帶鋼冷軋原理簡介

1、1 1提提 綱綱 一、單機(jī)架可逆軋機(jī)工藝流程一、單機(jī)架可逆軋機(jī)工藝流程 二、軋制過程的基本概念二、軋制過程的基本概念 三、冷軋工藝簡介三、冷軋工藝簡介 四、軋制工藝的三大要素四、軋制工藝的三大要素2 2 1 1、單機(jī)架可逆軋機(jī)工藝流程、單機(jī)架可逆軋機(jī)工藝流程 酸洗后的熱軋鋼卷酸洗后的熱軋鋼卷開卷機(jī)開卷開卷機(jī)開卷喂料器喂料器 冷軋機(jī)軋制冷軋機(jī)軋制出口卷取機(jī)卷取出口卷取機(jī)卷取第二道次開卷第二道次開卷 入口卷取機(jī)卷取入口卷取機(jī)卷取反復(fù)幾道次軋制完成反復(fù)幾道次軋制完成出口出口（或入口）卸卷（或入口）卸卷打捆打捆入庫入庫3 32022-2-234SetSet2022-2-235Tension OnTen

2、sion OnSetSetLight Light RollingRolling2022-2-236SetSetRollinRollingSet-gSet-upupRolling StartTension OnTension On2022-2-237SetSetSpeed downTension OnTension On2022-2-238SetSetTail outTension Tension OffOff2022-2-239OpenOpenTop threading2022-2-2310OpenOpenTop threading2022-2-2311RollingRollingSet-up

3、Set-upRolling start2022-2-2312Rolling2022-2-2313Rolling2022-2-2314Tail outTension Tension O O 2022-2-23152022-2-2316 2 2、軋制過程中的基本概念、軋制過程中的基本概念 1、什么叫加工硬化？、什么叫加工硬化？ 帶鋼在冷軋后，晶粒被壓扁、拉長、晶格歪扭畸變、帶鋼在冷軋后，晶粒被壓扁、拉長、晶格歪扭畸變、晶粒破碎，使金屬的塑性降低、強(qiáng)度和硬度增高，這種晶粒破碎，使金屬的塑性降低、強(qiáng)度和硬度增高，這種現(xiàn)象叫做加工硬化?，F(xiàn)象叫做加工硬化。 冷軋帶鋼加工硬化后提高了鋼的變形抗力，給帶鋼繼冷

4、軋帶鋼加工硬化后提高了鋼的變形抗力，給帶鋼繼續(xù)冷軋帶來困難。為了消除加工硬化，大多數(shù)帶鋼必須續(xù)冷軋帶來困難。為了消除加工硬化，大多數(shù)帶鋼必須在加工過程中進(jìn)行再結(jié)晶退火（軟化退火和中間退火）。在加工過程中進(jìn)行再結(jié)晶退火（軟化退火和中間退火）。 2、什么是塑性？、什么是塑性？ 塑性，是指金屬在外力作用下，能穩(wěn)定地發(fā)生永久變塑性，是指金屬在外力作用下，能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力形而不破壞其完整性的能力。 1717 3 3、軋制過程的描述？、軋制過程的描述？ 軋制過程是靠旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件之間形成的摩擦力將軋制過程是靠旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件之間形成的摩擦力將軋件拖進(jìn)輥縫之間，并使之受到壓縮產(chǎn)生

5、塑性變形的過軋件拖進(jìn)輥縫之間，并使之受到壓縮產(chǎn)生塑性變形的過程，通過軋制使金屬具有一定的尺寸、形狀和性能。程，通過軋制使金屬具有一定的尺寸、形狀和性能。 4、軋制變形區(qū)的主要參數(shù)？、軋制變形區(qū)的主要參數(shù)？ 軋軋制制方方向向 1818 咬入角：咬入角：軋制時軋件與軋輥表面接觸的弧線叫做咬入軋制時軋件與軋輥表面接觸的弧線叫做咬入弧。咬入弧所對的圓心角叫做咬入角。咬入角由壓下量確弧。咬入弧所對的圓心角叫做咬入角。咬入角由壓下量確定。在不同軋制條件下，最大允許咬入角是不同的，其大定。在不同軋制條件下，最大允許咬入角是不同的，其大小與軋輥表面和軋件的表面狀態(tài)、軋制溫度以及軋輥轉(zhuǎn)速小與軋輥表面和軋件的表面

