冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝及設(shè)備內(nèi)容簡介

冷軋板帶鋼是鋼鐵企業(yè)的重要品種，廣泛應(yīng)用于汽車、家電、輕工、機(jī)械制造、五金制品和包裝等行業(yè)。冷軋板帶鋼生產(chǎn)關(guān)鍵在于配套機(jī)組設(shè)備，本書是作者近50年從事軋鋼設(shè)備/機(jī)組設(shè)計工作實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。全書在介紹冷軋板帶鋼產(chǎn)品及基本生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，重點結(jié)合板帶生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線情況介紹各類型設(shè)備和機(jī)組的設(shè)計、應(yīng)用要點，主要包括酸洗、冷軋板帶鋼軋機(jī)機(jī)組、精整機(jī)組、通用設(shè)備等的設(shè)計要求和設(shè)計細(xì)節(jié)，說明了不銹鋼和電工鋼等板帶鋼冷軋的要求和生產(chǎn)要點。

本書可供冶金/軋鋼領(lǐng)域技術(shù)人員，設(shè)計、研發(fā)人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

第1章概述1

1.1冷軋帶鋼產(chǎn)品分類1

1.1.1國際低碳軟鋼的分類1

1.1.2國內(nèi)鋼鐵公司的產(chǎn)品分類1

1.1.2.1按冷軋帶鋼原板分類2

1.1.2.2原板表面加鍍保護(hù)層后的冷軋帶鋼分類3

1.1.2.3專用特殊鋼4

1.2冷軋帶鋼廠的基本組成7

1.2.1多功能冷軋帶鋼廠8

1.2.2不銹鋼冷軋帶鋼廠10

1.2.3電工鋼冷軋帶鋼廠11

1.2.4電鍍錫(鉻)板生產(chǎn)廠12

1.2.5汽車專用冷軋帶鋼廠12

1.2.6冷軋帶鋼廠布置圖13

第2章冷軋帶鋼廠中的酸洗機(jī)組16

2.1酸洗機(jī)組組成及工藝16

2.1.1酸洗機(jī)組的功能16

2.1.2氧化鐵皮的組成16

2.1.3影響氧化鐵皮形成的因素17

2.1.4影響氧化鐵皮厚度的主要因素18

2.1.5氧化鐵皮厚度的估算法19

2.1.6氧化鐵皮的化學(xué)除鱗原理20

2.2鹽酸酸洗20

2.2.1鹽酸酸洗的工藝過程20

2.2.2影響鹽酸酸洗時間的因素21

2.2.3酸槽內(nèi)液面上蒸汽中鹽酸的含量25

2.3全連續(xù)酸洗機(jī)組26

2.3.1酸洗機(jī)組簡述26

2.3.2全連續(xù)酸洗機(jī)組工藝與設(shè)備組成28

2.3.2.1入口區(qū)段28

2.3.2.2焊接區(qū)段32

2.3.2.3工藝區(qū)段32

2.3.2.4切邊區(qū)段33

2.3.2.5出口區(qū)段34

2.3.3半連續(xù)酸洗機(jī)組組成與工藝35

2.4酸洗機(jī)組各部位的主要結(jié)構(gòu)的選擇42

2.4.1入口區(qū)段的多種方案42

2.4.2焊接設(shè)備的選擇43

2.4.3工藝區(qū)段設(shè)備的選擇44

2.5連續(xù)酸洗機(jī)組設(shè)計步驟46

2.5.1基本參數(shù)的確定46

2.5.2機(jī)組入口段設(shè)備和入口活套的儲量確定53

2.5.3機(jī)組出口段設(shè)備和出口活套的儲量確定57

2.5.4機(jī)組各段張力的確定61

2.5.5機(jī)組中的防跑偏裝置64

2.5.6在連續(xù)加工機(jī)組中設(shè)置防跑偏裝置的幾個原則71

2.5.6.1開卷機(jī)的CPC71

2.5.6.2卷取機(jī)的EPC72

2.5.6.3圓盤剪切機(jī)前的帶鋼對中裝置72

