板带钢轧制工艺课程设计（新）(8)

（2-49）

这样，按上式计算出总温度降，再除以（ｎ-1），就得每架温度降的数值。

带钢轧后冷却对带钢产品性能的控制作用较大。因为在带钢连轧机上对压下规程作大的改变比较困难，在固定坯料厚度以及产品厚度的条件下，在没有机架间冷却设备的连轧机上，轧件的终轧温度变化也不大，加上带钢轧机上生产的高强度钢材有相当一部分是较厚的产品，终轧温度比较高，因此与中厚板轧机的情况相反，连轧机上对轧制终了温度和压下量的分配不易进行控制，而对轧后冷却和卷取温度比较容易控制。所以轧后冷却的控制就成为控制产品性能的重要因素了。

带钢从精轧机组轧出后的终轧温度为800～900℃，而卷取温度要求不高于650℃（否则，因带钢晶粒粗大而降低其机械性能）。在高速轧制情况下，从精轧机轧出的带钢通过100多米长输出辊道到达卷取机的时间只需5～10s（薄带钢）或8～20s（厚带钢）。在此段时间内必须将800～900℃带钢冷至650℃以下进行卷取，显然采用一般冷却方法是不可能的，必须使用快速高效冷却方法。过去带钢的轧后冷却曾经是限制轧制速度提高的一个困难问题。为此创造了具有高冷却效率的层流冷却系统，它是一种流量达200m3/min以上大流量低水压的喷淋式冷却系统。

对沸腾钢和铝镇静钢来说，卷取温度越高，晶粒尺寸越大。终轧在Ar3转变温度附近11℃时，开始产生了粗晶粒表面层，终轧温度越低粗晶表面层厚度越大。对于沸腾钢，当终轧温度低于788℃时，粗晶粒组织会扩展到整个轧件断面上，而在铝镇静钢中，低终轧温度影响小，除非卷取温度高于704℃。

虽然终轧温度对沸腾钢和铝镇静钢的渗碳体形态和分布没有明显影响，但碳化物的尺寸和分布随卷取温度有明显变化。在低温卷取时（540～600℃）得到珠光体和细的弥散碳化物，在650℃卷取时，珠光体片层已经不清楚了，碳化物开始集聚，在700℃以上卷取时，没有珠光体，碳全部以粗大的块状渗碳体碳粒存在。

带钢卷取温度虽然取决于带钢的成分、强度、尺寸及卷取机的能力，但一般都在500℃～700℃之间。因为Nb、Ｖ、Ti、Mo类形成碳化物的合金元素主要是在Ar3至500℃之间以碳氮化合物形式析出，当冷却速度较快时，这些合金元素的相当一部分以未析出状态被卷取，在这种状态下晶粒长大被抑制，而且之后合金元素能利用热卷带钢自身的热以碳氮化合物的形式弥散析出，从而能给钢材带来最好的机械性能。

终轧温度和卷取温度也强烈影响到轧制后的高碳钢带的最终组织和力学性能。为了获得珠光体组织，或在过共析钢中获得由细晶粒薄片珠光体和细的二次渗碳体组成的珠光体—渗碳体组织，终轧温度不要低于900℃，通过转变区时（900℃～600℃）带钢应快速冷却，低合金钢应在600℃以上卷取。如果快速冷却到600℃以下，随后在更低的温度下卷取，将导致产生不希望的硬化组织（包括贝氏体）。

2.5冷轧带钢生产轧制规程制定

2.5.1 原料选择

冷轧板带钢采用的坯料为热轧板带，坯料最大厚度受冷轧机设备条件（轧辊强度，电机功率，允许咬入角，轧辊开口度等）限制；坯料最小厚度的确定则应考虑所轧成品的厚度、钢种、产品的组织性能要求以及供坯条件（热轧带生产）等因素。一般厚度较薄的产品，则坯料厚度相应选择小一些。为满足产品最终的组织性能要求，坯料厚度的选择必须保证一定的冷轧总压下率，例如：连轧机总压下率一般为50～65％，单机可达50～89％。又如冷轧汽车板必须有30％以上（一般50～70％）的冷轧总压下率，否则成品最终的晶粒大小和深冲性能达不到要求。硅钢板也需一定的总压下率（第二次冷轧总压下率通常取50％）才能保证其物理性能（电磁性能）。不锈钢板也要求一定的冷轧总压下率，以保证其表面质量。

2.5.2 压下量分配

冷轧轧程是冷轧过程中每次中间退火前所完成的冷轧工作。冷轧轧程数的确定主要取决于所轧钢种的软硬特性，坯料及成品的厚度，所采用的冷轧工艺方式与工艺制度以及轧机的能力等，并且随着工艺和设备的改进与更新，轧程方案也在不断变化。例如，改用润滑性能更好的工艺润滑剂，或采用直径更小的高硬度工作辊都能减少所需要的轧程数，又如某些牌号的不锈钢在采用150～200℃的温轧工艺时，变形抗力显著降低。采用异步轧制方式冷轧带钢时，可以使轧制压力和加工硬化大为减少。这些都大有利于减少轧制道次和

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轧程。因此，在确定冷轧程时，除了切实考虑已有的设备与工艺条件外，还应当充分注意研究各种提高冷轧效率的可能性。

