《冷轧带钢的工艺及车间设计毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷轧带钢的工艺及车间设计毕业设计.doc（84页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、冷轧车间设计摘要本设计是冷轧带钢的工艺及车间设计，年产量为130万吨，其典型产品钢种为Q235，规格为0.81500mm。设计中所选的主体机组设备为最新发展的冷轧板带轧制设备，它们分别是：酸轧联合机组、罩式退火机组、平整机组、横剪和纵剪机组、重卷机组等。设计中所生产的冷轧产品种类有：冷轧带钢板卷、冷轧薄钢板、热镀锌钢卷板等。设计中制定了产品方案、金属平衡表和工艺流程，根据典型产品制定了轧制制度，选择了设备并对其进行校核，计算了技术经济指标，并绘制了车间平面图。编写了轧制力计算的计算机应用程序，并且以“冷轧板表面纵向条纹缺陷成因分析”为专题进行了论述。关键词： 冷轧带钢 ；工艺设计；产品方案；工
2、艺流程；金属平衡表；冷轧板 ABSTRACT This thesis is the plant design of a cold-rolled steel strip plant with annual capacity of 1.2million tons. The typical product is 45# steel, 0.81500 mm. The main equipments of the design are the latest ones in cold-strip rolling, which included: shallow-tank hydrochloric acid
3、 pickling unit, the entire continuous annealing unit and the entire hydrogen hood-type furnace, skin-pass unit, slitting and shearing line and so on. The designed products included the cold rolled steel sheet, the cold-rolled wide flat steel coil, the cold-rolled ribbon steel coil so on. The design
4、made the products scheme and the metal balance, designed the rolling schedule for the typical product, checked the rolling mills production capacity, calculated the technical and economic indexes.A layout drawing for the designed plant was accomplished. In the special topic of this thesis, The calcu
5、lation of rolling force computer (C language) application, and discussed with of cold rolled plate surface longitudinal stripe defect causes for the project.Key words: Cold-rolled strip steel; Process Design; Product design; process; metal balance sheet ；cold rolled plateAlloy 目录冷轧车间设计I摘要IABSTRACTII
6、目录III1.综述11.1冷轧综述11.1.1冷轧定义及优势11.1.2冷轧带钢生产的工艺特点21.1.3冷轧带钢主要产品31.1.4 冷轧产品生产的发展31.1.5 冷轧板带生产现状41.2 冷轧板带生产技术61.2.1 酸洗技术61.2.2 轧制技术61.2.3 平整技术71.2.4 带钢涂、镀层技术81. 3 冷轧板带生产的新技术及发展趋势91. 3. 1 冷轧带坯原料的无酸洗除鳞工艺91. 3. 2 液氮冷却机用于带钢冷轧92 产品方案及金属平衡112.1 产品方案112.1.1 编制产品方案的原则112.1.2 产品方案表112.2 金属平衡表113 冷轧主要工艺流程133.1 冷轧
7、板带钢生产的工艺流程133.2 冷轧板带钢各机组生产工艺流程143.2.1酸轧联合机组143.2.2 清洗和退火153.2.3 连续热镀锌163.2.4 涂层机组163.2.5 横剪机组173.2.6 纵切机组173.2.7 重卷机组173.2.8 检查和包装174 主要设备选择及参数的确定194.1 设备组成194.2机组设备194.2.1 酸洗冷轧联合机组194.2.2 罩式退火炉234.2.3 单机架平整机264.2.4 连续热镀锌机组284.2.5 电镀锌机组314.2.6 横切机组324.2.7 纵剪机组334.2.8 重卷机组345 轧制制度的制定355.1 轧制制度选择的依据35
8、5.2 原料的选择355.3工艺制度的确定375.3.1压下系数的分配375.3.2张力制度395.3.3轧制速度制度405.3.4 轧辊辊型制度435.4 轧制力的计算455.4.1 轧辊辊型、轧辊直径及摩擦系数选择455.4.2 各道次轧制力计算476设备校核506.1 轧辊校核506.1.1轧辊咬入能力校核506.1.2轧辊强度校核506.1.3轧辊参数的确定516.2 轧辊强度校核526.2.1 工作辊强度计算536.2.2支撑辊强度计算556.2.3 支持辊与工作辊接触应力计算566.3 电机功率校核567 .车间年产量计算587.1轧机工作图表587.2轧机轧制节奏的确定597.3
9、 轧机小时产量607.4 轧机平均小时产量计算617.5 车间年产量计算628各项技术经济指标638.1 技术经济指标638.2 各项技术经济指标的确定638.3环境保护658.3.1轧钢厂主要生产工序污染物分析658.3.1有害污染物发生源主要部位678.3.2 污染物的控制和处理689车间平面布置699.1 仓库面积计算699.1.1原料仓库面积699.1.2中间仓库面积709.1.3成品仓库面积719.1.4其它面积719.2 设备间距确定719.2.1轧机机列间的距离729.2.2 轧机到切断设备的距离729.3 车间跨距组成72参考文献73专题：冷轧板表面纵向条纹缺陷成因分析741.