6、狀態(tài)、軋制溫度以及軋輥轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，即與軋輥和軋件間摩擦系數(shù)有關(guān)。等因素有關(guān)，即與軋輥和軋件間摩擦系數(shù)有關(guān)。 變形程度表示方法：變形程度表示方法：絕對變形量和相對變形量絕對變形量和相對變形量 絕對變形量：絕對變形量： 厚度（高度）：軋前厚度厚度（高度）：軋前厚度H，軋后厚度，軋后厚度h ，壓下量，壓下量h 軋輥直徑軋輥直徑 D 軋輥半徑軋輥半徑 R h = H-h = 2（R R cos）= D（1 cos） 相對變形量相對變形量（變形程度）：（變形程度）： 壓下率壓下率= H-h/ H 1919 最小可軋厚度：最小可軋厚度： 生產(chǎn)實踐表明，在一定軋機(jī)上軋制某種產(chǎn)品時候，隨生產(chǎn)實踐表明，在一

7、定軋機(jī)上軋制某種產(chǎn)品時候，隨著帶鋼的逐漸變薄，壓下愈來愈困難，當(dāng)帶鋼厚度薄到某著帶鋼的逐漸變薄，壓下愈來愈困難，當(dāng)帶鋼厚度薄到某一限度后，不管如何加大液壓壓下的壓力，不管反復(fù)軋制一限度后，不管如何加大液壓壓下的壓力，不管反復(fù)軋制多少道，也不可能再使產(chǎn)品軋薄。這時帶鋼的極限厚度稱多少道，也不可能再使產(chǎn)品軋薄。這時帶鋼的極限厚度稱為最小可軋厚度。為最小可軋厚度。 帶鋼最小可軋厚度主要由軋機(jī)工作輥直徑?jīng)Q定，同時帶鋼最小可軋厚度主要由軋機(jī)工作輥直徑?jīng)Q定，同時還與金屬材料的性質(zhì)、張力、潤滑情況、軋輥材料等因素還與金屬材料的性質(zhì)、張力、潤滑情況、軋輥材料等因素有關(guān)。有關(guān)。 工作輥輥徑與成品帶材厚度的比例關(guān)

8、系為：工作輥輥徑與成品帶材厚度的比例關(guān)系為： D2000h20203.1 什么是冷軋？冷軋帶鋼有哪些優(yōu)點？什么是冷軋？冷軋帶鋼有哪些優(yōu)點？ 金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行軋制變形叫做冷軋。一般指金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行軋制變形叫做冷軋。一般指帶鋼不經(jīng)加熱而在室溫直接進(jìn)行軋制加工。冷軋后的帶鋼帶鋼不經(jīng)加熱而在室溫直接進(jìn)行軋制加工。冷軋后的帶鋼可能燙手，但還是叫冷軋?？赡軤C手，但還是叫冷軋。 冷軋生產(chǎn)可提供大量高精確度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材，冷軋生產(chǎn)可提供大量高精確度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材，其最主要的特點是加工溫度低，同熱軋生產(chǎn)相比，它有以其最主要的特點是加工溫度低，同熱軋生產(chǎn)相比，它有以下有點：下有點

9、： 1）冷軋帶鋼產(chǎn)品尺寸精確，厚度均勻，帶鋼厚度差一般冷軋帶鋼產(chǎn)品尺寸精確，厚度均勻，帶鋼厚度差一般不超過不超過0.010.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的或更小，完全可以符合高精度公差的要求。要求。 2）可獲得熱軋無法生產(chǎn)的極薄帶材（最薄可達(dá)可獲得熱軋無法生產(chǎn)的極薄帶材（最薄可達(dá)0.001mm以下）。以下）。 3 3 冷軋工藝?yán)滠埞に?121 3）冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)越，不存在熱軋帶鋼常常出現(xiàn)的麻冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)越，不存在熱軋帶鋼常常出現(xiàn)的麻點、壓入氧化鐵皮等缺陷，并且可根據(jù)用戶的要求，生產(chǎn)出點、壓入氧化鐵皮等缺陷，并且可根據(jù)用戶的要求，生產(chǎn)出不同表面粗糙度的帶鋼（光澤面或麻糙面等）