2.5.6.4活套裝置的帶鋼防跑偏72

2.5.6.5工藝段的帶鋼防跑偏73

第3章冷軋帶鋼廠中的冷軋帶鋼機(jī)組74

3.1冷軋帶鋼74

3.1.1冷軋帶鋼的含義74

3.1.2冷軋帶鋼的表面的缺陷74

3.1.3對冷軋帶鋼質(zhì)量的要求75

3.1.3.1表面狀態(tài)與表面光潔度75

3.1.3.2帶鋼外形與尺寸精度76

3.1.3.3帶鋼的加工性能79

3.1.3.4帶鋼的時效性能80

3.2冷軋帶鋼軋機(jī)81

3.3帶鋼冷軋制性能參數(shù)及基本概念84

3.3.1計算過程中的重要概念85

3.3.2帶鋼在冷作硬化后的變形抗力87

3.3.3冷軋帶鋼時的摩擦系數(shù)89

3.3.4輥縫中的壓力分布狀態(tài)的分析89

3.3.5帶鋼冷軋的軋制力計算91

3.3.6帶鋼冷軋的軋制力矩計算97

3.3.7幾種金屬材料的變形抗力曲線102

3.4帶鋼冷軋對帶鋼機(jī)械性能的影響103

3.4.1加工硬化103

3.4.2帶鋼平面內(nèi)各點的機(jī)械性能發(fā)生的變化——機(jī)械性能異向性104

3.4.3帶鋼表面的粗糙度得到極大改變105

3.5帶鋼冷軋機(jī)組的主要類型及工藝與設(shè)備組成105

3.5.1單機(jī)可逆冷軋機(jī)組105

3.5.1.1常規(guī)可逆冷軋機(jī)組的設(shè)備組成106

3.5.1.2常規(guī)可逆冷軋機(jī)組的工藝過程簡述108

3.5.1.3多輥可逆冷軋機(jī)組110

3.5.2單機(jī)可逆軋機(jī)組的裝機(jī)水平110

3.5.3多機(jī)架冷連軋機(jī)組112

3.5.4早期多機(jī)架冷連軋機(jī)組112

3.5.5全連續(xù)多機(jī)架冷連軋機(jī)組(無頭軋制)112

3.5.6全連軋機(jī)組中的幾個關(guān)鍵部位114

3.5.6.1卡魯塞爾卷取機(jī)的換卷技術(shù)114

3.5.6.2滾筒式分切飛剪的工作原理115

3.5.6.3軋輥的更換方式的選擇116

3.5.6.4有關(guān)焊縫的幾種處理方式116

3.5.7酸洗連軋聯(lián)合機(jī)組117

3.5.7.1聯(lián)合機(jī)組結(jié)構(gòu)特點117

3.5.7.2酸軋聯(lián)合機(jī)組的特點118

3.5.8雙機(jī)架可逆連軋冷軋機(jī)組120

3.6世界各地建立的各式冷軋機(jī)組一覽表120

3.7冷軋機(jī)組的設(shè)計過程123

3.7.1軋制原料123

3.7.2成品參數(shù)124

3.7.3產(chǎn)量計算124

3.7.3.1如何確定工作輥直徑124

3.7.3.2軋機(jī)速度與機(jī)組速度的確定126

3.7.3.3軋制帶鋼張力的確定130

3.7.3.4軋制冷卻液軋制油乳化液的選擇與用量確定130

3.7.3.5冷軋機(jī)組設(shè)計與產(chǎn)量計算中的幾個重要環(huán)節(jié)131

3.7.3.6機(jī)組三個活套的儲存量的確定137

第4章冷軋鋼廠中的平整機(jī)組139

4.1平整機(jī)組的分類139

4.2平整機(jī)組的組成與工藝140

4.2.1單機(jī)架平整機(jī)組140

4.2.2雙機(jī)架平整機(jī)組143

4.3平整工藝對帶鋼性能的影響143

4.3.1平整對帶鋼機(jī)械性能的影響144

4.3.2平整工藝中的基本參數(shù)選擇144

4.3.2.1平整率（或稱延伸率）144

4.3.2.2平整速度對平整率的影響145

4.3.2.3平整機(jī)工作輥直徑與輥面對粗糙度的選擇147

第二篇冷軋帶鋼設(shè)備設(shè)計

第5章冷軋帶鋼的幾種常用的通用設(shè)備149

5.1卷材鞍座與運(yùn)卷小車149

