冷轧辊技术资料电子教案

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1、技术中心,冷轧技术的发展与锻钢冷轧辊的制造技术进步及锻钢冷轧辊使用维护,一.前言 二.冷轧工艺流程及冷轧板主要质量指标 三.冷轧机几种主要类型及板型控制技术 四.冷轧辊主要技术特性及生产工艺流程 五.冷轧辊在轧钢中的消耗及冷轧辊使用 性能评价 六.锻钢冷轧辊的发展趋势 七.锻钢冷轧辊使用维护与管理,目录,前言,一、前言 钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产低碳钢2025mm窄带，美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢。1924年在美国的阿姆科钢铁公司巴特勒（Bulter）建成世界上第一套三机架四辊串列式冷轧机，从上世纪50年代美国开始建造五机架串列式冷轧机。为轧制更薄的镀锡原,上

2、世纪60年代初美国杨斯顿板管公司建成世界上第一套六机架冷连轧机。日本新日铁广畑厂的过程联合全连续生产线(FIPL),于1986年开工，广畑厂自FIPL线投产后产量激增，工时利用率高达95，收得率增至96.9%，能耗下降40。该厂FIPL在全世界首次将酸洗冷轧连续退火及精整过程实现全连续生产。 我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机架可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机架可逆式冷轧机，MKW偏八辊轧机、1150mm森吉米尔二十辊冷轧机。上世纪70年代投产了我国第一套1700mm五机架冷轧机，1988年建成了2030mm五机架连续冷轧机。冷连轧机发展至今已拥有全连

3、续冷轧、快速换辊、液压压下、弯辊装置和自动控制等新技术。高精度冷带及板形控制技术和计算机全过程控制技术得到广泛应用，轧制速度高达3541.6m/s，最大卷重达60t。,冷轧工艺流程,二.冷轧工艺流程及冷轧板主要技术指标 冷轧板带生产的工序和工艺流程与产品紧密相关，随产品的 要求不同，工艺流程也有所不同。 冷轧板带钢产品以热轧带钢作为原料，因其表面有氧化铁皮， 所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉，故酸洗是冷轧生产的第一道工序。酸洗后即可轧制，轧制到一定厚度，由于带钢的加工硬化，必须进行中间退火，使带钢软化。退火之前由于带钢表面有润滑油，必须把油脂清洗干净，否则在退火中带钢表面形成油斑，造成表面缺陷。

4、经过脱脂的带钢，在带有保护性气体的炉中退火。退火后的带钢表面是光亮的，所以在进一步的轧制或平整时，就不须酸洗。 带钢轧至所需尺寸及精度后，通常进行最终退火，为获得平整光洁的表面及均匀的尺寸厚度和调节机械性能要经过平整。带钢在平整之后，根据用户要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必要时则纵切。 冷轧板带钢产品极为广泛，其具有代表性的产品有金属镀层板（镀锡板、镀锌板等）、深冲钢板（汽车板)、电工钢板与不绣钢板等。其工艺流程下图。,冷轧工艺流程,冷轧钢板技术要求,近年来，用户对冷轧板带的要求日益严格，冷轧钢板向尺寸高精度，表面质量好，力学性能均匀一致的方向发展。冷轧带钢生产技术发展的主攻方向是要不

5、断提高产品质量，主要是带钢厚度精度和板形平直度，以满足现代化自动流水生产提出的苛刻要求和提高市场竞争能力。如要求汽车板的同板厚度差5m，板形平直度由20I提高到10I(1I单位105相对长度差），镀锡板要求为5I。 厚度自动控制（AGC)技术在近10年中已发展到很高的水平。冷轧带钢的纵向厚度偏差由10.5%,降低到0.6%0.3%。绝对偏差值也由5m降低到2m。与轧辊相关的主要是轧辊加工精度水平。 冷轧带钢按其表面精加方法可分为毛面的和光亮的两种。毛面加工的具有微细凸凹的表面，大部分冷轧带钢都属于这一类。保持金属光泽象镜面那样光亮的精加工带钢，在加工后进行抛光研磨，可作为镀铬部件的原版。其光亮

6、加工板表面粗粗度（Ra值) 0.3微米，毛面加工板按不同用途其表面粗粗度（Ra值) 0.33微米之间。与轧辊相关的主要是表面粗粗度保持能力。 冷轧带钢比其它钢材对表面质量要求更加严格，表面缺陷或表面伤痕都有严格的要求。其表面缺陷大致分两种类型：一类是在材料加工过程中发生的；另一类是材料本身引起的。与轧辊相关的主要是抗辊印能力。,三.冷轧机几种主要类型及板型控制技术,冷轧机几种主要类型,冷轧机按轧辊辊系结构分类有二辊式、四辊式、六辊式和多辊式冷轧机，按机架布置形式有单机架可逆式和多机架串列式冷轧机。 二辊式冷轧机是早期出现的结构形式最简单的冷轧机。二辊式轧机辊径大，咬入性能好，轧制过程稳定，但轧