10、，以利于下道不同表面粗糙度的帶鋼（光澤面或麻糙面等），以利于下道工序的加工。工序的加工。 4）冷軋帶鋼具有很好的力學(xué)性能和工藝性能（如較高的強(qiáng)冷軋帶鋼具有很好的力學(xué)性能和工藝性能（如較高的強(qiáng)度、較低的屈服極限、良好的深沖性能等）。度、較低的屈服極限、良好的深沖性能等）。 5）可實現(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制，具有很高的生產(chǎn)率?？蓪崿F(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制，具有很高的生產(chǎn)率。 3.2 冷軋帶鋼的軋制工藝有哪些特點？冷軋帶鋼的軋制工藝有哪些特點？ 1）帶鋼在軋制過程中產(chǎn)生不同程度的加工硬化。加工硬化帶鋼在軋制過程中產(chǎn)生不同程度的加工硬化。加工硬化超過一定程度后，帶鋼因過分硬脆而不適于繼續(xù)軋制。因此超過一定

11、程度后，帶鋼因過分硬脆而不適于繼續(xù)軋制。因此帶鋼經(jīng)冷軋一定的道次（即完成一定的冷軋總壓下量）之帶鋼經(jīng)冷軋一定的道次（即完成一定的冷軋總壓下量）之后，往往要經(jīng)過軟化熱處理（再結(jié)晶退火等），使軋件恢復(fù)后，往往要經(jīng)過軟化熱處理（再結(jié)晶退火等），使軋件恢復(fù)塑性，降低變形抗力，以便繼續(xù)軋薄。塑性，降低變形抗力，以便繼續(xù)軋薄。2222 2）冷軋過程必須采用工藝?yán)鋮s和潤滑。冷軋帶鋼的變形功冷軋過程必須采用工藝?yán)鋮s和潤滑。冷軋帶鋼的變形功約有約有8488轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使帶鋼與軋輥的溫度升高，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使帶鋼與軋輥的溫度升高，故故須采用冷卻措施。采用工藝潤滑的主要作用是減小金屬的變須采用冷卻措施。采用工藝潤滑的

12、主要作用是減小金屬的變形抗力，這樣在已有的軋機(jī)能力條件下實現(xiàn)更大的壓下，還形抗力，這樣在已有的軋機(jī)能力條件下實現(xiàn)更大的壓下，還可使軋機(jī)生產(chǎn)出更薄的產(chǎn)品?？墒管垯C(jī)生產(chǎn)出更薄的產(chǎn)品。 3）冷軋中采用張力軋制。張力軋制就是帶鋼在軋輥中軋制冷軋中采用張力軋制。張力軋制就是帶鋼在軋輥中軋制變形是在一定前張力和后張力作用下進(jìn)行的。變形是在一定前張力和后張力作用下進(jìn)行的。 張力的作用主要是：防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保張力的作用主要是：防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證正確對中軋制）；使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過程證正確對中軋制）；使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過程中保持板形平直和軋后板形良好）；降低金

13、屬的變形抗力，中保持板形平直和軋后板形良好）；降低金屬的變形抗力，有利于軋制更薄的產(chǎn)品，起適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作有利于軋制更薄的產(chǎn)品，起適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用。用。2323 3.3影響冷軋軋制壓力的因素有哪些？影響冷軋軋制壓力的因素有哪些？ 影響軋制壓力的因素很多，基本上可以分為兩大類。影響軋制壓力的因素很多，基本上可以分為兩大類。一類是影響金屬變形阻力的，其中有金屬材料的化學(xué)成分、一類是影響金屬變形阻力的，其中有金屬材料的化學(xué)成分、變形溫度與變形程度，金屬變形阻力增高，將使壓力加大。變形溫度與變形程度，金屬變形阻力增高，將使壓力加大。第二類是影響應(yīng)力狀態(tài)條件的因素，其中有外摩擦