10、宏观特征752.微观检验分析753 . 生产工艺分析763. 1. 热轧来料表面粗糙度测量763. 2. 冷轧工艺排查764. 纵向条纹缺陷成因分析764. 1. 热轧来料原始粗糙度对纵向条纹缺陷的影响774. 2. 冷轧辊粗糙度对纵向条纹缺陷的影响774. 3. 冷轧轧制速度对纵向条纹缺陷的影响774. 4. 冷轧平整工艺对纵向条纹缺陷的影响785. 结语78参考文献78致谢791.综述 钢铁作为基础的资料，在国民经济中有着举足轻重的地位。在钢材加工过程中，除了少部分采用锻造或铸造等方法直接成材外，其余约80%以上都是经过轧制成材。而冷轧板带钢的生产工艺，避免了热轧中存在的温降和温度分部不均
11、的弊病，可以生产出厚度更薄、尺寸更精确、表面更光洁、板形更平直的板卷。在国民经济中，冷轧板带钢的生产占据着极其重要的地位。 本冷轧带钢轧制规程课程设计参考鞍钢冷轧厂2#线而进行。本设计对冷轧的生产特点以及主要工序作了简单的介绍，并制定了轧制制度，计算了轧制力，对轧辊强度、电机功率进行了校核。力求通过本次课程设计能对冷轧带钢有更深层次的了解。1.1冷轧综述1.1.1冷轧定义及优势冷轧是金属在再结晶温度以下的轧制过程。冷轧时金属不会发生再结晶，但会发生加工硬化现象。加工硬化是金属在轧制过程中强度、硬度增加，而韧性、塑性下降的现象。 根据厚度不同，冷轧带钢还可大致分为以下几类：普通带钢 厚度为0.5
12、mm以上；薄带钢 厚度在0.50.15mm；最薄带钢 厚度在0.150.05mm；极薄带钢 厚度在0.050.001mm。冷轧板带钢的优势：1）可生产厚度更小的薄板2）带材沿宽度和长度方向能获得均匀的厚度，板形更好。3）冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到表面质量好，表面光洁的产品。4）带材经冷轧后，进行不同的热处理，可以得到不同机械性能的产品。 因此冷轧带钢产品具有光洁的表面、精确的厚度、宽度可调、高的强度极限、优良的冷弯性能等特点，应用面极广。特别是经济高速发展的中国，冷轧带钢将迎来前所未有的发展空间，在家电、汽车等行业尤为明显。1.1.2冷轧带钢生产的工艺特点热轧是最早出现的生产钢板的
13、方法，其优点是钢在高温下塑性好而且变形抗力低。但是，钢板在热轧过程中温度和温度降不均匀，使钢板厚度不均匀，性能不一致，更为重要的是，当厚度小至一定限度时，就根本不可能保持热轧所需的温度。随着钢板宽、厚比值（B/H）的增大，在无张力的热轧条件下，要保证良好的板型也非常困难。此外，热轧在目前还难以生产出表面光洁度较高的板带钢产品。采用冷轧的生产方法较好的解决了上述问题。首先，它不存在热轧的温降和温度不均的现弊病，因此可以生产出极薄、长度极长的带钢，。其次由于原料经过了酸洗，去除了氧化铁皮，满足了带钢的光洁度要求。较之热轧，冷轧板带钢的轧制工艺有以下三个特点2：（1）加工温度低，钢在轧制过程中产生加
14、工硬化； 加工硬化的影响： (1)变形抗力增大，使轧制力加大。 (2)塑性降低，易发生脆裂。（2）冷轧中采用工艺冷却与润滑（工艺冷润）；(1)工艺冷却：冷轧过程中的变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，须采用有效的人工冷却。(2)工艺润滑 工艺润滑的作用：减少金属的变形抗力（实现大压下和轧制更薄板材）；冷却轧辊；防止粘辊。天然油脂（动、植物油脂）润滑效果优于矿物油。常用冷润液-乳化液:通过乳化剂的作用把少量的油剂和大量的水混合起来，制成乳状的冷润液。乳化液的冷却能力介于水和油之间，一般为水的4080%，随着乳化液浓度的增加，其冷却能力下降。（3）冷轧中采用张力轧制：张力轧制轧件在轧辊中的辗轧变形
