《板带材冷轧自动化》张浩宇主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《板带材冷轧自动化》

【作　者】张浩宇主编

【丛书名】普通高等教育材料专业规划教材

【页 数】 290

【出版社】 中国铁道出版社有限公司 , 2019.08

【ISBN号】978-7-113-26002-6

【价 格】38.0

【分 类】板材轧机-带材轧机-冷轧机-自动化-高等学校-教材

【参考文献】 张浩宇主编. 板带材冷轧自动化. 中国铁道出版社有限公司, 2019.08.

图书目录：

《板带材冷轧自动化》内容提要：

本书为普通高等学校材料类专业教材，主要对板带材冷轧自动化控制技术与其应用进行全面的叙述，包括板带材冷轧生产、自动化控制系统硬件组成、冷轧机主令控制技术、液压伺服控制技术、厚度与张力控制技术、过程控制技术、模型自适应与轧制规程优化和轧自动化技术的应用等。

《板带材冷轧自动化》内容试读

第1章板带材冷轧生产工艺及自动化概述

冷轧板带材属于高附加值金属产品，其尺寸精度、表面质量、机械性能及工艺性能均优于热轧板带材，是机械制造、汽车、建筑、电子仪表、家电、食品等行业必不可少的原材料。工业发达国家在金属行业结构上的一个明显变化是在保持板带比持续提高的前提下，高附加值的深加工冷轧板带产品显著增加。发达国家热轧板带材转化为冷轧板带材和涂镀层板的比例高达90%以上。

随着我国经济发展以及产业结构逐步升级，制造业产能迅速扩张，国内市场对冷轧板带产品的需求量巨大，并将长期保持增长的态势。在冷轧板带产品产量增加的同时，下游行业对板带产品质量提出了越来越高的要求。为了提高冷轧板带材产品的质量，对冷轧生产设备特别是自动化控制系统提出了越来越高的要求。

1.1板带材冷轧生产工艺

1.1.1板带材冷轧生产工艺特点

板带材冷轧生产具有以下工艺特点。

1.加工硬化

由于冷轧是在金属的再结晶温度以下进行，且冷轧过程中会产生较大的累积变形，故在冷轧过程中会产生加工硬化，使材料的变形抗力增大、塑性降低。加工硬化超过一定程度后，轧件将因过分硬脆而不适于继续冷轧。因此，板带材经冷轧一定道次后，往往要经软化处理（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，或进行冲压、折弯或拉伸等其他深加工。

2.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，这将影响板带材的表面质量和轧辊寿命：轧辊温度过高也会使油膜破裂，使冷轧不能顺利进行。因此，为了保证冷轧的正常进行，对轧辊及轧件应采取有效的冷却措施。通常情况下，冷轧时采用乳化液作为冷却剂。此外，乳化液还起到工艺润滑的作用。冷轧中使用工艺润滑的主要目的是减小金属的变形抗力，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，而且可使轧机能够经济可行地生产厚度更薄的产品。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，改善带材的表面质量。

3.大张力轧制

在冷轧过程中，较大的张力可以改变金属在变形区的主应力状态，减小单位压力，便于轧制更薄的产品和降低能耗。同时，张力能防止带材在轧制过程中跑偏，使带材能准确地进入轧辊和卷取，保证带材的平直度。另外，张力还起到调整冷轧机主电机负荷的作用，从而提高轧

21板带材冷轧自动化

机的生产效率。

随着冷轧生产技术的发展，板带材冷轧已淘汰了过去的单张或半成卷生产方法，取而代之的是成卷生产方法。以板带材为例，冷轧板带材的生产流程主要由酸洗、冷轧、脱脂、退火、平整、精整和涂镀等工艺组成。具有代表性的冷轧板带材产品是金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等)、深冲钢板等。各种冷轧产品生产流程如图1.1所示。

原料（热轧板卷）

酸洗

淬火，碱、酸洗

冷轧☐

检查、清理

冷轧

电解清洗

淬火，碱、酸洗

退火

退火

脱碳退火连续镀锌

平整

平整

成品退火

续镀锡横剪

纵剪

检查重卷伸热平整瓦整机组

机

四以

远徐订明

酸洗热

不锈

镀锡板

普通深冲板电工硅钢板镀锌板涂层板轧带倒钢板

图1.1各种冷轧产品生产流程

冷轧板带材最初是以可逆轧制方式进行生产的，但该类轧机速度低，生产过程中需要频繁停车、穿带、启车等，导致产量低。为了大规模、高效率地生产优质冷轧板带材产品，开始在采用多机架连续式轧制方式的冷连轧机上进行生产。但可逆式冷轧机的生产方式灵活，且产品规格跨度大，使得该类轧机无法被替代。目前，板带材冷轧是在可逆式冷轧机和冷连轧机这两类轧机上进行生产的。

