工業自動化儀表

[拼音]：daigang lengzha

[英文]：cold rolling of strip

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、尺寸精度高和機械效能好等優點，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（見薄板疊軋）。只有少量的特殊用途的冷軋合金鋼板採取單片軋製。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，還有矽鋼、不鏽鋼和合金結構鋼等(表1)。

1553年法國人布律列爾(Brulier)製成一臺軋機，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。為了軋製更薄和更硬的帶鋼，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。

單片軋製時沒有張力，軋製的產品較厚(＞1mm)，速度較低(＜2m/s)，僅用於生產少量特殊用途的鋼板。帶鋼和薄板的冷軋方式見圖1。

冷軋帶鋼生產採用成卷軋製，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(圖1 a、c)和連續式兩種（圖1b）。

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。軋製矽鋼、不鏽鋼等高合金特殊鋼多采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；軋製速度愈快，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。

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，前一卷尾與後一卷頭焊接，利用活套貯存足夠的帶鋼，保證在焊接時軋機仍繼續軋製。由計算機控制軋製過程，在動態中即可改變規格。軋後由飛剪下斷、分卷。全連續軋機軋製每卷帶鋼時無需穿帶和甩尾，節省了換卷間隙時間。全連續軋機每臺年產量達 200萬噸。消除了鋼卷頭尾厚度超出公差的廢品，提高了帶材軋製精度和收得率。

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臺，其中可逆式四輥軋機161臺，可逆式多輥軋機108臺，連續式軋機197臺。中國有寬頻鋼冷軋機9臺，其中可逆式四輥軋機4臺，可逆式二十輥軋機3臺，偏八輥軋機1臺，連續式軋機1臺。圖3為武漢鋼鐵公司1978年建成的冷連軋機。表2是這臺軋機主要效能規格。

冷軋帶鋼工藝流程

根據原料和產品的品種、規格，稍有差異，其一般流程見圖4。

酸洗

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。

冷軋

酸洗後的帶坯在冷軋機上軋製到成品厚度，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％，主要軋製厚度0.3～3mm的汽車板、搪瓷板和鍍鋅板。六機架連軋機主要軋製厚度 0.15～0.5mm的鍍錫薄板，冷軋總壓縮率一般為70～90％。軋製中各機架（或道次）壓下量分配根據軋機允許的壓力、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。一般用冷卻效能好的乳液，軋製薄或硬的金屬時用潤滑效能好的純油潤滑劑，例如軋製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鬆卷退火；連續爐退火分為立式連續爐退火和臥式連續爐退火。爐內一般均通入保護氣體。目前大多采用罩式爐退火，雖然處理週期長，但因爐子數量多，使用靈活，投資節省。連續爐退火產量大，其中臥式連續爐退火僅用於處理產量少的特殊鋼，如矽鋼的脫碳退火等。

平整

目的在於避免退火後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、剪下和包裝

需鍍層的鋼板送鍍鋅、鍍錫或有機塗層機組加工。

一般冷軋板於平整後剪下。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。剪下好的成品板帶，經檢查分類後，塗防鏽油包裝出廠。

帶鋼冷軋技術的主要進展

有以下幾個方面：

提高生產率

主要為提高連軋機速度和單卷重量，軋製速度歷年提高的情況見圖5，單卷重量由50年代的20噸提高到70年代的40～60噸。由於採用高效率迴圈供油及軋機裝置上的一些改進，1971年日本的一組六機架冷連軋機軋製速度可達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引數設定、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。

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年代新建的軋機多采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（見軋機彈性變形）。

縮短生產週期

關鍵在於使各工序連續化。1971年日本建立了第一臺全連續軋機。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，加快生產週期，實現流程連續化，正在建立計算機計劃、排程、裝置診斷修理等系統。（見彩圖）

參考書目

E.C.Larke，The Rolling of Strip，Sheet and Plate，2nd ed.，Chapman & Hall，London，1963.W. L. Roberts， Cold Rolling of Steel， Marcel Dekker Inc.， New York，1978.