15、是在有一定的前张力和后张力作用下实现的。张力作用在轧件轧制方向上的力。前张力作用方向与轧制方向相同的张力。后张力作用方向与轧制方向相反的张力。张力的作用：防止带钢在轧制过程中跑偏（保证正确对中轧制）；使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中保持板形平直以及轧后板形良好）；降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品；1.1.3冷轧带钢主要产品 (1) 汽车板，如CQ（适用于制造形状简单的产品及机械咬合成型的产品）、DQ（适于制造拉延、冲压成型产品及厚度0.9mm的翻卷咬合产品）等深冲板。我国作为目前世界上最大的汽车产销量国家，随着工业化和经济实力的提升，中国汽车市场已成为全世界注意的焦点。对汽车板的需求
16、也达到了一个空前的高度，显然这也是目前冷轧发展的重点之一。 (2) 高强钢板，如双相钢，复相钢等。 (3) 电工用钢，如无取向，取向，高牌号到中低牌号硅钢片。我国是电工钢生产和消费大国，机电行业的快速发展带动了电工钢的消费快速增长，冷轧取向电工钢是钢材品种中自给率最低的，显然具备很大的发展潜力。另外，国家将加大淘汰热轧电工钢的落后技术，为能源产业的高效节能、低碳经济作出更大贡献。 (4) 建筑用钢板，如热镀锌板，电镀锌板，彩涂板等。随着我国工业化和城镇化建设的快速突进，工业建筑、民用建筑对冷轧建筑板材的需求前景是十分广阔的。 (5) 包装用钢板，如镀锡板，有机涂层板等。优质薄规格的包装带材仍然
17、是我国冷轧行业的薄弱环节。目前已引起市场的注意。 (6) 不锈钢板，如耐腐蚀板，装饰板，厨房用板等。 (7) 家电用板， 如洗衣机类， 冰箱空调类等。1.1.4 冷轧产品生产的发展根据目前我国冷轧产品的需求情况，一方面是解决国内自己需求的快速增长。家电消费已进入每个中国家庭，车子、房子的需求高峰已经到来。所以汽车板、建筑板等则是这类产品的典型代表。另外一方面是替代进口，解决市场占有率和自给率低的问题。据有关资料介绍，在我国2010 年进口的钢材中，板带材进口量占总进口量的比例超过80%，而其中进口量最大的品种依次为优质镀层板、高精度冷轧薄宽带钢、电工钢和不锈钢板带，总量占板带材进口总量的比例超
18、过70%。我国冷轧宽带钢生产的产品厚度大多为0. 25 mm 以上，可以轧制生产薄至0. 18 mm 产品的大型设备屈指可数，大部分是单机架六辊或二十辊可逆式轧机可以生产这样的薄规格产品，但是目前有许多高新产品需要轧制更薄的规格，导致了目前冷轧带钢生产中薄规格产品缺乏的状况，例如，典型的镀锡板厚度由0. 18 0. 32 mm向降至0. 1 0. 18 mm 发展，还有一些电子用低碳深冲钢带如0. 25 mm 厚的电阻帽冲压带，0. 1 0. 2 mm 的电磁屏蔽材料，0. 15 mm 的传统电视的荫罩材料等。此外，电工钢的发展也需发展薄规格的高效电工钢，例如取向的Hi B 电工钢原生产厚度为
19、0. 27 mm 和0. 23 mm，现为了降低涡流损耗需将厚度减薄至0. 15 mm。生产高效电机用的无取向电工钢同样为降低涡流损耗，板厚由原来通用的0. 5 mm 和0. 35 mm 厚减薄至0. 1 0. 3 mm 。同样，薄规格彩涂板也受到建筑业等领域的广泛欢迎，由典型的0. 35mm 和0. 5mm 降至0. 12 mm、0. 16 mm 和0. 18 mm，可节约金属消耗与成本。所以薄规格彩涂板的基板也一直供应紧张，而且也限制了薄规格彩涂板生产。据估计薄规格的需求量( 0. 15 mm 以下) 每年超过200 万吨，所以，生产薄规格、多品种的带材变得十分的需要，在一些冷轧厂已有CD
