毕业设计_年产150万吨冷轧薄板车间设计(编辑修改稿)

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辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页 冷轧钢板的分类 表 11 冷轧产品主要牌号、标准、规格及用途 品名 牌号 供货标准或 技术条件 规格 厚 宽（ mm） 主要用途 普碳钢 （ CQ） Q195235A.B/F GB11253 ~800~1550 一般 成形加工用钢。 如：自行车配件、水箱外壳、制桶等 St12 Q/ASB312 SPCC Q/ASB311 优结钢 （ DQ） A08 Q/ASB 80 ~800~1550 冲压成形加工用钢。 如：汽车门、窗、档泥板、农机配件等 08Al 1050 Q/ASB 80 GB13237 St13 Q/ASB312 SPCD Q/ASB311 深冲钢 （ DDQ） SC1 GB5213 ~800~1550 深冲压成形加工用钢。 如： 汽车油箱、前车灯、门窗、顶盖等。 St14 Q/ASB312 SPCE Q/ASB311 含磷钢 06－ 08AlP Q/ASB89 ~800~1300 高强度冲压成形加工用钢。 如：汽车顶盖、挡泥板等 10AlP Q/ASB264 耐候钢 05CuPCrNi 鞍铁冷 2020－ 1 ~800~1550 铁道车辆车箱板 09CuPCrNi 鞍铁冷 2020－ 1 10CrNiCu(A) 鞍电协 89－ 1 ~950~1050 锅炉空气预热器 冷轧 薄板 的质量控制 钢的化学成分对成品性能的影响 钢的化学成分对性能的影响，特别是碳、锰、硅对产品力学性能的影响存在下列关系： σb＝ 25 十 67C 十 14Mn 十 20Si。 而抗拉强度、屈服强度、延伸 率 决定着冷轧产品的使用 性 能，特别是薄板的成形性能，所以炼钢控制好化学成分，是保证生产出优质冷轧汽车钢板的基础。 钢中碳含量对成形性能的影响是通过影响屈服极限和塑性应变比 R 值来实现的。 碳对薄板成形性能的影响可以见 图 11。 标准规定 08F 钢碳含量为 ％~％．但常常保证不了成形性能，故控碳含 量不大 于 ％。 硫有提高屈服强度的趋势，硫化物夹杂促使钢中带状组织形成，恶化深冲性能，其关系见图 12。 适量的铝能消除钢的时效硬化性，提高冲压性能，其关系见图 13。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页 图 11 塑性应变比 R 值与含碳量的关系 图 12 硫对屈服极限的影响 图 13 铝含量与屈服权限的关系 1—试样 1； 2—试样 2 以同一钢种 08Al 为例，标准规定 磷 含量不大于 ％，硫含量不大于 ％ ,而作为复杂冲制零件时必须把磷、硫含量分别控制在 ％和 ％以下，因为复杂冲件要求钢板具有很高 的塑性。 许多工厂的工作经验指出，为了保证必须的工艺性能和力 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页 学性能，钢的正常夹杂物含量要尽量低。 锰含量下限可以降低， 1949 年原苏联标准规定锰含量为 ％ ~％， 1990 年原苏联标准改为 ％ ~％。 日本 JISG314169 规定锰含量没有下限 (不大于 ％ )。 实际生产中，原苏联札波罗什冶金工厂锰含量下限为 ％，日本福山、君津厂锰含量下限一般限定为 ％。 我们的生产经验是当把 锰 含量下限限定在 ％ ~％时，虽然钢的性能有些提高，但热轮时边上有拉裂，所以把锰含量下限 控制在 ％。 从冲压性能看，半镇静钢板比沸腾钢板冲废率低 3％；沸腾钢板代表了第一代汽车用钢板，它固溶氮含量较高，具有明显的应变时效性，具有较弱的﹛ 111﹜织构，冲压成形性较差，不适用于深冲压制复杂零件。 铝镇静钢板通过控制固溶和析出条件，可以得到强的﹛ 111﹜织构，从而得到良好的冲压性能， R 为 ~。 迄今为止，大工业生产中使用的各类冲压用薄板都是以铝镇静钢为基的，称之为第二代冲压汽车用钢板。 对高强度薄板而言，力学性能波动保持较小具有重要的意义。 