5.1.1卷材鞍座與運(yùn)卷小車在機(jī)組中的位置149

5.1.2功能150

5.1.3卷材鞍座的種類與結(jié)構(gòu)150

5.1.3.1運(yùn)卷小車的種類151

5.1.3.2運(yùn)卷小車結(jié)構(gòu)151

5.2開頭與直頭機(jī)設(shè)備157

5.2.1推拉酸洗機(jī)組的頭部設(shè)備159

5.2.1.1功能輥159

5.2.1.2刮板與轉(zhuǎn)向輥159

5.2.1.3帶拉料輥的直頭機(jī)159

5.2.1.4導(dǎo)向壓輥及焊接架162

5.2.2可逆冷軋機(jī)組的頭部可采用的設(shè)備162

5.2.3適用于薄帶鋼并未經(jīng)退火處理的卷材開卷163

5.2.3.1磁力皮帶164

5.2.3.2二輥式拉料直頭輥164

5.3拉料輥、張力輥與輥子165

5.3.1輥子165

5.3.1.1輥子的分類166

5.3.1.2關(guān)于空轉(zhuǎn)輥的設(shè)計167

5.3.2拉料輥的設(shè)計168

5.3.3張力輥的設(shè)計169

5.3.3.1張力輥的張力計算169

5.3.3.2張力輥的結(jié)構(gòu)171

5.3.3.3張力輥直徑選擇及傳動力矩計算171

5.3.3.4幾種常用的張力輥結(jié)構(gòu)172

5.4立導(dǎo)輥174

5.4.1早期的立導(dǎo)輥175

5.4.2稍有改進(jìn)的立導(dǎo)輥175

5.4.3經(jīng)改進(jìn)的立導(dǎo)輥176

5.4.4值得推薦的立導(dǎo)輥結(jié)構(gòu)176

5.5帶鋼自動對中裝置177

5.5.1自動對中原理178

5.5.1.1帶鋼在鼓形輥上糾偏178

5.5.1.2帶鋼的自動對中裝置的對中原理179

5.6步進(jìn)梁184

5.6.1步進(jìn)梁工作原理184

5.6.2步進(jìn)梁受力分析184

5.6.3步進(jìn)梁結(jié)構(gòu)分析184

5.6.4步進(jìn)梁應(yīng)用186

5.7活套187

5.7.1立式活套187

5.7.1.1立式活套的功能與特點190

5.7.1.2立式活套的構(gòu)造解析190

5.7.1.3立式活套中存在嚴(yán)重偏載問題194

5.7.2水平活套200

5.7.3水平活套中的帶鋼托輥的多樣性201

第6章開卷機(jī)與卷取機(jī)204

6.1卷筒軸的特點與結(jié)構(gòu)204

6.1.1卷筒軸的工作特點204

6.1.2卷筒軸的結(jié)構(gòu)原理205

6.2開卷機(jī)205

6.2.1早期的開卷機(jī)205

6.2.2楔形脹縮卷筒206

6.2.3懸臂式開卷機(jī)208

6.2.3.1懸譬式開卷機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成208

6.2.3.2卷筒軸208

6.2.3.3開卷機(jī)傳動系統(tǒng)212

6.2.3.4開卷機(jī)滑動底座與CPC缸212

6.2.3.5活動支撐215

6.3卷取機(jī)218

6.3.1卷取機(jī)與開卷機(jī)的比較218

6.3.2卷取機(jī)的發(fā)展及類型218

6.3.2.1早期卷取機(jī)之例一219

6.3.2.2早期卷取機(jī)之例二219

6.3.2.3早期卷取機(jī)中較優(yōu)秀結(jié)構(gòu)219

6.3.2.4組合式楔塊卷筒220

6.3.2.5介紹幾款近代被廣泛采用的卷取機(jī)221

6.3.2.6卷取機(jī)的總裝配圖224

6.3.3卡魯塞爾卷取機(jī)224

6.3.4介紹幾款助卷機(jī)227

6.3.5助卷帶的選擇230

6.3.6開卷機(jī)與卷取機(jī)的計算231

6.3.6.1開卷機(jī)卷筒脹縮缸的確定232

