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什么是冷轧

作者:兰州厚壁无缝钢管    来源:兰州锅炉管    点击数:   更新时间:2017年11月09日 【字体:
冷轧板带生产 

将热轧板卷在常温下轧制成板带材的生产工艺过程。冷轧板带产品的厚度为0.1~3.0mm、宽度为600~2000mm表面光洁、平直,尺寸公差和力学性能应符合有关标准规定的要求。在工业发达国家,冷轧板带钢产量占钢材总产量的30%左右。产品品种有各种有色金属合金板带及普通碳素钢板、合金和低合金钢板、不锈钢板、电工钢板、专用钢板及涂镀层钢板等(表1)。 

冷轧板生产可以追溯到16世纪,用于轧制造币用的金板和银板。19世纪中叶仅能生产宽度20~50mm的冷轧窄带钢。1920年在美国第一次冷轧宽带钢成功,很快由单机架不可逆式轧机发展到单机架可逆式轧机。第一套三机架四辊式冷轧机于1926年在美国建成,以后相继出现4~6机架连轧机。中国冷轧窄带钢(宽度≤600mm)生产始于20世纪40年代连续冷轧窄带钢的五机架350冷连轧机已在上海建成。冷轧宽带钢(宽度>600mm)生产是从50年代末期建成第一台单机架四辊可逆式轧机时开始的。70年代以后又建成五机架四辊连轧机和全连续式冷轧机。世界各国的冷轧机已超过480套。最早冷轧 

冷轧板卷是以热轧卷为原料,在室温下在再结晶温度以下进行轧制而成,包括板和卷,国内众多钢厂如宝钢、武钢、鞍钢等均可以生产。其中成张交货的称为钢板,也称盒板或平板;长度很长、成卷交货的称为钢带,也称卷板。 

生产工艺:生产过程中由于不进行加热,所以不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷,表面质量好、光洁度高。而且冷轧产品的尺寸精度高,产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求,如电磁性能、深冲性能等。 

规格:厚度为0.2-4mm,宽度为600-2000mm,钢板长度为1200-6000mm。 

牌号:Q195A-Q235A、Q195AF-Q235AF、Q295A(B)-Q345A(B);SPCC、SPCD、SPCE、ST12-15;DC01-06 

性能:主要采用低碳钢牌号,要求具有良好的冷弯和焊接性能,以及一定的冲压性能。 

应用领域:冷轧板带用途很广,如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等 

冷轧:用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降,因此冲压性能将恶化,只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料,因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨,钢卷在常温下,对热轧酸洗卷进行连续轧制。内径为610mm。 

产品特点:因为没有经过退火处理,其硬度很高(HRB大于90),机械加工性能极差,只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工(垂直于卷取方向)。  

简单点儿来说,冷轧,是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的,一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。 

冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成,虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温,尽管如此还是叫冷轧。由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧,在机械性能比较差,硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能,没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯,拉伸的产品,1.0以下厚度轧硬的运气好的两边或者四边折弯。 

生产过程中由于不进行加热,所以不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷,表面质量好、光洁度高。而且冷轧产品的尺寸精度高,产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求,如电磁性能、深冲性能等。 

主要规格:厚度为0.2-4mm,宽度为600-2 000mm,钢板长度为1 200-6 000mm。  

牌号 Q195A-Q235A、Q195AF-Q235AF、Q295A(B)-Q345 A(B);SPCC、SPCD、SPCE、ST12-15;DC01-06  

主要采用低碳钢牌号,要求具有良好的冷弯和焊接性能,以及一定的冲压性能。  

冷轧板带用途很广,如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等。 

带钢冷轧  

 冷轧带钢和薄板一般厚度为0.1~3mm,宽度为100~2000mm;均以热轧带钢或钢板为原料,在常温下经冷轧机轧制成材。冷轧带钢和薄板具有表面光洁、平整、尺寸精度高和机械性能好等优点,产品大多成卷,并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂。成卷冷轧薄板生产效率高,使用方便,有利于后续加工。因此应用广泛,已逐渐取代同样厚度的热叠轧薄板(见薄板叠轧)。只有少量的特殊用途的冷轧合金钢板采取单片轧制。冷轧带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30%左右。钢种除普通碳钢外,还有硅钢、不锈钢和合金结构钢等。  
   1553年法国人布律列尔(Brulier)制成一台轧机,轧制造币用的金板和银板。最早的冷轧机是二辊式,以后采用工作辊辊径较小而刚性较大的四辊轧机。为了轧制更薄和更硬的带钢,又发展出工作辊辊径更小而刚性更大的六辊、十二辊、二十辊和偏八辊(M.K.W.式)等轧机。  
   单片轧制时没有张力,轧制的产品较厚(>1mm),速度较低(<2m/s),仅用于生产少量特殊用途的钢板。带钢和薄板的冷轧方式。  

   冷轧带钢生产采用成卷轧制,使用张力卷取和开卷装置,速度高(达42m/s),道次压缩率大,板形平直。轧机有单机可逆式和连续式两种。  

   单机架可逆式四辊冷轧机适合于生产多品种、小批量、厚度 0.2mm以上的普通碳钢或低合金钢。轧制硅钢、不锈钢等高合金特殊钢多采用二十辊或偏八辊轧机。  

   连续式轧机由3~6个机架组成。机架数愈多,总压缩率愈大,产品厚度薄;轧制速度愈快,产量愈大;适用于产量大、品种规格少的普通碳钢汽车板、镀锌板、镀锡板等。  

   全连续冷轧带钢轧机  70年代已发展出少量全连续冷轧机,带钢卷在进入轧机前,前一卷尾与后一卷头焊接,利用活套贮存足够的带钢,保证在焊接时轧机仍继续轧制。由计算机控制轧制过程,在动态中即可改变规格。轧后由飞剪切断、分卷。全连续轧机轧制每卷带钢时无需穿带和甩尾,节省了换卷间隙时间。全连续轧机每台年产量达 200万吨。消除了钢卷头尾厚度超出公差的废品,提高了带材轧制精度和收得率。 

