度冲压成形加工用钢。

如：汽车顶盖、挡泥板等10AlP Q/ASB264

耐候钢05CuPCrNi 鞍铁冷2000－1 1.5~3.0×800~1550 铁道车辆车箱板

09CuPCrNi 鞍铁冷2000－1

10CrNiCu(A) 鞍电协89－1 1.2~1.5×950~1050 锅炉空气预热器

1.4冷轧薄板钢生产的发展

薄板的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比例逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。

近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要有以下几个方面：

1.增加钢卷质(重)量。增加钢卷质量是提高设备生产能力的有效方法，因为冷轧板带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前，都必须经过拆捆、开卷、穿带，然后加速到正常速度工作，在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程，占用较多的生产时间。钢卷质量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷板带钢长度的增加，钢板在稳定速度下轧制的时间也相应增加，机组的速度才能真正得到提高，带钢的质量也才能得以改善。然而，钢卷质量也不可无限制地增加，