9.冷轧板带材生产解析优秀PPT.ppt
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1、轧制理论与工艺轧制理论与工艺冷轧产品特点:冷轧产品特点:冷轧冷轧在再结晶温度以下且产生加工硬化的轧制。在再结晶温度以下且产生加工硬化的轧制。优点优点尺寸精确、板形好、表面光滑、性能高。尺寸精确、板形好、表面光滑、性能高。9 冷轧板、带材生产冷轧板、带材生产轧制理论与工艺轧制理论与工艺冷轧钢板生产技术的发展过程:冷轧钢板生产技术的发展过程:机架数:单机可逆,连轧机架数:单机可逆,连轧(3)456机架机架轧辊数:轧辊数:246(HC,UC)2036(森吉米尔)(森吉米尔)轧制速度:轧制速度:1003000 m/min(50 m/s)发展趋势:大型化、高速化、连续化、自动化发展趋势:大型化、高速化、
2、连续化、自动化 9 冷轧板、带材生产冷轧板、带材生产轧制理论与工艺轧制理论与工艺冷轧带钢主要产品:冷轧带钢主要产品:汽车用钢:汽车用钢:IF,BH,CQ,DQ等深冲板等深冲板高强钢板:高强钢板:DP(双相钢),双相钢),CP(复相钢),复相钢),TRIP钢钢电工用钢:取向、无取向,高牌号到中低牌号硅钢片电工用钢: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,洗碗机家电用钢:湿家电
3、洗衣机,洗碗机 冷家电电冰箱,空调器,厨房用具冷家电电冰箱,空调器,厨房用具 热家电微波炉,电烤箱热家电微波炉,电烤箱轧制理论与工艺轧制理论与工艺9.1 冷轧板带材生产工艺特点冷轧板带材生产工艺特点1加工温度低,产生不同程度的加工硬化加工温度低,产生不同程度的加工硬化2 冷轧是在金属再结晶温度以下进行的轧制,冷轧是在金属再结晶温度以下进行的轧制,金属在冷轧中晶粒被裂开且不能产生再结晶回复,金属在冷轧中晶粒被裂开且不能产生再结晶回复,导致金属产生加工硬化。导致金属产生加工硬化。3 当加工硬化超过确定程度后,就不能再接着当加工硬化超过确定程度后,就不能再接着轧制,需经软化热处理使之复原塑性。每两次
4、软化轧制,需经软化热处理使之复原塑性。每两次软化热处理之间所完成的冷轧工作,通常称之为一个热处理之间所完成的冷轧工作,通常称之为一个“轧程轧程”。n-轧程数,取整;轧程数,取整;h-成品厚度;成品厚度;H-原料厚度;原料厚度;-允许的最大变形程度。允许的最大变形程度。轧制理论与工艺轧制理论与工艺2接受工艺冷却和润滑接受工艺冷却和润滑3冷却的目的:冷却的目的:4防止辊面温度过高引起淬火层硬度下降,使防止辊面温度过高引起淬火层硬度下降,使淬火层内发生残余奥氏体分解,出现附加组淬火层内发生残余奥氏体分解,出现附加组织应力;织应力;5辊温及其分布规律的变更均可导致辊型条件辊温及其分布规律的变更均可导致
5、辊型条件的破坏,对板形与轧制精度不利;的破坏,对板形与轧制精度不利;6辊温过高也会使润滑剂失效辊温过高也会使润滑剂失效(油膜裂开油膜裂开),使,使冷轧不能顺当进行。冷轧不能顺当进行。轧制理论与工艺轧制理论与工艺润滑目的:润滑目的:减小金属变形阻力,轧薄;延长轧辊寿减小金属变形阻力,轧薄;延长轧辊寿命,改善带钢厚度匀整性和表面状态;防命,改善带钢厚度匀整性和表面状态;防止金属粘辊。止金属粘辊。润滑效果:润滑效果:取决于带入变形区润滑油量的多少(即油取决于带入变形区润滑油量的多少(即油膜厚度)以及变形区内润滑剂动态。实践膜厚度)以及变形区内润滑剂动态。实践表明:动物油最佳,植物油次之,矿物油表明:
