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1、宝钢冷轧核心技术研发历程冷轧是冶金流程中非常重要的变形工序，在金属相变点温度以下，将轧件压缩到理 想的厚 度，使其具有良好的力学性能、优良的表面质量、精密的尺寸精度，可以广泛应 用于汽车、家 电、电子、建筑、包装等各个行业。 虽然近年来随着热轧设备的不断进步， 热卷箱、无头轧 制、边部加热、层流冷却边部遮蔽等设备的开发使用，一定程度上提高 了热轧产品的温度均匀 性，但热轧产品的性能和厚度均匀性仍然无法和冷轧产品相媲 美。此外，冷轧产品的表面质量、 冲压性能、电磁性能，也是热轧产品无法达到的。以 硅钢为例，我国曾大力推广以高效的冷轧硅 钢取代落后热轧硅钢， “以冷代热”以节约 在传输和转换过程中
2、损耗的电能。冷轧作为“轧 薄、轧亮、轧精”的工序，有着无可替 代的功能和优势，将来还将不断发展。宝钢从 1988 年 第 1 条冷轧机组投产以来，经过20 年的生产和研发， 经历了一条从引进消化到不断改进， 发展到自主创新的道路， 引领 着国 内冷轧技术的发展。冷轧机核心技术的发展如果往前追溯，钢的冷轧最早始于 19 世纪中叶的德国，当时只能生产宽度 20 25 mm 的 冷轧钢带。美国在 1920 年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧 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连轧机。 冷轧带 钢生产经历了漫长的 发展过程，从最初的单张轧制到现在的成
3、卷轧制，从可逆轧机到全 连续轧机再到酸轧联合机组的 多种生产工艺，装备水平和自动化程度不断提高。特别是 20 世纪七、八十年代， 冷轧技术在全 连续和自动化技术的带动下， 出现了一个快速发展 的阶段。现代冷轧生产技术基本上以连续 化、高速化和专业化为特征，出现了全连续冷 连轧机组、酸洗一冷连轧联合机组、酸洗一冷连轧 一连退联合机组等全连续设备冷轧设 备，出现了出口速度达到 2000 m/min 以上的冷连轧机，出 现了专业生产镀锡原板、极 薄板的冷连轧机等等。1958 年鞍钢建成了我国第一套冷带钢轧机，即 1700 mm 四辊可逆轧机，之后的几 十年仅 鞍钢和太钢有几台单机架可逆轧机可以生产宽
4、带钢， 不仅效率低，装备水平也差， 产品品种和 质量无法和世界先进水平竞争。 1978 年初，武钢从国外成套引进 1700mm 五机架冷连轧设 备，之后宝钢引进建成 2030mm、1420 mm 和 1550 mm 冷连轧机，实现 了国内冷轧设备质的 飞跃。近年来，国内各大钢铁企业纷纷上马冷连轧生产线，部分民营企业也跃跃欲试随着用户对冷轧板带产品的要求越来越苛刻，带动相关技术不断进步。纵观冷轧技 术的发 展历程，不外乎围绕两个问题展开：一是如何提高质量，并稳定保持；二是如何 低成本生产。 冷轧产品最关注的质量指标，也就是冷轧产品的特点，包括力学性能、表 面质量、尺寸精度三 个方面，其中尺寸精度
5、包括厚度精度、板形精度和边降精度。如何 根据用户需求不断提高质 量，并稳定保持，是每一个冷轧技术人员的追求。冷轧过程的 成本主要包括电能消耗、乳化液 消耗、轧辊消耗等，如何在保证稳定生产和高质量的同 时降低这些消耗，直接关系到产品的竞 争力。围绕这两个问题，各国学者和技术人员在 冷轧技术上开展了大量的研究， 形成了三大 方面的冷轧核心技术， 包括：稳定通板技术、 表面控制技术、精密轧制技术。稳定通板技术的发展经历了连续轧制技术开发、工艺过程设定技术使用、钢卷重量 增加、 振动抑制技术研究等过程。 表面控制技术经历了轧制润滑剂开发、 轧辊材质改进、 轧辊毛化 技术开发等过程。精密轧制技术包括厚度
6、控制技术、板形控制技术和边降控制 技术。厚度控制 技术经历了液压压下技术开发、滚动轴承代替油膜轴承技术、厚度自动 控制技术开发等过程， 目前国际上先进机组的厚度控制精度达到土0.5%土 1.2% （根据厚度不同而变化）；板形控制技术经历了液压弯辊技术开发、 HC 系列轧机和 CVC 系 列轧 机开发、板形自动控制技术开发等过程，目前国际上先进机组的板形控制精度达到 5 12 I Un it （根据厚度不同而变化）；边降控制技术经历了 KWRS轧机开发、EDC技术开发、边降 自动控制技术开发等过程，目前国际上先进的边降控制指标达到 5卩 m （距 边部 100 mm 位 置厚度与距边部 15mm