6.3.6.2開卷機(jī)傳動系統(tǒng)計算233

6.3.6.3卷取機(jī)傳動系統(tǒng)計算235

6.3.6.4卷取機(jī)的受力計算238

第7章剪切設(shè)備245

7.1液壓斜刃式下切剪245

7.1.1切頭切尾剪245

7.1.2液壓切剪機(jī)的設(shè)計要點246

7.1.3雙重切頭切尾剪249

7.2浮動式剪切機(jī)250

7.3快速更換剪刃的圓盤剪邊機(jī)與碎邊機(jī)251

7.3.1圓盤剪切機(jī)的情況介紹251

7.3.2快速更換剪刃的圓盤剪邊機(jī)與碎邊機(jī)251

7.3.3快速更換剪刃的圓盤剪邊機(jī)刀體252

7.3.3.1上刀軸與下刀軸設(shè)計特點252

7.3.3.2刀體的回轉(zhuǎn)與定位253

7.3.3.3傳動裝置的置換254

7.3.3.4寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)254

7.3.3.5碎邊機(jī)254

7.3.3.6廢邊通道的轉(zhuǎn)換256

7.3.3.7快速換刃256

7.4圓盤剪的力能計算259

第8章飛剪機(jī)260

8.1冷軋帶鋼生產(chǎn)中的飛剪260

8.1.1滾筒式高速分切飛剪260

8.1.2滾動式高速飛剪的基本結(jié)構(gòu)261

8.1.3飛剪的幾個重要輔助裝置261

8.1.4滾動式分切飛剪的力能計算263

8.1.5滾動式分切的啟動電機(jī)功率及剪切電機(jī)功率的計算264

8.2定尺飛剪267

8.2.1曲柄四連桿高速飛剪的基本結(jié)構(gòu)268

8.2.1.1上刀架268

8.2.1.2下刀架271

8.2.1.3空切齒輪箱的設(shè)計273

8.2.1.4飛剪傳動裝置273

8.2.2曲柄四連桿高速定尺飛剪的運(yùn)動軌跡276

8.3擺式定尺飛剪278

8.4定尺飛剪的計算280

8.4.1基本定尺與轉(zhuǎn)速范圍280

8.4.2定尺飛剪的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)計算280

8.4.2.1曲柄四連桿定尺飛剪的動力矩計算公式280

8.4.2.2雙曲柄五連桿定尺飛剪的動力矩計算公式282

8.4.2.3定尺飛剪的各要點的速度計算公式285

8.4.2.4剪切點的速度方程推導(dǎo)287

8.4.2.5定尺飛剪的動力矩計算順序288

8.4.2.6定尺飛剪動力矩計算舉例290

8.4.2.7定尺飛剪的動力矩計算分析290

8.4.2.8對定尺飛剪動力矩的“四大因素曲線”的分析與對飛剪結(jié)構(gòu)的改進(jìn)293

8.4.2.9上下剪刃的同步速度的核算296

8.5擺式飛剪的動力矩平衡方法300

8.5.1擺式飛剪的工作原理圖301

8.5.2平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計原理303

8.5.3平衡機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模型303

第9章冷軋帶鋼中的拉伸彎曲矯直設(shè)備306

9.1拉彎矯機(jī)的發(fā)展過程307

9.2拉彎矯直的基本概念與原理307

9.2.1應(yīng)力應(yīng)變曲線上“屈服段”的特性說明307

9.2.2拉彎矯的基本概念的建立309

9.2.3拉彎矯機(jī)的典型結(jié)構(gòu)310

9.3破鱗兼矯直的拉彎矯裝置311

9.3.1破鱗矯拉彎矯裝置的功能311

9.3.2破鱗矯拉彎矯裝置的組成312

9.3.2.1彎輥組的結(jié)構(gòu)與組成312

9.3.2.2換輥機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成313

