冷軋帶鋼生產技術問答

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冷軋帶鋼生產技術問答簡介
1.什麼叫冷軋,冷軋帶鋼有哪些優點?     金屬在再結晶溫度以下進行軋制變形叫做冷軋,一般指帶鋼不經加熱而在室溫直接進行軋制加工。冷軋后的帶鋼可……
冷軋帶鋼生產技術問答正文
1.什麼叫冷軋,冷軋帶鋼有哪些優點?
    金屬在再結晶溫度以下進行軋制變形叫做冷軋,一般指帶鋼不經加熱而在室溫直接進行軋制加工。冷軋后的帶鋼可能燙手,但還是叫冷軋。
    冷軋生產可提供大量高精確度和性能優良的鋼板和帶材,其最主要的特點是加工溫度低,同熱軋生產相比,它有以下優點:
    (1)冷軋帶鋼產品尺寸精確,厚度均勻,帶鋼厚度差一般不超過O.01-0.03mm或更小,完全可以符合高精度公差的要求。
    (2)可獲得熱軋無法生產的極薄帶材(最薄可達0.001mm以下)。
    (3)冷軋產品表面質量優越,不存在熱軋帶鋼常常出現的麻點、壓入氧化鐵皮等缺陷,並且可根據用戶的要求,生產出不同表面粗糙度的帶鋼(光澤面或麻糙面等),以利於下道工序的加工。
    (4)冷軋帶鋼具有很好的力學性能和工藝性能(如較高的強度、較低的屈服極限、良好的深沖性能等)。
    (5)可實現高速軋制和全連續軋制,具有很高的生產率。
 
2.冷軋生產方法有哪幾種?
    冷軋板帶鋼生產方法分為單片軋制和成卷軋制兩種方法。
    (1)單片軋制。單片軋制最早採用二輥式軋機,目前多用四輥式冷軋機。四輥冷軋機按其軋輥運轉方向可分為可逆式和不可逆式。
    採用不可逆式四輥軋機進行單片生產時,軋制操作是由人工逐張將鋼板喂入軋機,全垛鋼板軋完一道次后,用吊車將板垛吊送到軋機前,進行下一道次的軋制,如此循環進行,直到軋成規定的成品尺寸時為止。
    採用可逆式軋機時,則軋制操作有兩種,一種是每一張鋼板在軋機上往返軋制,直到軋製成最終的成品尺寸,然後再進行第二張鋼板的軋制。這種操作方法雖然壓下調整操作頻繁,但產品表面不易划傷,故實際生產中應用較多,特別是軋制單重和尺寸較大的鋼板,均採用此法。另一種是每張鋼板逐張送入軋機,待全垛鋼板軋完一道次后,再逐張返回軋制第二道次。此種操作方法使軋制產品尺寸較均一,而且省去了軋輥反轉和壓下的調整時間,從而冷軋機產量較高,但板面之間有時可能造成划傷。
單張軋制方法由於不能採用張力,故每道次的壓下率一般不超過14%,軋制道次增多,鋼板加工硬化程度增大。因此,單張軋制不能生產厚度很薄的冷軋產品。
    (2)成卷軋制。目前,冷軋生產大多是採用成卷軋制,其基本形式分為單機成卷軋制和多機架連續式成卷軋制兩種。成卷軋制採用二輥軋機、四輥軋機、偏八輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機等不可逆式和可逆式的冷軋機。
    單飢不可逆式冷軋機主要有二輥軋機和四輥軋機兩種(圖1-1),這種軋機在我國有數百台之多,其輥身長度在100-600mm之間,輥徑在100-300mm之間。在這些軋機中,大部分設有開卷機和卷取機。這些軋機主要用來生產600mm以下的窄帶鋼或平整成卷的窄帶鋼,軋制速度在1.2-2.Om/s範圍內。
1-1  不可逆式冷軋機
a-     二輥不可逆式;b-四輥不可逆式
單機可逆式冷軋機分為四輥軋機和多輥軋機(偏八輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機)。軋機大部分採用工作輥驅動方式,這樣可使總變形抗力減小,降低電能消耗,可軋制較薄的產品。表1-1給出了1200mm四輥可逆式冷軋機的主要技術性能。
與單機座可逆式冷軋機相比,多機架連續式冷軋機具有如下特點:
     (1)軋制速度高,一般在 25m/s以上(最高可達41 m/s)。
    (2)產品質量好,能滿足用戶提出的力學性能、表面質量、厚度、精度等各種要求。
    (3)鋼卷的兩端均能壓下,減少了切頭切尾損失,金屬收得率高。
     (4)產量高,年產量一般在數十萬噸到100萬t以上。
     (5)採用液壓壓下裝置和一系列自動化控制及各種新技術,其優點更為突出。
1-1  1200mm四輥可逆式冷軋機主要技術性能
             性         能
  1200mm四輥可逆式冷軋機
  工作輥直徑/支撐輥直徑×輥身長度/mm×mm
  軋制力/kN
  最大軋制速度/m·s-1
  主電機功率/kw
  壓下形式
  原料厚度×寬度/mm×mm
  成品厚度/mm
  鋼卷質量/t
  鋼卷最大外徑/mm
  卷取機直徑/mm
  卷取機電機功率/kw
  卷取機最大張力/kN
  卷取機最大速度/m·s-1
  開卷機功率/kw
  開卷機張力/kN
  開卷機速度/m·s-1
  年產量/萬t
    400/1300×1200
    18000
    13.8
    2×2000
    電動壓下
   (1.8-3.O)×(550-1020)
    O.2~1.5
    15
    1800
    750
    2×660
    100
    13.8
    2×80
    34
    6.9
    10
多機架連續式冷軋機的缺點是:
    (1)各機架的延伸和軋制速度不易調整,生產操作較難掌握。
    (2)軋製品種範圍受一定限制。
    (3)設備投資較大。
 