除了总的加工性能的限制外，较薄的钢板必须考虑深冲部 件的回弹、弯折等，屈服极限的离散度反映出成形性能的不同。 因此连续退火的带钢要特别注意必须准确地保持化学成分、退火温度和冷却温度的一致。 添加微量合金元素可以有效地提高高强度形板的强度。 然而为了达到采用微量元素的目标值，需要综合化学元素的结合机理。 在实践中重要微合金化元素的作用见表 l2。 表 12 冷轧薄板微合金化元素在钢中的作用 微合金化的作用 元素，化合物 晶粒细化 通过滞后再结晶的亚结构 强化析出强化 与碳、氮的完全结构 组织的影响 晶粒界面结合 Nb(C)、 Ti(C) Nb(C)、 Ti(C) Nb(C)、 Ti(C) Nb(C、 N)、 TiN、 TiC Nb(C)、 Ti(C) 、 (BN) B 偏析 热轧带钢对 冷 轧钢板性能和组织的影响 冷轧的原料是热轧带钢， 其 组织和性能直接影响到冷轧钢板的组织和性能。 影响热轧带钢组织和性能的因索除钢坯加热温度和保温时间之外，主要因索是终轧温度、卷取温度、末道次压下率。 以低碳钢为例，热轧、冷轧低碳钢的组织特征是铁素体晶粒组织和一定数量的渗碳体，所以决定其性能好坏的钢的组织就是铁素体晶粒的大小、形状及 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页 均匀程度，其次就是渗碳体的尺寸大小及分布的弥散程度。 假如冷轧带钢有 很粗大的晶粒，在冲压加工后，加工零件表面将形成粗糙表面，甚至导致冲压时开裂造成废品。 冷轧退火后钢板的铁素 体 晶粒大小，除与冷轧热处理条件有关外，也与热轧带钢的显微组织有关。 热轧带钢的显微组织特征保持在冷轧薄板上，冷轧不能消除热轧变形时得到的粗大晶粒、过细晶粒及晶粒不均，这些都将遗传在冷轧带钢上。 我们除了注意冷轧热处理工艺条件之外，分析对比了冷轧产品晶粒度与热轧带钢组织的关系，结果列于表 l3。 表 13 热轧带钢晶粒组织与冷扎成品晶粒度的关系 分类 沸腾钢 镇静钢 热带钢量， t 热带钢精粒为 910 级者， % 成品晶粒为 910 级者占原料为 910级晶粒的百分比， % 2326 30（ ） 20 1580 78（ ） 4050（最高 79） 原料的几何尺寸对冷轧成品尺寸的影响 冷轧原料的几何尺寸对冷轧生产十分重要，因为热轧产品横断面和长度上的厚度不均，经冷轧后只能减轻，不能消除。 冷轧原料头、尾尺寸差大，不仅使轧制困难，也使对焊 时焊接不牢而产生断片。 热轧带钢浪 弧 形太大和厚度不均也会严重影响冷轧的正常进行，所以作为冷轧原料的热轧带钢必须严格按标准交货。 为了进一步证实热轧带钢横断面的变化 对冷轧带 钢 横断面的影响，加拿大多法斯科工厂在五机架冷连轧机上将1000mm 热轧板卷轧成 1000mm 冷轧板，试验结果证明，热轧带钢经过冷轧之后，其断面并未发生显著变化，矩形的断面仍是矩形的，凸形的断面仍是凸形的。 显然冷连轧机的辊缝在冷轧过程中并不能保持规定的几何形状，辊缝完全适应热轧带钢横断面的变化，所以用户所要求的冷轧带钢横断面必须在热轧生产中形成。 经过冷轧之后唯有距带钢边部 25mm 范围内冷轧板边部成薄了约 1％。 在冷连轧 1 号和 2 号机架上锥形工作辊与工作辊轴向串移相结合是减少边部减薄的有效措 施。 上述试验及生产实际都证明，冷轧薄板的相对横断而和平直度在热带钢轧机的精轧机组上就已形成了，在冷轧机上只能改变绝对断面。 如果试图改变相对断面，必然引起平直度的变化。 因此构了保证冷轧最终产品的质量，对热轧带钢提出了很高的要求，规定作为冷轧原料的热轧带钢，其相对断面厚度差 (即同极差 )要小于公称厚度的 1％。 从试验中还可看出，在热轧带钢凸度和冷轧带钢 边浪 之间有一个适当的相互关系。 热轧带钢凸度每减少 10181。 m，边浪就增大。 热轧带钢凸度和冷轧带钢中间浪之间没 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 页 有相应的关系。 综上所述，要生产出高产优质的冷轧薄钢 板，热轧带钢的质量是最重要的基础保证。 坯料常见缺陷以及对冷轧生产的影响 冷轧所使用的各种形式坯料常见缺陷及其对冷轧生产的影响简述如下：。 原料带钢宽度偏差是指带钢全长内偏离公称宽度的数值，实际生产中带钢宽度往往是中间窄两头宽，有时中间窄得剪不着边，两头宽得剪下的毛边超过了允许宽度。 