9.4冷軋薄帶鋼的拉彎矯裝置315

9.4.1冷軋薄帶鋼拉彎矯直機(jī)的組成與功能315

9.4.2換輥機(jī)317

9.5拉彎矯機(jī)的力能計算318

9.5.1拉彎矯機(jī)的張力計算公式318

9.5.2拉彎矯機(jī)的張力計算公式中的幾個問題的檢驗320

9.5.3拉彎矯機(jī)的傳動系統(tǒng)321

9.5.3.1拉彎矯機(jī)的傳動系統(tǒng)分類322

9.5.3.2對雷德克斯傳動系統(tǒng)功能的解析324

9.5.3.3拉彎矯機(jī)與平整機(jī)的組合327

第10章薄帶鋼冷軋主機(jī)及相關(guān)設(shè)備331

10.1可逆軋機(jī)的主機(jī)區(qū)設(shè)備組成及功能331

10.2冷軋機(jī)331

10.2.1冷軋機(jī)的組成與功能333

10.2.2軋機(jī)機(jī)座及彎輥塊的組合333

10.2.3軋輥輥系342

10.2.3.1工作輥342

10.2.3.2中間輥344

10.2.3.3支承輥346

10.2.4軋輥彎輥塊與換輥軌道347

10.2.4.1上支承輥平衡缸塊347

10.2.4.2上中間輥彎輥塊347

10.2.4.3上下工作輥彎輥塊348

10.2.4.4輥換輥軌道349

10.2.5軋輥調(diào)零裝置350

10.2.6AGC液壓缸351

10.2.6.1AGC液壓缸帶來的新功能352

10.2.6.2AGC液壓缸的結(jié)構(gòu)與特點352

10.2.6.3AGC液壓缸制作特點353

10.2.7中間輥軸向位移裝置354

10.2.8軋輥軸向鎖緊機(jī)構(gòu)355

10.2.9接軸托架356

10.2.10軋輥平臺與排煙罩356

10.3臺式快速換輥機(jī)358

10.3.1換輥機(jī)的幾個設(shè)計特點359

10.3.2換輥過程的說明360

10.3.2.1工作輥換輥過程360

10.3.2.2中間輥換輥過程361

10.3.2.3支承輥換輥過程362

10.4箱式換輥機(jī)的簡單介紹364

10.4.1箱式換輥機(jī)的特點364

10.4.2箱式換輥機(jī)結(jié)構(gòu)與功能364

10.4.3箱式換輥機(jī)換輥過程366

10.5機(jī)前導(dǎo)向壓板367

10.5.1機(jī)前導(dǎo)向壓板結(jié)構(gòu)組成367

10.5.2機(jī)前導(dǎo)向壓板的功能369

10.6防濺裝置與軋輥冷卻370

10.6.1防濺裝置和軋輥冷卻的組成與功用371

10.6.2管路系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與功能371

10.6.3防濺板的結(jié)構(gòu)與功能373

10.7軋機(jī)傳動裝置373

10.7.1聯(lián)合齒輪機(jī)座374

10.7.2同步齒輪的中心距選擇374

10.7.3合理設(shè)計同步齒輪軸的主動齒輪軸374

10.7.4小型聯(lián)合齒輪機(jī)座376

參考資料377

2100433B

冷軋帶鋼生產(chǎn)過程主要控制坯料準(zhǔn)備、酸洗、冷軋、退火和精整。

坯料準(zhǔn)備要求化學(xué)成分、寬度和厚度尺寸公差（三點差和同條差）、鐮刀彎應(yīng)符合要求，表面光潔，不得有裂紋、折疊、分層、氣孔、非金屬夾雜缺陷等。

酸洗前帶鋼應(yīng)矯直和對焊，以便進(jìn)行連續(xù)酸洗。酸洗主要是為了清除氧化鐵皮。在酸洗過程中應(yīng)控制酸溶液濃度和溫度、酸溶液中亞鐵鹽含量。

為了控制厚度和板形，應(yīng)調(diào)整壓下、速度、張力和輥型。厚度主要采用AGC控制，板形主要靠調(diào)整輥型（軋輥凸度和凸度補(bǔ)償措施）來控制，例如HC、CVC等。