3.冷軋板帶的生產工藝流程是怎樣的?
    冷軋板帶的軋制方法雖有單張和成卷、單機座和多機座之分,但它們的生產工藝過程卻基本相似。冷軋薄板、帶鋼中有3大典型產品:鍍層板、汽車板與電工硅鋼板。其生產工藝流程大致如圖1-2所示。
 
 
1-2  冷軋薄板、帶鋼生產工藝流程

 

4.冷軋薄帶鋼生產的發展概況怎樣?
    薄板、帶鋼的生產技術是鋼鐵工業發展水平的一個重要標誌。薄鋼板除了供汽車、農機、化工、食品罐頭、建築、電器等工業使用外,還與日常生活有直接關係,如家用電冰箱、洗衣機、電視機等都需要薄鋼板。因而在一些工業發達的國家中,薄鋼板占鋼材的比例逐年增加,在薄板、帶鋼中,冷軋產品占很大部分。
    冷軋生產最初是在二輥軋機、四輥軋機上進行的。隨著科學技術和工業的發展,需要更薄、質量要求更高的帶材,尤其是儀錶、電子、通訊設備上需要極薄帶材。四輥軋機往往不能滿足這一要求,這樣便出現了新型結構的軋機,如六輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機、偏八輥軋機和其他複合式多輥冷軋機,如圖1-3所示。
1-3多輥冷軋機
a-      十二輥軋機;b-二十輥軋機;c-偏八輥軋機
    冷軋帶鋼可以用單機和多機架連軋機來生產,目前主要採用三機架到六機架四輥冷連軋機,這種軋機的特點是生產率高,機械化、自動化程度高,產品質量好。
    近年來,冷軋帶鋼生產技術的發展主要有以下幾個方面:
    (1)增加鋼卷質(重)量。增加鋼卷質量是提高設備生產能力的有效方法,因為冷軋帶鋼是以鋼卷方式生產的,每一個鋼卷在送到機組內軋制或處理前,都必須經過拆捆、開卷、穿帶,然後加速到正常速度工作,在每一卷終了時又需要有減速、剪切、卷取及卸卷的過程,佔用較多的生產時間。鋼卷質量增大后,可相應地增加作業的時間,而且由於每卷帶鋼長度的增加,帶鋼在穩定速度下軋制的時間也相應增加,機組的速度才能真正得到提高,帶鋼的質量也才能得以改善。然而,鋼卷質量也不可無限制地增加,它受到開卷機、卷取機等機械設備的結構與強度的限制,也受到電動機調速範圍的限制,而且卷重太大還會給車間內鋼卷的運輸和存放帶來困難。目前,冷軋帶卷的質量已達40t,個別的達到60t,以帶鋼單位寬度計算的卷重達到30-36kg/mm。
    (2)提高機組和軋機的速度。以五機架軋機為例,20世紀50年代大都在20m/s左右,60年代以來已逐步提高到30m/s左右,最高軋制速度達37.5m/s。六機架冷連軋機的最高軋制速度已超過了40m/s。但是,軋制速度的進一步提高會受到工藝潤滑材料與方式的限制。
    其他作業線(如單機架平整機組、雙機架平整機組、各剪切機組、連續熱鍍鋅機組、酸洗機組、電鍍錫機組等)的機組速度也都相應提高。
    (3)提高產品厚度精度。為提高冷軋帶鋼的厚度精度,在冷軋機上採用了全液壓壓下裝置,以便增加軋機壓下裝置的反應速度,並採用了帶鋼厚度自動控制裝置。對於高速、高產量的帶鋼冷連軋機,實現了計算機控制。
    (4)改善板形。在帶鋼冷連軋機上,廣泛採用液壓彎輥裝置來改善板形。
    (5)提高自動化程度。在生產操作自動化方面,普遍採用各種形式的極限開關、光電管等、對每個動作實行自動程序控制,實現了鋼卷對中、帶鋼邊緣糾偏、機組中帶鋼速度的自動調整、剪切鋼板的自動分選等自動化操作和控制。
    (6)改進軋機結構。1971年以來,出現了全連續式冷連軋機。這種軋機只要一次引料穿帶后,就可實現連續軋制。此時,後續帶卷的頭部通過焊接機與前一帶卷尾部焊接在一起。為了保證帶鋼能夠連續軋制,在連軋機人口端設置了活套裝置。在冷連軋機組出口端沒置了分卷用的飛剪機,並設置了兩台卷取機,以便交替地卷取帶鋼。全連續式冷連軋飢即使在換輥時,帶鋼依然停留在軋機內。換輥一結束,軋機可立即進行軋制。採用全連續式冷連軋機,可以提高生產率30%-50%,產品質量和收得率也都得到提高。
(7)改進生產工藝。不斷採用新工藝、新設備,例如深沖鋼板連續退火作業線和淺槽鹽酸酸洗、HC軋機、和非同步軋制等,以簡化冷軋工藝過程,提高冷軋帶鋼的精度和節省能量。
 