14、（即摩第二類是影響應(yīng)力狀態(tài)條件的因素，其中有外摩擦（即摩擦系數(shù)）、軋件及軋輥直徑、張力等。擦系數(shù)）、軋件及軋輥直徑、張力等。 1）鋼種不同，即金屬材料化學(xué)成分不同，材料本身力）鋼種不同，即金屬材料化學(xué)成分不同，材料本身力學(xué)性能不同，因而變形阻力不同。學(xué)性能不同，因而變形阻力不同。 2）變形程度的影響也就是加工硬化的影響。金屬塑性）變形程度的影響也就是加工硬化的影響。金屬塑性變形時，其形狀變化能量大部分用于塑性變形，以熱的形變形時，其形狀變化能量大部分用于塑性變形，以熱的形式存在；另外一部分則產(chǎn)生晶格扭轉(zhuǎn)、位錯等，內(nèi)能增式存在；另外一部分則產(chǎn)生晶格扭轉(zhuǎn)、位錯等，內(nèi)能增高，這部分保留在金屬中的能量

15、叫做殘留畸變能，此能量高，這部分保留在金屬中的能量叫做殘留畸變能，此能量使金屬的變形阻力增加，出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。使金屬的變形阻力增加，出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。2424 3）隨著變形溫度的升高，變形阻力降低。隨著變形速度）隨著變形溫度的升高，變形阻力降低。隨著變形速度的提高，變形阻力將增加。但對冷軋來說，其影響不很顯著。的提高，變形阻力將增加。但對冷軋來說，其影響不很顯著。 4）摩擦力越大，壓力也越大。粗糙表面軋輥的摩擦系數(shù)）摩擦力越大，壓力也越大。粗糙表面軋輥的摩擦系數(shù)比光滑表面軋輥高，所以壓力也大。比光滑表面軋輥高，所以壓力也大。 5）軋件厚度和軋輥直徑的影響。）軋件厚度和軋輥直徑的影響。 6）張

16、力的影響。帶鋼的前后張力都使單位壓力降低，且）張力的影響。帶鋼的前后張力都使單位壓力降低，且后張力影響更為明顯。由于存在張力，變形區(qū)內(nèi)金屬在軋制后張力影響更為明顯。由于存在張力，變形區(qū)內(nèi)金屬在軋制方向產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，此拉應(yīng)力引起軋制時三向壓應(yīng)力狀態(tài)方向產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，此拉應(yīng)力引起軋制時三向壓應(yīng)力狀態(tài)的水平方向主應(yīng)力減小，從而降低了單位壓力。因中性面偏的水平方向主應(yīng)力減小，從而降低了單位壓力。因中性面偏向帶鋼出口，故后張力影響大于前張力。向帶鋼出口，故后張力影響大于前張力。2525 4、 冷軋的三大要素冷軋的三大要素-軋制工藝、軋輥、乳化液軋制工藝、軋輥、乳化液 4.1 4.1 軋制工藝軋制工藝

17、26264.1.1怎樣確定編制軋制表？怎樣確定編制軋制表？ 軋制表是冷軋工藝的主要內(nèi)容之一，它關(guān)系到是否軋制表是冷軋工藝的主要內(nèi)容之一，它關(guān)系到是否能獲得合乎要求的產(chǎn)品、產(chǎn)量、能耗及成本。軋制表包括：能獲得合乎要求的產(chǎn)品、產(chǎn)量、能耗及成本。軋制表包括：總壓下率、道次壓下率、前后張力、軋制速度、軋輥輥徑總壓下率、道次壓下率、前后張力、軋制速度、軋輥輥徑和輥形等。制定軋制表主要依據(jù)是：帶材交貨標(biāo)準(zhǔn)的各項和輥形等。制定軋制表主要依據(jù)是：帶材交貨標(biāo)準(zhǔn)的各項要求，用戶提出的特殊要求，以及設(shè)備能力和生產(chǎn)要求等要求，用戶提出的特殊要求，以及設(shè)備能力和生產(chǎn)要求等因素。因素。 首先，選擇冷帶鋼原料厚度通常要考慮