退火分為中間退火和成品退火。中間退火是為了消除加工硬化，產(chǎn)品退火是為了得到所需的組織和性能。退火爐有連續(xù)退火爐和罩式退火爐。罩式退火爐退火過程應(yīng)控制爐內(nèi)保護(hù)氣體的比例、加熱時間、冷卻時間；連續(xù)退火爐退火過程應(yīng)按退火曲線控制溫度、速度、時間和氣氛。控制爐內(nèi)帶鋼張力保證板形，控制爐輥凸度可以防止帶鋼跑偏。

精整包括平整、剪切、涂油和包裝等。平整能夠改善板形、凈化表面和得到需要的性能。平整過程應(yīng)控制帶鋼的伸長率，剪切主要控制尺寸和表面質(zhì)量，涂油應(yīng)均勻，包裝應(yīng)符合規(guī)定要求，有利于保管、運(yùn)輸和交付。 2100433B

換熱設(shè)備及時維修設(shè)備

設(shè)計換熱裝置時，換熱面積常被設(shè)定為較大的且留有冗余。后續(xù)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，就要隨時查驗并調(diào)控各時點的溫度及流速?？稍鲈O(shè)配備的旁路系統(tǒng)，維持初期設(shè)定好的溫度條件及流速狀態(tài)。及時修護(hù)設(shè)備，在更大范圍內(nèi)推遲了結(jié)垢且延長可運(yùn)轉(zhuǎn)的總時間。運(yùn)送至進(jìn)口的物料總量也并非固定，是不斷變更的。在各個階段內(nèi)都應(yīng)測定聚集于換熱器的污垢總量，測定酸堿值及微粒體積。針對各類狀態(tài)下的結(jié)垢，都要配備不同添加劑。

換熱設(shè)備新式修護(hù)技術(shù)

在流體中沉淀了較多污垢，這些污垢強(qiáng)化了經(jīng)由流體時的沉淀。采納新式技術(shù)，過濾并且去除聚集于裝置內(nèi)的污垢。有些物質(zhì)很易結(jié)疤，對此可選化學(xué)處理及離子交換。紫外線可快速予以滅菌,超聲也可抑制聚集的污垢。此外，還可優(yōu)選機(jī)械清洗及化學(xué)性的清洗，即便設(shè)備處在日常運(yùn)轉(zhuǎn)中也可予以清洗。先要取出管束，把它浸沒至預(yù)備好的液態(tài)物質(zhì)內(nèi)。這樣一來，污垢將會慢慢變軟而后滑落,借助機(jī)械手段除掉污垢 。

換熱設(shè)備其他維護(hù)方式

增添固態(tài)磨粒至現(xiàn)有的流體中,這樣即可清洗表層附帶的更多污垢。然而，選取這種手段還要慎重規(guī)避緩慢累積的表層腐蝕。連續(xù)除垢可選海綿膠球，電站配備的冷卻水側(cè)及凝汽器都可借助這種除垢途徑。換熱器設(shè)有內(nèi)在的管路，相比來看膠球有著更大的自身直徑。膠球可輕輕擠壓管壁,運(yùn)動形態(tài)下的膠球就擦掉了沉淀物?，F(xiàn)今的進(jìn)展中還創(chuàng)設(shè)了刷洗污垢的自動裝置，刷洗換熱管可配備尼龍刷及外罩。

從現(xiàn)狀看，換熱設(shè)備平常的維修正日漸被注重，多數(shù)企業(yè)也接納了配套的檢修技術(shù)。在換熱器內(nèi)部，復(fù)雜反應(yīng)狀態(tài)下將會聚集偏多的污垢，緩慢腐蝕也增添了這種污垢。唯有定時查驗，妥善去除聚集著的污垢才可恢復(fù)常態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)。未來的實踐中，還應(yīng)顧及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所處的場地真實狀態(tài)，從細(xì)微人手慎重把控檢修換熱器及維護(hù)設(shè)備的細(xì)節(jié)，防控并杜絕潛在的運(yùn)行隱患。