5.什麼叫鍍錫薄鋼板。其熱鍍錫生產工藝流程怎樣?
    通過熱浸加工或電解加工,使冷軋薄板表面牢固地附著一層異種金屬的過程叫鍍層板加工工藝過程。而鍍錫的薄鋼扳叫做鍍錫板,俗稱馬口鐵。
    錫是化學穩定性較強的元素之一,其相對原子量為l18.7,密度為7.3g/cm3,熔點為232℃。錫在硫酸、硝酸和鹽酸的稀溶液中幾乎不溶解。它的塑性較鋼好,本身無毒,對人體無害。
    鍍錫板主要用於罐桶和食品包裝盒、箱等方面。鍍錫飯以片狀或者成卷交貨。
    鍍錫鋼板的生產方法有熱鍍和電鍍兩大類。熱鍍錫時,帶鋼通過熔融的錫槽,將錫熱鍍在帶鋼表面。電鍍錫時,帶鋼通過電解槽,用電解的方法將錫鍍在帶鋼表面。
    熱鍍時鍍層較厚.單位面積鍍錫量多數大於25g/m2,且鍍層不均勻。通常熱鍍錫只存速度低、,生產率不高的單張或窄帶鍍錫機組上使用。
    熱鍍錫工藝流程如下:
    原料一電解酸洗一高壓水沖洗一溶劑處理一熱鍍錫一油處理一鹼洗一除油一拋光一成品檢驗
熱鍍錫原板先進行白酸洗.清洗表面輕微氧化膜和油污等.或在鹽酸槽內進行電解酸洗,以迅速清除表面氧化鐵皮。鍍錫槽中的錫液溫度為300-400。進入錫槽前的原板先通過熔劑槽,清除表面氧化膜,由錫槽出來的鋼板需通過棕櫚油槽(油溫235-240),來防止錫發生氧化並保持熔融狀態,以便由鍍錫輥擠掉多餘的錫量。然後經過洗滌機洗去油脂,拋光機拋光,就可得到表面光潔的鍍錫板。
 
6.電鍍錫板生產過程是怎樣的?
    電鍍錫板較老式的熱鍍錫板具有鍍層薄而均勻、表面美觀、錫層附著牢固等優點,但是需要的生產設備較龐大。
電鍍錫工藝流程如下:
 
 
    根據所使用的電鍍液不同,電鍍錫機組有鹼性、酸性和鹵素型3種類型。
    鹼性型電鍍錫機組採用鹼性電鍍液,腐蝕性小,不需要耐酸槽和耐酸泵,其設備簡單,投資低。但是,帶鋼的電鍍時間長,電耗大,機組速度低,一般為180m/min,最大速度也只能達到300m/min。
    酸性型電鍍錫機組的電鍍效率高,鍍層厚度能控制,可以得到兩個表面鍍層厚度不等的差厚鍍層帶鋼。這種機組的最大速度可達550m/min。在這種機組上,由於需要耐酸槽和耐酸泵,在帶鋼電鍍前還要有對帶鋼進行電解脫脂等鍍前處理設備,故機組投資費用較大。常用的酸性電鍍液有硫酸鹽和氟硼酸鹽兩種,氟硼酸鹽電鍍液的電鍍效率較高,但其腐蝕性更大,對設備的維修要求更高。
    鹵素型電鍍錫機組的電鍍液是鹵化物,電鍍效率比氟硼酸鹽還高,機組最高速度可達760m/min。由於速度較高,電鍍槽採用水平式,以便於控制。鹵化物的腐蝕性很強,必須十分注意防蝕措施。
    目前,國內外應用最廣泛的是酸性型電鍍錫機,機組簡圖如圖1-4所示。
 
