冷轧毕业论文

冷轧带钢车间设计摘要本次设计是参考鞍钢新轧钢一冷轧厂生产线设计而成，年产量为130万吨，典型产品为SPCC冷轧薄板带钢，产品规格为0.6mm×1100mm。设计阐述了冷轧板带钢生产的发展历史，应用及新技术、新工艺，还有冷轧板带钢的生产工艺特点。简要介绍了冷轧薄板带钢的生产工艺流程，根据市场需求和当今板带钢轧制最新设备，制定了典型产品金属平衡表和轧制规程，计算了轧制力，对轧机、电机能力和车间年产量进行了校核,绘制了车间平面图。主要设备机组包括连续酸洗—五机架连轧机组、罩式退火炉机组、单机架四辊平整机组、连续式退火炉机组、连续式热镀锌机组、涂层机组、剪切机组和重卷包装机组等。设计产品有冷轧带钢卷、冷轧板、热镀锌板、热镀锌钢卷、电工硅钢板、不锈钢板和彩涂板，这些产品目前在市场上都有较高的附加值。在节能和环境保护方面,本设计的技术经济指标也达到了较高的标准。专题部分介绍了钢板退火前的清洗技术。关键词：冷轧带钢；轧制工艺；轧制制度；校核；清洗目录摘要 I1综述 11.1我国冷轧带钢技术的发展历史 11.1.1冷轧带钢技术的发展历史 11.1.2冷轧带钢技术的特点 21.2冷轧的主要产品种类 31.2.1汽车板 31.2.2电工硅钢板 41.2.3镀锡、镀锌板 41.2.4其它产品 51.3冷轧带钢的生产工艺现状 51.3.1冷轧带钢的轧制工艺特点 61.3.2冷轧带钢的生产工艺 71.3.3冷轧带钢轧制规程优化 81.4现代冷轧机的发展现状及趋势 81.4.1现代冷轧机的类型特点 91.4.2现代冷轧机的质量控制 91.4.3现代冷轧机的选型 101.5几种冷轧带钢新技术简介 111.5.1冷轧带钢边部减薄控制技术（EDC) 111.5.2T-辊工艺技术 111.5.3最少量润滑和利用液氮的清洁方法 121.5.4在线检测系统 121.6冷轧带钢建设中的注意事项 122轧制工艺流程及轧制制度的制定 142.1轧制工艺流程图 142.2轧制工艺流程简介 152.2.1酸洗-冷轧联合机组 152.2.2清洗和退火 163.2.3连续热镀锌 172.2.4涂层机组 182.2.5横剪机组 182.2.6纵切机组 182.2.7重卷机组 182.2.8检查和包装 192.3典型轧制制度的制定 192.3.1轧制制度选择的依据 192.3.2原料的选择 202.3.3张力制度 212.3.4轧辊辊型制度 222.3.5轧制速度制度 232.3.6压下规程的制定 263设备选择与参数的确定 343.1机组组成 343.2机组设备 343.2.1酸洗机组 343.2.2酸轧联合机组 363.2.3罩式退火炉 393.2.4单机架平整机 403.2.5连续热镀锌机组 423.2.6彩色涂层机组 443.2.71号横切机组 463.2.82号横切机组 473.2.93号横切机组 474号横切机组 483.2.11纵切机组 493.2.12电镀锌机组 504轧机能力校核 514.1轧辊强度校核 514.1.1六辊轧机轧辊各部分尺寸的确定 514.1.2六辊轧机轧辊强度校核 524.1.3四辊轧机轧辊各部分尺寸的确定 564.1.4四辊轧机轧辊强度校核 574.3咬入角校核 604.4电机功率校核 61结语 62参考文献 63致谢 651前言1.1我国冷轧带钢技术的发展历史1.1.1冷轧带钢技术的发展历史建国初期,由前苏联援建单机架可逆式1250、1700冷轧机。在20世纪70年代，武钢引进1700冷连轧机和连退、涂镀设备。总体说来，中国冷轧技术发展相对缓慢。改革开放之后，宝钢等大型企业相继从国外引进大型冷连轧机2030、1550、1420等不同尺寸的轧机，以板形控制手段为代表的机型也几乎囊括了国外开发的各种机型，CVC、HC、UC、UCM、UCMW、DSR轧辊、VC轧辊等，采用了当今世界上最先进的工艺、控制技术，如厚度控制、板形控制、轧制润滑、动态变规格、交流传动等。布置方式也由酸洗、单卷轧制分开，逐步过渡到无头轧机、酸轧联机。酸洗—冷连轧联合机组(CDCM)已成为我国冷轧机建设的主流，成为增加冷轧板带产能的主力，先后已经有近10条CDCM线投入生产，并且在鞍钢首先实现了1780mm酸洗—冷连轧机组的国内独立设计，实现了首条国产化的机组建设。我国宝钢、武钢、鞍钢等一批重点企业先进装备的投产，在自动控制和检测仪表上都达到了国际先进水平，在产品尺寸精度上，冷轧板带厚度精度达到±4～6μm，板形精度达到6～7I，无取向硅钢厚度精度达到，板形精度达到6I。在冷轧板带表面缺陷在线检测上，北京科技大学高效轧制国家工程研究中心与国外合作已经开发出基于图象分析的冷轧板带在线表面缺陷检测仪，并已成功应用于武钢海南冷轧厂的可逆式冷轧机上。宝钢、武钢和鞍钢等企业的板带生产线都已安装了板带表面质量在线监测系统[1]。在冷轧板形控制系统方面，鞍钢联合国内高校和科研单位进行了冷轧机板形控制技术与控制系统核心技术研发并应用于鞍钢1250六辊冷轧机工业生产实践，取得了核心技术突破，开发出国内第一套工业应用分段接触压磁式板形测量辊作为板形测量设备，采用当前世界最先进的数字信号处理系统DSP(DigitalSignalProcessing)对板形辊测量信号进行处理,采用基于板形调控功效法进行多执行器板形闭环控制系统及相应的在线控制系统软件开发，开发出冷轧机板形解析模型系统(包括轧机辊系变形模型、轧辊温度场模型、轧辊磨损计算模型、基于板形控制的轧制负荷分配在线控制计算模型)，在六辊冷轧机或多辊冷轧机上进行板形调控执行器控制，包括轧辊倾斜、工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊窜辊、分段冷却、轧制力前馈控制等功能，实现了板形的高精度控制，成品带钢板形综合精度小于8I单位[2]。冷轧带钢技术的特点在相关学科和技术发展的基础上，冷轧技术发展迅速，面貌日新月异，逐渐形成了现代冷轧工艺。当今现代冷轧工艺技术的特点和发展趋势基本可以归纳为如下几个方面：1.大力开发高精度轧制技术。提高冷轧产品的精度，是用户的需要，也是冷轧技术发展的永恒目标。产品的精度主要指产品的外形尺寸精度，它是社会主义市场经济发展的需要，也是作为产品的最基本条件。2.以过程冶金理论为基础，以低合金钢为重点，提高产品的冶金质量，扩大品种。轧制过程是赋予金属一定的尺寸和形状的过程，同时也是赋予金属材料一定组织和性能的过程。轧材的最终组织性能取决于钢的化学成分、洁净度和均匀度，以及加工过程的热履历。以物理冶金理论为基础，通过材料化学成分的优化和工艺制度的改进，已经大幅度提高了现有钢种的质量，并通过Nb、V、Ti微合金化开发出大批优良的新钢种。