7、 位置厚度之差）。宝钢在冷轧核心技术方面的研发宝钢现有6套冷连轧机组，在建2条。2030、1420和1730mm轧机分别于1988年、1998 年和 2007 年投产，都是从德国 SMS 和西门子引进的。 1550 和 1800 mm 轧机分别 是1999 年和 2003 年投产的，都是从日本三菱日立和日立电气公司引进的。这 5套冷连 轧机组分别代表了当时西方和东方最先进的轧钢技术。2030 mm 冷连轧机 1996年将第5机架 CVC 改造为 DSR， 2005年由西门子完成三电系统改造， 1420 mm 冷连轧机 2006 年由 西门子对厚度和板形控制系统进行改造， 1550mm 轧机 2
8、005年对轧机凸度仪和边 降仪进行 改造。1220mm轧机系50年代由美国麦斯塔（MESTA）公司设计制造，1989年从法国索拉克（ SOLLAC ）公司引进， 2000 年由日本三菱对其进行全面改造。不锈钢分公司和梅钢各有I条冷连轧机组正在建设。此外，宝钢在冷轧薄板厂建有双机架二次冷轧机组 1条，还有轧制硅钢、不锈钢、 特殊钢的单机架冷轧机组若干条。宝钢在冷轧后处理线上还有很多平整机组。宝钢在20 年冷轧 生产的基础上，在冷轧厂、硅钢部、薄板厂、宝日汽车板、研究院等多个部门和 单位的通力合 作下，开展了大量冷轧核心技术的研发。宝钢在稳定通板技术、表面控制 技术、精密轧制技术 三个方面的研究情
9、况如下表：技术子项目研究课题情况稳定 通板 技术工乙设疋技术1999-2001年，“冷连轧机轧制过程动态仿真及控制优化”项目；2003-2006 年，自主开发2030mm及梅钢新建冷轧模型。轧机和平整机1992-1994年，2030 mm轧机现场振动测试和分析；2002-2004年，开展“平 整过程振动纹抑制措施研究”项目。震动抑制技术2002-2004年，开展“平整过程振动纹抑制措施研究”项目。表面 控制 技术打滑和热划伤抑制技术2001-2003年，开展“ 2030mm冷连轧机轧制打滑对策研究”；2002-2004年，冷轧薄板厂1220 mm轧机冷连轧机打滑与热滑伤机理研究孚L化液使用技术
10、2001-2003年，2030 mm轧机“乳化液应用工艺和轧机清洁度控制研究”轧辊表面形貌和粗糙度研究2001 2003年，2030mm轧机“轧机粗糙度控制工艺的研究改进”研究；2004年，探索使用新型轧辊表面毛化技术T0POCR0M镀铬毛化。精密 轧制 技术厚度控制技术2000-2001年，“宝钢3条冷轧机组厚度控制AGC系统部分的分析比较”项 目; 2006-2007年，“ 1550mm冷连轧机厚度控制技术研究改进”项目；2007- 2008年，“非稳定状态下冷轧带钢厚度预设定技术的研究”项目。板型控制技术2001年，开始板形机理研究，建立了宝钢的板形模拟分析系统；2002年，开展1800
11、mm 3#CGL核心技术研究，自主开发板形 延伸率综合控制系 统；2003年，开展家电板各个工序板形调控能力综合分析与系统匹配研究； 2004-2008年，开展1420mm轧机板形控制技术研究开发；2003-2006年，开展 2030 mm轧机一电改造工程中弯辊模型自主开发工 作，开发了板形设定模型； 2007年，开展梅钢冷轧工程科研板形开发。边降控制技术2000-2002年，开展的“ 1550 mm冷连轧机引进板形技术消化与研究”；2004年，禾U用边降控制思想，对1420 mm轧机进行了分析；2005年， 宝钢对1550 mm轧机的凸度仪和边降仪进行了改造，实现了边降前馈控制功能；2009
12、年，开始为进 步满足用户对硅钢边降指标的需求，开展1550 mm机组边缘降调控技术的优化研究。冷轧机核心技术研发与工程的结合宝钢在通板稳定技术、表面控制技术、精密轧制技术等方面，从全套引进到自主研 究改进， 走了一条迅速提高的捷径，技术水平达到了较高的水准。同时由于市场竞争的 关系，宝钢越来 越买不到先进的技术，而且，宝钢经过大量冷轧工艺装备方面的科研、 改造，结合 20 多年的 冷轧生产实践，积累了大量的研究成果和经验，已经具备了良好 的基础，可以进一步进行提炼 和提升，以形成宝钢自主知识产权的轧钢工艺装备技术。另一方面，通过工程中应用创新技术， 可以直接提升工程的水平，建成别人无法仿制的 机组。因此，将研发与工程结合，不仅是宝钢 自身发展的需要，也是提升研发实力和水 平的重要手段。宝钢在研发与工程的结合方面，已经 进行了很多探索，例如冷轧取向硅 钢建设工程、梅钢冷轧工程等。