   冷轧带钢轧机现状  1980年世界上的辊身长度大于860mm的带钢冷轧机共有466台,其中可逆式四辊轧机161台,可逆式多辊轧机108台,连续式轧机197台。中国有宽带钢冷轧机9台,其中可逆式四辊轧机4台,可逆式二十辊轧机3台,偏八辊轧机1台,连续式轧机1台。为武汉钢铁公司1978年建成的冷连轧机。是这台轧机主要性能规格。 

   冷轧带钢工艺流程  根据原料和产品的品种、规格,稍有差异。  

   酸洗  用连续酸洗机组去除热轧带卷的表面氧化铁鳞。酸液过去用硫酸,现在多用盐酸。酸洗前先行焊接并卷,有的还经连续“黑退火”。酸洗后进行清洗、烘干和剪边、分卷。  

   冷轧  酸洗后的带坯在冷轧机上轧制到成品厚度,一般不经中间退火。五机架连轧机冷轧总压缩率一般为60~80%,主要轧制厚度0.3~3mm的汽车板、搪瓷板和镀锌板。六机架连轧机主要轧制厚度 0.15~0.5mm的镀锡薄板,冷轧总压缩率一般为70~90%。轧制中各机架(或道次)压下量分配根据轧机允许的压力、功率和速度,考虑到产量、质量等因素综合制定。  

   工艺润滑  起润滑和冷却作用。一般用冷却性能好的乳液,轧制薄或硬的金属时用润滑性能好的纯油润滑剂,例如轧制镀锡薄板或不锈钢用棕榈油等。 

   退火  目的在于消除冷轧加工硬化,使钢板再结晶软化,具有良好的塑性。退火方式有用罩式炉成卷退火和用连续炉退火。成卷退火分为紧卷退火和松卷退火;连续炉退火分为立式连续炉退火和卧式连续炉退火。炉内一般均通入保护气体。目前大多采用罩式炉退火,虽然处理周期长,但因炉子数量多,使用灵活,投资节省。连续炉退火产量大,其中卧式连续炉退火仅用于处理产量少的特殊钢,如硅钢的脱碳退火等。  

   平整  目的在于避免退火后的钢板在冲压时产生塑性失稳和提高钢板的质量(平整度和表面状况)。平整轧机有单机架可逆式和双机架两种,平整压缩率为0.5~4%。双机架平整轧机效率高,压缩率大,可同时兼作二次冷轧用,进一步轧薄钢板;如与五机架连轧机配合,可生产0.10~0.15mm的带卷。  

   镀层、剪切和包装  需镀层的钢板送镀锌、镀锡或有机涂层机组加工。  

   一般冷轧板于平整后剪切。有纵剪和横剪,纵剪是剪边或按需要的宽度分条,横剪是将带卷按需要长度切成单张板。剪切好的成品板带,经检查分类后,涂防锈油包装出厂。 

   带钢冷轧技术的主要进展  有以下几个方面:  

  提高生产率  主要为提高连轧机速度和单卷重量,轧制速度历年提高的情况 [1930~1980年带钢冷连轧机最高轧制速度],单卷重量由50年代的20吨提高到70年代的40~60吨。由于采用高效率循环供油及轧机设备上的一些改进,1971年日本的一组六机架冷连轧机轧制速度可达2500m/min。为便于控制和保证质量,一般轧机实际速度仍为1500~1800m/min。在60年代后期开始实现了计算机控制的压下规程制定和轧机参数设定、调整,穿带和脱尾、上卷和卸卷、换辊等的自动化,提高了轧机效率。  

   提高产品质量  60年代后期普遍装设了厚度自动控制系统(AGC),70年代新建的轧机多采用响应速度快和精度高的液压AGC,使冷轧带材公差缩小到±0.005mm。在板形控制上普遍采用液压弯辊辊型调整装置,并发展出多种板形检测仪和多种辊型调整装置组成自动板型控制系统(见轧机弹性变形)。  

   缩短生产周期  关键在于使各工序连续化。1971年日本建立了第一台全连续轧机。80年代初,又建立连续酸洗与全连续轧机相衔接,连续退火线与连轧机等相联合的作业线。为缩短产品在各工序间的存放时间,加快生产周期,实现流程连续化,正在建立计算机计划、调度、设备诊断修理等系统。 

冷轧冲压薄板 

冷轧冲压薄板是具有良好的深冲性能、抗凹陷性、高弹性模量和抗疲劳性能的钢板。其强度一延性可良好匹配。但随着钢的强度级别提高,钢板的回弹性增加其冲压性能会有所降低。因此,合金设计,晶粒细化、强化和相变强化是这种钢板主要可采取的生产方案。 

冷轧冲压用钢有以下3种基本类型: 

(1)铝镇静钢; 

(2)含P高强度钢; 

(3)高强度无间隙原子(IF)钢,具有超深冲特性与添加P、Mn、Si等元素的固溶强化机制的结合。 

这3种类型代表了第二代和第三代冲压用钢的两个塑性应变比的级别γ=1.4~1.8,1.8~2.8。尤其是IF钢的生产,原理上利用了Nb—Ti复合微合金化,形成碳氮化物固定了钢中的残留的C和N,应用上具有极好的深冲性。

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