3.提高连铸比，大力推广连铸连轧工艺及短流程技术。采用连铸技术可以大幅度降低能耗，提高成材率，提高轧制产品的质量。近年我国的连铸比大幅度提高，促进了相关轧制技术的发展，特别是连铸和轧制衔接技术的发展。短流程是钢铁工业的发展方向，是目前国外竞相开发的热点。尽管目前还存在各种各样的问题，短流程这个大趋势是绝对不会逆转的。此外，半凝固态压力加工和薄带连续铸轧在将来一定会获得大的发展。4.轧制过程连续化的新进展——无头轧制技术。轧制过程的连续化是轧制技术发展的重要方向。无头轧制是连续轧制的新发展。冷轧机组通过轧前焊接、轧后切断以及轧制中的动态改变规格，最早实现了无头轧制技术。20世纪80年代又将冷连轧与酸洗机组连接起来，20世纪90年代，又开发成功常规板坯连续化的热轧无头轧制技术和与薄板坯连铸连轧相对应的无头轧制技术。5.采用柔性化的轧制技术。在激烈的市场竞争中，为了适应用户多品种、小批量、短交货期的需要，迫切需要开发柔性化的轧制技术。6.轧制过程的自动控制和智能控制。自动化是现代化轧钢厂提高生产效率和产品质量的最为重要的手段。自动化技术与轧制技术的交叉和融合，将为轧钢厂提高产品质量、降低成本、增加效率提供最为有效的手段。另一方面，在目前基础自动化硬件的基础上，尽量采用人工智能技术，实现轧制过程的人工智能控制，是一个新的重要的方向。7.深加工。进行产品的深加工可以较小的投入带来较大的经济效益，把产品的最终效益留在钢厂，同时也加强了冶金厂与用户之间密不可分的关系[3]。冷轧的主要产品种类经过几十年的发展，我国的冷轧事业不断地成长壮大，从只能生产建筑用材的产品发展成为能够生产高级汽车外板、高级家电板、高级包装材料和电工钢产品，无论产量，还是产品的规格品种多样化和质量，都有大幅提高。1.2.1汽车板国内冷轧汽车钢板研发迅速。宝钢、鞍钢等单位对4个关键工艺技术,即超低碳、氮、氧的冶炼控制、钢板的性能稳定化控制、板形控制和表面无缺陷控制进行长期研究，开发出IF钢、高强IF钢(HSSIF)、烘烤硬化钢(BH)、各向同性钢(IS)、高强度低合金钢(HSLA)、双相钢(DP)和相变诱发塑性钢(TRIP)等7大类钢种,并率先以成形技术、焊接技术和涂装技术作为重点开展了汽车板使用技术研究。在全工序上形成了钢板高表面质量的控制技术。特别是2009年宝钢投产的高强钢生产线,为中国高强钢的生产闯出了一条新路。目前宝钢汽车板的国内市场占有率已经达到70%，有力地推动了汽车工业的发展。目前国内正在研发的、最具发展前景的是TWIP钢、Q&P钢和热冲压成型钢3种新一代先进高强汽车用钢。TWIP钢有极高的塑性指标和高的强度,或者通过成分调整达到高的强度及较高的延伸率,并且对冲击能量的吸收程度是现有高强钢的两倍,特别适用于新一代汽车使用。Q&P(淬火配分)钢是一种新型的高强度、高塑(韧)性的马氏体钢,属于第三代高强钢。近年来,国外采用热冲压成型工艺对含硼钢进行了研究,并获得了超高强零件。其他钢种如高强度的DP1000、TRIP1000、超细晶粒高强钢等,国内的一些企业和研究院所也有相应的研究[4]。1.2.2电工硅钢板冷轧电工钢的开发进展迅速。一方面是由过去只有武钢一家企业能生产冷轧硅钢到2002年以后又有太钢、宝钢、鞍钢能够批量生产冷轧无取向硅钢。硅钢后工序的武钢二硅钢工程,立足于自主开发的低温取向硅钢品种,技术集成了包括高温环形退火炉和双层连续退火炉在内的23条作业线,实现了取向硅钢生产与技术装备的整体跨越。宝钢历经10余年的艰苦开发,突破了国外的技术封锁,建立了全套硅钢冶炼、热轧、冷轧、热处理装备,掌握了热轧高温加热、板坯边部加热、中间带坯加热、低凸度热轧料生产等热轧生产技术和常化退火、脱碳退火、热拉伸平整机组、激光刻痕、涂层等冷轧和热处理技术,已开发了分段式控制退火、退火炉露点高精度控制等先进冷轧技术,成功稳定生产5个顶尖牌号的高磁感取向电工钢,其磁感、铁损等电磁性能和涂层、叠片、磁致伸缩、涂层附着性等工艺性能均可与国际顶尖产品相比美,表明中国高磁感取向硅钢达到了世界先进水平。此外，鞍钢取向硅钢生产线已经建成。太钢不仅能批量生产无取向硅钢，而且已经在实验室条件下开发出取向硅钢生产技术。首钢迁钢公司建设的电工钢生产线，年生产能力为100万t无取向硅钢和20万t取向硅钢。马钢等薄板坯连铸连轧生产线已生产或正在研究开发紧凑式流程生产无取向硅钢技术[5]。镀锡、镀锌板镀锡板是镀层钢板中厚度最小的品种。电镀锡板的锡层厚度较小而且外表美观。镀锌板厚度大于镀锡产品，其抗大气腐蚀性能相当好。连续镀锌工艺适于处理成卷带钢，表面美观，铁锌合金过渡层很薄，故加工性能很好。镀锌板经辊压成瓦垄形后作为屋面瓦使用；其它用途还有用来制造日用器皿，汽油桶，车辆用品以及农机具等。在生产过程中不断开发和拓展现有规格品种,在原有的T-2.5CA～T-5CA的基础上,开发了材质性能均匀,抗时效性能极佳,成形性能优良的T-1CA，T-1.5CA及T-2CA等品种,实现了连续退火生产软质材的突破。为满足用户皇冠盖用途需求,开发了介于T-3CA和T-4CA硬度之间的品种；另外在原25#镀锡板的基础上开发了10#低锡板,主要用于生产饮料罐的需求。还开发了许多镀锡板专用材,包括蘑菇罐用途的低铬铁、高档酒罐包装用的S2高粗度表面材、制罐专用材、花边板等。宝钢还开发出了高表面质量的电镀锌、热镀锌GI和GA汽车外板。电镀锌整车外板供货的已有上海大众的帕萨特(Passat)、一汽大众的奥迪(Audi)系列、上海通用别克(BUICK)和卡迪拉克(Cadillac)、长安福特(Ford)等。宝钢对镀层相结构进行改进,抗粉化和成形性能有了明显的提高。宝钢既可以以纯锌GI也可以以合金化GA供货。目前已批量向德国宝马、德国大众Passat、德国Ford、意大利Fiat、美国通用、美州克莱斯勒、韩国通用大宇、印度塔塔等公司提供热镀锌、电镀锌冷轧板外板产品。电镀锌日前已经通过德国奔驰的认证,宝钢具备了向奥迪(AudiA6)、帕萨特(Passat)等代表我国轿车水平的车型整车供货能力[6]。其它产品鞍钢与上海大学等单位合作,以磷或磷+钒代硅研发成功低碳、低硅、无铝(低铝)相变诱发塑性钢,解决了传统高铝相变诱发塑性钢生产困难、高硅相变诱发塑性钢可镀性差、焊接性差的问题,批量生产590、780等不同级别的相变诱发塑性钢,并应用于一些国产车型,在高强钢的开发和应用方面闯出一条新路。此外，在开发产品新品种方面进步迅速，在生产家电板、彩涂家电板、荫罩带钢、耐指纹板等方面技术已十分成熟。1.3冷轧带钢的生产工艺现状冷轧带钢是由热轧带钢采用冷轧方式生产出的具有较高性能和优良品质的板带产品。