冷轧工艺教材武钢

武钢2轧钢机组2.1机组简介从美国I2S0.15~2.0mm600~1250mm产量10400/φ1250×1430最高轧制速度为1000m/min2000流量方式为基础的计算机AGC系统。2.2设备系统2.2.1直流传动系统有9套西门子6RA709台GE2套德国LOKE公司LSV-0650.1%1台台湾研华PⅢ监控计算机、1套德国西门子S7-400PLC等设备组成，为可逆轧机的动力部分，可实现张力自动控制、张力0至100%之间连续可调,最小张力可到2.5%,具有传动数据自动记录和报警归档等功能。其调速精度为±1%1%2.5%。2.2.2AGC厚度控制系统由法国阿尔斯通(ALSTOM)公司生产的LogidynD2P(ALSTOM)公司开发的AGC控制软件1套、MTS位移传感器、Heidenhain以太网卡等控制设备组成，可实现监控AGC、预控AGC、秒流量AGC、采样AGC、数据自动记录、远程故障诊断和故障处理等功能。纵向厚度控制精度小于±2.5um，横向厚度控制精度在0.15mm极薄带钢同板上小于6um，2.2.3弯辊控制系统具有压力调节在-100%至+100%范围的双侧单独调节功能。2.2.4测厚仪系统美国CIGI公司生产的75KVDC的X0.1~4.999mm范围。检测厚度精度为0.1%，时间漂移量为每8小时±0.25%。2.2.5乳化液控制系统由美国公司生产的10个电子乳化液调节阀，实现工作辊和支撑辊的分段喷控制铁离子范围小于50pmm。2.2.6辅助控制系统由美国公司开发的触摸屏操作系统，可很好的实现无操作台操作，轧机的全部操作均可在计算机上完成。2.3基本概念2.3.1冷轧热在室温下直接进行轧制加工。2.3.2板形材沿宽度方向延伸是否相等。2.3.3加工硬化属的塑性降低、硬度增加这种现象称为加工硬化。2.3.4横向厚差是指板带材沿宽度方向的厚度偏差，它决定于板材的横截面形状。2.3.5液压弯辊轧辊原始辊型凸度，以保证带钢板形良好。2.3.6辊型轧辊辊身表面的轮廓形状称为辊型，一般用辊身中部和端部的直径差△D来表示。2.3.7变形抗力是指金属抵抗塑性变形的能力。2.3.8塑性是指金属在外力作用下，能确定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。2.3.9前滑轧制过程中，轧件出口速度大于轧辊在该处的线速度，这种现象叫做前滑。2.3.10后滑轧件进入轧辊的速度，小于轧辊在该处线速度的水平分量的现象叫后滑。2.3.11轧机刚度轧机底座抵抗纵向弹性变形的能力大小称为轧机纵向刚度，简称轧机刚度。2.3.12抗拉强度原横截面积得到的应力，叫做抗拉强度，用σb表示。2.3.13屈服强度象，叫做屈服现象，这时材料抵抗外力的能力，叫做屈服强度，用σs表示。2.3.14延伸率材料受拉力作用而断裂时，伸长的长度与原有长度的百分比，叫做延伸率，用δ%表示。2.3.15轧制压力是指金属轧制变形时所需的总压力。2.4常见工艺问题解答2.4.1怎样利用调节乳化液来消除两边浪、中间浪？流量或减小两边乳化液流量来消除。2.4.2冷轧带钢生产中张力的作用是什么？在冷轧带钢生产中张力起着重要作用，首先，张力可以降低轧制力；其次，到自动调节连轧关系的作用。2.4.3冷轧工艺的特点是什么？冷轧工艺的特点主要有：1）加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化。2）冷轧中要采用工艺冷却和润滑。3）冷轧中要采用张力轧制。2.4.4轧制过程中，轧机产生振动的原因有哪些？应如何处理？