7、机刚度较小，轧制产品厚度大，精度差，难以保证高质量的轧制。因此目前这种轧机只用于轧制较厚的带钢或作平整机用。 四辊式冷轧机一般多采用工作辊传动，其工作辊和支撑辊直径之比约1：3，机架具有较大的刚度，可以轧制厚度为0.153.5mm、宽度最大为2080mm的低碳冷轧钢和镀锡、镀锌及涂层基带，也可轧制不锈钢、合金钢等钢带。 为克服四辊轧机横向控制能力差和板型调整困难等缺点，日本日立公司于1972年开发了一种新型带钢轧机。这种轧机是在四辊系上增加两个可作轴向移动的中间辊能很好控制板形，被称为高性能辊型凸度控制轧机，为六辊辊式轧机，简称HC轧机。 多辊轧机以森吉米尔型二十辊轧机和十二辊(CR)轧机为主

8、，一般用于轧制难变形和极薄带金属材为主。,冷轧机几种主要类型,从机架布置形式看，冷轧机的早期形式都是单机架形式，生产工艺由单张 生产发展为成卷可逆式生产。可逆轧制是带钢在机架上往复地进行多道次轧制，这样每个道次都要启动、加减速、停车和换向。因此可逆轧制限制了轧制速度和生产能力的提高，且头尾也不可避免的出现厚度超差，导致产品质量难以提高。串列式布置的冷轧机适应了生产能力和产品质量不断提高的需要，一次就完成压下变形，是一种高效率生产的冷轧机。按轧制形式可分为四种，第一种是单卷轧制，第二种是单一全连续（无头无尾）轧制，第三种是酸洗-冷轧联合机组(CDCM)，第四种是酸洗-冷轧-连续退火的联合生产线(

9、FIPL)。全连续冷轧机除了具有无头轧制所特有的高产、优质和低耗等优点外，还具有节省投资、降低成本和缩短生产周期等优点。 连轧机一般为三到六个机架，我国以五机架为主，部分钢厂选择四机架连轧机，现绝大多数为酸洗-冷轧联合机组。 可逆式宽带钢冷轧机具有生产规模小、投资少、品种规格变换快而批量小的特点，使它在服务个性化用户的需要上，特别是一些高附加值产品上，优越性很明显。但是此类轧机对轧辊要求高，在保持足够的耐磨性的情况下，还具有抗事故性能好的特点。,冷轧机几种主要类型,二辊冷轧机,四辊冷轧机,六辊冷轧机,几种典型冷轧机形式,森吉米尔冷轧机,冷轧机几种主要类型,我国几种典型冷轧机类型,冷轧机几种主要

10、类型,冷轧机几种主要类型,冷轧机几种主要类型,冷轧板带板形控制技术,我们知道轧后板形与以下几种因素有关：来料板形、来料横向厚度差、金属横向流动状态等因素。一般板形控制方法分两类：板形控制的工艺方法、板形控制的设备方法。 板形控制的工艺方法主要有以下几种： 1.设定合理的轧辊凸度； 2.合理安排不同规格产品的轧制顺序； 3.合理地制定轧制规程； 4.调节冷却剂的供给量及其沿横向分布。 板形控制的设备方法主要有以下几种： 1.垂直方向弯曲轧辊技术（分为正，负弯辊、弯曲支撑辊）； 2.轴向移动圆柱形轧辊技术（HC、UC、HCM、HCW 、HCMW 、VCM)； 3.轴向移动非圆柱形轧辊技术（CVC、

11、UPC、UCMW)； 4.变形自补偿技术（边部减薄技术分为EDC冷却和EDC轧辊两种）； 5轧辊交叉技术（PC)； 6轧辊整体涨形技术（VC)。,冷轧辊技术特性,冷轧辊在使用过程中具有轧制温度低、轧材变形抗力较大、板带材厚度薄，表面质量要求高、轧制速度快、轧制温升较高等特点，增大了单位轧制压力，因此要求轧辊应具有如下特性： 1、成品冷辊工作辊辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以 此保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量。 2、辊身淬硬层深度是冷轧工作辊所要求的性能中最主要的性能之一。因为辊身表面淬硬层深度的增加，可增大轧辊的可用直径，从而有效地提高轧辊使用寿命；与之相应，不需重新淬火，因此