6、动物油最佳,植物油次之,矿物油较差。较差。常用工艺冷却和润滑剂:水、乳化液等常用工艺冷却和润滑剂:水、乳化液等乳化液:乳化液:油和水的混合剂,既能冷却又能润滑。油和水的混合剂,既能冷却又能润滑。轧制理论与工艺轧制理论与工艺3接受张力轧制接受张力轧制n张力的作用张力的作用:1)防止带材跑偏;防止带材跑偏;2)使所轧带材保持平直和良好的板形;使所轧带材保持平直和良好的板形;3)降低变形抗力,便于轧制更降低变形抗力,便于轧制更薄薄的产品;的产品;4)可以起到适当调整冷轧机主电机负荷的作用。可以起到适当调整冷轧机主电机负荷的作用。轧制理论与工艺轧制理论与工艺n张力的选择张力的选择n 主要指平均单位张力
7、主要指平均单位张力q,从理论上讲,不应,从理论上讲,不应超过带材的屈服极限。大小视延长不匀整状况、超过带材的屈服极限。大小视延长不匀整状况、材质与加工硬化程度以及板边状况。材质与加工硬化程度以及板边状况。n 依据阅历,依据阅历,n 一般在中间道次上,可取一般在中间道次上,可取 。n 为防止退火粘结,卷取张力可小一些,开卷张为防止退火粘结,卷取张力可小一些,开卷张力则更小,几乎可忽视。力则更小,几乎可忽视。n z=q=Q/bh;Q 总张力总张力轧制理论与工艺轧制理论与工艺最小可轧厚度最小可轧厚度 Tong-Sacks,FordAlexander最小可轧厚度理论最小可轧厚度理论 hmin=1.54
8、4f C0 KR D/3000 斯通最小可轧厚度公式斯通最小可轧厚度公式式中式中 张力的平均值张力的平均值 f 摩擦系数;摩擦系数;E轧辊的弹性模量轧辊的弹性模量。工程上一般取工程上一般取轧制理论与工艺轧制理论与工艺9.2 冷轧板带材生产工艺流程冷轧板带材生产工艺流程9.2.1 冷轧板、带的主要品种、工艺流程与车间布置冷轧板、带的主要品种、工艺流程与车间布置1.冷轧板、带的主要品种冷轧板、带的主要品种有色金属:铝、铜及其合金的板、带材和箔材有色金属:铝、铜及其合金的板、带材和箔材黑色金属:金属镀层薄钢板(镀锡、锌)、深冲钢板、电黑色金属:金属镀层薄钢板(镀锡、锌)、深冲钢板、电工用硅钢板、不锈
9、钢板。工用硅钢板、不锈钢板。四大典型产品:涂镀层板、汽车板、不锈钢板与电工硅钢四大典型产品:涂镀层板、汽车板、不锈钢板与电工硅钢板板轧制理论与工艺轧制理论与工艺9.2 冷轧板带材生产工艺流程冷轧板带材生产工艺流程酸酸-轧联合轧联合轧制理论与工艺轧制理论与工艺宝钢宝钢2030冷轧车间平面布置图冷轧车间平面布置图 连续酸洗机组;连续酸洗机组;五机架冷连轧机;五机架冷连轧机;电解清洗机组;电解清洗机组;退火工段;退火工段;单机式平整机;单机式平整机;双机平整机;双机平整机;连续电镀锡机组;连续电镀锡机组;连续镀锌机组;连续镀锌机组;剪切跨;剪切跨;油毡;油毡;计算机房;计算机房;轧钢主电室;轧钢主电
10、室;XI轧辊工段;轧辊工段;XIV机修、电修、液修机修、电修、液修冷轧板带材生产工艺流程冷轧板带材生产工艺流程轧制理论与工艺轧制理论与工艺主导工艺环节:主导工艺环节:原料准备、酸洗除鳞、冷轧、退火、平整、剪切、原料准备、酸洗除鳞、冷轧、退火、平整、剪切、检查、包装检查、包装轧制理论与工艺轧制理论与工艺1.原料准备:原料为热轧钢卷(一般原料准备:原料为热轧钢卷(一般6mm)。)。厚度:由轧机的总压下量确定;厚度:由轧机的总压下量确定;宽度:成品需裁边交货,原料宽度比产品宽度大宽度:成品需裁边交货,原料宽度比产品宽度大20mm,若无需裁边,原料宽度即为产品宽度。,若无需裁边,原料宽度即为产品宽度。
11、9.2.1 原料准备原料准备轧制理论与工艺轧制理论与工艺酸洗目的:酸洗目的:清除氧化铁皮,保证带钢表面质量。清除氧化铁皮,保证带钢表面质量。除鳞方法:除鳞方法:酸洗(盐酸、硫酸);酸洗(盐酸、硫酸);喷砂清理或酸碱混合处理(如生产不锈钢时,因表面氧化喷砂清理或酸碱混合处理(如生产不锈钢时,因表面氧化铁皮含有不溶于酸的氧化铬和尖晶石等);铁皮含有不溶于酸的氧化铬和尖晶石等);无酸除鳞的新工艺(高压水喷铁矿砂无酸除鳞的新工艺(高压水喷铁矿砂NID法)。法)。9.2.2 酸洗与除鳞酸洗与除鳞轧制理论与工艺轧制理论与工艺nFe2O3+2HCl 4FeCl2+2H2O+1/2O2 nFe3O4+4HCl