轧机振动一般发生在高速轧制极薄带钢时，由于振动，使带钢厚度波动，同时易产生断带。另外，厚度波动带钢经镀锡后产生“斑马纹至产生废品。产生振动的原因主要有以下几个方面：1）轧制速度太高，成品规格薄。2）道次轧制工艺参数不合理，如轧制压力低，变形量小，带钢前张力较大。3）润滑条件不佳，如乳化液浓度太高或太低。4）轧辊损坏，未及时更换。5）轧辊轴承和轴承座之间存在间隙。轧制过程中产生轧机振动，应判断分析产生的原因，并采取相应措施进行处机组检修时再进行处理。2.4.5平整的主要作用是什么？平整实质上是一种小压下率（1-5%）的二次冷轧，其主要作用是：1移线。2）冷轧板带材在退火后再经平整，可以使板材的平直度（板形）与板面光洁度有所改善。3）改变平整的压下率，可以使钢板的机械性能在一定的幅度内变化，可以适应不同用途对硬度和塑性要求。2.4.6在轧制过程中，带钢出现跑偏的原因是什么？如何处理？在轧制过程中，造成带钢跑偏的原因主要有以下几个方面：1）由于来料的原因，来料的板形不好，有严重的边浪，造成第一道次带钢调节，发现问题及时停车。2）操作原因，由于操作者双摆调节不合理，造成带钢跑偏。3）电气原因，由于在轧制过程中卷取机张力突然减小或消失造成带钢跑偏断带。4）轧辊，由于轧辊磨削有严重的锥度，使得压下校不了，在轧制过程中给钢跑偏、断带。钢剪断重新穿带，如轧辊损坏应及时换辊。2.4.7轧制过程中产生的轧辊缺陷有哪些？产生的原因如何？主要是由于压下量过大而使带钢产生重波或轻微折叠和带钢跑偏产生重波造成乳化喷嘴堵塞，造成轧辊局部冷却条件不佳，就会产生裂纹。2.4.8造成带钢断带的原因有哪些？断带后如何处理？在轧制过程中造成断带有以下几方面原因：1）来料原因。来料有严重板型缺陷和质量缺陷，如废边压入，严重溢出边及严重欠酸洗或过酸洗，厚度严重不均，板形边浪或中间浪，都会导致断带。2）设备故障。电气控制系统故障或液压系统故障，常见的有张力波动，张力消失，液压系统停车等。3）操作故障造成的断带较为常见。如发现带钢跑偏缺陷处未及时降速或停次未及时减速或将张力控制切断，造成断带。4）工作辊的爆裂造成断带。断带后，应立即停车，将机架内带钢拉出，并将工作辊换出。支承辊轻微粘辊可用油石将表面磨平，严重损坏应更换支承辊。架内的碎小带钢冲洗干净，换辊后第一卷钢速度不要太快。2.4.9轧制力的波动是影响板带轧制厚度的主要因素，那么影响轧制力变化的因素有哪些？影响轧制力变化的因素有：轧件成分和组织性能不均；原料原始厚度不均；张力的变化；轧制速度的变化。2.5轧制时的弹塑性曲线形，轧件产生塑性变形。2.5.1轧机的弹性曲线图1轧制时轧机产生的弹性变形如图1S增大为h，即h=S+∆S，式中∆S--机座弹性变形值，它符合虎克定律，故∆S=P/KP--轧制压力；K--轧机刚性系数；S--轧辊辊缝。机座的弹性变形值∆S架各部件的变形总和。刚性系数KK=P/∆SK2S1＜∆S2＜∆S3，它说明了K1＞K2＞K3。图2理想状态下的K值曲线线段，这是由于机座各部件在加工及装配过程中产生了一定的间隙。S3h=S实+∆S实或h=S理+∆S理。在A点（P1轧制力）轧制时，不论是hh的辊缝S值和弹跳值∆S是不相同的。实际辊缝值S实较理论辊缝值S理小，而实际弹跳值∆S实较理论弹跳值∆S理大。在实际生产中，轧辊的真正零位是找不到的（无论是B点或C人为的假设某点（一般在弹性曲线的直线上）作为轧辊辊缝的零点。P理论曲线实际曲线图3机座的弹性曲线件尺寸在弹性曲线上的表示P1A2.5.2轧件的塑性曲线S实∆S实OBCS理∆S∆S理表示轧制力与轧制厚度关系的图示叫塑性曲线，如图4所示。