1-4 酸性型電鍍錫機組簡圖
1-帶卷運輸機; 2-開卷機; 3、4-送料輥; 5-雙刃剪切機; 6-焊接機;7-送料輥; 8-活套;9-張力裝置;10-電解清洗和酸洗裝置;11-刷洗機;12-電鍍錫設備;13-印表機;14-軟熔設備;15-鈍化設備;16-塗油機;17-張力裝置;18-送料輥;19-剪切機;20-卷取機;21-開卷機;22-飛剪機;23-分選和堆垛裝置
   
1-4所示的酸性型電鍍錫機組的主要技術性能如下:
    帶鋼規格:
        帶鋼厚度             O.15~O.6mm
        帶鋼寬度             457~1016mm
        帶卷最大外徑         1800mm
        帶卷內徑             500mm
        進料段帶卷最大質量   15t
        出料段帶卷最大質量   5t
        堆垛最大質量         4t
    機組速度:
        進料段最大速度       550m/min
        工藝段和出料段速度   104-450m/min
    在酸性型電鍍錫機組中,電鍍液的主要成分是硫酸亞錫和酚磺酸。電鍍時以錫為陽極,帶鋼為陰極,這樣,錫陽極就溶解成二價錫離子進入電鍍液,並在帶鋼表面析出。
    電鍍錫鋼板的鍍層厚度與電流密度成正比,因此可分別調節正、反兩面的電鍍電流而得到各自不同的鍍層厚度。
    電鍍的錫層附著力差,沒有光澤,必須通過軟熔裝置將帶鋼加熱到錫的熔點以上的溫度,使錫層熔融,然後立即浸入水中冷卻,使之變為有光澤的鍍錫板。
    軟熔后的帶鋼表面覆有一層自然產生的錫的氧化物(主要是氧化亞錫),當長期貯存或塗料烘烤時,會氧化而發黃,耐蝕性也就變壞。為了消除這些缺點,還要進行鈍化處理(化學處理)。鈍化是將帶鋼放入碳酸鹽、鉻酸鹽溶液中進行化學處理或在重鉻酸鈉溶液中進行鉻化電解處理。通過鈍化,將自然產生的錫氧化膜溶解掉,並生成一層很薄但很緻密的鉻酸鹽鈍化膜,這種鈍化膜有很好的保護作用。
鍍錫鋼帶經鈍化后,通過清洗、乾燥、塗油(一般用靜電塗油)最後切成定尺,或捲成帶鋼,供應用戶。
 
7.什麼叫鍍鋅板。其生產方法怎樣?
    鋅是一種藍白色的金屬,熔點為419.4℃,密度為7.14g/cm3
鋅具有中等的延展性。室溫下,鋅在乾燥的空氣中不起變化。在潮濕的空氣中鋅表面則生成一層很緻密的碳酸鋅薄膜,它能保護鋅內部不再受到腐蝕。由於鋅有這樣一種優良的特性,所以將鋅鍍在鋼板表面上以防止腐蝕,這種鋼板稱為鍍鋅板。
    鋼板鍍鋅后能大大延長使用壽命。如果鋼板上鋅層沒有被破壞,那麼鋅可以防止腐蝕介質(水、氧氣、二氧化碳等)接觸鋼板表面,這與鍍錫層防腐的作用完全一樣。但是,如果當鍍鋅層發生了破壞,個別部位的鐵露出表面時,由於鋅的化學性質比鐵活潑,在腐蝕過程中鋅與鐵形成了微電池,鋅是微電池的陽極,在腐蝕時被溶解,而鐵是陰極則受到了保護。因此,鍍鋅器皿即使局部地方露鐵仍然不會生鏽。如果鐵表面暴露得太大,那麼鐵就同未鍍鋅一樣被腐蝕。由此可見,鍍鋅板具有良好的防鏽性能,是建築、車輛、傢具、機械電氣和包裝等行業廣泛應用的板材。
帶鋼鍍鋅有電鍍鋅和熱鍍鋅兩種方法。用電鍍鋅方法生產的帶鋼,鍍層較薄,但工藝複雜。

 