实践证明，带钢宽度超过最大允许偏差时，剪边过宽，入碎边剪后不易被剪断，往往造成碎边剪出现事故。 相反，当带钢宽度过窄时，剪边过窄，在带钢中心出现偏离时，可能出现空过圆盘剪而造成空剪窄尺，当带钢在 连续酸洗作业下运行时，往往会出现跑偏事故。 热轧带钢由于轧制过程中轧件温度不均匀和张力波动，通常头部较尾部厚~；有时由于操作方面的原因，带钢某段出现一边厚 一 边薄，或一段厚一段薄的现象，或者全长超厚现象，这些都会给 开 卷焊接及冷轧造成困难。 因此，对于不同厚度的原料带卷，其厚度偏差都有具体的要求，例如带钢厚度小于 3mm 时，厚度偏差应为 177。 ；带厚为 3~5mm 时，厚度偏差为 177。 ；带厚大于 5mm 时，厚度偏差应为 177。 ．。 从外观看较容 易发现，夹杂和氧化铁皮压入采用酸洗的方法多数是不易清除掉的；轻微的夹杂和氧化铁皮压人，即使能够酸洗掉，但会造成其他部位板面过酸洗，个别情况将会使板面留下坑痕，冷轧后因坑痕扩大而造成废品。 原料表面出现超过厚度正负偏差一半深度的划条称为划伤。 这种缺陷在冷轧过程中不易消除，最终会导致成品板带降级。 实践证明，当原料表面存在不大于厚度正负偏差一半的压痕、发裂、麻点、划伤、凸泡及轧辊网纹时，在 40%的冷轧压下率轧制后基本上都可以消除。 气泡和结疤是指从外观上不易被发现的两种缺 陷，它们只有当原料经过酸洗后才暴露出来。 气泡呈现为孔隙或裂缝状态，结疤呈现为凹坑状。 经过冷轧之后，这两种缺陷都不易被消除。 原料存在边部和中部浪形，是热轧产品的缺陷。 往往是由于在热轧过程中压下量不均，轧件加热不均匀，而使纵向延伸不均匀造成的。 有这样缺陷的 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 8 页 热轧带卷，在连续机组上运行时，浪形下部表面往往出现新划伤，浪形严重时，剪边后还会出现多肉和卷取后出现端部松紧不同等缺陷， 以及 跑偏、轧皱和轧制不稳定等现象。 S 弯。 通常 出现在热轧 板 带钢中，它是指 板 带钢中心线沿带钢 长度方向出现的镰刀形和 S 形的变化。 有镰刀弯和 S 弯的原料在连续机组和在冷轧机组轧制时，必然引起 板 带钢跑偏，严重时造成断带事故。 同时它们在圆盘剪上剪切时，往往不能保证带边均匀和取直，使带钢卷取时产生塔形，钢卷上下两端松紧不匀。 产生镰刀弯和 S 弯的原因是，热轧过程中两边压下量不匀和加热温度不均。 它属于无法消除的缺陷。 为保证冷轧过程顺利进行，带钢的镰刀弯应符合技术标准的规定。 热轧带钢出现镰刀弯后，在卷取成卷时必然出现塔形。 塔形钢卷在吊运和在辊道上运送时，塔峰易窝折或卡出破口。 当 窝折的折角小于 90176。 时，则必然被拉辊压成折叠 ； 当破口深度超过剪边宽度时，破口则不能完全剪掉 ； 当带钢跑偏时可能在破口处被拉裂。 塔形钢卷在连续作业线和轧制过程中，钢卷中心线不易始终对准作业线或轧制中心线，经常造成跑偏事故。 扁卷是在以钢卷为原料时出现的一种缺陷。 它是在过高温度下卷取后，在辊道上卧式放置运输时，吊卸不及时及钢卷互相冲撞挤压造成的。 当扁卷的内径小于开卷机的锥体最小直径时，则扁卷只有被判废改作它用。 长舌头多出现在热轧带钢的尾部，它是因为带钢在轧制过程中尾端失去控 制，使其延伸自由所造成的。 有长舌头的钢卷不利于开卷，往往需要多次反复才能拆开。 同时，由于增加了切头质量，使金属成材率降低。 另外，热轧带钢卷外圈应标明炉罐号、钢质、规格、质量及卷序号等，以防混淆。 退火 工 序中存在的缺陷 粘结、氧化色和性能不合格是冷轧薄板退火工序中存在的三大问题，尤其是粘结与氧化色这两种缺陷较为突出。 (1)缺陷特征：退火钢卷层间互相粘在一起称粘结，粘结的形式有点状、线状和大块面粘合，粘结较严重时，手摸有突起感觉，多分布于带钢的边部或中间；严重的面粘结，开卷时被撕裂或出现 孔洞，甚至无法开卷，成为 “ 死卷 ”。 (2)产生原因：张力过大，板形不良，卷取时出现参差不齐的溢出边，乳化液不纯， 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 9 页 超温，气体循环不良，带钢表面粗糙度太小。