12、，有利于降低生产成本。,四.冷轧辊主要技术特性及生产工艺流程,3、具有高弹性极限。防止在高轧制载荷作用下，辊身表面发生过量的塑性变形。这一特性对于轧制薄带材显得尤为重要。 4、具有高的耐磨损性能和粗糙度保持能力。 5、具有高的抗事故能力，特别是应兼有高的抗热冲击和抗剥落性能。 由于冷轧工作辊的抗事故能力对钢的组织和性能不均匀性特别敏感，因此，要求轧辊本身：一是纯净的冶金质量；二是高的组织均匀性。冷轧工作辊辊身工作层的基体组织应当是细小的回火马氏体和在马氏体基体中均匀分布有细小的颗粒状的碳化物，以此赋予轧辊所需要的优异性能。,冷轧辊技术特性,配料,冶炼,铸锭,电渣重熔,LF/VD,感应淬火,回火

13、,冷处理,冷轧辊的工艺流程,不同冶炼方法对冷轧辊质量和性能的影响,锻钢冷轧辊的性能,过程质量控制,锻钢冷轧辊的生产,锻钢冷轧辊的生产,不同系列轧辊材质的 技术特性,轧辊技术特性,轧机配辊,锻钢冷轧工作辊性能要求： 冷轧机轧制过程中由于具有轧制温度低、轧材变形抗力较大，增大 了轧制 压力、轧制温升较高，板材表面质量要求较高等特点，因此要求轧辊应具有如下特性： 1、成品冷辊工作辊辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以此保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量。 2、辊身淬硬层深度是冷轧工作辊所要求的性能中最主要的性能之一。因为辊身表面淬硬层深度的增加，可增大轧辊的可用直径，从而有效地提高轧辊使用寿

14、命；与之相应，不需重新淬火，因此，有利于降低生产成本。 3、具有高弹性极限。防止在高轧制载荷作用下，辊身表面发生过量的塑性变形。这一特性对于轧制薄带材显得尤为重要。 4、具有高的耐磨损性能。 5、具有高的抗事故能力，特别是应兼有高的抗热冲击和抗剥落性能。 由于冷轧工作辊的抗事故能力对钢的组织和性能不均匀性特别敏感，因此，要求轧辊本身：一是纯净的冶金质量；二是高的组织均匀性。冷轧工作辊辊身工作层的基体组织应当是细小的回火马氏体和在马氏体基体中均匀分布有细小的颗粒状的碳化物，以此赋予轧辊所需要的优异性能。,轧机选配辊原则,1、 工作辊 （1）根据轧辊工作层深度要求配辊，工作层厚度30mm宜选Cr5

15、系列。 （2）根据轧机投产时期特点配辊：投产之初通常由于轧机调试原因，轧制事故发生频繁，轧辊选择宜选低硬度（902HSD）、浅淬硬层轧辊，以减小因轧制事故选成的轧辊损失，轧机生产正常以后，再选高材质轧辊以提高轧辊耐磨性，延长轧制周期，提高板材表面质量。 （3）根据轧辊所在所在机架位置及用途特点配辊，对于连轧机轧辊，前架由于板材较厚，压下量较大，轧制条件相对较恶劣，宜选较低硬度轧辊，后架由于压下量较小，板材表面质量要求较高，宜选用高硬度、高材质轧辊：单机架可逆轧机工作辊，由于轧制条件相对较恶劣，宜选用Cr3以下材质轧辊。 中间辊由于在机轧制时间较长，长期承受支承辊和工作辊滚动接触，应选用接触疲劳

16、强度高的Cr3以上，甚至选用Cr8、半高速钢材质轧辊。 平整工作辊由于要求轧板表面质量较高，应选用高硬度（92HSD）、高耐磨性轧辊以保持良好的辊型，宜选用Cr5高耐磨深淬硬轧辊。 综上所述，轧机配辊应充分考虑轧机轧制条件、板材规格、质量要求，进行合理、科学的选配。,2、支撑辊 支撑辊对工作辊起到支撑作用，与工作辊相比在机时间长，通常为工作辊的4倍以上，并长期与工作辊或中间辊滚动接触，因而要求支撑辊辊身必须具备较高的刚度、耐磨损性和较高的接触疲劳强度。同时由于支撑辊在机周期较长，辊颈长期承受交变弯曲应力，要求具有良好的强度韧性组合。辊身辊颈性能要求不同的特点决定了整体材质的支撑辊难以满足轧辊综合性能要求，而复合铸钢支撑辊正好可以通过外层和心部不同材质的复合来达到支撑辊综合机械性能的要求。综上支撑辊材质的选择应以Cr4-Cr5为首考，复合材质支撑辊将是今后发展的主导方向之一。,从Cr2、Cr3到Cr5，由于Cr含量提高，铬/碳比发生了变化，使Cr5材质轧辊金相组织中的碳化物形态和数量随之改变，由原来Cr2、Cr3材质的M3C变成