8.熱鍍鋅板的生產過程是怎樣的?
    熱鍍鋅板生產方法是由熱鍍錫生產方法發展而來的,大致可歸納為下列幾種:
    所謂線外退火,指原料(熱、冷軋薄板)在進入熱鍍鋅作業線之前,首先進行再結晶退火;所謂線內退火,指在熱鍍鋅作業線上,鋼板先進行再結晶退火,接著熱鍍鋅。
    目前,廣泛採用森吉米爾法,也稱為氧化一還原法。冷軋后的時鋼被直接送到熱鍍鋅機組,帶鋼在連續退火過程中先將油燒去,並在帶鋼表面形成薄薄的一層氧化膜,再經過退火爐的還原段,使表面的氧化膜還原成純鐵體,因而在進入鋅鍋時鍍層與鐵基結合得很好。
    圖1-5是1700mm連續熱鍍鋅機組的簡圖。機組的進料段和出料段的設備布置和工作情況基本上與連續電鍍錫機組相同。連續熱鍍鋅機組工藝段包括鍍前處理(脫脂和熱處理)、熱鍍鋅、矯正和鈍化4個主要工序。機組的速度為10-180m/min。
    1700mm連續熱鍍鋅機組採用快速加熱爐脫脂退火的方法,退火爐加熱最高溫度達980℃,退火后的帶鋼在450-470溫度下進入鋅槽,以保持鋅液溫度不變。控制鍍層厚度採用“氣刀法”,即在鋅槽出口採用可控的噴嘴沿一定角度向帶鋼噴吹壓縮空氣或過熱蒸汽,以除去多餘的鋅液,用這種方法可以生產正、反兩面鍍層厚度不同的差厚鍍鋅鋼板。為使原板表面形成一層鋅鐵合金,使它具有良好的延伸性,鍍鋅后的鋼板應經過再加熱(即通過鍍層退火爐),加熱溫度約為550℃。為提高鍍鋅鋼板的防腐性能,帶鋼冷卻后,應在鉻酸或磷酸液中進行鈍化處理。
鍍鋅機組的頭部設備與一般帶鋼連續作業線相類似。尾部設備除一般的卷取、橫剪和垛板設備外,常設有平整機和拉伸矯正機,以提高帶鋼的力學性能和改善板形。
 
9.2030mm連續電鍍鋅機組工藝和機組特點是什麼?
    近年來,對薄鍍鋅板的需要量不斷增加,使電鍍鋅板生產技術得到迅速的發展。
    2030mm連續電鍍鋅機組的年產量為15萬t,機組組成如圖1-6所示。
    2030mm連續電鍍鋅機組的主要產品有單面鍍鋅板、雙面鍍鋅板及差厚鍍鋅板等各種類型的鋅板。其主要指標為:
    板厚:0.5-2.5mm、寬度900-1550mm;
鍍層的厚度:雙面鍍時為3-40g/m2,差厚鍍鋅時鍍層厚度可在此範圍內調整,單面鍍時鋅層厚度可達80g/m2
 
1-5  1700mm連續熱鍍鋅機組的簡圖
1-      帶卷運輸機;2-開卷機;3、4-送料輥;5-雙刃剪切機;6-焊接機;7-水平活套車;8-張力輥;9-三段式熱處理爐;10-鍍鋅槽;11-氣刀裝置;12-鋅層熱處理爐;13-帶鋼冷卻裝置;14-張力輥;15-平整機;16-張力輥;17-拉伸彎曲矯正機;18-張力輥;19-鈍化處理設備;20-平活套車;21-剪切機;22-塗油機;23-卷取機;24-活套坑;25-飛剪機;26-堆垛裝置。
    連續電鍍鋅的主要工藝流程為:清洗一電鍍一后處理。
(1)清洗。清洗過程主要包括脫脂、酸洗、刷洗等。脫脂又分化學脫脂和電解脫脂。化學脫脂,使用NaOH、NaC03、NaP04等藥品對動、植物油起皂化作用,對礦物油起乳化作用。
1-6連續電鍍鋅機組的組成
   