18、成品帶材的質(zhì)首先，選擇冷帶鋼原料厚度通常要考慮成品帶材的質(zhì)量要求，包括組織性能和表面質(zhì)量。選擇原料厚度主要考量要求，包括組織性能和表面質(zhì)量。選擇原料厚度主要考慮冷軋總壓下率，因為對一定鋼種、規(guī)格的產(chǎn)品，必須有慮冷軋總壓下率，因為對一定鋼種、規(guī)格的產(chǎn)品，必須有一定的冷軋總壓下率，才能通過熱處理獲得所需要的一定一定的冷軋總壓下率，才能通過熱處理獲得所需要的一定的晶粒組織和性能。例如，汽車板必須有的晶粒組織和性能。例如，汽車板必須有70左右的冷軋左右的冷軋總壓下率。此外，選擇原料厚度時還要考慮到軋機(jī)的生產(chǎn)總壓下率。此外，選擇原料厚度時還要考慮到軋機(jī)的生產(chǎn)2727能力，從提高冷軋機(jī)生產(chǎn)能力考慮，希望原

19、料薄些好。能力，從提高冷軋機(jī)生產(chǎn)能力考慮，希望原料薄些好。 道次壓下率的分配原則一般是：第一、二道壓下率最道次壓下率的分配原則一般是：第一、二道壓下率最大，之后隨著帶材的加工硬化不斷增加，而道次壓下率逐大，之后隨著帶材的加工硬化不斷增加，而道次壓下率逐漸減小，以使各道次的軋制壓力大致相同。最后一、二道漸減小，以使各道次的軋制壓力大致相同。最后一、二道次為了保證板形及厚度精度，一般按照經(jīng)驗取較小的壓下次為了保證板形及厚度精度，一般按照經(jīng)驗取較小的壓下率。率。 軋制張力主要是根據(jù)帶材的屈服極限來定。一般選用軋制張力主要是根據(jù)帶材的屈服極限來定。一般選用的單位張力為的單位張力為2060屈服極限，單位

20、張力過大時會造屈服極限，單位張力過大時會造成帶材寬度上拉皺，甚至把帶材拉斷。成帶材寬度上拉皺，甚至把帶材拉斷。2828 4.2 軋輥軋輥29294.2.1對冷軋工作輥的材質(zhì)有什么要求？對冷軋工作輥的材質(zhì)有什么要求？ 冷軋過程中，軋輥表面承受著很大的擠壓應(yīng)力和強(qiáng)烈冷軋過程中，軋輥表面承受著很大的擠壓應(yīng)力和強(qiáng)烈的磨損，高速軋制時，斷帶、勒輥等會造成輥面裂紋，甚的磨損，高速軋制時，斷帶、勒輥等會造成輥面裂紋，甚至爆輥。因此冷軋工作輥應(yīng)具有極高而均勻的硬度，一定至爆輥。因此冷軋工作輥應(yīng)具有極高而均勻的硬度，一定深度的硬化層，以及良好的耐磨性與抗裂性。軋輥具有良深度的硬化層，以及良好的耐磨性與抗裂性。軋

21、輥具有良好的耐過燒、抗裂性是延長軋輥壽命的主要因素。降低軋好的耐過燒、抗裂性是延長軋輥壽命的主要因素。降低軋輥硬度，在一定程度上能改善抗裂性，但耐磨性降低。因輥硬度，在一定程度上能改善抗裂性，但耐磨性降低。因此，必須正確選擇軋輥的表面硬度。此，必須正確選擇軋輥的表面硬度。 冷軋輥表面硬度與硬化層深度的關(guān)系冷軋輥表面硬度與硬化層深度的關(guān)系 3030 冷軋輥直徑愈大，要求硬化層愈深，對鋼的淬透性要冷軋輥直徑愈大，要求硬化層愈深，對鋼的淬透性要求也愈高。求也愈高。 冷軋輥用鋼均為高碳合金鋼，主要有冷軋輥用鋼均為高碳合金鋼，主要有9Cr、9Cr2、9Cr2W、9Cr2Mo。 4.2.2對冷軋輥加工有哪些技術(shù)要求？對冷軋輥加工有哪些技術(shù)要求？ 1）保證軋輥機(jī)械強(qiáng)度所規(guī)定的技術(shù)要求。）保證軋輥機(jī)械強(qiáng)度所規(guī)定的技術(shù)要求。 2）保證帶鋼表面質(zhì)量所規(guī)定的技術(shù)要求。）保證帶鋼表面質(zhì)量所規(guī)定的技術(shù)要求。 3）保證安裝和軋制精度所規(guī)定的軋輥配