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冷軋帶鋼和薄板一般厚度為0.1~3mm,寬度為100~2000mm;均以熱軋帶鋼或鋼板為原料,在常溫下經冷軋機軋製成材。

1簡介

冷軋帶鋼帶鋼冷軋

  冷軋帶鋼帶鋼冷軋

冷軋帶鋼和薄板一般厚度為0.1~3mm,寬度為100~2000mm;均以熱軋帶鋼或鋼板為原料,在常溫下經冷軋機軋製成材。冷軋帶鋼和薄板具有表面光潔、平整、尺寸精度高和機械性能好等優點,產品大多成卷,並且有很大一部分經加工成塗層鋼板出廠。成卷冷軋薄板生產效率高,使用方便,有利於後續加工。因此應用廣泛,已逐漸取代同樣厚度的熱疊軋薄板。只有少量的特殊用途的冷軋合金鋼板採取單片軋制。冷軋帶鋼和薄板的產量在工業發達國家已佔鋼材總產量的30%左右。鋼種除普通碳鋼外,還有硅鋼、不鏽鋼和合金結構鋼等。

2外形

邊浪:
當波浪長度不小於200mm時,對於公稱寬度小於1500mm的鋼板,波浪高度應小于波浪長度的1%,對於公稱寬度不小於1500mm的鋼板,波浪高度應小于波浪長度的1.5%。 當波浪長度小於200mm時,波浪高度應小於2mm。
鐮刀彎
鋼板和鋼帶的鐮刀彎在任意2000mm長度上應不大於5mm,鋼板的長度不大於2000mm時,鐮刀彎應不大於鋼板實際長度的0.25%。寬度小於600mm的縱切鋼帶的鐮刀彎在任意2000mm長度上應不大於2mm。
直角度
鋼板應切成直角,切斜應不大於鋼板寬度的1%。
塔形
鋼帶應牢固地成卷,其一側塔形高度不得超過如下規定。
公稱厚度      塔形高度
<2.0mm             8mm
≥2.0mm             12mm
可供牌號、供貨標準及用途
牌號
供貨標準
供貨尺寸
用途
SPCC
Q195
Q235-B
GB/T912
GB/T3274
寬度
mm
厚度
mm
廣泛用於工程機械、交通運輸機械、建築機械、起重機械、農用機械及輕工民用等行業的一般結構件與衝壓件
20~450
0.3~3.5
尺寸及外形允許偏差
牌號
執行的相應標準
SPCC、Q195、Q235-B
GB/T709
化學成分(Wt%)
牌號
C
Si
Mn
P
S
Cu
SPCC
0.02~0.80
≤0.10
0.15~0.30
≤0.045
≤0.050
≤0.050
Q195
0.06~0.12
≤0.30
0.25~0.50
≤0.045
≤0.050
≤0.050
Q235-B
0.12~0.20
≤0.30
0.30~0.70
≤0.045
≤0.050
≤0.050
力學性能
牌號
屈服強度RcL
Mpa
抗拉強度Rm
Mpa
伸長率A80mm
%
衝擊試驗(縱向)
溫度℃
衝擊功AkvJ
SPCC
≥195
315~430
≥33
Q195
≥195
315~430
≥33
Q235-B
≥235
375~500
≥25
20
≥27
冷軋帶鋼優點:
①  能得到熱軋方法很難得到的極薄帶鋼(薄達0.001mm);
②  能使產品具有很高且範圍很廣的力學性能及工藝性能;
③  能保證獲得高精度尺寸、厚度偏差小、沿帶鋼的寬度及長度方面的厚度均勻,板形良好、表面光潔的各種帶鋼;
④  成本低、收效率高;
⑤  軋制速度快,具有很高的生產率。
冷軋帶鋼工藝特點:
①  帶鋼在冷狀態下軋制時,由於帶鋼加工硬化,則必須經過中間退火使之重新軟化,並恢復塑性,以便繼續軋制;
②  帶鋼坯在軋制前必須清除表面氧化鐵皮,從而保證了帶鋼表面光潔度,並減少了軋輥的磨損;
③  採用張力軋制,保證了帶鋼的良好板形,控制了帶鋼厚度偏差,並減小軋制壓力,有利於軋制薄規格產品。
④  採用工藝冷卻和潤滑,便於控制軋輥與帶鋼的溫度,減少軋輥與帶鋼間的摩擦並降低軋制壓力,有利於板形控制並防止了帶鋼的粘輥。
歷史
1553年法國人布律列爾(Brulier)製成一台軋機,軋製造幣用的金板和銀板。最早的冷軋機是二輥式,以後採用工作輥輥徑較小而剛性較大的四輥軋機。為了軋制更薄和更硬的帶鋼,又發展出工作輥輥徑更小而剛性更大的六輥、十二輥、二十輥和偏八輥(M.K.W.式)等軋機。
帶鋼冷軋

