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1、1轧钢培训讲稿一、轧制原理1. 冷轧变形轧制过程其实就是钢板发生塑性变形的过程。在轧制过程中钢带和轧辊相互作用，钢带受轧辊作用产生塑性变形（当然也伴有微小的弹性变形） ，而轧辊受钢带的作用产生弹性变形。钢带的塑性变形和轧辊的弹性变形是一个问题的两个方面。在技术上要求钢带应尽可能产生大的塑性变形，轧辊应产生尽可能小的弹性变形，然而钢带塑性变形愈大，压力愈大，则轧辊的弹性变形愈大。3、乳液皂化值是指皂化 1 克油品所需氢氧化钾的毫克数，单位为 mgKOH/g。它的高低代表轧制油的润滑性能的好坏，皂化值越高，轧制油的润滑性能好，但轧后退火板面清洗性也随之变差。皂化值反映轧制油的润滑能力。酸值：是表征
2、油品中有机酸中含量多少的指标。一般情况下，酸值越高，乳化液 pH 值越低。PH 值是指一定浓度的产品在指定水质中的酸碱度。测试温度对其有一定的影响。其是判断油品老化速度，以及氧化变质程度的一个重要指标。ESI 值是指乳化液的稳定性能。在乳化液中，ESI 越高，乳化液稳定越高，离水展着性相对变低。颗粒度：乳化液中油滴的颗粒直径。主要是对其润滑性和热稳定性产生影响。一般而言，较大粒径有利于乳化液受热时油水两相分离，轧辊和轧件表面吸附油量增加，降低轧制变形区的摩擦系数。然而，若颗粒度过大，容易造成乳化液不稳定，严重的会使乳化液油水分离影响乳化液的使用效果和使用周期。正常新配置的乳化液平均粒径小于 1
3、m,随着时间的增加，乳化液的粒径逐渐粗化长大，反映在轧制过程中可能出现咬入困难、钢带跑偏、打滑等情况。为了解决乳化液的稳定性和润滑性能的矛盾，可在乳化液中加入分散剂。各指标关系浓度提高，颗粒度会有所增加，但主要取决于温度和乳化液循环时间。乳化液稳定性(ESI)主要与温度有关，温度提高，乳化液稳定性有所降低。酸值等由于水解或酸洗挟带后会降低，导致 ESI 下降，电导率、氯离子和 pH 变化会导致 ESI 升高或降低，与乳化液类型或污染来源有关。灰分与铁含量、电导率及杂油含量相关，电导率和铁含量越高，灰分越高。灰分与铁粉的比值一般在 2-3之间，超出此范围需要注意。2乳化液的润滑性能在轧钢过程中，
4、在一定的温度和压力条件下，分散于乳化液中的轧制油以物理吸附和化学吸附两种方式吸附于钢板和轧辊表面形成油膜，为轧制提供必要的润滑。作为轧制油或乳化液的最基本的功能，油品润滑的设计和应用水平，对冷轧工序最终结果有着决定性的影响。良好的润滑可以达到如下目的：节能： 良好的润滑可有效降低摩擦力 良好的挥发性可降低退火时间降低辊耗改善板形： 好的润滑有利于板形控制 好的润滑可降低厚度波动 好的润滑有利于表面结构提高板面清洁度及改善板面状态：轧后板面的反射率 轧后及退火后的板面残留 减少板面划伤正常平稳的轧制需要轧制油提供均衡稳定的润滑，即轧制油除必须保证稳定的物理和化学特性外，还必须保持数量上的，即吸附
5、量的稳定。乳化液的冷却性能轧制过程中钢板发生变形所产生的大量的热，也需要由乳化液带走，正确控制乳化液的流量和喷射部份，可以有效控制板温，并调节板形。在应用乳化液的冷却功能时，除板温的控制外，可以通过乳化液流量的位置的控制，使轧辊的不同部份产生不同程度的热胀冷缩，达到控制板形的目的。乳化液的冷却性能与油品没有直接联系，是一种物理现象。冷却性能与现场应用的喷射流量密切相关。乳化液的冷却性能与油品的应用浓度成反比，浓度越高，冷却能力越低。提高油品的净油润滑能力，使乳化液可以在较低的浓度下应用，一定程度上有利于提高乳化液的冷却性能。乳化液的清洗性能乳化液的清洗主要包括对板面进行清洗，对轧辊和机架进行清