不仅表面质量和尺寸精度高，而且可以获得很好的组织和性能。通过冷轧变形和热处理的恰当配合，不仅可以比较容易地满足用户对各种产品规格和综合性能的要求，还特别有利于生产某些需要有特殊结晶织构和性能的重要产品，例如硅钢板、深冲板等。伴随着汽车、家电、轻工制造等行业的快速发展,对冷轧带钢的质量和品种要求日趋严格,给冷轧工艺发展带来了前所未有的机遇及挑战。1.3.1冷轧带钢的轧制工艺特点冷轧与热轧的区别在于变形前材料没有加热,因而,变形温度远低于再结晶温度。带钢轧制的主要特点是需要很大的机械能,主要用于变形和克服轧辊和带钢表面间的摩擦。对于成品的外观特性和性能来说,冷轧时表面的变化过程与内部的变化同样重要。较之热轧，冷轧带钢的轧制工艺特点主要有以下三个方面：1.加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化。冷轧在金属的再结晶温度以下进行,晶粒被破碎,产生了很高的位错密度,且不能在加工过程中产生回复再结晶,故板带在冷轧过程中必然产生很大的加工硬化,并随着变形程度的增加而加剧,从而使变形抗力及轧制压力增大,降低塑性。当加工硬化超过一定程度后,板料将因过分硬脆而不适合于继续轧制,或者不能满足用户对性能的要求,因此钢材经一定的轧制道次以后,往往要经软化热处理(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。所以在冷轧时,要制定压下规程,决定轧制变形量,并了解金属的加工硬化程度。2.冷轧中要采用工艺冷却和润滑。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，所以必须加强冷轧过程中的冷却，才能保证过程的顺利进行。水是比较理想的冷却剂，因其比热大，吸热率高且成本低廉。油的冷却能力则比水差得多。冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形阻力，这不但有助于保证在已有的设备能力条件下实现更大的压下，而且还可使轧机能够经济可行地生产厚度更小的产品。此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发热率以及轧辊的温升起到良好影响。在轧制某些品种时，采用工艺润滑还可以起到防止金属粘辊的作用。冷轧中采用工艺润滑还可以明显延长轧辊使用寿命。就润滑效果而言，天然油（植物油与动物油）最优，矿物油次之，水最差。在天然油中，棕榈油最好，其次为棉籽油、豆油、菜籽油、动物油等。3.冷轧中的张力轧制。“张力轧制”就是轧件的轧制变形是在一定的前张力和后张力作用下实现的。轧制时所需的张力由位于轧机前后的张力卷筒提供,连续式冷轧机各架之间的张力则依靠控制速度来产生。张力的作用主要有：防止带材在轧制过程中跑偏；使所轧带材保持平直和良好的板形；降低金属变形阻力，便于轧制更薄的产品；可以起适当调整冷轧机主电机负荷的作用[7]。1.3.2冷轧带钢的生产工艺普通薄钢板一般采用厚度为1.5～6mm的热轧带钢作为冷轧坯料。主要工序有酸洗、冷轧、脱脂、退火、平整、剪切(横切、纵切),如果生产镀层板,还有电镀锡、热涂锡、热涂锌等镀层或涂层工序。冷轧的生产工艺流程是：热轧板卷(原料)→酸洗→冷轧→脱脂→退火→平整→剪切→成品交货。原料。要得到均匀的交货性能,必须要对原材料的化学成分进行全检,并根据碳含量进行选材。薄带钢连铸的产业化将会为冷轧原料提供新的来源。高品质的冷轧成品尤其要注重前工序的生产,要有纯净度高、品质优良、性能均匀的原板才能轧出优质的冷轧产品。酸洗。冷轧坯料在轧制前必须经过连续酸洗机组清除氧化铁皮,以保证带钢表面光洁,顺利地实现冷轧及其后的表面处理。为获得更佳的酸洗质量,需提高酸液温度并降低酸洗速度。在酸洗技术方面,采用浅槽紊流或喷流酸洗工艺。与旧的深槽式及单一浅槽式酸洗工艺相比,浅槽紊流及喷流酸洗工艺均大大降低了酸洗时间并提高了酸洗质量。新型高效的全自动焊机、大张力拉伸矫直机、故障率低的活套、带快速回转刀头的圆盘剪、先进的自动补酸系统,都是现代化大型酸洗机组的成熟实例。酸洗-轧机联合机组发展迅速，对于特殊钢、高强钢和极薄带钢,可逆轧机(尤其是双机架可逆轧机)辅以现代化的控制手段仍不可替代。轧制。酸洗之后即可轧制,为确保冷轧板形，需提供适当的辊型,配合弯辊、窜辊系统轧制。满足了用户对板形质量精度日趋严格的要求。全数字化的交流变频传动技术使得控制过程更快速、更准确。新型激光测速仪和各种厚度、板形及平整度测量仪的应用,可提高轧制成品的厚度精度和平整度。清洗，退火。由于冷轧的工艺特点,轧到一定厚度必须进行退火使钢软化。但是轧制过程中,带钢表面有润滑油,而油脂在退火炉中会挥发,挥发物残留在带钢表面上形成的黑斑又很难除去。因此,在退火之前,应洗刷干净带钢表面的油脂,即脱脂工序。脱脂之后的带钢,在保护气体中进行退火，为保证退火性能,应选择低温长时间退火的工艺制度。退火后的带钢表面光亮,进一步轧制或平整时,就不必酸洗。平整。退火之后的带钢必须进行平整,以获得平整光洁的表面,均匀的厚度,并使性能得到调整。为减轻或消除边缘“凸条”,需采用凸度辊进行平整。平整之后,可根据定货要求对带钢进行剪切[8]。1.3.3冷轧带钢轧制规程优化轧制规程是冷轧带钢生产工艺的主要内容之一,由于冷轧带钢宽厚比（B/H）大，轧制压力大，要保证板形良好必须制定合理的轧制规程，所以，它对于产品的产量、质量、成本以及生产安全、工艺控制精度等均有着重大影响。合理(或优化)的轧制规程既可提高冷轧带钢的生产率、降低能耗,又能保证产品的质量,提高工艺控制的精度和响应速度以及设备的利用效率,从而带来极大的经济效益。冷轧轧制规程的制定,就是根据来料条件(板坯的厚度、宽度以及钢种)和设备条件(轧辊辊径、电机容量限制条件、轧制负荷限制条件)来设定各道次轧机的出口厚度,并由此计算出各道次轧机辊缝和轧辊速度,并将此设定值传送给二级控制系统,从而在轧制时对轧机进行预设定。制定合理优化的轧制规程对于提高产品的产量、降低生产成本以及改善生产的安全和工艺控制的精度等均有着重大意义。目前为制定合理(或优化)的轧制规程通常采取如下措施:(1)综合考虑影响轧制规程的各种因素来建立寻优目标,从而在发挥现有设备的最大限度的同时,提高产品的质量。(2)利用更为有效的优化方法,提高轧制规程制定过程寻优的速度和求解时的收敛速度,从而使在线设定模型(无规程轧制)成为可能。(3)充分利用计算机和现在的人工智能技术,使整个轧制过程的控制更为合理[9]。现代冷轧机的发展现状及趋势日益增大的市场需求给冷轧带钢生产能力的发展和新冷轧机的建设带来了良性刺激。