冷轧综述

年产量80万吨冷轧板带钢车间设计

1 综述

1.1 我国冷轧带钢技术的发展历史

1.1.1国际冷轧带钢技术的发展史

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的冷轧钢带。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。1880年以后冷轧钢带生产在美国、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年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。

原苏联开始冷轧生产是在30年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张的热轧板作原料1938年在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架1680mm冷连轧机及1680mm可逆式冷轧机，生产厚度为0.5-2.5mm，宽度为1500mm 的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂又建立了一台2180mm可逆式冷轧机。1951年原苏联建设了一套2030mm全连续式五机架冷连轧机，年产250万吨，安装在新利佩茨克。

日本1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板的生产。1940年在新日铁广火田厂建立了第一套四机架1420mm冷连轧机。

1.1.2我国冷轧带钢技术的发展史

建国初期,由前苏联援建单机架可逆式1250、1700冷轧机。在20世纪70年代，武钢引进1700冷连轧机和连退、涂镀设备。总体说来，中国冷轧技术发展相对缓慢。改革开放之后，宝钢等大型企业相继从国外引进大型冷连轧机2030 、1550、1420 等不同尺寸的轧机，以板形控制手段为代表的机型也几乎囊括了国外开发的各种机型，CVC、

HC、UC、UCM、UCMW、DSR 轧辊、VC轧辊等，采用了当今世界上最先进的工艺、控制技术，如厚度控制、板形控制、轧制润滑、动态变规格、交流传动等。布置方式也由酸洗、单卷轧制分开，逐步过渡到无头轧机、酸轧联机。酸洗—冷连轧联合机组(CDCM)已成为我国冷轧机建设的主流，成为增加冷轧板带产能的主力，先后已经有近10 条CDCM线投入生产，并且在鞍钢首先实现了1780mm酸洗—冷连轧机组的国内独立设计，实现了首条国产化的机组建设。

我国宝钢、武钢、鞍钢等一批重点企业先进装备的投产，在自动控制和检测仪表上都达到了国际先进水平，在产品尺寸精度上，冷轧板带厚度精度达到±4～6μm，板形精度达到6～7I，无取向硅钢厚度精度达到±3.5μm，板形精度达到6I。在冷轧板带表面缺陷在线检测上，北京科技大学高效轧制国家工程研究中心与国外合作已经开发出基于图象分析的冷轧板带在线表面缺陷检测仪，并已成功应用于武钢海南冷轧厂的可逆式冷轧机上。宝钢、武钢和鞍钢等企业的板带生产线都已安装了板带表面质量在线监测系统[1]。

在冷轧板形控制系统方面，鞍钢联合国内高校和科研单位进行了冷轧机板形控制技术与控制系统核心技术研发并应用于鞍钢1250 六辊冷轧机工业生产实践，取得了核心技术突破，开发出国内第一套工业应用分段接触压磁式板形测量辊作为板形测量设备，采用当前世界最先进的数字信号处理系统DSP (Digital Signal Processing) 对板形辊测量信号进行处理,采用基于板形调控功效法进行多执行器板形闭环控制系统及相应的在线控制系统软件开发，开发出冷轧机板形解析模型系统(包括轧机辊系变形模型、轧辊温度场模型、轧辊磨损计算模型、基于板形控制的轧制负荷分配在线控制计算模型)，在六辊冷轧机或多辊冷轧机上进行板形调控执行器控制，包括轧辊倾斜、工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊窜辊、分段冷却、轧制力前馈控制等功能，实现了板形的高精度控制，成品带钢板形综合精度小于8 I 单位[2]。

1.2冷轧的主要产品种类

冷轧板带钢的产品品种很多,生产工艺流程亦各有其特点。具有代表性的冷轧板带钢产品是金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等）、深冲板（以汽车板为最多）、电工硅钢板、不锈钢板和涂层（或复合）钢板。随着技术升级，鞍钢与上海大学等单位合作,以磷或磷+钒代硅研发成功低碳、低硅、无铝(低铝) 相变诱发塑性钢,解决了传统高铝

相变诱发塑性钢生产困难、高硅相变诱发塑性钢可镀性差、焊接性差的问题,批量生产590 、780 等不同级别的相变诱发塑性钢,并应用于一些国产车型,在高强钢的开发和应用方面闯出一条新路。

成品供应状态有板或卷或纵剪带形式,这要取决于用户的要求。其品种和规格国家标准做了相应的规定,见表1.1及表1.2：

表1.1冷轧钢板的品种和规格

表1.2冷轧钢带的品种和规格

此外，在开发产品新品种方面进步迅速，在生产家电板、彩涂家电板、荫罩带钢、耐指纹板等方面技术已十分成熟。

1.3冷轧带钢的生产工艺现状

冷轧带钢是由热轧带钢采用冷轧方式生产出的具有较高性能和优良品质的板带产品。不仅表面质量和尺寸精度高，而且可以获得很好的组织和性能。通过冷轧变形和热处理的恰当配合，不仅可以比较容易地满足用户对各种产品规格和综合性能的要求，还特别有利于生产某些需要有特殊结晶织构和性能的重要产品，例如硅钢板、深冲板等。伴随着汽车、家电、轻工制造等行业的快速发展, 对冷轧带钢的质量和品种要求日趋严格, 给冷轧工艺发展带来了前所未有的机遇及挑战。

1.3.1冷轧带钢的生产工艺

冷轧生产工艺流程已经是比较成熟的工艺流程，大致的生产流程为：首先由热轧带钢厂运送来热轧板卷作为冷轧厂的原料，将热轧板卷先退火，然后开卷焊接、酸洗之后开始冷轧，冷轧后要经过中间退火、平整、精整和检验，产品检验合格，包装入库。具体的基本流程图为：

原料。要得到均匀的交货性能,必须要对原材料的化学成分进行全检,并根据碳含量进行选材。薄带钢连铸的产业化将会为冷轧原料提供新的来源。高品质的冷轧成品尤其要注重前工序的生产,要有纯净度高、品质优良、性能均匀的原板才能轧出优质的冷轧产品。

酸洗。冷轧坯料在轧制前必须经过连续酸洗机组清除氧化铁皮,以保证带钢表面光洁,顺利地实现冷轧及其后的表面处理。为获得更佳的酸洗质量,需提高酸液温度并降低