6、洗。在轧制过程中，除轧辊与钢板摩擦产生铁粉外，还会产生各种高粘性的铁皂体、油品在高温高压下产生的聚合物。这些异物是影响板面清洁度的主要因素。另外，轧机所使用的各种油膜轴承油和液压油，也会在钢板表面部份残留，或在乳化液应用过程中进一步聚合，污染板面。控制乳化液的清洗性能，一方面，取决于乳化液本身的设计特性；另外，乳化液的各项指标如皂化值（杂油含量）的控制也是非常关键的。一般来说，增加轧制油中表面活性剂的含量，会提高乳化液的清洗能力，但这同时会提高油品的稳定性，降低油品的的润滑能力。因此，不能孤立地看待油品的清洗能力。3. 3 皂化值与润滑性和清洁性3油品的皂化值对其润滑性和清洁性有很大的影响。矿
7、物油系水溶性轧制油，其皂化值小于 100mg.KOH/g，具有良好的清洁性，但润滑性差，可用于轧制表面光洁的 0.8 毫米以上薄板，脂肪系轧制油皂化值大于 150mg.KOH/g，润滑性好，可用于轧制 0.3 毫米以下的薄板，但使用中表面残碳较多，影响清洁性，所以在退火前钢板要清洗干净，皂化值为 100 时，既能保证轧制过程润滑性，又能保持钢板清洁性而省去清洗工序。薄件高速轧制选择高皂化值，厚件低速选择低皂化值。二、板形控制1、 板形的定义板形是板带材平直度的简称，一般是指浪形的有无及存在程度。如果钢带各横截面的中性线不位于一水平面内，就出现了不平直的缺陷，称为板型缺陷，或称为平直度不良。冷轧
8、常见的板形缺陷有边浪、中浪、四分浪、复合浪等。严格来说，板形又可分为视在板形与潜在板形两类。所谓视在板形，就是指在轧后状态下即可用肉眼辨别的板形；潜在板形是在冷轧带钢轧机上，由于张力的作用，带钢被拉直，轧制时看不出板形缺陷，在后部加工工序一旦张力被解除，板形缺陷才显露出来，于是便称这种轧后钢板具有潜在板形缺陷。2、辊形控制1）调温控制法:即调节沿辊身长度上的温度分布。如果辊身长度方向分段冷却轧辊，改变各段冷却液的数量和温度，便可改变轧辊的热凸度，从而也就改变了轧辊实际凸度，达到调整辊型的目的。此方法的优点是采用的设备和控制方法都很简单，但它的调整速度很慢，惯性大，不能满足高速轧制的要求，且不能
9、经常保持轧辊热凸度对称性和稳定性。2）弯辊控制法。即采用液压弯辊装置，调节轧辊挠度改变轧辊实际挠度。当采用这种方法时，轧辊（工作辊或中间辊）两端受一附加的弯曲力作用，可加大或减小轧辊在轧制过程中所产生的挠度使轧辊实际挠度自动或人工地保持在最佳数值上。液压弯辊的突出优点是快速、准确、能满足高速度、高精度轧制的要求，实现板形自动控制。能使一种辊型适应多种规格的生产，便于磨辊，减少了换辊次数，提高了作业率。3）采用高性能轧辊凸度控制轧机，如 HC 轧机，该轧机在工作辊与支承辊间有能作轴向移动的中间辊。两个中间辊的移动是对称的，但方向是相反的。工作辊上有调节辊型用的液压弯辊装置。该轧机能够根据被轧板材
10、的宽度设定中间辊的移动量。这样，工作辊和中间辊在板宽的外侧有一端不接触，消除了工作辊的附加弯曲，因而使工作辊弯辊效果更为显著，提高了辊型调节的灵敏度. 3、影响板形因素带钢的横向厚度差取决于轧辊在轧制时辊缝的实际大小及形状，带钢的板形则取决于钢带沿宽度方向上延伸的均匀程度。因此，横向厚度和板形是两个不同的概念。但无论是横向厚度差方面的缺陷或板形方面的缺陷，其根源都在于带钢在轧制过程中的不均匀变形（不均匀的压下与不均匀的延伸） ，实质是带钢内部残余应力的4分布。可见，横向厚度差与板形有着内在的关系。因此，通过调整辊缝形状可以达到减小带钢的横向厚度差和改善板形质量的目的。在冷轧过程中，由于带钢的宽
11、展很小几乎可以忽略不计。因此，压下变形基本都转为沿钢带长度方向上的延伸。在实际生产中，经常会碰到这样一个情况，即有时轧出带钢板形良好但厚度超出偏差，为了保证带钢横断面厚度偏差值，板形方面的要求又可能满足不了，造成这种局面的根本原因就是原料断面厚度的不均匀。3.1 影响板形因素及控制影响板形不良的原因在于带钢在轧制过程中沿宽度方向上各处的不均匀延伸。板形缺陷的产生，除了原料的厚度不均匀等因素外主要是轧辊的辊缝变化。因此，板形的控制基本上可以说是辊形的控制，而辊形的控制系指对实际轧制时工作辊缝形状的控制。带钢在冷轧过程中，其横断面上各点的厚度取决于轧辊在轧制时的实际辊缝；其平直度则取决于各部分延伸