20、CM 冷连轧机组的基础上，增建一些高品质的单机架可逆式六辊轧机或多辊轧机，是尽快应对调整产品规格需求的重要措施。1.1.5 冷轧板带生产现状 近十年来，我国冷轧板带生产需求一直呈现非常旺盛的局面，产能扩张十分迅猛，至2010年初步统计，已建和在建的冷轧板带产能达到9000 万吨 左右，其中建有宽带钢冷连轧轧机超过40 台套，而单机可逆式宽带钢轧机100 余套，冷轧宽带钢生产产能超过70%以上为冷连机生产。近五年来我国钢材及冷轧带的生产增长情况见表1。可以看出，我国钢材产量在2005 年到2009 年的得到快速增长，同时冷轧板带材产量逐年快速增长。由于冷轧板占钢材总量的比例较低，虽然也逐年缓慢增
21、长，至今仍不足12%，其增长的速度显然远远滞后于市场需求。随着我国工业化进程和城镇化发展，汽车消费的普及，钢材的生产与消耗比例将会向发达国家靠近。近年来我国钢材生产的实际情况也证明了这点。因此，从长远和发展的观点来看出，冷轧板带材需求与发展的前景是广阔的，发展的空间也是非常巨大的。如果按照钢材总产能7 亿吨 计算，每年冷轧板带材产能增加1%，到2015 年达到16%，则需增加产能3 500 万吨，还不到发达国家所占比例的一半。 冷轧带钢技术的发展近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要是增加钢卷重量，加快机组速度，提高产品厚度精度，改善板形，提高自动化程度以及改进轧机结构和生产工艺等。 1）增加钢卷
22、重量。增加钢卷重量是提高设备生产能力的有效方法，因为冷轧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。钢卷重量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢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，钢卷重量也不可无限制地增加，它受到开卷机、卷取机等机械设备的结构与强度的限制，也受到电动机调速范围的限制，而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，冷轧带卷的重量已达40吨，个别的
23、达到60吨，以带钢单位宽度计算的卷重达到30公斤/毫米至36公斤/毫米。 2）提高机组和轧机的速度。以五机架轧机为例，五十年代大都在20米/秒左右，六十年代以来已逐步提高到30米/秒左右，最高轧制速度达37.5米/秒。六机架冷连轧机的最高轧制速度已超过了40米/秒。但是，轧制速度的进一步提高会受到工艺润滑材料与方式的限制。其他作业线（如单机架平整机组、双机架平整机组、各剪切机组、连续热镀锌机组、酸洗机组、电镀锡机组等）的机组速度也都相应提高。3）为提高冷轧带钢的厚度精确度，在冷轧机上采用了全液压压下装置，以便增加轧机压下装置的反应速度，并采用了带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧
24、机，实现了计算机控制。 4）在带钢冷连轧机上，广泛采用液压弯辊装置来改善板型。 5）在生产操作自动化方面，普遍采用各种形式的极限开关、光电管等，对每个动作实行自动程序控制。实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分类等自动化操作和控制。 6）1971年以来，出现了全连续式冷连轧机。这种轧机只要第一次引料穿带后，就可实现连续轧制。此时，后续带卷的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊接在一起。为了保证带钢能够连续轧制，在连轧机入口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端设置了分卷用的飞剪机，并设置了两台卷取机，以便交替地卷取带钢。全连续式冷连轧机即使在换辊时，带钢依然停留在轧机