12、 3FeCl2+3H2O+1/2O2 nFeO+2HCl FeCl2+H2OnFe+2HCl FeCl2+H2(较弱)nFeO+H2SO4FeSO4+H2OnFe+H2SO4FeSO4+H2硫酸酸洗需硫酸酸洗需“破破鳞作业鳞作业”轧制理论与工艺轧制理论与工艺破鳞作业:裂开氧化铁皮的操作过程破鳞作业:裂开氧化铁皮的操作过程破鳞设备:俗称破鳞设备:俗称“剥壳机剥壳机”宝、武钢为宝、武钢为S型张力除型张力除鳞鳞破鳞作用:裂开的氧化铁皮不进入酸液、削减酸损破鳞作用:裂开的氧化铁皮不进入酸液、削减酸损轧制理论与工艺轧制理论与工艺(1)连续式:立式(塔式)连续式:立式(塔式)卧式:深槽(酸液深卧式:深槽(
13、酸液深 H=1000mm)浅槽(浅槽(H=150mm)紊流紊流 浅槽紊流酸洗的优点:酸洗快、耗酸少、热交浅槽紊流酸洗的优点:酸洗快、耗酸少、热交换系数大、操作简洁、无垂度限制。换系数大、操作简洁、无垂度限制。酸洗机组型式酸洗机组型式轧制理论与工艺轧制理论与工艺上料上料切头切头开卷开卷矫直矫直酸洗酸洗冲洗冲洗烘干烘干剪边剪边卷取卷取推拉式推拉式酸洗酸洗工艺流程简图工艺流程简图 推拉式酸洗的优点:设备简洁、占地小、投资少、生推拉式酸洗的优点:设备简洁、占地小、投资少、生产灵敏产灵敏适于适于80万吨万吨/年以下的中小企业。年以下的中小企业。(2)推拉式(卷间不焊接)推拉式(卷间不焊接)又称为半连续酸
14、洗机组,又称为半连续酸洗机组,带钢通过酸洗机组时是不连续的。由夹送辊推送入酸槽、带钢通过酸洗机组时是不连续的。由夹送辊推送入酸槽、带头由酸槽间夹送辊咬入推送经圆盘剪剪边入张力卷取带头由酸槽间夹送辊咬入推送经圆盘剪剪边入张力卷取机的单卷酸洗方式。机的单卷酸洗方式。轧制理论与工艺轧制理论与工艺酸槽长度的确定:酸槽长度的确定:L=vt v:带材运行速度:带材运行速度 t:酸洗时间:酸洗时间 ;对普碳钢;对普碳钢t=12min 无酸除鳞的新工艺无酸除鳞的新工艺:与酸洗相比、机械除鳞法设与酸洗相比、机械除鳞法设备简洁、占地小、投资少、成本低且污染小,备简洁、占地小、投资少、成本低且污染小,劳动条件好。劳
15、动条件好。轧制理论与工艺轧制理论与工艺盐酸酸洗与硫酸酸洗区分:盐酸酸洗与硫酸酸洗区分:盐酸无残渣,溶蚀各类型的氧化铁皮;硫酸不与盐酸无残渣,溶蚀各类型的氧化铁皮;硫酸不与Fe2O3反应。反应。盐酸对基体侵蚀弱,表面光滑,而硫酸与基体反应。盐酸对基体侵蚀弱,表面光滑,而硫酸与基体反应。盐酸形成氯化亚铁易于溶解除去,不会引起表面出现酸盐酸形成氯化亚铁易于溶解除去,不会引起表面出现酸斑,硫酸形成硫酸亚铁易形成不溶解的水化物,易形斑,硫酸形成硫酸亚铁易形成不溶解的水化物,易形成酸斑。成酸斑。盐酸酸洗速率是硫酸的两倍,带钢表面银亮干净。盐酸酸洗速率是硫酸的两倍,带钢表面银亮干净。盐酸可实现无废液酸洗,可
16、再生,硫酸不能再生。盐酸可实现无废液酸洗,可再生,硫酸不能再生。轧制理论与工艺轧制理论与工艺9.2.3 冷轧轧制冷轧轧制n冷轧轧制:冷轧轧制:在再结晶温度以下且产生加工硬化的轧在再结晶温度以下且产生加工硬化的轧制。获得尺寸精确、板形好、表面光滑、性能高的产制。获得尺寸精确、板形好、表面光滑、性能高的产品。品。规格范围:规格范围:宽宽4502450mm;厚;厚0.0654mm轧制速度:轧制速度:五机架为五机架为2527m/s,六机架为,六机架为3638m/s,个别速度达,个别速度达4041m/s。板卷重量。板卷重量3045t,最大达最大达60t。轧制理论与工艺轧制理论与工艺1)轧机型式)轧机型式
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