冷轧机作为生产质量要求很高的最终成品设备，投资巨大，工艺技术复杂，控制精度高。对冷轧机组的选型、定位应遵循高起点、高质量、产品具有高竞争力的原则。应综合考虑市场容量、品种质量、投资规模等因素才能充分发挥低耗、高产、高质的优势，以最低的投入获得最好的效益。现代冷轧机的类型特点带钢冷轧机按机架排列方式可分为连续式冷轧机和往复可逆式冷轧机。连续式冷轧机生产效率与轧制速度都很高，在工业发达国家中，它承担着薄板、带材的主要生产任务。相对来说，当产品品种较为单一或者变动不大时，连轧机最能发挥其优越性。冷连轧机组逐渐淘汰单卷连轧，由无头轧制向全连续冷轧机组、酸洗—冷轧联合机组方向发展，使冷轧带钢生产的产量、质量、成材率和劳动生产率大幅提高，生产周期和成本降低。可逆式冷轧机适用于多品种、小批量或合金钢产品比例大的情况，不锈钢、硅钢及其它特殊钢生产的发展，都宜采用可逆式冷轧机，且多数采用多辊轧机。由于运用了冷连轧机发展起来的各项先进技术(厚度自动控制、板形控制、大卷重、高轧速等)，可逆式冷轧机在产品质量和产量上都有很大提高，有的产品质量性能指标接近或超过了冷连轧机。虽其生产能力较低，但投资小、建厂快、生产灵活性大，适宜于中小型企业。20世纪90年代以来，全球新建单(双)机架可逆式带钢冷轧机的台数首次大大超过新建的连续式带钢冷轧机，如欧美一些发达国家装备了一些轧制特殊钢种和规格的可逆式轧机，有CVC-6-HS六辊可逆式轧机、HC(UC)六辊轧机、二十辊轧机、十二辊轧机和Z型(十八辊)轧机等。带钢冷轧机的发展趋势一方面向大型化、品种专业化生产的方向发展，另一方面向品种生产灵活、投资小、适应性强的紧凑式往复可逆冷轧机方向发展[10]。现代冷轧机的质量控制冷轧带钢轧机的质量控制中的板形问题贯穿冷轧生产的全过程，如矫直、轧制、退火、平整等，但主要的控制是在轧机。轧机的板形控制包括机型选择，辊型设计，调节策略和手段，计算机自动控制系统等内容。轧机精度控制及其技术经济分析是选用板形控制形式的决策依据。近年来出现了一大批可选择的具有良好板形控制功能的轧机和技术,具有代表性的有日本三菱的HC、PC系列、西马克的CVC、奥钢联的Smart-Crown和DSR，以及达涅利新近开发的六辊3C技术。其中HC系列的UCM技术、CVC技术用得最多,硬件软件均已十分完善,结构亦相对简单；SMS近年来又开发并推广应用了强力CVC技术即CVC轧机；UCMW则在UCM轧机的基础上增加了工作辊窜辊,主要强化边部减薄控制,多用于硅钢等对边部板型严格的品种轧制中,应用不多。PC轧机应用多年,结构较复杂,在热轧机上应用较多；DSR与六辊3C目前则仍处开发阶段,分别在宝钢和首钢各有一套,有待实践检验[11]。现代冷轧机的选型选择轧机机型时首先要考虑的因素是满足产品大纲，因为产品的钢种及强度等级决定选用多辊轧机或是4辊或6辊轧机，即了解带钢的材料特性与机型选择的关系。其次要考虑轧机的生产能力，选择的机型和轧制方式必须覆盖预定的生产规模，即了解轧制方式、机型与生产规模之间的关系。轧机的板形调控能力越来越受到重视,是选型时要考虑的重要因素之一，即了解机型与产品的厚度规格之间的关系。从全面综合的观点出发,选择轧机的机型和配置,获得最好的投资合理性,盲目地追求高配置是不可取的。总的来说，带钢冷轧机选型有以下结论：(1)对于同一种材料的带材来说,工作辊直径越小单位宽度轧制力越小,因此难轧制的材料应选用多辊轧机轧制。(2)可逆式轧制特别适合多钢种、多规格、小规模产品。年产量大于80万t，应选择连续轧制。(3)一种机型拥有调控执行机构数量的优势,意味着这种机型的板形调控能力的优势。6辊机型板形调控能力优于4辊机型,但其维护及运营成本高于后者。HC、UC轧机通过调整横向刚度调整辊缝形状,而CVC技术是通过辊形达到调控辊缝凸度的目的。提高横向刚度和调节辊缝凸度虽是不同的调控方法,但异曲同工。(4)对于生产一般低碳钢来说,总压下率要求在70%～80%之间,由5个机架组成的冷连轧机是最常用的一种连轧配置,从压下率分配的角度来看是较为合理的配置[12]。几种冷轧带钢新技术简介加快冷轧板带生产技术的发展是我国今后若干年品种结构调整的重点。要坚持技术高起点,支持有冷轧原料、资金条件好、管理水平高的企业发展冷轧板带生产，产品要注重国际竞争能力。要鼓励合资,合作引进资金、技术和管理,缩小和国外先进产品的差距。要坚持专业化生产,培养和创造自己的独特产品。要注重发展速度和产品结构、质量、效益的统一。不能犹豫徘徊,也不能盲目冒进，一定要注重资源、环境、市场、技术、人才的有机统一。目前冷轧生产技术正向大型化、集成化、高速化方向发展,而且在进一步地提高自动化和连续化水平。产量和生产率都有显著的提高,产品质量更趋完美。有效的冷轧技术可以生产出高质量的冷轧产品，同时具有较好的经济效益。其最近开发的一些冷轧生产新技术包括：冷轧带钢边部减薄控制技术（EDC)用于冷轧带钢边部减薄控制的设备，以取得沿带钢宽度方向均匀恒定的厚度。边部减薄就是冷轧带钢边部区域所不需要的厚度减薄。引起冷轧带钢边部减薄的原因是轧辊在轧制段从加载到卸载的过程中轧辊弹性压扁位移所致。根据带钢的使用，这一部分减薄的区域必须裁去。因此，当需要对带钢边部进行修整时，钢材的成材率将会下降。为了避免造成这样的损失，开发出用于可逆冷轧机和串列式冷轧机用的冷轧带钢边部减薄控制系统。为了补偿带钢边部减薄，在带钢边部区域的工作辊直径必须降低。为此，要对工作辊辊身一端进行特定的研磨形成一定锥度。控制的基本原则就是基于使锥度偏移，直到确定特定的边部减薄值。此新型带钢边部减薄控制系统可以控制在带钢整个长度上带钢边部减薄值较低的一个衡值，其结果就是减少了修整损失。T-辊工艺技术为使冷轧工艺最佳化和提高冷轧带钢的质量，更好地了解冷轧过程中的物理过程是必不可少的。因此，开发了T-辊技术，这是一个技术包，它包括模拟冷轧过程的新的和改进的物理模型。除了完整的力学和热动力学描述外，对润滑轧制详细和模拟的描述使操作人员可以选择一个最佳化的工艺。模型的精确性使实际测量结果与模拟结果具有非常高的一致性。例如，对轧制力和轧辊表面光洁度向带钢表面的转换有非常精确的模拟。1最少量润滑和利用液氮的清洁方法改进带钢表面质量的润滑和清洁方法。作为一种新的润滑和清洁概念，开发出了综合采用最少量润滑和利用液氮的方法。在冷轧带钢平整过程中，这一方法明显地改善了带钢表面质量，同时降低了设备运转成本。当在平整机入口使用最少润滑剂时，精确控制降低摩擦的润滑剂的使用量。利用最少量的润滑剂可以同步降低轧制力和改善带钢平直度。在出口处的液氮覆盖在带钢和轧辊表面上。