25、内。换辊一结束，轧机可立即进行轧制。采用全连续式冷连轧机，可以提高生产率3050，产品质量和收得率也都得到提高。1.2 冷轧板带生产技术 近20年来，我国冷轧板带生产技术得到了长足发展，并逐渐接近国际先进水平。而就工艺技术而言， 目前我国已达到国际先进水平。1.2.1 酸洗技术20世纪70年代末，通过武钢生产实践和国外技术发展表明：盐酸酸洗效率高，质量好，不浸蚀带钢基体，废酸可以再生。随之国内几乎所有酸洗机组均采用盐酸酸洗而不再用硫酸酸洗。国内普遍采用的酸洗工艺有半连续式和连续式(卧式、塔式)。半连续式以推拉式酸洗为主，其设备简单、适应性强、操作方便、占地少、投资省，尤其适用于中、小型钢厂。目
26、前该设备已完全国产化，生产能力可以超过50万吨。连续式则以卧式机组居多。其生产效率高、产量大，易于和其他机组结合形成联合工作形式。目前效率高的酸洗机组都是间接加热酸液；各槽独立设置酸液循环系统，以保证槽间浓度差；在线可检测酸液浓度，并能自动调节新酸的补充量；密封的槽盖由机械开启。20世纪80年代中期，国外在浅槽酸洗的基础上又发展了紊流酸洗。酸槽结构按流体力学原理设计，槽内酸的流动在带钢表面形成紊流状态，明显提高了酸洗速度和酸洗质量。故近几年，国内新设计的酸洗机组都采用了(相类似的)紊流方式。1.2.2 轧制技术 20多年来，我国从仅有几台单机架轧机发展到现在，冷轧机组主要有以下2种类型：（1）
27、连轧机组(四辊或多辊)：单卷连轧全连续冷轧机组、酸洗一冷轧联合机组。(2)可逆轧机(四辊或多辊)：单机架可逆轧机、双机架可逆轧机。全球23以上的冷轧板带产品是用连轧机组生产的，我国75 以上的冷轧板带产品也是用连轧机组生产的。由于全连续冷轧机组和酸洗一轧机联合机组具有生产节奏快、成材率高、成本低、产量大、占地少、投资省、产品质量好等明显优势，武钢、本钢、鞍钢、益昌薄板公司、攀钢等已将单卷连轧方式改造为全连续方式。现在，大型钢厂新建冷轧厂无一例外地均选取了联合机组。1997年投入使用的双机架可逆轧机利用了单卷轧制所具有的灵活性、多变性，但减少了可逆道次，提高了产量，更适合生产薄带和特殊钢、高强钢
28、等产品。当产量在5080万吨时，值得考虑使用。济钢和江阴泓联、浙江龙盛冷轧厂正在进行这方面的有益尝试。目前，我国四辊轧机应用最多，若辅以必要的弯辊、分段冷却、液压AGC等手段也能生产质量上乘的产品。而六辊轧机由于控制手段多，因此生产对板形要求高、对凸度要求严的产品更有利一些。 目前我国实用的消除加工硬化的退火工艺主要有2种：罩式炉(成批)退火和连续退火。罩式炉退火工艺加热时间长，适用于深冲钢。内罩里采用氮气、氮氢混合气体或全氢气体等方式，其中全氢保护方式已成为近几年罩式炉退火的首选方式。这是因为H2的导热系数为N2的6倍(重度仅为N2的25)。并且在整个退火过程中几乎不对带钢产生氧化反应；可提
29、高钢卷加热速度和冷却速度4050，使热处理时间节省约30 。连续退火工艺克服了罩式炉退火周期长、人力多、占地大等不足，以其产量大、生产稳定、效率高而得到飞速发展。它将表面清洗、退火、平整、分卷剪切等工艺过程集于一身。使产品沿纵向长度上的轧制性能更加一致、均匀，质量好，收得率高，生产周期也从1周以上缩短至1 2天。通过与炼钢技术的结合，加上清洗技术以及控制退火后带钢的冷却速度，可以方便而经济地生产出不同强度级别和深冲等级、表面质量要求高的带钢，满足不同行业的要求，只是其对产品的厚度有一定限制。目前大型连续退火机组尚未完全国产化，故以相同的功能比较：连续退火工艺的一次性投资比罩式炉退火工艺的投资要