P图4轧件的塑性曲线1）金属性质的影响：金属变形抗力大（硬金属）的塑性曲线比金属变形抗O力小（软金属）的塑性曲线陡如果轧件的原度为H1时，若采用相同的压H下量，即得到相同的h1，显然轧制硬金属的轧制压力P2比轧制软金属的P1大。P2属的h2厚度较硬金属的h1小。如图5。图5金属性质的影响响，并且曲线的变化形式与图5会使轧件的塑性曲线变陡。2）轧件原始厚度的影响：在相同的负荷下，轧件的原始厚度越大，轧制时厚度”的临界条件。2.5.3轧制时的弹塑性曲线如图6为轧机轧制带材时弹塑性曲线。图6摩擦系数的影响图6中各参数表示：H--原料厚度；h、hj--轧制目标厚度；P、P1、P2--轧制压力；f、f/--摩擦系数。所谓弹塑性曲线，就是轧机的弹性变形曲线与轧件的塑性变形曲线的总称。它是自动控制厚度的理论基础。利用弹塑性曲线可以分析轧制过程的内部矛盾。如果摩擦系数增加（曲线f/制力将由P增加为P1h变为hjh保P2摩擦系数对轧制目标厚度的影响。其他造成厚度差的原因可以通过弹塑性曲线进行分析。2.6乳化液指标2.6.1浓度高，轧制润滑性越好，反之亦然。2.6.2PH值它是指乳化液中的H+浓度。PH值小于7呈酸性,PH值大于7呈碱性，PH值等于7呈中性。一般地乳化液的PH值呈酸性。2.6.3皂化值皂化值的数字是指轧制油中油脂、酯的份量。由乳化液的皂化值的变化可推算出乳化液中杂油的含量，一般地乳化液中杂油的含量应≤20%。2.6.4铁皂在轧制中生成的RCOOFe现以下问题：1）钢板表面脏污现象严重；2）新油补充后，浓度的应答性很差。2.6.5ESIESI是调查乳化液的一个指标，ESI越高，乳化液中的油滴尺寸越小，在钢板表面的油附着量就越少。2.6.6铁粉铁粉是吸附在油滴表面混杂在乳化液中的，吸附在油滴上的铁粉越来越多，象，磁棒过滤器的功率对乳化液中铁含量有较大影响。2.6.7酸值酸值的数值表示轧制油中脂肪酸的量。1）脂肪酸的优点：酸基对钢板表面有较强的附着力，因此它对润滑性和防锈性都很好。2）脂肪酸的缺点：脂肪酸过多，将会促进油箱以及管道的腐蚀，此外还将生成大量铁油泥，使钢板表面及轧机机组的脏污急剧增加。2.6.8灰份属化合物等。从一定角度来说，灰份的数量大小反映了乳化液清净与老化程度，它对轧制板面质量有直接影响。一般，灰份的数量越小越好。2.6.9电导率一般指乳化液的导电能力，是电阻的倒数。2.6.10温度温度是个管理项目，它对性能有很大的影响。1容易产生轧后钢板表面脏污现象；③钢板表面水分蒸发困难，钢板容易生锈。2）温度较高时容易出现的问题：①乳化不安定，附着量增加，容易产生打滑现象；②蒸汽大量产生，污染工作环境。2.7轧制油在轧制过程中的润滑和冷却乳化液在冷轧中的主要作用是润滑和冷却。辊与钢板表面形成油膜，起到润滑作用。化液浓度、增加乳化液流量、降低辊径及辊面粗糙度等方法加以解决。冷轧过程中的主要润滑方式有：。②流体润滑：它一般是在较高轧制速度时形成，膜厚一般为0.4μm左右。③极压润滑：在高速高压情况下，在轧制过程中极压剂与钢表面形成一层保护性膜，膜厚一般为0.0004μm左右。2.8轧制生产中与乳化液相关的问题及解决办法2.8.1热划伤油膜厚度过薄或者油膜量过少是产生热划伤的主要原因。其解决办法：1）提高乳化液浓度；2）提高乳化液温度；3）提高乳化液的456）增大2.8.2打滑低到一定粘结以下就会产生打滑现象。其解决办法：1）降低乳化液浓度；2）降低乳化液温度；3）减少乳化液中4）增大轧辊的表面粗糙度。2.8.3板面发黑轧制后钢板表面油分和铁分的比率中，铁分比率较高引起板面发黑现象。其解决办法：1）提高乳化液温度与浓度；2）减少乳化液中的铁含量；3）降低轧辊表面粗糙度。