这种方法具有下列优点：清洁和干燥的带钢表面明显地可以降低生锈的可能性；大幅度减轻了下道工序清洁带钢表面的工作强度；延长了工作辊使用寿命。在线检测系统用于记录产品质量和满足较小公差的在线检测系统。今天，高效生产高质量冷轧带钢需要完整地记录产品主要质量参数。它既可以向用户提供产品质量信息，同时也可以有效地跟踪工艺过程中引起质量问题的原因，并给予修正。带钢表面光洁度控制系统可在带钢整个长度上将光洁度控制在一个恒定的值和当需要时更换轧辊。平直度测量辊可对带钢表面平直度进行精确和安全可靠的测量。轧辊密实的表面可以避免在带钢表面留下印迹，也可以对具有光滑表面的冷轧带钢进行涂镀处理[13]。冷轧带钢建设中的注意事项冷轧板带是技术密集、资金密集型的产品,也是附加值较高的产品,在建设冷轧板带项目时应注意以下几方面的问题：（1）新建冷轧项目要高起点,产品具有国际竞争力,采用当前国际上成熟先进的生产工艺技术建设规模适当的冷轧生产线,提高市场占有率和竞争力。（2）钢材的消费有明显的区域特性,冷轧薄板生产线的改造和新建项目要相对集中在市场容量较大企业中进行。产品靠近市场,更有利于以低成本优势占领和扩大市场。要充分利用所在区域的资源、环境、条件,按产品和工序的合理衔接形成特色、优势。（3）新建冷轧项目要集中在可能取得热轧薄板原料和资金保证条件的企业。鞍钢、宝钢、武钢、沙钢、宁波建龙、邯钢、本钢、唐钢、马钢、涟钢、包钢等就是很好的例子。（4）改造和新建冷轧生产线要与淘汰落后冷轧机组和部分窄带钢轧机生产能力统筹考虑。（5）改造和新建冷轧生产线一定要事先做好产品市场分析及预测,找准产品的市场定位,产品在国际国内都要具有市场竞争能力。未来的竞争中,专业化的生产厂才是赢家。（6)新建冷轧项目时建设顺序可以灵活多样,既可以先建冷轧生产线再建涂镀层生产线。（7)注重前工序。好的产品如轿车板、家电板需要从冶炼开始就进行各种规范的工艺和技术控制,没有纯净度高、成分优良、性能均匀的“原料”仅靠冷轧工艺技术是不可能生产出优质产品的。（8)新建冷轧项目必须具有良好的水电供应等外部条件,尤其是水资源关系到国家经济持续发展。缺水缺电地区不能上冷轧项目。（9)由于目前我国每年需要进口大量高附加值的冷轧板来满足需求,所以应该把重点放在提高产品质量、性能、降低成本上来[14]。进入新世纪以来,我国钢铁工业的钢材产量始终保持在世界第一的地位,钢材生产已整体开始供大于求的新阶段,但是相当一段时间仍然存在以下结构性矛盾：先进产能与落后产能并存；高端产品产能不足与低端产品产能过剩并存；产业集中度很差,原材料和能源支撑矛盾突出等。这就要求钢铁工业在结构调整上加大淘汰落后工艺装备产能的力度,转变增长方式,加快技术升级和开发新品种,加快产业的并购、重组,在转变增长方式方面要重视钢铁产业链的延伸,发展钢材的深度加工,以促进钢材生产品种和质量的大发展。2轧制工艺流程及轧制制度的制定瓦垄机组热轧板卷料酸洗冷轧电解清洗退火退火连续镀锌平整平整瓦垄机组热轧板卷料酸洗冷轧电解清洗退火退火连续镀锌平整平整横剪检查、重卷纵剪涂层机组横剪酸洗热轧带镀锌板涂层板普通深冲板图3.1轧制工艺流程图2.2轧制工艺流程简介酸洗-冷轧联合机组酸洗—冷轧联合机组的选取是要根据所要求的生产能力、带钢宽度和带卷尺寸以及所采用的酸洗剂情况进行选择。本车间所采用的机组形式为浅槽紊流盐酸洗以及全连续无头轧制。本车间酸洗机组采用水平式浅槽紊流盐酸酸洗机组，原因是浅槽紊流盐酸酸洗具有酸洗带钢质量好、易于操作、作业率高、设备质量轻、投资少、消耗低、无公害等优点。其盐酸再生副产品-优质氧化铁粉纯度高、颗粒细、活性好，可为电子工业部门提供国内短缺的铁氧体磁性材料。连续卧式酸洗机组之所以被称为连续的，是因为带钢连续的通过盛有酸溶液的酸洗槽。为了使过程连续，将后一卷带钢的端头与前一卷带钢的尾端焊接起来，再从酸洗槽通过，为下一步冷轧打下基础。连续酸洗机组可分为3段，分别为头部、中部、尾部。其中上料、拆卷、破碎带钢表面氧化铁皮、矫直、切头切尾、焊接、光整为原料准备段；拉矫、酸洗、漂洗、烘干为酸洗工艺段；剪边、涂油为酸洗成品段。整个机组的操作过程是：被送到机组的带钢卷，经过带有弯曲辊、给料装置和矫直机的开卷机将带钢端头拆开、矫直并被送入侧刀剪切掉带钢头尾，再将切完头尾的带钢闪光对焊机，将前后两条带钢的端头焊接起来，焊接处的焊缝通过焊机自身的光整机进行光整，然后拉料辊将带钢送入头部活套中贮存，以备酸洗工艺段生产。贮存在头部活套内的带钢由拉料辊拉出，并被连续的送入酸洗槽进行连续的酸洗。酸洗后清除掉氧化铁皮的钢板在漂洗槽中经高压水冲洗、毛刷刷洗除去带钢自酸洗槽中带出的残酸，再进入烘干装置将带钢表面烘干，然后送入圆盘剪进行剪边。本车间采用的全连轧机具有高产、优质、高效率和低耗等优点，其主要关键技术是：1.确保焊缝性能，轧制断带率低（小于2.5%），焊接工艺自动控制。焊缝自动探测，检测精度高。精确的焊缝跟踪和钢卷头尾及位置跟踪。2.带钢贮存装置，活套贮量大。3.在轧制中动态规格变换，变换段长度为4750mm（四~五机架之间距）。4.带钢在300m/min飞剪分段，张力波动很小并快速导向。5.带钢留在机架中快速换辊。6.板形在线检测和计算机闭环控制。前馈采用轧制辊缝模型、弯辊模型、轧辊温度模型和轧辊磨损模型。反馈控制采用板形仪完成。7.CVC轧辊凸度连续变化技术。生产过程全盘自动化，过程控制最佳化。具体的工作流程为：开卷→矫直→切头→焊接和缝合→加前张力→活套装置→加后张力→酸洗→冷水喷洗→钝化→热水漂洗→带钢烘干→加张力→切边→入口活套→五机架四辊冷轧机→圆盘剪剪切→卷曲[16]。清洗和退火清洗的目的就是去除轧制过程中带钢表面的油污以及轧后产生的铁粉和灰尘等,使带钢以洁净的表面进入下一工序。通常采用组合清洗法，是指根据工艺要求把化学清洗、电解清洗和机械清洗等清洗方法进行最佳组合，清洗后的带钢表面质量较高。此法虽然可以使带钢表面清洁度质量大幅提高，洗净率达到97%以上，但也存在一些弊端，首先是投资高、生产成本高，其次清洗介质消耗量大，再次刷辊磨损大，所以组合清洗段只适合对板带质量要求较高的生产线。本车间采用电解清洗方法，电解清洗法是通过水的电解在带钢表面产生微小气泡，物理地剥离带钢表面残留物，达到清洗带钢表面的目的。处理线通常分为三段,即入口段、工艺段和出口段。三部分的主要设备组成如下：①入口段：开卷机、磁力皮带、夹送辊、矫直机、入口剪、焊机、挖边机、1#导向辊。②工艺段：碱洗槽、电解槽、热洗槽、电极、干燥机及若干导向辊、刷棍、挤干辊。③出口段：导向辊、S辊、夹送辊、出口剪、卷取机。工艺段工艺流程：带钢依次进入碱洗槽、电解槽和热水槽。