冷连轧生产工艺的进展

第 20 卷·第 1 期 轧 钢 2003 年 2 月
图 2 单卷穿带冷连轧生产工艺参数变化
图 3 全连续冷连轧生产工艺参数变化
图 4 双机架可逆冷轧机
组) 。而双机架可逆冷轧机可以填补两者之间的 空缺 , 适于薄板坯连铸连轧生产线产品的冷轧生
产 。双机架可逆冷轧机用于生产薄规格冷轧板和 镀锡板 , 最大产量可达 100 万 t/ a , 最大生产速
·39 ·
Vol120 No11 Steel Rolling Feb12003.
度可达 1600m/ min 。双机架可逆冷轧机生产灵 活 , 可以进行 2 、4 、6 道次轧制 , 可以兼用冷轧 机和平整机 , 既可保证产量 , 又可实现多品种、 多规格 、小批量生产 。与单机架可逆冷轧机和连轧 机组相比 , 双机架冷轧从产量、设备投资、生产成 本等综合指标上均具有较强的市场竞争优势 。
(2) 涂油量越大 , 选择的电压值越高 。 (3) 在保证涂油质量的前提下 , 应尽可能选 用较低的电压值 。
(4) 如涂油刀梁连续出现高压闪烁 , 则应稍 降低高压值 , 如高压值降低至 60kV 以下仍闪 烁 , 应停机进行处理 。
(5) 机组停车后 , 如不准备在 30min 内继续 开车 , 则应取消涂油状态 , 但加热系统继续工 作。
4 退火
带钢冷轧过程中会发生加工硬化 , 为消除加 工硬化需对冷轧后的带钢进行退火处理 。退火有 2 种方式 : 罩式炉退火和连续退火 。 411 罩式炉退火
罩式炉退火时 , 以几个钢卷为一垛 , 各板卷 间用通气垫板相隔 , 退火时加热内罩和外罩 , 用 煤气或电加热带钢 。退火时 , 通常采用纯氢气做 保护气体 。利用罩式炉退火时 , 带钢以成卷方式 进行加热 , 带钢的加热 、冷却及保温时间很容易 被控制 。对于有特殊性能要求带钢的热处理 , 罩 式炉具有优势 , 这尤其表现在深冲性能带钢的热 处理方面 。为了提高带钢表面质量 , 使用罩式炉 退火前需对轧后带钢进行脱脂清洗处理 , 去除冷 轧带钢表面残留的乳化液 。 412 连续退火
Progress of production technology f or tandem cold strip roll ing
WAN G Guo2dong , L IU Xiang2hua , WAN G J un2sheng ( The State Key Lab1 of Rolling and Automation of Nort heastern Universit y , Shengyang 110004 , China)
1 引言
冷连轧带钢生产包括 : 酸洗 、冷轧 、脱脂 、 退火 、平整 、精整 、镀涂层等工序 , 是轧钢领域 生产效率最高 、自动化控制Leabharlann Baidu完善的生产部门 ,
代表了轧钢技术的最高水平 。 当前 , 我国冷轧带钢生产线的改造与新建已
陆续展开 。因此 , 有必要对当前国内外冷连轧先 进生产技术进行了解 , 为新建或改造冷连轧机组
6 结论
(1) 采用静电涂油机可大大提高带钢表面的 涂油质量 ;
(2) 静电涂油机的电压 、来料的剪切质量和 表面清洁程度 , 对涂油质量有直接影响 ;
(3) 采用静电涂油机可大幅度降低吨钢油 耗 , 减少换辊时间 , 创造可观的经济效益 。
收稿日期 : 2002 - 12 - 20 作者简介 : 王国栋 (1942 - ) , 男 (汉族) , 辽宁人 , 教授 , 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室主任 , 东北大 学材料成型与控制工程系主任 , 博士生导师 。
皮 , 通常采用盐酸对带钢进行酸洗 。如图 1 所 示 , 早期酸洗生产线多采用深槽酸洗 , 70 年代 中期发展了浅槽酸洗 , 1983 年德国 MDS 公司开 发了紊流酸洗 。采用紊流酸洗时 , 带钢在酸槽中 处于张力状态 , 酸液在带钢表面上形成紊流 , 酸 液的运动方向与带钢运动方向相反 。紊流酸洗在 酸洗时间 、能耗及酸洗质量等方面比其他酸洗方 法具有优势 。