    化學脫脂反應過程如下:
電解脫脂化學反應過程如下:
    溶液溫度70~80℃,溫度高可提高反應速度。
    酸洗的目的是去除氧化鐵皮。酸液可採用鹽酸或硫酸,圖1-6所示機組採用硫酸溶液。酸洗的化學反應過程如下:
    酸洗條件:硫酸的質量分數一般為5%-10%;溫度60-90
    (2)電鍍。2030mm連續電鍍鋅機組採用噴射式不溶性陽極電鍍槽。將卧式槽增加噴射電鍍液的集流管,可溶性鋅陽極改為不溶性Pb-Sn合金陽極,其結構如圖1-7所示。
1-7電鍍鋅槽的結構
1-    導電輥;2-不溶性陽極;3-絕緣墊;4-集流管;5-槽體;6-收集槽;7-循環槽;8-冷卻器;9-泵;10-鋅溶解槽;11-沉澱槽
    電鍍槽由外槽、內槽、不溶性陽極、導電輥、邊緣罩、支持輥絕緣墊和電解液循環系統組成。
    噴射式不溶性陽極電鍍鋅是採用硫酸鋅作為電解液,硫酸鋅在水中電離,其化學反應過程如下:
    在電鍍鋅中,帶鋼作為陰極,不溶性鋅板作陽極,當通電后發生如下反應:
    在陰極帶利表面,鋅離子獲得兩個電於被還原成鋅而沉積在帶鋼表面,使帶鋼表面鍍上一層很薄的鋅層。在電解液中,由於鋅離子不斷沉積到帶鋼表面,這樣,溶液中鋅離子不斷減少。在可溶性陽極是採用鋅板做陽極,鋅陽極失去兩個電子變成鋅離子而溶解到電解液中,即
    這樣,保持電解液中的鋅離子平衡。而不溶性陽極則是由外界不斷向電解槽中添加濃度較大的硫酸鋅溶液,鋅離子通電后沉積到帶鋼表面從而鍍上鋅層。
    電鍍液中所用各種藥品的作用為:
另外,電流密度為30A/dm2,溫度為室溫。鍍鋅量的控制是根據法拉第定律進行的,並可推導出下面公式:
    根據上式得出如下結論:電鍍鋅的鍍鋅量與電流密度、電解槽長度和數目成正比;與帶鋼的線速度成反比。
    根據上式,可以指導我們在電鍍生產中確定合理的工藝速度。
    噴射式不溶性陽極電鍍鋅作業線,有9個電解槽,電流總計為198kA,槽長為1.5m。這樣,可以根據生產不同寬度的帶鋼和不同厚度的鍍鋅量來確定機組適當的運行速度(工藝段速度為15-90m/min)。
    另外,噴射式不溶性陽極電鍍法很容易得到單面鍍鋅鋼板。除控制電源有單面陽極外,還可控制噴射液,使不鍍鋅的那面不噴液,這樣便可較完美地做到單面鍍層。
    (3)后處理。電鍍鋅后處理的主要目的是改善鍍鋅板表面的塗漆性能和抗腐蝕性能,以延長電鍍鋅板使用壽命。電鍍鋅的后處理包括:
    1)活化處理和磷化處理。磷化處理就是使電鍍鋅板的表面生成一層極薄的凹凸不平的磷化層結晶,對塗漆性能有所改善,但是,表面的磷化層結晶很不均勻。為了使磷化層的結晶細小而均勻,在磷化處理之前先進行活化處理。活化處理就是使電鍍鋅板表面形成小的結晶核。這樣磷化時,磷化層就在這些小結晶核上形成磷化層,從而形成細小而均勻的磷化層,其厚度為1.O-2.0g/m2。活化處理採用膠體磷酸鈦溶液,溫度為30-60,時間為1-2s即可。磷化處理採用磷酸二氫鋅+有機磷(磷酸澱粉),溫度為60℃,時間為5-6s。
2)密封處理和鉻化處理。將磷化膜內凹處用鍍層封閉以提高抗腐蝕性,採用稀鉻酸,溫度為45℃,處理時間約為3s。作密封處理時鉻酸的質量濃度為0.12g/L。經密封處理的鋅表面形成一層極薄的鈍化膜。如果需進一步提高抗蝕性,則可對磷化處理后的鋅板進行鉻化處理。鉻化處理所用的溶液成分與密封處理所用的溶液成分相同,只是各成分的濃度不同。鉻化處理時鉻酸的質量濃度為lOg/L,處理時間約為5s,溫度為25-35。鉻化處理后的鋅板表面形成的鈍化膜厚度為15-40mg/m2,對鋼板有良好的保護作用。
 
10.什麼是彩色鋼板。其生產流程怎樣?
    彩色鋼板是以鍍鋅板、鋁板、鍍鋅鋁合金板、冷軋板等作為基體材料,表面(單面或雙面)塗以(液體輥塗)或敷以(單面或雙面)薄膜層,即各種有機塗料或薄膜,如聚氯乙烯、聚氟乙烯、丙烯酸、環氧樹脂等塗料和聚氯乙烯薄膜等。由於這些有機塗料和薄膜可以配製各種不同顏色和壓出各種花紋圖案,故稱之為彩色鋼板。
    從技術上說,世界上開始研製彩色塗層板是20世紀30年代的事情,達到工業化生產時是單張生產的,即第一代塗層技術;第二代塗層技術是連續式一塗一烘生產方式;第三代塗層技術是兩塗兩烘生產方式,而近十幾年來已出現第四代塗層技術,即三塗三烘生產方式。總之塗層技術正處在發展階段,品種繁多,用途廣泛,日益引起各方面的重視。
    三塗三烘工藝的生產流程示於圖1-8。
I-8三塗三烘工藝生產流程
l-開卷機;2-活套塔;3-表面預處理槽;4-l號輥塗機;5-1號烘烤爐;6-2號輥塗機;7-2號烘烤爐;8-3號輥塗機;9-3號烘烤爐;lO-調質軋制區;11-平整輥;12-活套塔;13-塗蠟機;14-卷取機。
基板運到開卷機1,經過開卷后切頭,與前邊的鋼板焊接起來,進入活套塔2,然後進入表面預處理槽3,進行表面處理,處理好的帶鋼送入1號輥塗機4,塗後送入1號烘烤爐5,依次連續進入2號輥塗機6、2號烘烤爐7、3號輥塗機8、3號烘烤爐9。經過冷卻後進人調質軋制區10和平整輥11,再進入活套塔12,在成卷前經過塗蠟機13塗蠟,然後捲成成品鋼卷。
 