2.8.4振动造成的，即被卷入辊缝的轧制油未能达到均一状态，不均匀部分的摩擦系数和其他地方的摩擦系数有较大差异。其解决办法：1）提高乳化液温度；2）增大轧辊表面粗糙度。2.8.5生锈及乳化液斑由于板形不良带出的乳化液卷入钢卷中，带钢表面的水份没有完全被去掉，起点锈的发生。其解决办法：1）加大空气吹扫量；2）提高乳化液的温度；3）提高乳化液浓度；4）改善轧制周围的工作环境。2.8.6轧制力上升轧制压下量过大，材质较硬都易引起轧制力上升。其解决办法：1）适当提高乳化液温度与浓度；2）降低轧辊的表面粗糙度，采用小辊径进行轧制。上述前6个问题也可通过改良轧制油品种来解决。2.9主控岗位操作技能2.9.1操作准备1）检查操作盘上右指示灯是否良好。2）确认设备状态：A、设备选择是否正确；B、查故障显示看设备是否有故障。2.9.2开机1）正确选择设备号。2）辅助液压泵→弯辊液压3）查故障显示屏，无故障显示，设备运转后无异常情况。2.9.3停机停机前应做好的工作：1）各设备归位。2）设备上应无钢卷。3）完全打开4齿轮润滑泵、油雾润滑泵、排雾风机，依次停净、脏油泵。2.9.4轧机轧、毛、平前的准备工作123）轧制的第一卷要用样板打合金代码。4）轧机运行模式选5LO级别（低147KN，V≤600m/min；HI88.2KN，V≤1000m/min。6）轧制前应正确输入轧制道次表，其内容有：表号、张力、轧制速度。78）打准压下位置。2.9.5转车轧机停机1小时以上或更换工作后,轧辊应在15-20%的轧制压力和约200m/min速度下预热15-20分钟,更换支承辊则应预热30-40分钟。2.9.6轧机启动1）换辊后第一卷的启动速度约15m/min；轧制启动时不开乳化液。2）摆正15-25%15m/min动时迅速调整双摆，打准压下位置。2.9.7过程控制1）合理利用弯辊、乳化液及张力等手段调整带钢板形。2）在厚控系统未投入工作时，应用压下手柄进行人工干预，使带钢厚度达到要求。3）监视带钢的运行状况，发现异常情况应及时处理。2.9.8机组故障查寻及排除12除措施。3）断带时应及时操作“急停”键，处理完断带事故后，应及时清理干净机架里的碎钢片。4）甩尾失灵，压下位置偏斜严重时应“急停。5）自动停车失灵时，应及时通知入、出口岗位人员准确停车。6）液压系统漏油，在不危处理好后再恢复生产，有危及人身、设备安全时，应及时操作“液压急停”键，待处理好后再恢复生产。7）突然停电时，应及时通知电气人员将主控台上的机正确选择各液压系统泵，乳化液系统泵并加以确认后才能启动。2.9.9机组正常停车1）机组速度为零。2）轧制时应关乳化液。3）断开张力。4）抬起压下。2.9.10生产数据收集轧制完每卷钢后，应打印每卷钢的直方图。2.9.11轧辊使用量200-250吨，毛300-500吨，平400-500支承辊：2000-3000吨。2.10入、出口岗位操作技能2.10.1操作准备12）检查设备运行状况及液压防皱辊升降；入、出口剪切机动作；入口段还要检查压紧辊及喂料辊升降情况。2.10.2上卷前钢位置，轧制线辊升起，防皱辊下降到位。2.10.3上卷、穿带1）上卷：钢卷对正→胀开卷筒→关活门→待伸缩缸到位后再降钢卷小车。2AB的带钢约为1.5圈，带头板形严重不良时，可将板形差部分卷入。2.10.4生产过程12现单边浪，利用双摆法相反方向摆。3）打开运行方向的压缩空气吹扫装置，以45板面质量状况，出现异常情况应及时减速检查处理。6）轧制时，应注意观察机架内的乳化液流量状况。2.10.5停车、卸卷1）生产完毕，机组速度为零，张力断开，压下抬起后，入口压紧辊压下，防皱辊下降，轧制线辊升，测厚仪开到后极限位置，关闭压缩空气。2