采用连续退火时 , 冷轧带钢经碱洗 、电解清
洗 、冲洗 、烘干后 , 连续地通过退火炉 , 在炉内 保护气氛下 , 快速加热到带钢再结晶温度以上 , 完成金属再结晶过程 , 然后缓冷 、急冷 , 出炉后 进行卷取 。连续退火与罩式炉退火相比 , 金属再 结晶过程快 、晶粒细化 , 带钢强度 、硬度高 , 具 有生产能力高 、能耗少 、生产成本低等优点 。另 外 , 连续退火时带钢是在张力条件下进行 , 带钢 的板形质量较罩式退火炉好 。因此连续退火是退 火发展的方向 。但是 , 连续退火设备多 、技术复 杂 、投资巨大 , 几百米长带钢在连续退火时发生 问题很难处理 , 不适于小批量 、多品种带钢的生 产 。因此 , 面对市场对冷轧带钢多样化的需求 , 综合考虑带钢品种 、性能 、生产能力 、生产成本 及生产灵活性等方面的特点 , 在今后相当长时间 内 , 罩式炉退火和连续退火两种方式将并存发展。 413 感应加热连续退火
技术讲座
冷连轧生产工艺的进展
王国栋 , 刘相华 , 王军生
(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 , 辽宁 沈阳 110004)
摘 要 : 介绍了现代冷连轧生产线的构成 , 包括酸洗 、冷轧 、退火 、平整及镀层等工艺和方法 。这些生产 工艺是生产高质量带钢的重要条件 。 关键词 : 酸洗 ; 冷连轧 ; 退火 ; 平整 ; 生产工艺 中图分类号 : T G335112 文献标识码 : A 文章编号 : 1003 - 9996 (2003) 01 - 0037 - 05
感应加热连续退火不同于以燃气加热为特征 的连续退火 , 它通过感应加热方式使带钢由内部 开始迅速升温 , 从而减少了退火时间 , 同时使退 火生产线更加紧凑 。感应加热连续退火过程中带 钢加热被分成纵向感应和横向感应 2 部分 , 可以 针对带钢的品种 、规格 , 灵活方便地优化退火工 艺[4 ] 。感应加热连续退火过程如图 5 所示 。
1971 年日本钢管福山厂首先进行钢卷焊接 后的连续轧制[3 ] 。连续轧制与单卷穿带轧制相 比 , 加减速过渡阶段减少 , 稳态轧制过程增加 。 无论是否进行前后卷动态变规格 , 轧制力等工艺 参数的波动及带钢的厚度偏差都优于单卷轧制 (如图 2 、图 3) 。目前 , 冷连轧生产发展到将不 同生产工序连接起来 , 构成联合生产线进行生 产 。包括 : 酸洗 - 冷连轧联合生产 ; 冷连轧 - 连 续退火联合生产 ; 酸洗 - 冷连轧 - 连续退火联合 生产 。在联合生产线中 , 冷连轧与连续退火联合 生产的难度较大 , 除 1982 年日本新日铁广 厂 建成的联合生产线外 , 还未见其他报道 。目前 , 新建和改造的冷连轧生产线大多采用酸洗 - 冷连 轧联合生产线 。 313 双机架可逆冷轧工艺
钢进入涂油机后 , 表面的残留杂质就会被吸附到 刀梁上 , 造成刀梁堵塞 , 出现涂油不均或分叉 , 影响涂油质量 。
5 使用静电涂油机应注意的问题
使用静 电 涂 油 机 的 过 程 中 必 须 注 意 以 下 问 题:
(1) 高压值的选用 , 根据涂油机的涂油刀梁 结构及其与钢板之间的距离 , 高压值宜在 60～ 80kV 。一般情况下 , 上涂油选用较低值 , 下涂 油选用较高值 。
2 Fe2O3 + 2 H2 →Fe3O4 + Fe + 2 H2O Fe3O4 + H2 →3 FeO + H2O FeO + H2 →Fe + H2O 无酸酸洗工艺的优点包括 : 无腐蚀性介质 ; 无危险废物 ; 不需要废物处理 ; 无因腐蚀产生的 ·38 ·
金属损失 ; 带钢表面光亮 ; 设备和维护成本低 ; 适于低生产能力的生产线 。