30、高一些。1.2.3 平整技术根据产品种类不同，国内的平整机多采用单机架四辊轧机；双机架平整多用于镀锡板平整和二次冷轧。轧辊采用毛辊或光辊，以满足不同用户对带钢表面粗糙度的不同要求。安装在镀锌机组后面的平整机也称为光整机，它与拉矫机配合，可完成伸长率恒定或轧制力恒定的控制，以改善板形，进一步提高涂敷性和深冲润滑性。平整工艺有干平整和湿平整两种。干平整时，辊面粘附的一点点杂质都会在成品带钢上产生周期性压痕，影响质量，因此需使用专用设施在负压作用下吸收带钢表面的碳化粉末及油污。湿平整时，平整液的润滑作用使带钢的(微小)变形均匀、平整力下降，可阻止带钢表面产生压痕，对辊面的粗糙度也起到一定的保护作用，
31、可延长轧辊寿命。但要使带钢表面达到一定的粗糙度，毛面辊的粗糙度因使用湿平整液而需有所提高。1.2.4 带钢涂、镀层技术国内带钢镀层大致可分成热(浸)镀、电镀2种。应用多、产量大的主要是热镀锌。20世纪80年代初，国内仅武钢有1条热镀锌机组，年产15万吨， 目前全国有几十条机组，产能约600万吨。热镀锌的生产工艺主要有森吉米尔、改良森吉米尔和美钢联工艺等。20世纪90年代后，在NOF炉前加化学清洗段的改良森吉米尔工艺以及在全辐射管前设化学清洗、电解清洗的美钢联工艺已占统治地位。国内已建和新建镀锌机组都注意了专业化、大型化、高速化的生产，并注重带钢镀前的表面洁净，采用快速、稳定的加热和高效、准确的
32、冷却方式，在线精确地检测和调整气刀参数，达到镀层准确、均匀。自1979年武钢投入第1条电镀锡机组后，20年内我国投建了约12条机组，产能约180万吨，已大于消费量，1999年之后，没有再新建机组。目前电镀锌在国内有2条机组，均在宝钢，1条是卧式槽，另一条是立式槽，采用不溶性阳级，产能40万吨，产品多用于家电和汽车行业。该机组除能生产纯镀产品之外，还可生产ZnNi合金及预鳞化板。电镀锌的发展不如热镀锌快，其原因除成本高之外，气刀的技术发展已使部分热镀锌产品可以取代电镀锌产品。1995年，我国彩涂板的产量只有12万吨，但到2003年底，我国已有上百条彩涂机组，产能超过800万吨，但高水平的生产线不
33、多。我国的彩涂机组都采用辊涂法，装备水平较好的还装备有高密度清洗设备，再加上在线矫直，可为涂层和悬垂式烘烤提供清洁、板形优良的基板。涂层后在线测量涂层膜厚度，以迅速调整工艺参数，使之能精确地控制涂层厚度。近20年冷轧板带生产取得的成果(1)建设了一大批冷轧薄板厂，不乏有世界先进水平的冷轧厂。(2)装备了一批具有世界领先水平的生产机组。宝钢的1550mm酸洗一冷轧联合机组、连续退火机组、电镀锡和电镀锌机组，鞍钢的全氢罩式退火炉和(大连)热镀锌机组，武钢的电工钢退火机组、2230mm 酸洗一冷轧联合机组、彩涂机组等都是具有当前世界先进水平的生产机组。(3)已经可以生产轿车面板、家电板、烘烤硬化型和
34、双相组织型的高强钢、超深冲钢和锌一铝合金板、铝一锌合金板等目前世界上最高质量水平的冷轧板带产品。(4)培养了一大批既掌握最新工艺技术，又有相当实践经验的技术人员，通过学习、移植、创新，已经可以独立自主的研制出有自主知识产权和特色的冷轧工艺、设备和控制技术。鞍钢2#冷轧机组、龙盛公司的双机架冷轧机组以及多数酸洗、镀锌、涂层、退火机组的国产化成功实践充分证明了这点。1. 3 冷轧板带生产的新技术及发展趋势根据未来世界经济发展的方向，冷轧板带生产技术要实现可持续发展，必须使冷轧生产过程符合生态要求，亲善环境，做到节能降耗。1. 3. 1 冷轧带坯原料的无酸洗除鳞工艺 在冷轧带的生产中，热轧坯原料的酸
35、洗除鳞一直是冷轧生产流程中最大的污染环节。据有关资料介绍，多年来轧钢界一直在探索喷丸除鳞、水流喷砂除鳞、电解除鳞等工艺，但目前均未能实现工业化实际应用。最近有报道世界上第一套采用无酸除鳞技术的工业化年产10 万吨的机组已在意大利的一家带钢厂投入运行，有望成为工业化的无酸除鳞工艺。该工艺中的第一步是加热，带钢在无氧化气氛中快速地加热到某一最佳化学反应温度。第二步是化学反应工序，该工序在富氢( 25% 95% H2) 的混合气体中进行，混合气体反应时室内仍有理想的混合气体组成。使用风机实现气体的混合并抽走反应后的废气。在该工序中，带钢表面的氧化皮将与气体中的氢( H2) 反应而被还原成金属铁。第三