在热碱溶液中使表面油渍皂化；在带刷辊的电解清洗槽中,带钢在两侧电极和刷辊的作用下,能更有效除去附在带钢表面和被轧入带钢孔隙深处的油污。热水清洗槽将钢带表面的碱液用热水喷洗掉,并经过挤干辊挤干表面。整个清洗过程主要是对清洗液的液位、浓度及温度等的综合调节,使钢材清洗达到最佳效果。退火是冷轧板带生产中最主要的热处理工序，冷轧中间退火的目的一般是通过再结晶消除加工硬化以提高塑性及降低变形抗力，而成品热处理（退火）的目的则除开通过再结晶消除硬化以外，还可根据产品的不同技术要求以获得所需要的组织（如各种织构等）和性能（如深冲、电磁性能等）。本车间采用的机组形式是全氢罩式退火炉。在罩式退火炉中，一般将若干个紧卷的带卷叠为一垛成批加热，退火数小时后在进行冷却。紧卷的温升很慢。带卷中心达到给定温度要比带卷外圈迟很多。所以加热时间必须很长，直至中心部位也达到给定温度。经过长时间的退火，带钢组织变软，所以特别适合于深冲。但罩式退火炉的退火周期太长，有的长达几昼夜。具体的工艺流程为：带卷与垫板(即所谓的对流器)堆放入炉→罩圆筒形内罩→喷吹保护气→罩加热外罩→风机鼓风→吊走加热罩，加罩冷却罩(快速冷却)→喷吹冷空气→停喷保护气→冷致室温。3.连续热镀锌经过平整后的冷轧钢板表面质量很好，但没有保护的话会很快被腐蚀，所以要求要在其表面镀上一层金属保护层，这种金属通常是锌，而这种保护方法就叫镀锌。镀锌方法包括热镀锌和电镀锌。如果需要热镀锌的冷轧带钢，冷轧带钢在镀锌前往往必须进行再结晶退火，以便在镀锌后保证基体金属具有所要求的工艺性能，如抗拉强度和可成型性。此外，还要将带钢表面上的所有残渣和杂质清洗掉。一般从冷轧机出来后，直接送到连续镀锌机组。带钢在该机组中脱脂、常化或再结晶退火和热镀锌。镀锌机组末端设有卷曲机或横剪机，带钢可以成卷交货，也可单张交货。具体的工艺流程为：开卷→双层剪→焊接→清洗→退火→热镀锌→冷却→水淬→光整→张力矫直→钝化和指纹处理→静电涂油→剪切（定尺剪切）→卷取（装箱）。在设备选型方面，炉型选用EFCO公司设计和制造的立式炉，焊机为德国MIEBACH公司的窄搭接焊机，气刀为德国FOEN公司的先进设计型式，锌锅为AJAX公司陶瓷锌锅，光整及拉矫为法国CLECIM公司产品。产品为CQ、DQ及DDQ级镀锌板卷和热轧酸洗镀锌板；表面热处理为钝化、涂油；锌层表面结构有大锌花、小锌花、光整锌花；同时，该镀锌线还预留了镀铝锌板生产的能力，这种冷板和热板兼镀并有镀铝锌板生产能力的设计，使生产线适应市场的能力得到加强[17]。涂层机组本车间采用的是二涂二烘工艺的高速带钢连续涂层机组。涂层带钢具有轻质、美观和良好的防腐性能等特点，而且可弯曲、冲压直接加工，是一种高附加值的新型材料，广泛应用于建筑、运输、家电家庭用品等制造行业。工艺流程为：原料开卷→平整矫直→切头→焊接→热碱水冲洗→热水冲洗→吹干→活套热碱水冲洗→刷洗→热碱水冲洗→热水冲洗→磷化处理→热水冲洗→钝化处理→吹干→初涂→初涂层烘干固化→空气冷却→水冷→吹干→精涂→精涂层烘干固化→空气冷却→水冷→吹干→活套→涂蜡→卷取。该机组产品品种多，规格范围广，涂层厚度精度高，是一条多功能涂层机组；涂层设备为摆门式结构的辊涂机，可快速更换涂料和涂敷辊，使机组生产时间明显增加；带钢预处理采用喷淋和浸渍方式进行强化预清洗，可使用冷轧和热轧带钢做基板；烘烤炉内配备温度测量和防爆监测控制系统，有焚烧炉和废热锅炉，即可充分利用热能，又可防止环境污染。横剪机组薄板横剪机组的布置应根据对成品薄板的品种要求，经济的剪切大量钢材，并按交货规格堆垛打包。具体工艺流程为：开卷→夹持→矫直→剪切→废边卷曲→测厚→横剪→17辊矫直→21辊矫直→涂油，打印→堆垛→称量。纵切机组工艺流程为：开卷→裁条→引带→剪切→卷取。2.2.7重卷机组工艺流程为：开卷→剪切→飞剪→焊接→拉矫→剪切→卷取。2.检查和包装冷轧钢板在入库出厂前，每个批号根据不同钢质的交货标准（协议）要求，进行取样和检验（拉力、冷弯、金相、冲压）。取好的试样及时送往技术质量监督部检验室检查，初检不合格应取双倍样复验、检查结果由检查员填写在生产卡片上。包装前应检查钢板质量符合产品标准后方可进行包装。包装卷时，纵向三道腰，腰子要均匀，不得松动；包内标志不少于一个，包外标牌不少于两个。交库时必须做到标志、交货单、实物三者相符方可验收；交货的钢卷必须符合包装规程和相应标准的规定；凡入库的钢卷必须按品种，合同号分区域堆放，并保证堆放整齐，不允许大包压小包；成品应严格执行合同，按合同发出。典型轧制制度的制定板带钢轧制制度是板带轧制工艺最基本的核心内容，直接关系到轧机的产量和产品的质量，轧制规程的中心内容就是要确定由一定板坯轧成所要求的板带的变形制度，亦即要确定所采用的轧制方法，轧制道次及每道次压下量大小，以及与此相关的各道次轧制速度，温度及前后张力制度的确定和原料尺寸的合理选择。制定轧制规程的方法很多，主要有理论方法和经验方法两大类。理论方法比较复杂用处又不大，故多采用经验方法即根据经验资料进行压下分配及校核计算。轧制制度选择的依据轧制制度的选择与设备的选择密切相关，二者应同时加以考虑，确定轧制制度时主要考虑以下几点：金属与合金的品种、规格、状态及质量要求品种和规格不同，所采用的轧制制度就不同，那么设计的车间就有很大的差别，若产品质量要求不同就是同一种合金品种与规格也可以采用不同的轧制制度。(2)年产量的大小。产量不仅决定工艺过程的特点，同时也对设备选择、铸锭尺寸、产品规格有着直接的影响，例如，对于板材生产来说，产量不大时，可采用单机架生产；而产量大时，可采用连轧生产。(3)投资、建设速度、机械化与自动化程度、劳动条件、工人与管理人员的数量以及将来的发展。原料的选择使用热轧板带为原料，坯料最大厚度取决于设备条件，坯料最小厚度取决于成品厚度、钢种、成品的组织和性能要求以及供坯条件。根据金属平衡，本厂年产130万吨的冷轧产品，原料由热轧厂供应，设计确定冷轧厂所需的热轧原料的种类、断面形状、单重及规格尺寸。1.原料规格：带钢宽度：700~1550mm带钢厚度：1.0~钢卷内径：Φ700/762mm钢卷外径：Φ1100~2000mm钢卷重量：最大30t2.热轧原料卷技术要求：①带钢宽度允许偏差：0~+20mm。②热轧带钢最大波浪度为：1.8~带长每2mm最大到20mm。3.1~带长每2mm最大到15mm。③热轧带钢原料不应有边缘裂口、裂缝或向上弯起以上的边缘，应卷紧，边缘整齐，内圈无舌头。④热轧带钢表面不得有气泡、结疤、折迭、裂缝、夹杂、压入氧化铁皮，侧面不允许有分层，必须脱油、脱脂、无漆。