随着薄板坯连铸连轧技术的广泛应用 , 热轧 薄带钢的产品厚度达 018mm 。为了适应薄规格 热轧原料卷的特点 , 一种双机架可逆式冷轧机出 现并得到应用[1 ] , 见图 4 。
冷轧带钢生产主要有 2 种形式 : 单机架可逆 轧机及多机架连轧机组 。单机架可逆轧机受到产 量的 限 制 , 通 常 在 35 万 t/ a 以 下 , 若 生 产 013mm 以下镀锡板 , 产量一般在 10 万 t/ a 左右 。 连轧机组产量只有在 100 万 t/ a 以上才有较高的 生产效率 (不包括以镀锡板生产为主的冷轧机
3 冷连轧生产
311 连轧机组的构成 世界第 1 套冷连轧机组于 1924 年在美国建
成 , 形式为四辊 3 机架 。以后为轧制更薄的带 钢 , 出现了 4 机架 、5 机架冷连轧机组 。20 世纪 60 年代 , 美国杨斯顿板管公司为了生产 011mm 以下的镀锡板 , 建成了世界第 1 套 6 机架冷连轧 机组 。之后 , 日本和德国也装备了 6 机架冷连轧 机组[2 ] 。实际生产表明 , 6 机架冷连轧机组所生 产的薄板 , 退火后其力学性能不如二次冷轧的效果 好。故目前新建或改造的冷连轧生产线基本上以 4 机架和 5 机架为主。现代化冷连轧机组以四辊或六 辊轧机构成 , 生产速度超过 1000m/ min。日本川崎 制铁千叶 2 号冷连轧生产线生产速度超过 2800m/ min , 是世界上轧制速度最快的机组之一。 312 带钢的全连续生产
图 1 酸洗类型 a) 深槽酸洗 ; b) 浅槽酸洗 ; c) 紊流酸洗
212 无酸酸洗新工艺 随着环境保护意识的增强 , 出现了无酸酸洗
新技术[1 ] 。无酸酸洗工艺不使用酸液 , 不需酸 再生处理 。它采用配有烧嘴的直接火焰炉 , 在非 氧化环境中以天燃气为燃料 , 避免带钢进一步产 生氧化铁皮 。只需经过几米 , 带钢就可以被加热 到反应器内优化化学反应所要求的温度 , 通过控 制加热温度保证带钢的冶金和力学性能 。反应器 内充有氢气 , 氧化铁皮与氢气发生化学反应 。反 应后带钢在氢气和氮气构成的非氧化环境的冷却 段内被冷却 。在酸洗段出口 , 带钢在洗涤器内由 喷射水流除掉鳞皮和还原氧化物的表皮 。无酸酸 洗化学反应原理如下 :
Abstract : The composition of modern tandem cold mill is introduced in t his paper1 A concrete analysis of t he ad2 vanced production processes and ways for pickling , cold rolling , annealing , temper rolling and coating is made1 These technologies are important conditions for high quality cold rolled strip production1 Key words : pickling ; tandem cold rolling ; annealing ; temper rolling ; production technology
·37 ·
Vol120 No11 Steel Rolling Feb12003.
提供有关的技术信息 , 从本期开始连载 “现代冷 连轧生产技术进座”, 希望能够对我国冷连轧技 术发展起到推进作用 。
2 酸洗生产工艺
211 酸洗类型 酸洗的 目 的 是 去 除 热 轧 原 料 卷 表 面 氧 化 铁
图 5 感应加热连续退火生产线 1 - 开卷机 ; 2 - 夹送辊 ; 3 - 对流加热炉 ; 4 - 冷却板 ; 5 - 密闭槽 ; 6 - 感应炉 ; 7 - 温度测量点 ; 8 - 带钢打标机 ; 9 - 带钢后处理 ; 10 - 卷取机