36、工序为冷却工序。此工序在H2和N2气氛中进行，以防止带钢冷却到室温前再次被氧化。根据试验机组的运行结果，经无酸除鳞后带钢表面的洁净度远远优于传统酸洗的表面，即表面全无氧化物、光滑及具有金属光泽。但工业应用还有很长的路要走。1. 3. 2 液氮冷却机用于带钢冷轧冷轧的工艺润滑也是冷轧工艺中的另一污染源。一方面污染车间生产环节，另一方面污染带材表面，尤其是大量的工艺润滑的乳液经使用后氧化变质，成为废乳液后的回收处理及防火等安全问题。因此研究替代水乳液或油润滑液的开发应用具有重要的环保意义。据介绍近年来德国开发出了一种新型的冷却技术，即应用液氮作为冷轧冷却剂替代水/油乳化液，该冷却技术是使用喷嘴将液
37、氮( 温度 196 170) 喷洒于咬入轧辊前的带钢表面。液氮的快速散热功能允许提高轧制速度，提高压下量，在该厂单机架轧机上生产某些钢种时，速度可达600 mm/min。传统的润滑剂通过减小摩擦降低产生的摩擦热，与此相反，液氮几乎不具备润滑效果，但其可以快速地将摩擦产生的热量散去，自身也蒸发，经实际应用显示出其在安全性方面的优势，消除了火灾和爆炸隐患，同时消除有害的轧制液蒸汽，消除轧制液对工作区污染。产品质量良好，表面质量更加均匀一致，不会产生由于残余乳液造成表面锈蚀，也彻底解决了带材轧制时表面残油处理的世界性难题。在高速轧制条件下可获得镜面加工表面。在生产成本上由于无需增添设备，并可省去轧制
38、液循环设备及轧制液购置等费用，降低了成本和电耗，并减少了轧辊更换次数和研磨次数等，生产成本明显得到降低。当然在后续推广应用方面还有许多问题要解决，例如是否因摩擦系数增大而增加冷轧电耗，如何开发降低摩擦系数的混和润滑方式等。2 产品方案及金属平衡2.1 产品方案产品方案：设计车间所生产的产品的名称、品种、规格、状态及年产量所作的详细的规定。 2.1.1 编制产品方案的原则编制产品方案时应注意：（1） 满足国民经济发展对轧制产品的需要，特别要 注意保证某些短线产品的供应和满足重要部门对钢材的需求；（2） 考虑各类产品的平衡，正确处理长远与当前、局部与整体的关系，做到供求适应，品种平衡，产销对路，布
39、局合理；（3） 考虑建厂地区资源及钢的供应条件和物资运输条件，逐步建立和完善我国自己独立的轧钢生产体系；（4）考虑轧机生产能力的充分利用和地区产品的合理分工，便于轧机向专业化和系列化方向发展5。2.1.2 产品方案表冷轧带钢规格、数量分配见表2.1，计划年生产量130万吨。表2.1 产品方案(1)产品规格产量 （万吨）所占比例（%）产品名称 厚（mm） 宽 （mm） 长（mm）冷轧窄带钢卷0.33.04008501310冷轧钢卷0.33.085015003325.38冷轧板0.33.08501500100060004534.62热镀锌卷0.32.0800145086.15热镀锌板0.32.08
40、0014501000600075.38 表2.1 产品方案(2)产品规格产量 （万吨）所占比例（%）产品名称 厚 （mm）宽 （mm）长 （mm）涂层钢卷0.32.0850135075.38涂层钢板0.32.085013501000400053.85电镀锌钢卷0.52.0850135064.62电镀锌钢板0.52.085013501000600064.62合计1301002.2 金属平衡表编制金属平衡的目的在于根据设计任务书的要求，参照国内外同类企业或车间所能达到的先进指标，考虑本企业或车间的具体情况确定出为完成年计划产量所需要的投料量。其任务是：确定各计算产品的成品率；编制金属平衡表。根据产