⑤带钢表面允许有深度（或高度）不大于厚度负（或正）偏差之半的压痕、裂纹、麻点、划伤及轧辊所造成的网纹。⑥厚度偏差见表3.1。表厚度偏差公称厚度厚度允许偏差≥700～＜750≥750～＜1000≥1000～＜1500≥1500～＜2000±0.18±0.18±0.190±0.21±0.190120124368＋0.20－0.40＋0.30－0.40＋0.30－0.50＋0.40－0.50⑦凸度：凸度是指垂直轧制方向横截面上，中点厚度与距带钢边部40mm处厚度的差值，最大允许凸度见表2.2。表最大允许凸度带钢宽度允许凸度（mm）凸度内控值（mm）<1200≥1200～＜1500≥1500～＜18003.来料规格为：3×1300mm；典型产品为ST14，规格为×1300mm。ST14：德国DIN牌号，低碳钢；ST—钢（Steel）、14—深冲用冷轧薄钢板。ST14化学成分见表：表ST14化学成分（%）钢种CSiMnPSAlNTiST14——张力制度张力在冷轧生产中不仅可以降低轧制压力，防止带钢跑偏，补偿沿宽度方向轧件的不均匀变形，并且还起着传递能量，传递影响，使各机架之间相互连接的作用。张力制度就是合理的选择轧制中各道次张力的数值。实际生产中若张力过大会把带钢拉断或产生拉伸变形，若张力过小则起不到应有作用。因此作用在带钢上的最大张应力应满足：其中：—作用在带钢单位截面积上的最大张应力；—带钢的屈服极限。冷连轧的特点之一是采用大张力轧制，所以一般单位张力q为（0.3~0.5），轧机不同、轧制道次不同、钢种不同、规格不同等影响，张力变化范围较宽。后张力与前张力相比对减少单位轧制压力效果明显，足够大的后张力能使单位轧制压力降低35%，而前张力只能降低20%左右。且单位张力后机架要比前机架大一些[18]。冷轧带钢的分配原则见表2.4。表冷轧带钢的分配原则带钢厚度，mm0.3~11~22~4单位张应力,kg/mm2轧辊辊型制度轧辊辊型曲线的配置有两种方法。第一种方法是上下工作辊采用相等或不相等的凸度值，此方法的优点是凸度分布在上下辊，带钢板型平直；缺点是上下辊凸度顶点要对应，必须有轧辊的横向调整装置。第二种方法是凸度集中在上工作辊，下工作辊为圆柱形，其优点是轧制时辊缝平直，安装方便，但轧后板型略呈凹型，经平整可基本消除。本设计采用CVC轧机。CVC轧机，即ContinuallyVariableCrown(连续可变凸度)轧机，是一种轧辊有效、凸度连续可调的高精度辊型控制轧机。CVC轧机工作辊是由2个可轴向移动的、带有一种瓶状的辊型凸度的辊型组成，2个工作辊辊身形状完全一致，但反向配置,使上下辊的形状互相补充，形成一个对称的辊缝断面，如图2.2所示。通过轧辊的轴向移动，使轧辊表面间距发生不同变化，由于轧辊是连续移动的，从而可产生一个连续的正负可变凸度，即改变了带钢横断面的凸度，满足了带钢板型质量要求。图CVC板型控制原理CVC轧机有四辊和六辊之分，冷轧生产中两种机型都有使用，六辊机型使用相对多一些。六辊CVC轧机通过轴向窜动磨削成一定形状的中间辊，改变工作辊、中间辊、支撑辊之间的应力分布状况，从而达到控制辊缝形状的目的。六辊CVC轧机，该轧机具有轧辊的轴向窜动功能，可以是工作辊、中间辊单独移动，或者工作辊和中间辊同时窜动。工作辊和中间辊都带辊型和工作辊、中间辊、支撑辊均带辊型的六辊CVC轧机，其工作原理都一样，只是控制能力上有所差别。四辊式与六辊式CVC轧机的工作原理一样，只是没有中间辊，它是依靠工作辊的窜动来进行辊缝控制[19]。图4辊CVC与6辊CVC板型控制域的比较轧制速度制度冷连轧机最大特点是速度高，生产能力大，轧制板卷重。轧制时先采用低速度穿带（1~3m/s），待通过各机架并由张力卷取机卷上之后，同步加速到轧制速度，进入稳定轧制阶段。在焊缝进入轧机之前，为避免损伤辊面和断带，一般要降速至稳定轧制速度的40%~70%。焊缝过后又自动升至稳定轧速。在一卷带钢轧制即将完成之前，应及时减速至甩尾速度，以通过尾部。冷连轧的最高速度限制，主要是由轧制工艺润滑和冷却能否保证带钢表面质量和板型。在实际生产中，冷连轧机各机架速度调节及设定皆采用轧辊速度。当压下规程制定后，则各架轧出厚度hi已知。根据轧制时的秒流量相等条件方程：(2.1)式中：hi―第i架轧机出口处轧件厚度。vi―第i架轧机出口处水平速度。由末架轧机出口处轧件水平速度可求出各架轧机出口处的轧件水平速度。再由公式：(2.2)求出各机架轧辊速度。首先是末机架出口处轧件水平速度的选取，根据经验，一般取末机架轧机出口处轧件水平速度为不大于22.5m/s。现取末机架轧机出口处轧件水平速度为=13m/s，=1.2mm，则可求得：第一架轧机：由秒流量相等，=0.54mm，=2.46mm。求得：==6.34m/s。咬入角：=arccos(°=0.047rad中性角：=前滑值：==0.029=2.9%第一架轧辊速度：=第二架轧机：由秒流量相等，=0.45mm，=2.01mm。求得：==7.76m/s。咬入角：=arccos(°中性角：=前滑值：==0.021=2.1%第二架轧辊速度：=第三架轧机：由秒流量相等，=0.45mm，=1.56mm。求得：==10m/s。咬入角：=arccos(°=0.039rad中性角：=前滑值：==0.028=2.8%第三架轧辊速度：=第四架轧机：由秒流量相等，=0.27mm，=1.29mm。求得：==12.09m/s。咬入角：=arccos(°=0.03rad中性角：=前滑值：==0.028=2.8%第四架轧辊速度：=第五架轧机：已知=13m/s，=0.09mm，=1.2mm。咬入角：=arccos(°=0.019rad中性角：=前滑值：==0.012=1.2%第五架轧辊速度：==12.85m/s。压下规程的制定要保证一定的总压下率，连轧总压下率一般为50%~60%，取60%。1.常用的压下规程设计方法：①先按经验并考虑到规程设计的一般原则和要求，对各道（架）压下进行分配；②按工艺要求并参考经验资料，选定各机架间的单位压力；③校核设备的负荷及各级限制条件。2.压下量的分配：根据经验采用分配压下系数表，令轧制中的总压下量为，各道次压下量分配用以下公式计算：(2.3)其中，为各道压下量；bi为各道次压下分配系数。表各种冷连轧机压下分配系数bi机架数道次（机架）号123452——————3————4——5确定各架压下分配系数分别为0.30、0.25、0.25、0.15、0.05，即确定了各架压下量或轧后厚度。根据表中的计算出各道次压下量为：=0.54，=0.45，=0.45，=0.27，最后一道次考虑板形，及表面质量的要求，取较小的压下率。3.