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1、 概概 述述1.1.1.1.冷轧薄钢板生产的发展历史冷轧薄钢板生产的发展历史 钢的冷轧是 19 世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度 20-25mm 的冷轧带钢。美国 1859 年建立了 25 mm 冷轧机，1887 年生产出宽度为 150mm 的低碳钢带。1880 年以后冷轧钢带生产在德国、美国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直、平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。宽的冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在 1920 年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆式轧制而跨入单机可逆式轧制。1926 年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷
2、连轧机。原苏联开始冷轧生产是在 30 年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张的热轧板作原料。1938年在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架 1680 mm 冷连轧及 1680 mm 可逆式冷轧机，生产厚度为 0.52.5 mm,宽度为 1500 mm 的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂又建立了一台2180 mm 的可逆式冷轧机。1951 年原苏联建设了一套 2030 mm 全连续式五机架冷轧机，年产 250 万吨，安装在新利佩茨克。日本 1938 年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板的生产。1940 年在新日铁广厂建立了第一套2四机架 14
3、20 mm 冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产开始于 1960 年，首先建立了 1700 mm 单机架可逆式轧机，以后陆续投产了 1200 mm 单机可逆式冷轧机，MKW1400 mm 偏八辊轧机、1150 mm 二十辊冷轧机和 1250 mm HC 单机可逆式冷轧机等，70 年代投产了我国第一套 1700mm连续式五机架冷轧机，1988 年建立了 2030 五机架全连续冷轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有 18 套，窄带钢轧机有 418 套。在这 30 多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了 20 多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧板镀锌
4、板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着经济建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了经济建设的需要为此我们必须增建新轧机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。从世界上看：日本 1960 年冷轧板产量 100 万吨，而 30 年后的今天生产能力已达 2000 多万吨，增加了 20 倍。原西德 1950年年产冷轧板 16.3 万吨，而 1974 年产达 821.3 万吨，增加了50 多倍。冷轧薄板发展如此迅速的主要原因是：（） 钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在生产厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧建首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性能出现
5、显着3异。当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以至根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。因此，从规格方面考虑，事实上存在一个热轧厚度下限。70 年代初期，日、法、意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加8、9 几家来生产 1 mm 和 0.8 mm 的薄带。但实践证明,从产品质量和设备重量来说是不可行的。现代热连轧机，目前设计可能轧出最小厚度为 1.2 mm，但实际生产中很少生产 1.8 mm 或 1.5 mm以上的热轧卷板。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为 0.100.
6、17 mm 的冷轧薄板,作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产 0.20.35 厚的冷轧钢板 mm。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达 0.001 mm 的产品。一般 0.150.38 mm 厚的板带为一般薄板，0.070.25 mm 厚的为较薄薄板,0.0250.05 mm 厚的板带为极薄薄板，这些产品用热轧方法是不可能生产的。从厚度精度上看，现代热连轧厚度精度通常为50m，而现代冷连轧板厚精度高达5m，比热轧厚度精度高 10 倍。从板形方面看，热轧板带平直度为 50I（1I 单位105相对长度差） ，而冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢，其平直度能控制在 520 I 以内。（2
7、）目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适合于生产表面光洁程度要求很高的板带钢产品。热轧板表面4粗糙度热轧状态下为 20m，酸洗后为 25m。而冷轧板表面清洁光亮，并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面粗糙度分为 3 种：一种是无光泽的钢板，其表面粗糙度为310m，一般适于用作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板的附着性较强；第二种是光亮板，其表面粗糙度大于 0.2m，这种钢板主要作为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹板，采用表面具有 70120m 凸凹的平整辊平整钢板，这种钢板用于仪表壳及家具装饰等。这
