年产 280万吨冷轧带钢厂工艺设计摘要本设计是参考上海宝钢 2030mm 冷轧厂而进行的冷轧带钢工艺设计，典型产品Q195, 1200x0.5mm。主体设备有浅槽酸洗机组、五机架全连续冷轧机组、罩式退火炉、单机架四滚式平 整机组、六段式连续退火机组、横切、纵切及重卷机组、连续电镀锌机组、连续热镀锌 机组等。设计产品的品种主要有冷轧钢板、热镀锌板带、电镀锌板带、彩色涂层机组等。 掌握了现场生产工艺制度的制定方法、制定了产品方案及金属平衡、确定轧制工艺流程 及工艺制度。关键词 】：板带钢，产品方案，全连续轧制，轧机An annual output of 2.8 million tons cold-rolledstrip steel mill process designAbstractThe reference design is Shanghai Baosteel 2030mm cold rolling mill and process design for the cold rolled strip steel,a typical product Q195, 1200 x 0.5mm.Shallow groove of the main equipment and pickling line, five-stand continuous rolling mill, hood-type annealing furnace, four roll-formed single rack unit, Six-continuous annealing line, cross-cutting, slitting and recoiling unit, continuous plating zinc unit, continuous hot galvanizing line and so on. Design of the product varieties are cold-rolled steel, hot galvanized strip, galvanized strip, color coated units, etc. Production process control system on site to develop methods to develop product solutions and metal balance, determine the rolling process and technology system.【Key words 】：steel strip , product programs , completely continuous rolling, mill1综述1.1 我国冷轧板生产情况我国现有冷轧薄板生产能力9.87Mt, 1999年产量为7.54Mt, 2000年产量略有增加。我国有8套冷连轧机组能力7.56Mt, 1999年产量为6.25Mt，基本达到或超过轧机设计能力（宝钢1550、1420mm冷轧新投产），大部分轧机设备利用率超过100% ；另有生 产硅钢和不锈钢的多辊轧机10套，能力8.25Mt，1999年产量为0.58Mt （张家港和宁波不 锈钢生产线新投产），基本达到设计能力；加上11套单机架可逆轧机，能力1.485Mt, 1999年产量不到0.8Mt，设备利用率平均约为45%。1.2 冷轧薄钢板生产的发展历史钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度2025m m的冷轧钢带。美 国1859年建立了 25mm冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。1880年以后冷 轧钢带生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪 切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。宽的冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在1920 年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。 1926 年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。原苏联开始冷轧生产是在30年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张的热轧板作原料1938年在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架1680mm冷连轧机及1680mm可逆式冷轧机，生产厚度为0.52. 5mm，宽度为1500mm 的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂又建立了一台2180mm可逆式冷轧机。1951 年原苏联建设了一套2030mm全连续式五机架冷连轧机，年产250万t，安装在新利佩茨克。日本1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板的生产。1940年在新日铁广坝厂建立了第一套四机架1420mm冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产 开始于1960年，首先建立了 1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了 1200mm单机可 逆式冷轧机，MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式 冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700m血连续式五机架冷轧机，1988年建成了 2030mm五机架全连续冷轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有18套，窄带钢轧机有 418套。在这30多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了20多倍，生产装备技术水平已由 只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀 锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品 种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷 轧机，大力发展冷轧生产。从世界上看：日本1960年冷轧板产量100万t,而30年后的今天生产能力已达2000多 万t,增加了20倍。原西德1950年年产冷轧板16.3万t,而1974年达821. 3万t,增加了50 多倍。