1.1.2可逆式冷轧生产工艺

可逆式轧制是指轧件在轧机上往复进行多道次的压下变形，最终获得成品厚度的轧制过程。可逆式轧机的设备组成较为简单，由钢卷运送及开卷设备、轧机、前后卷取机和卸卷装置组成。有的轧机根据工艺要求在轧制前或轧制后增设重卷卷取机。20世纪60年代之前，冷连轧生产能力尚未形成规模时，世界各国偏重于发展可逆轧制而大量建造可逆式冷轧机。为

第1章板带材冷轧生产工艺及自动化概述」3

了追求产量，在1962年以后，各国的冷连轧生产得到了迅速发展。但是，实践证明可逆式冷轧机的生产方式灵活，其作用是冷连轧机不能替代的。因此，可逆轧机仍是现代板带材冷轧生产的重要组成部分。

可逆式冷轧机的形式多种多样。常见的配置形式是单机架可逆式冷轧机和双机架可逆式

冷轧机，其轧机形式有四辊式、六辊式、MKW型八辊式和森吉米尔二十辊式等，可根据轧制品

种和规格进行选用。

四辊或六辊可逆式冷轧机是通用性很强的冷轧机，因而在冷轧生产中占有较大的比重。其轧制品种十分广泛，除了冲压用冷轧板外，还可轧制镀锡原板，硅钢片，不锈钢板，高强合金钢板，各类铜、铝和钛等有色金属合金板带，产品厚度为0.15~3.5mm,宽度为600~1550mm,最宽达1880mm,年生产能力约为10万~30万t/a。下面以国内某1700mm单机架可逆式冷轧机为例说明可逆式轧机的生产工艺。

单机架可逆式冷轧机各种产品的生产工艺流程如图1.2所示。

开卷机组

热轧原料板卷

初退火

酸洗机组

①

电解脱脂机组一

可逆冷轧机组一②脱碳退火机组

成品退火机组

高温退火炉

涂膜拉伸回火

横剪机组

平整机组

纵剪机组

热镀锡机组

塑料复层钢板机组

镀锡板

冷轧薄板

塑料复层板

冷轧板卷

冷轧带钢冷轧硅钢片

包装出厂

图1.2单机架可逆式冷轧机各种产品的生产工艺流程

冷轧原料由半连轧或连轧热轧机组供给，热轧钢卷单卷质量较小。钢卷可在拼卷机组上切去头尾进行焊接拼卷，以提高冷轧工序的生产能力。热轧带材在冷轧前必须经过酸洗，目的在于去除带材表面的氧化铁皮，使冷轧带材表面光洁，并保证轧制生产顺利进行。热轧带材经酸洗后在可逆式轧机上进行奇数道次的可逆轧制，获得所需厚度的冷轧带材卷。

图1.3是某1700mm单机架可逆式冷轧机的机组组成示意图。机组设备由链式输送机开卷机、勾头机、三辊矫直机、轧机、前后卷取机、卸卷小车和卸卷斜坡道等组成。轧机由机架、支撑辊及油膜轴承、工作辊及滚动轴承、液压平衡装置、压下装置和传动主电机等组成。

6」板带材冷轧自动化

全联合式全连续轧机组的出现，是冷连轧机发展上的一个飞跃。它既具有单一全连轧机组的许多共同优点，同时又可省去许多重复设备和车间面积，特别是可缩短生产周期。

随着轧制工序的连续化，冷连轧生产中的辅助工序也起了极大的变化，出现了一系列连续机组，如连续酸洗、连续电镀锌、连续热镀锌、连续镀锡、连续退火、连续横剪及连续纵剪机组等，使冷轧的生产率得到了极大的提高，一个现代化的冷连轧厂年产量可达100万~250万。

以冷连轧带材产品为例。以热轧带材为原料，因其表面有氧化铁皮，所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉，故酸洗是冷轧生产的第一工序。酸洗后即可轧制，轧制到一定厚度，由于带材的加工硬化，必须进行中间退火，使带材软化。退火之前由于带材表面有润滑油，必须把油脂清洗干净，否则在退火中带材表面形成油斑，造成表面缺陷。经过脱脂的带材，在带有保护性气体的炉中进行退火。退火之后的带材表面是光亮的，所以在进一步的轧制和平整时无须酸洗。带材轧至所需尺寸和精度后，通常进行最终退火。为获得平整光洁的表面及均匀的厚度尺寸和调节机械性能，要经过平整。带材经过平整之后，根据订货要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必要时则纵切。一般用途冷轧带材的生产工序是：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分类分级以及成品包装。带材冷连轧生产工艺流程如图1.6所示。

纵切机组

热轧钢卷

横切机组

一成品卷

平整重卷机组

酸洗机组

或酸洗-连轧

联合机组

冷连轧机组

电解清洗线

热镀锌机组

退火机组

或罩式退火炉

横切

纵切

平整机组

镀锡机组

彩镀机组

电镀锌机组

纵切/横切

成品库

图1.6带材冷连轧生产工艺流程

目前，在带材冷连轧生产中，最常采用的联合式全连轧机组是酸洗-冷连轧机组，即将热

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