41、品方案和设计的工厂的主要生产线，冷轧带钢成品为130万吨，成材率为94.03%，热轧厂应供应136.64万吨热轧钢卷。由产品方案表和主要设备及产品品种制定金属平衡表2.2。表2.2 金属平衡表产品名称年产量 （万吨）成材率 （%）溶损 （%）几何损失（%）工艺损失（%）年需坯料量（万吨）冷轧窄带钢卷1395.200.493.450.8613.66冷轧钢卷3395.280.503.410.8134.63冷轧板4595.160.473.510.8647.29热镀锌卷895.030.513.640.828.42热镀锌板795.190.523.480.817.35涂层钢卷794.650.514.040
42、.807.40涂层钢板594.610.534.030.835.28电镀锌钢卷695.100.503.560.846.31电镀锌钢板695.190.493.490.836.30合计13094.03136.643 冷轧主要工艺流程3.1 冷轧板带钢生产的工艺流程 冷轧工艺流程如下图3.1原料（热轧板卷）酸洗淬火，碱、酸洗检查清理淬火，碱、酸洗冷轧电解清洗冷轧平整连续镀锌脱碳退火退火退火剪切平整成品退火平整横剪横剪涂层机组拉伸热平检查重卷纵剪横剪连续镀锡矫直不锈钢板抛光入库包装镀锡板普通深冲板电工硅钢板镀锌板涂层板 图3.1 冷轧工艺流程3.2 冷轧板带钢各机组生产工艺流程3.2.1酸轧联合机组酸轧
43、联合机组是冷轧薄板工程的龙头和基础，为后续机组提供高品质的原料。采用酸轧联合机组生产冷轧带钢，是当今世界上最先进且成熟的技术，与酸洗和冷轧单独设置相比，它通过中间活套把酸洗和冷连轧机串联成一个机组，热轧钢卷在机组头部上料，经开卷、切头(尾)、焊接、破鳞、酸洗、漂洗、切边后，通过活套被直接送人冷连轧机，进行无头轧制，再经卷取和卸卷后，转入后续工序或钢卷库。本车间酸洗机组采用水平式浅槽紊流盐酸酸洗机组，原因是浅槽紊流盐酸酸洗具有酸洗带钢质量好、易于操作、作业率高、设备质量轻、投资少、消耗低、无公害等优点。其盐酸再生副产品-优质氧化铁粉纯度高、颗粒细、活性好，可为电子工业部门提供国内短缺的铁氧体磁性
44、材料。连续卧式酸洗机组之所以被称为连续的，是因为带钢连续的通过盛有酸溶液的酸洗槽。为了使过程连续，将后一卷带钢的端头与前一卷带钢的尾端焊接起来，再从酸洗槽通过，为下一步冷轧打下基础。连续酸洗机组可分为3段，分别为头部、中部、尾部。其中上料、拆卷、破碎带钢表面氧化铁皮、矫直、切头切尾、焊接、光整为原料准备段；拉矫、酸洗、漂洗、烘干为酸洗工艺段；剪边、涂油为酸洗成品段。整个机组的操作过程是：被送到机组的带钢卷，经过带有弯曲辊、给料装置和矫直机的开卷机将带钢端头拆开、矫直并被送入侧刀剪切掉带钢头尾，再将切完头尾的带钢闪光对焊机，将前后两条带钢的端头焊接起来，焊接处的焊缝通过焊机自身的光整机进行光整，
45、然后拉料辊将带钢送入头部活套中贮存，以备酸洗工艺段生产。贮存在头部活套内的带钢由拉料辊拉出，并被连续的送入酸洗槽进行连续的酸洗。酸洗后清除掉氧化铁皮的钢板在漂洗槽中经高压水冲洗、毛刷刷洗除去带钢自酸洗槽中带出的残酸，再进入烘干装置将带钢表面烘干，然后送入圆盘剪进行剪边。具体工艺流程为：原料卷开卷横剪焊接入口活套拉矫酸洗出口活套剪边横剪五机架连轧卷取。3.2.2 清洗和退火清洗的目的就是去除轧制过程中带钢表面的油污以及轧后产生的铁粉和灰尘等, 使带钢以洁净的表面进入下一工序。通常采用组合清洗法，是指根据工艺要求把化学清洗、电解清洗和机械清洗等清洗方法进行最佳组合，清洗后的带钢表面质量较高。此法虽然可以使带钢表面清洁度质量大幅提高，洗净率达到97%以上，但也存在一些弊端，首先是投资高、生产成本高，其次清洗介质消耗量大，再次刷辊磨损大，所以组合清洗段只适合对板带质量要求较高的生产线。本车间采用电解清洗方法，电解清洗法是通过水的电解在带钢表面产生微小气