8、样的表面质量热轧是无法满足的。（3）性能好、品种多、用途广。冷轧钢板的另一突出优点是性能好、品种多、用途广。通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理的恰当配合，可以在比较宽的范围内满足用户的需求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成形，这样深冲性能就成为薄板生产和使用的核心问题。冲压用钢的主要要求之一是具有占优势的有利织构111（100） 。热轧薄板的塑性应变比 R 仅可达到 0.80.95，而冷轧第一代沸腾钢汽车板 R 为 1.01.2，第二代 08AL 钢 R 为1.41.8，第三代冷轧汽车板 R 为 1.82.8，这是热轧无法达到的。硅钢是机电工业的重要材料之一，主要用户是电机制造业和输变电事业
9、制造业。能源价格上涨、能源危机，必然要求使用低能耗材料，所以 60 年代就开始淘汰能耗高的热轧硅钢片，代之以冷轧硅钢片。用 10 万吨冷轧无取向硅钢制作电机比用 10 万吨热轧硅钢制作电机，实测节能 1.98 亿 kWh/a，电机运转 10 年就相当于节约一个 20 万 kW5的发电厂全年的发电量。而且用冷轧硅钢片生产 36 万 kVA 变压器其总重量是 204 吨，而用热轧硅钢片制造一台 12 万 kVA 变压器，其总重量为 200 吨。因此，用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片具有重大的经济价值。冷轧还可以生产不锈钢板，用于家具和建筑装饰、化工工业等。近年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧板为基板的各
10、种涂层钢板品种繁多，用途极为广泛。由于上述原因，冷轧钢板的生产得到迅速发展。从产量左右上看，一般冷轧板产量约占轧材总产量的 20左右。工艺技术装备不断革新。早期的冷轧板轧制速度不到 1m/s，而今已达 41.6m/s。钢板的宽度 1905 年是 406 mm，1925 年是 914 mm，而今最宽已达 2337 mm。钢卷重量也从几吨发展到 60 吨。一座现代化的冷轧厂年产量可以达到 250 万吨。1.2.1.2.冷轧薄钢板生产工艺流程冷轧薄钢板生产工艺流程冷轧板带钢的产品品种很多，生产工艺流程亦各有特点。具有代表性的冷轧板带钢产品是金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等） 、深冲钢板。成品供应状
11、态有板或卷或纵剪带形式，这主要取决于用户要求。各种冷轧产品生产流程如下图所示。6原料（热轧板卷）酸洗冷轧退火退火脱碳退火连续镀锌电解清洗淬火，碱、酸洗检查、清理冷轧平整淬火，碱、酸洗剪切矫直抛光包装入库不锈钢板平整平整成品退火连 续 镀 锌横剪纵剪检 查重 卷拉 伸 热 平 整瓦 垄 机 组涂 层 机横 剪镀锡板普通深冲 板电工硅钢 板镀锌板涂层板酸洗热轧带钢横 剪7问答题:1.冷轧板带迅速发展的原因2 写出由热板至彩涂板的工艺流程8第二章：冷轧板带钢生产第二章：冷轧板带钢生产2.1 冷轧板带材生产工艺特点2.1.1 薄板带材当厚度小于一定限度（例如小于 1 毫米）时，由于保温和均温的困难，热
12、轧很难实现，并且随着钢板宽厚比的增大，在无张力的热轧条件下，要保证良好的板形也非常困难。采用冷轧方法可以较好的解决这些问题。冷轧生产可以提供大量高精度和性能优良的钢板和带材，同热轧相比，它具有以下优点：1. 产品表面质量好，不存在热轧板带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷。还能根据用户要求轧出不同的表面光洁度。2. 过去的热轧法不能生产的极薄带材（最薄可达 0、001 毫米） 。3. 产品尺寸精确、厚度均匀、板形平直。4. 产品性能好，较高的强度，良好的深冲性能等。5. 可实现高速轧制和全连续轧制。2.1.2 冷轧钢板和带钢的使用情况列于表 2-12.1.2.1 表面状态和表面光洁度冷轧板带
13、具有良好的加工性和美观表面，多用作外用钢板和深冲钢板，因此必须避免表面缺陷。冷轧板带根据表面精整方法不同分成光面和毛面两种，表面精整的差别主要取决于平整辊的表面状态。毛面精整是使钢板表面具有微小的凹凸度（表面粗糙度 R=2-8um） ，9大部分钢板属于毛面（无光）精整，光面精整要求钢板表面光滑，具有金属光泽。表 21 冷轧钢板使用情况冷轧板带的尺寸精度包括厚度、宽度和长度，其偏差在国家标准中有规定。形状一般用平坦度、横向弯曲、直角度来表示，其允许值在标准中也有规定。2.1.2.3 加工性能冷轧产品用途广泛，加工方法很多从简单的弯曲加工直到深冲加工。按加工性来分，有成形性（扩展性和深冲性）和形状
14、型两种。2.1.2.4 时效性能所谓时效现象就是金属和加工性能随着时间的推移而发生变化的现象。冷轧钢板有淬火时效和应变时效。一般发生时效时硬度和抗拉用途应用的例子特点 汽车汽车挡泥板，门，盖，机罩， 拖车顶板，顶盖，油盘，防撞 器，油罩从门、车顶那样轻微变形的加工直 到挡泥板、油盘那样大变形的加工， 涉及范围广泛电器电冰箱，洗衣机，清扫车，照 明器材，变压器电机磁芯比较多的使用平面板，即使有加工 也是极其微小的 办公用品及钢制家 具桌子，椅子，柜，有锁橱陈列 橱多使用平面板，要求板形好，尺寸 偏差小 建筑轻型型钢，煤气炉，煤油炉， 翼片，加热器多需进行弯曲等简单加工，较多使 用平面板，即使有加
15、工也是极其微 小的炉子的反射板还必须镀铬 表面处理钢板镀锡板，镀锌板，彩色涂层板用作表面处理的厚板，使用较薄的 钢板，彩色涂层板多采用镀锌板做 基板，也有的用钢板直接着色涂料 处理 其它玩具，罐，锅罐，锅多用搪瓷板10强度增大，延伸降低。2.1.2.5 特殊的性能如搪瓷性能、耐蚀性、电磁性能和冲裁性。2.1.3 冷轧板带钢的轧制工艺特点2.1.3.1 加工硬化由于冷轧是在金属的再结晶温度以下进行的，故在冷轧过程中，板带必然产生加工和硬化。加工硬化带来的后果是：1）变形抗力增大，使轧制压力增大 2）塑性降低，易发生脆裂。加工硬化超过一定程度后，轧件将因过分硬脆而不适于继续冷轧。因此钢板经冷轧一定
16、道次后，往往要经软化处理（再结晶退火，固溶处理等） ，使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便继续轧薄。冷轧生产中，每次软化退火之前完成的冷扎工作成为一个“轧程” 。在一定轧制条件下，钢质愈硬，成品愈薄，所需的轧程愈多。2.1.3.2 冷轧中采用工艺冷却和润滑1) 工艺冷却：冷轧过程中产生的剧烈变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故必须采用有效的人工冷却。轧制速度愈高，压下量愈大，冷却问题愈显得重要。试验研究与理论分析表明，冷轧板带钢的变形功约有 8488转变为热能，使轧件和轧辊温度升高。我们关心的是在单位时间内发出的热量即变形发热率 q，以便采取适当措施及时排除或控制这部分热量。变形发热率是直接正比于轧制平均单位压力、压下量和轧制速度的。因此，采用高速、大压下的强化轧制方法将使发热率大为11增加