冷轧薄板发展如此迅速的主要原因是：钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在轧制厚度小 而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧件首尾温差往往使产品尺寸超出公差 范围，性能出现显著差异。当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以致 根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。因此，从规格方面考虑，事实上存在着一个热轧厚度下限。 70年代初期，日、法、 意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加8、9机架来生产1mm式0.8mm的薄带。但实践证明，从产品质量和设备重量来说这是不可行的。现代热连轧机，目前设计可能 轧出最小厚度为1.2m m,但实际生产中很少生产1.8m m或1.5m m以下的热轧板卷。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和 冷轧蹿板。现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为0.100.17mm的冷轧薄 板，作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产0.23.5mm厚的冷轧薄板。现代可逆式 冷轧机可生产0.153.5mm厚的冷轧扳。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达 0.001mm的产品。一般0.150.38mm厚的板带为一般薄板，0. 070. 35mm厚的为较 薄薄板，0.0250.05mm厚的板带为极薄薄板，这些产品甩热轧方法是不可能生产的。 从厚度精度上看，现代热连厚度精度通常为士50pm,而现代冷连轧板厚精度高达土5pm, 比热轧厚度精度高10倍。从板形方面看，热轧板带平直度为501（11单位=10相对长度差）， 而冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢，其平直度能控制在520I以内。目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免 由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适于生产表面光洁程度要求较高的板带钢 产品。热轧板表面祖糙度热轧状态为20pm，酸洗后为25 pm。而冷轧板表面清洁光亮， 并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面粗糙度分为3种：一种是 无光泽的钢板，其表面租糙度为310pm, 般适用于作冲压部件，并且当需涂喷刷漆 时这种钢板附着性较强；第二种是光亮板，其表面祖糙度大于0.2pm，这种钢板主要作 为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹钢板，采用表面具有70120pm凸凹的平整辊 平整钢板，这种钢板由于仪表壳及家具装饰等。这样的表面质量热轧是无法满足的。性能好、品种多、用途广。冷轧钢板的另一突出优点是性能好、品种多、用途广。 通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理恰当的配合，可以在比较宽的范围内满足用 户的要求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成型，这样深冲性能就成为薄板生产和使用 的核心问题。冲压用钢的主要要求之一是具有占优势的有利织构（111）/（100）。热轧薄板 的塑性应变比R仅可达到0.80.95，而冷轧第一代沸腾钢汽车板R为1.01.2，第二代 08A1钢R为1.41.8，而第三代冷轧汽车板R为1.82.8，这是热轧无法达到的。硅钢是机电工业的重要材料之一，主要用户是电机制造业和杨变电设备制造业。能 源价格上浓、能源危机，必然要求使用低能耗材料，所以60年代就开始淘汰能耗高的热 轧硅钢片，代之以冷轧硅钢片。用10万t冷轧无取向硅钢制作电机比用10万t热轧硅钢制 作电机，实测节能1.98亿KWh/a，电机运转10年就相当节约一个20万KW的发电厂全年 的发电量。而且用冷轧硅钢片生产36万KWA变压器其总重量是204t，而用热轧砖钢片制 造一台12万KWA变压器，其重量即为20Dt。因此，用冷轧硅钢片代替热轧砍钢片具有 重大的经济价值。冷轧还可以生产不锈钢板，用J：家具与建筑装饰、化工工业等。近 年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧极为基板的各种涂层钢板品种繁多，用途极为广 泛。由于上述原因，冷轧薄板的生产得到迅速发展。从产量上看，一般冷轧板产量约占 轧材总产量的20%左右。工艺技术装备不断革新。早期的冷轧板轧制速度不到1m/s，而 今已达41. 6m/s。钢板的宽度1905年是406mm，1925年是914mm，而今最宽可达2337mm。 钢卷重量也从几吨发展到60t。一座现代化的冷筑厂年产量可以达到250万t。1.3 冷轧板带生产工艺的发展目前，国内冷轧带钢生产多为单卷轧制，生产效率低，带钢头尾尺寸波动大， 成材率低，一般为 91%左右，严重制约生产效益的提高。全连续轧制工艺的出现， 实现了冷轧板钢生产的新突破，排除了单卷轧制的诸多缺陷，并取得了理想效果。1.4 冷轧板带材的特点冷轧板带材具有精确的尺寸、较宽的厚度范围、可变的表面（光面、麻面、 镀锌、镀锡、镀合金、涂塑等） 、良好的工艺性能（可冲压性、可剪切性、可弯曲 性、可焊接性等）、可变的力学和物理性能（退火、冷硬、半冷硬、趋向磁性、无 趋向磁性等）等优点。板形控制技术随着冷轧板带后续加工（如汽车制造、镀锌、涂层等）对冷轧板形平直度要 求的提高，板型控制问题已成为世界性课题，同时也促进了轧机机型和控制技术 的发展。板形的平直度涉及到轧机的形式，压下模式的选择，轧辊滚系变形，弯 辊控制及板形检测等一系列问题。目前，板形的自动检测是其中最新、最为先进 的控制手段。对板形的控制，从冷轧机发展形式来看分为两条途径：一是增大轧辊系统机 械强度以最大限度减少轧辊的弯曲变形；一是开发各种调控方法，补偿轧辊的弯 曲变形以及轧辊热凸度，磨损及工艺参数等动态因素对板形的影响。1.5 冷轧板带的应用领域冷轧板带用途很广，如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐冷轧普通薄钢板 ：由普通碳素结构钢或低合金结构钢冷轧制成。冷轧板表面质量 较好。具有良好的冲压性能。对其要求要保证冷弯和杯试验合格，常用于汽车等行业和 镀层板的原料。冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，也称冷轧板