各道次轧制力的计算：各机架摩擦系数的选取：第一道次考虑咬入不喷油，故取0.08，以后喷乳化液，取值0.05～0.06。具体选择如表：表摩擦系数表1#机架2#机架3#机架4#机架5#机架[20]：(2.4)式中：，摩擦几何系数；—考虑轧辊弹性压扁的变形区长度；—平面变形抗力；—前后张力平均值，：—前张力，—后张力；—轧件宽。各个道次的轧制压力的步骤说明如下：第一道：由原料开始轧制，压下量为mm，占冷轧总压下率的18%，即冷轧压下率：=0，=18%。求平均压下率为：=(2.5)由公式(2.5)，得：==0.4×0+0.6×18%=%根据典型产品ST14的含碳量查找对应的加工硬化曲线，可知：σ=28kg/mm2，σ。求平均单位张力：故K5－=1.15×28－=kg/mm2计算==(2.6)由公式(2.6)，得：=0.08×/=，z2=C=8×(1-μ2)/E(2.7)其中，弹性模量：E=206Gpa，泊松比：μ=由公式(2.7)，得：C=8×(1-μ2)/E=8×(1-2)/(3.14×20600)=1.1×10-4y=2CRfK/=2×1.1×10-4×245×0.08×/=查轧辊压扁时平均单位压力图解，即斯通图解法，=0.36=×12.285mm查表得：=×=×=kg/mm2P1==1300××=第二道：压下量为=0.45mm，入口总压下率为18%，出口总压下率为33%。求平均总压下率：由公式(2.5)，得：==0.4×18%+0.6×33%=27%查ST14加工硬化曲线得：=40kg/mm2，s≈平均单位张力：故Ks－=1.15×40－=kg/mm2计算==mm由公式(2.6)，得：=0.05×/=，z2=计算：C=8×(1-μ2)/E=8×(1-2)/(3.14×20600)=1.1×10-4其中，弹性模量：E=206Gpa，泊松比：μ=y=2×CRfK/=2×1.1×10-4×300×0.05×/2.235=查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法），=0.28=×/0.05=mm查表得：==×K=×=kg/mm2P2==1300××=第三道：压下量为=0.45mm，入口总压下率为33%，出口总压下率为48%。求平均总压下率：由公式(2.5)，得：==0.4×33%+0.6×48%=42%查ST14加工硬化曲线得：=43kg/mm2,s≈平均单位张力：故Ks－=1.15×43－=kg/mm2计算：==mm由公式(2.6)，得：=0.05×/=，z2=计算：C=8×(1-μ2)/E=8×(1-2)/(3.14×20600)=1.1×10-4其中：弹性模量：E=206Gpa，泊松比：μ=y=2×CRfK/=2×1.1×10-4×300×0.05×/=0.069查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法），==×/0.05=mm查表得：==×K=×=kg/mm2P3==1300××=第四道：压下量为=mm，入口总压下率为48%，出口总压下率为57%。求平均总压下率：由公式(2.5)，得：==0.4×48%+0.6×57%=%查ST14加工硬化曲线得：=49kg/mm2，s≈平均单位张力：故Ks－=1.15×49－=kg/mm2计算：==9mm由公式(2.6)，得：=0.05×9/=，z2=计算：C=8×(1-μ2)/E=8×(1-2)/(3.14×20600)=1.1×10-4其中：弹性模量：E=206Gpa，泊松比：μ=y=2×CRfK/=2×1.1×10-4×300×0.05×/=查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法），==×/0.05=mm查表得：==×K=×=kg/mm2P4==1300××=第五道：压下量为=mm，入口总压下率为57%，出口总压下率为60%。求平均总压下率：由公式(2.5)，得：==0.4×57%+0.6×60%=%查ST14加工硬化曲线得：=52kg/mm2，s≈平均单位张力：故Ks－=1.15×52－=kg/mm2计算：==mm由公式(2.6)，得：=0.05×/=，z2=计算：C=8×(1-μ2)/E=8×(1-2)/(3.14×20600)=1.1×10-4其中：弹性模量：E=206Gpa，泊松比：μ=y=2×CRfK/=2×1.1×10-4×245×0.05×/=查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法），==×/0.05=mm查表得：==×K=×=kg/mm2P5==1300××=4.本设计采用五机架连续轧制，制定压下规程如：表冷轧压下规程道次号H/mmh/mmΔh/mmε/(%)-1前张力kg/mm2后张力kg/mm2kg/mm2总压力t10.5420.4530.4540.2750.093设备选择与参数的确定设备选择的主要内容是确定出车间设备的种类、形式、结构、规格、数量及能力。设备选择一般考虑如下原则：要满足产品方案（主要指规格、质量、年产量等）的要求，保证获得高质量的产品；要满足生产方案及生产工艺流程的要求；要注意设备的先进性和经济上的合理性；要考虑设备之间的合理配置与平衡。3.1机组组成1号酸轧联合机组1条1700mm轧机1条罩式炉平整机组1条横切机组4条纵切机组2条电镀锌机组1条连续热镀锌机组1条彩涂机组1条机组设备酸洗机组（1）机组主要工艺参数如下：机组形式：三段酸洗三段漂洗。酸洗工艺：浅槽酸洗。钢卷规格：表冷轧钢卷规格入口出口带钢厚度1.0~1.0~带钢宽度700~1550mm650~1550mm钢卷内径Φ700/762mmΦ750/610mm钢卷外径Φ1100~2000mmΦ1100~2000mm钢卷质量最大30t最大30t酸洗工艺速度：最大30~150m/min酸洗介质：盐酸年酸洗量：130万t（2）机组主要单体设备性能如表所示。表酸洗机组主要单体设备性能设备名称主要性能备注拆捆带方式（手动或自动）手动开卷机台数/台1开卷方式自动1号横切剪形式下切剪台数/台1废料收集方式废料斗焊机形式闪光压力焊制造厂德国米巴赫公司有无月牙剪有入口活套形式水平小车台数/台2最大活套量/m384挖边剪左右冲床开口度/mm2350剪刃材质12Cr或5CrW2Si剪刃硬度HRC48~50圆盘剪圆盘剪结构形式旋转式拉剪最大剪刃直径/mmΦ400~440最小剪刃直径/mmΦ360~400剪刃材质12Cr或5CrW2Si剪刃尺寸/mm长:266.5;宽：700；厚：28剪刃材质12Cr或5CrW2Si硬度H