11.什麼叫全連續式冷連軋機?
    常規的冷連軋機生產是單卷生產的軋制方式,因此就一個鋼捲來說構成多機架連軋,但對冷軋生產過程來看,還不是真正的連續生產。單卷軋制不能消除穿帶、脫尾、加減速軋制以及過焊縫降速等過渡階段,引起冷軋產品的尺寸精度發生波動。同時,常規冷軋機工時利用率也低。全連續冷軋機的出現解決了單卷軋制的弊病。
1-9為一套五機架全連續式冷軋機組的設備組成。原料板卷經高速鹽酸酸洗機組處理後送至開卷機,拆卷后經頭部矯平機矯平及端部剪切機剪切,板卷在高速閃光焊接機中進行首尾對焊。在焊卷期間,為保證軋機機組仍按原速軋制,需要配置專門的活套倉。在活套倉的入口與出口處裝有焊縫檢測器,若在焊縫前後有厚度的變更,則由該檢測器給計算機發出信號,以便對軋機作出相應的調整。
 
1-9  五機架全連續式冷軋機組設備組成示意圖
1、2-活套小車;3-焊縫檢測器;4-套入口勒導裝置;5-焊接機;6-夾送輥;7-剪斷機;8-三輥矯平機;9、10-開卷機;11-機組人口勒導裝置;12-導向輥;13-分切剪斷機;14-卷取機;15-x射線測厚儀
 
    在冷連軋機組末架(第五機架)與兩台張力卷取機之間裝有一套特殊的夾送輥與迴轉式橫切飛剪。夾送輥的用途是當帶鋼一旦被切斷而尚未進入第二個張力卷取機之前,維持第五機架一定的前張力。在通常情況下,夾送輥不與帶鋼相接觸。橫切飛剪用於分卷。設置兩台卷取機以便於交替卷取帶鋼。全連續式冷連軋機即使在換輥時,帶鋼仍然停留在軋機內。換輥結束,軋機可立即進行軋制。
    與常規冷連軋相比較,全連續式冷軋的優點是:
    (1)工時利用率大為提高。這是因為:消除了穿帶過程所引起的工時損失;減少了換輥次數;節省了加減速時間。在全連續冷軋機組中,軋機一經開動后,一般不減速,只在更換產品規格及飛剪剪切時才有必要將速度降至5-10m/s左右。
    (2)提高了成材率。減少帶卷頭尾厚度超差及頭尾剪切損失。
    (3)軋輥使用條件改善。減少了因穿帶軋折與脫尾衝擊而引起輥面損傷;因加、減速次數減少,也使軋輥磨損減小。結果使換輥次數減少,軋輥的儲備和磨削工作量相應地減少,同時也提高了產品的表面質量。
(4)節省勞動力。由於軋機工作不需要人工調定,並取消了穿帶脫尾作業,而且生產控制的主要任務都由計算機完成,故操作人員可大大縮減。

 

12.酸洗一冷連軋聯合機組的特點是什麼?
    酸洗一冷連軋聯合機組是在全連續式(無頭軋制)冷軋機的基礎上發展起來的。前者的優點也基本上包含了後者所有的優點並有所發展。
    酸洗一冷連軋聯合機組的優點是:
    (1)設備減少,與傳統的常規軋機相比,省掉了酸洗機組的尾部和連軋機組頭部的機電設備。
    (2)減少主廠房建築面積,省掉了酸洗與軋機之間的中間鋼卷存放庫並縮短了生產周期。
    (3)跟無頭軋制一樣,免除了穿帶、甩尾等容易造成事故的作業,操作比較平穩,提高了軋機的作業率和金屬收得率,產品質量得到了提高。
    (4)跟無頭軋制一樣,可以不停機來變換產品規格,生產靈活,計劃安排比較方便。
    (5)由於軋制速度比常規軋制低,主電機容量相應可以減少1/4-1/3,電氣設備容量和能耗可以減少。
    (6)由於工序和設備減少,自動化程度提高,操作人員可大大減少。
    酸洗一冷連軋聯合機組的幾個關鍵設備為(見圖l-10):
1-10連續酸洗及冷軋機布置圖
1-輔助開卷機及帶卷準備;2-開卷機;3-矯平;4-閃光對接焊機;5-酸洗線入口活套;6-張矯;7-酸洗段;8-剪邊機;9-剪機;10-塗蠟機;11-張力卷取機;12-焊接機;13-導向裝置;14-冷連軋機組;15一飛剪;16一在線檢驗台
 