冷轧板带压下量的选择受到轧辊参数及它所能承受的最大压力、轧机结构、轧制速度以及电动机功率的限制。每道次的压下量和每个轧程总压下量的选择还应考虑金属的冷加工硬化的程度、钢的化学成分、 前后张力、润滑条件以及成品最终的机械性能和长宽方向的厚度公差等因素。由于冷轧板带的厚度较薄，故制定压下制度时通常采用分配压下率的方法。

（1）压下率分配法

逐道压下率的分配一般有三种，冷连轧机压下量分配基本上与单机架冷轧机分配相同。

1）压下率逐道次减小，是应用最广的方法。分配压下量时，力求各道次金属对轧辊的压力大致相同。第一、二道次为利用金属塑性，可给较大压下量，但往往受到咬入条件限制，在有良好润滑经研磨的轧辊允许咬入角30～40℃，而轧辊表面经电火花毛化轧辊其粗糙度为0.5～10?m。第一道考虑到热轧来料的厚度偏差不宜采用过大压下量，中间道次随冷加工硬化的增加应逐道减少压下量。最后1～2道为保证板形和厚度精度一般采用较小压下量。轧制低碳钢时，压下制度如表2-18所示。

表2-18 4、5、6机架冷连轧机压下制度

项目 机型 No.1 No.2 No.3 No.4 卷取机 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 卷取机 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 卷取机 2.00 1.50 1.50 1.07 1.07 0.65 0.65 0.415 0.415 0.265 0.265 0.215 0.50 0.43 0.42 0.235 0.15 0.05 24.8 31.2 37.0 34.0 34.0 19.0 轧件厚度 轧前 轧后 2.75 1.85 1.85 1.20 1.20 0.90 0.90 0.80 1.90 1.42 1.42 0.90 0.90 0.55 0.55 0.33 0.33 0.21 0.48 0.25 0.35 0.22 0.12 25.8 36.6 38.9 40.0 36.4 压下量 △h/mm 0.90 0.65 0.30 0.10 压下率 各机架前张力及卷取张力 MPa 1.47 78.4 98.0 53.9 39.2 0.98 107.8 137.2 147.0 196.0 29.4 1.37 127.4 176.4 156.8 117.6 73.5 13.7 ?/℅ 32.7 35.1 25.0 11.1 2）压下率各道次基本相同。多用于连轧机、可逆式单机架。某冷轧厂1700ｍｍ五机架轧机压下量分配即采用此方法，如表2-19所示。

表2-19 某厂冷轧2.0→0.5ｍｍ压下率分配

道次 1 2 3 4 5 H（mm） 2.00 1.52 1.15 0.87 0.66 h（mm） 1.52 1.15 0.87 0.66 0.55 △h（mm） 0.48 0.37 0.28 0.21 0.16 ?（℅） 24 24.3 24.3 24.1 24.2

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3）压下率逐道增大（均有工艺润滑）。如某厂五机架冷轧机轧制镀锡板压下率分配，如表1-20所示。

表2-20 某厂冷轧镀锡板2.28→0.2mm压下率分配

道次 1 2 3 4 5 H（mm） 2.28 1.60 0.99 0.59 0.35 h（mm） 1.60 0.99 0.59 0.35 0.20 △h（mm） 0.68 0.61 0.40 0.24 0.15 ?（℅） 29.8 38.1 40.4 40.7 43.0 （2）能耗分配法

另一种是分配各机架（如连轧机）的负荷采用能耗法。当有类似的单位能耗曲线资料，可确定各架负荷分配比，再算出压下量。若没有合适的能耗资料，也可根据经验采用分配压下系数的方法，则各道的压下量为：

（2-50）

式中 ——冷轧时的总压下量；

——压下分配系数。

各种冷连轧机压下分配系数列于表2-21。

表2-21 各种冷连轧压下分配系数?i

压下分配系数i 机架数 道次（机架）号 1 2 3 4 5 0.7 0.5 0.4 0.3 2 0.3 0.3 0.3 0.25 3 0.2 0.2 0.25 4 0.1 0.15 5 0.05 ? 2.5.3 张力制度

在确定各架压下量或轧后厚度的同时，还要根据经验分析选定各机架间的单位张力。 生产中采用的张应力选取范围： 式中

?Z?(0.1~0.6)?s （2-51）

?Z——张应力，Mpa；

?S——带钢的屈服极限，Mpa。

不同的轧机，不同的轧制道次，不同的品种规格，甚至不同的原料条件，要求不同的张应力值与之相适应。当轧钢工人操作技术水平较高，变形比较均匀且原料比较理想时，可选用高一些的张应力值；当带钢较硬，边部不理想或操作不熟练时，可取偏小一些的数值。

一般在可逆式冷轧机的中间道次或连续式冷轧机的中间机架上，张应力可取（一般不超过0.5）。在轧制低碳钢时，有时因考虑到防止钢卷退火时产生粘结等原因，成品卷取张应力不能太高，一般用49MPa左右，其它钢种可以高些。连轧机开卷张应力很小（一般仅为1.47MPa～1.96MPa），可忽略。

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此外，连轧机各架张力的选择还需考虑主电机之间及主电机与卷取机之间的合理功率负荷分配，一般是先按经验范围选择一定的张应力值，然后再进行设备能力及咬入条件等校核。四、五和六机架式冷连轧机各机前张力及卷取机张力选取如前表2-18所示。

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