  帶鋼冷軋

單片軋制時沒有張力,軋制的產品較厚(>1mm),速度較低(<2m/s),僅用於生產少量特殊用途的鋼板。
冷軋帶鋼生產採用成卷軋制,使用張力卷取和開卷裝置,速度高(達42m/s),道次壓縮率大,板形平直。軋機有單機可逆式和連續式兩種。
單機架可逆式四輥冷軋機適合於生產多品種、小批量、厚度 0.2mm以上的普通碳鋼或低合金鋼。軋制硅鋼、不鏽鋼等高合金特殊鋼多採用二十輥或偏八輥軋機。
連續式軋機由3~6個機架組成。機架數愈多,總壓縮率愈大,產品厚度薄;軋制速度愈快,產量愈大;適用於產量大、品種規格少的普通碳鋼汽車板、鍍鋅板、鍍錫板等。
機器設備全連續冷軋帶鋼軋機
70年代已發展出少量全連續冷軋機(圖2),帶鋼卷在進入軋機前,前一卷尾與后一卷頭焊接,利用活套貯存足夠的帶鋼,保證在焊接時軋機仍繼續軋制。由計算機控制軋制過程,在動態中即可改變規格。軋後由飛剪切斷、分卷。全連續軋機軋制每卷帶鋼時無需穿帶和甩尾,節省了換卷間隙時間。全連續軋機每台年產量達 200萬噸。消除了鋼卷頭尾厚度超出公差的廢品,提高了帶材軋制精度和收得率。
冷軋帶鋼軋機現狀
1980年世界上的輥身長度大於860mm的帶鋼冷軋機共有466台,其中可逆式四輥軋機161台,可逆式多輥軋機108台,連續式軋機197台。中國有寬頻鋼冷軋機9台,其中可逆式四輥軋機4台,可逆式二十輥軋機3台,偏八輥軋機1台,連續式軋機1台。圖3為武漢鋼鐵公司1978年建成的冷連軋機。表2是這台軋機主要性能規格。
冷軋帶鋼工藝流程
根據原料和產品的品種、規格,稍有差異
工藝流程酸洗
當軋完的鋼卷放置時,如果不經處理,很容易與空氣形成氧化鐵,因為空氣是帶有濕度的,時間一長就會產生鏽。所以須用連續酸洗機組去除熱軋帶卷的表面氧化鐵鱗。酸液過去用硫酸,現在多用鹽酸。酸洗前先行焊接並卷,有的還經連續「黑退火」。酸洗後進行清洗、烘乾和剪邊、分卷。
帶鋼冷軋

  帶鋼冷軋

冷軋
酸洗后的帶坯在冷軋機上軋制到成品厚度,一般不經中間退火。五機架連軋機冷軋總壓縮率一般為60~80%,主要軋制厚度0.3~3mm的汽車板、搪瓷板和鍍鋅板。六機架連軋機主要軋制厚度 0.15~0.5mm的鍍錫薄板,冷軋總壓縮率一般為70~90%。軋制中各機架(或道次)壓下量分配根據軋機答應的壓力、功率和速度,考慮到產量、質量等因素綜合制定。
工藝潤滑
起潤滑和冷卻作用。一般用冷卻性能好的乳液,軋制薄或硬的金屬時用潤滑性能好的純油潤滑劑,例如軋制鍍錫薄板或不鏽鋼用棕櫚油等。
退火
目的在於消除冷軋加工硬化,使鋼板再結晶軟化,具有良好的塑性。退火方式有用罩式爐成卷退火和用連續爐退火。成卷退火分為緊卷退火和松卷退火;連續爐退火分為立式連續爐退火和卧式連續爐退火。爐內一般均通入保護氣體。目前大多採用罩式爐退火,雖然處理周期長,但因爐子數量多,使用靈活,投資節省。連續爐退火產量大,其中卧式連續爐退火僅用於處理產量少的非凡鋼,如硅鋼的脫碳退火等。
帶鋼冷軋

  帶鋼冷軋

平整
目的在於避免退火后的鋼板在衝壓時產生塑性失穩和提高鋼板的質量(平整度和表面狀況)。平整軋機有單機架可逆式和雙機架兩種,平整壓縮率為0.5~4%。雙機架平整軋機效率高,壓縮率大,可同時兼作二次冷軋用,進一步軋薄鋼板;如與五機架連軋機配合,可生產0.10~0.15mm的帶卷。
鍍層、剪切和包裝
需鍍層的鋼板送鍍鋅、鍍錫或有機塗層機組加工。
一般冷軋板於平整后剪切。有縱剪和橫剪,縱剪是剪邊或按需要的寬度分條,橫剪是將帶卷按需要長度切成單張板。剪切好的成品板帶,經檢查分類后,塗防鏽油包裝出廠。
技術發展提高生產率
帶鋼冷軋

  帶鋼冷軋

主要為提高連軋機速度和單卷重量,軋制速度歷年提高的情況見圖5 [1930~1980年帶鋼冷連軋機最高軋制速度],單卷重量由50年代的20噸提高到70年代的40~60噸。由於採用高效率循環供油及軋機設備上的一些改進,1971年日本的一組六機架冷連軋機軋制速度可達2500m/min。為便於控制和保證質量,一般軋機實際速度仍為1500~1800m/min。在60年代後期開始實現了計算機控制的壓下規程制定和軋機參數設定、調整,穿帶和脫尾、上卷和卸卷、換輥等的自動化,提高了軋機效率。
帶鋼冷軋

  帶鋼冷軋

提高產品質量
60年代後期普遍裝設了厚度自動控制系統(AGC),70年代新建的軋機多採用響應速度快和精度高的液壓AGC,使冷軋帶材公差縮小到±0.005mm。在板形控制上普遍採用液壓彎輥輥型調整裝置,並發展出多種板形檢測儀和多種輥型調整裝置組成自動板型控制系統縮短生產周期 要害在於使各工序連續化。
縮短生產周期
帶鋼冷軋

  帶鋼冷軋

關鍵在於使各工序連續化。1971年日本建立了第一台全連續軋機。80年代初,又建立連續酸洗與全連續軋機相銜接,連續退火線與連軋機等相聯合的作業線。為縮短產品在各工序間的存放時間,加快生產周期,實現流程連續化,正在建立計算機計劃、調度、設備診斷修理等系統。
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