12、的均匀程度，这同样也取决于轧制时的实际辊缝的形状与大小。由于轧辊的弯曲而沿带钢宽度方向辊缝发生变化，使轧出的带钢沿宽度方向变的不均匀，这就导致带钢板形的不良，而轧辊的弹性变形、辊温的变化及轧辊的磨损是使轧辊弯曲、使其实际工作辊缝发生变化的主要因素。特别是轧辊的磨损，每时每刻都在破坏着正常的辊形，使辊缝发生不均匀的变化。归结起来，影响辊缝形状的因素主要有以下几点：轧辊的弹性弯曲变形从变形方面来看，如果轧制用的轧辊加工成严格的圆柱形，那么在不过钢时，辊缝显然是平行的。在轧制带钢时，由于轧制压力的作用，轧辊将产生弹性变形。这些弹性变形沿辊身长度方向是不均匀分布的，结果使轧制时的实际辊缝沿辊身长度方向
13、不均匀，所轧出的钢带断面形状沿辊身长度方向自然也是不均匀的。导致钢带产生浪形。通常，轧制压力越大，轧辊的弹性弯曲变形越大；轧辊直径越大，刚性就越好，则轧辊的弹性弯曲变形越小。轧辊的热膨胀冷轧生产过程中，带钢的变形主要是压下与延伸变形，厚度方面的压下几乎全部变成纵向的延伸。在变形过程中，带钢将产生大量的变形热，带钢在轧制中产生的变形热是主要的热源。由于这种变形热使轧辊热膨胀而改变原始辊形，实测表明，辊身各部分的温度并不一致，由此引起的温度差将导致轧辊直径的热膨胀差。在多数情况下，辊身中部的温度将高于其边部的温度，此时，假如轧辊由于热膨胀所形成的凸度其值正好与轧辊产生的弹性弯曲所形成的凹度值相互补
14、偿，则辊身就能保持圆柱形，这时沿带钢横断面各处的压下将都是一样的，那么带钢各点的延伸也就都相同（原料厚度各点都相同的情况下） ，轧出的带钢板形自然是良好的；如果轧辊的弹性弯曲所形成的凹度值大于轧辊热膨胀凸度值，则带钢两边的压下将比中间大，那么带钢两边的延伸5变形也相应的要大些，即比中间部分伸长要大些；换一种情况，如果轧辊的弹性弯曲所形成的凹度值小于轧辊热膨胀，则带钢中间部分的延伸大于两边部分的延伸。可见，轧辊由于热膨胀所形成的凸度不管其大小都将影响原始辊缝形状。轧辊的磨损随着轧辊在换辊以后工作时间的逐渐增长，工作辊与带钢之间、工作辊与支撑辊之间由于摩擦会使轧辊磨损，轧辊的磨损使辊缝形状渐渐的变
15、的不规则起来。影响轧辊磨损的因素也是多方面的。例如，轧辊与带钢的材质、轧辊表面硬度和光洁度、轧制压力和轧制速度。前滑和后滑的大小以及中间辊（支承辊）与工作辊之间的滑动速度都会影响轧辊磨损的快慢；另外，沿辊身长度方向轧辊磨损也是不均匀的，这些都将影响辊缝的实际形状。轧辊的弹性压扁轧制时由于轧制压力的作用，带钢与工作辊之间、工作辊与支撑辊之间均会产生弹性压扁。影响辊缝形状的不是轧辊的弹性压扁的数值，而是压扁值沿辊身长度方向的不同大小，对于工作辊来说，如果轧制压力沿带钢宽度是均匀分布时，则工作辊的弹性压扁分布也是均匀的。由于工作辊与支撑辊之间的接触长度上各点的压力是不同的，这就使辊与辊之间弹性压扁值
16、沿辊身长度方向也是不均匀的，工作辊与支撑辊之间的不均匀压扁引起了辊缝形状的变化。轧辊的原始辊型轧辊的原始辊型不同，就可以人为的使辊缝形状不同。在实际生产中人们就是利用轧辊原始辊型这一因素来补偿上述因素对辊缝所造成的影响。除上述各因素对辊缝将产生一定影响外，在轧制过程中张力和润滑等对辊缝同样将产生影响。张力，特别是后张力能使带钢对轧辊的压力降低；工艺润滑可以使带钢与辊面间摩擦系数减小，同样也能降低带钢对轧辊的压力。所有这些均使轧辊的弹性弯曲减小而影响辊缝。在实际生产中，轧辊的受力变形、热膨胀与磨损这三个因素是综合的起作用的，他们一方面既是引起板形缺陷与横向厚差不合格的根源；另一方面，如能进行适当调整和控制，却又可使这三大因素成为改善板形和提高横向厚度均匀性的有效手段。例如，在轧制过程中，由于变形热使轧辊热膨胀而改变原始辊型，致使板形受到影响，此时，为保持原始辊形可通过沿辊身长度方向上的分段控制冷却液的流量，以适当调节轧辊辊身两端与中部的温度差以及辊径与轴承的温度，就有可能减小轧辊的凸度