    (1)酸洗頭部的焊接機。帶鋼的焊接質量能否經受拉伸矯直、酸洗、軋制的考驗,焊接周期能否縮短,都取決於焊機的好壞。生產中的斷帶不僅影響產量而且往往損傷設備。新一代的焊機不僅能在帶鋼的厚度和寬度方向上進行自動調整和對中,而且有機內剪切裝置,以保證帶鋼端頭幾何形狀的準確,從而提高焊縫質量,焊接周期也可從lOOs以上縮短到70-75s。
    (2)酸洗段的拉伸矯直機。酸洗前的拉伸機械預除鱗對提高酸洗速度和質量以及降低酸耗有顯著作用,而拉伸矯直被認為是最好的機械除鱗裝置。其伸長率要達到2%效果才顯著,對改進原料帶鋼的板形也較為有利。
    (3)酸洗尾部的剪邊機和廢邊處理裝置。這是機組容易出現事故和影響生產的薄弱環節。當帶鋼寬度變化時要能快速調整;剪刃的更換和調整更要求能快速進行。為了解決這些問題,有的是採用了兩台圓盤剪交替使用,近來更多的是採用一台迴轉刀台式拉剪。廢邊的處理有的採用卷取成團的辦法,也有的採用碎邊剪剪成小段通過運輸帶運出主廠房外。
    (4)軋機前的張力輥組和張力調節裝置。為保證帶鋼能順利地進入軋機並有適當的后張力,跟全連續無頭軋制一樣在軋機的人口要有適當的張緊輥組和張力調節裝置。
(5)軋機尾部的卷取機。與全連續無頭軋制一樣,帶鋼在軋機出口飛剪切分后要迅速準確地進入另一卷取機(或卷取機的另一捲筒),否則容易發生事故。在歐洲多採用兩台卷取機,在日本則採用一台雙位捲筒迴轉式卷取機。
 
13.對冷軋板帶鋼通常要求哪些力學性能和工藝性能?
    為了合理地使用板帶鋼和評定其質量,技術標準中都有對鋼材進行力學性能及工藝性能試驗的規定。力學性能是指鋼材受外力作用時反映出來的各種指標,包括抗拉強度、屈服強度、伸長率、斷面收縮率和衝擊韌性等。工藝性能試驗的目的,是檢驗板帶鋼具有的再加工性能,工藝性能包括彎曲、衝壓、焊接性能等。
板帶鋼的各種力學性能和工藝性能的名詞解釋列於表1-2和表1-3。
1-2力學性能
    稱
符號
單位
    釋
  極限強度
 
 
  (1)抗拉強度
  (2)屈服強度
 
 
 
 
 
 
 
 
 
σb
σs
 
 
σ0.2
 
 
 
 MPa
 
 
 MPa
 MPa
 
 
 MPa
 
 
 
  材料抵抗外力破壞作用的最大能力,即材料
在斷裂前能承受的最大載荷除以原橫截面積得到的應力,叫做極限強度。
  外力是拉力時的極限強度叫做抗拉強度。
  材料(試樣)在受外力作用,載荷增大到某一
數值時,試樣發生連續伸長的現象叫做屈服現
象。這時材料抵抗外力的能力叫做屈服強度。
  一般把引起試樣標距部分發生一定殘餘伸長量的載荷,規定為試樣的屈服載荷。若標距內的殘餘伸長量定為拉伸試樣原標距長度的
O.2%,此時的屈服強度常用σ0.2表示。
  塑性
 
 
 
 
  塑性是金屬材料受力后發生永久變形而不破壞的能力。金屬材料塑性的高低是用兩種指標來表示的,即伸長率和斷面收縮率(也叫面縮率)。
 
  (1)伸長率
 
 
 
 
 
  (2)斷面收縮率
δ
 
 
 
δ5
δ10
ψ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    材料受拉力作用而斷裂時.伸長的長度與原有長度的百分比叫做伸長率。伸長率公式為:
δ=(試樣拉斷時的長度L-試樣原來長度Lo)/    試樣原來長度L。×100%
δ5表示試樣的標距等於5倍直徑的伸長率;
δ10表示試樣的標距等於lO倍直徑的伸長率
  材料受拉力作用斷裂時,斷面縮小的面積與
原來斷面積的百分比,叫做斷面收縮率。斷面
收縮率公式為:
ψ=(試樣原來斷面積F0-試樣斷裂處的斷面積F1)/試樣原來斷面積F0×100%
 
  硬  度
 
  (1)布氏硬度
 
 
 
 
 
 
  (2)洛氏硬度
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HB
 
 
 
 
 
 
HR
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  硬度是材料抵抗硬的物體壓入自己表面的
能力
  布氏硬度試驗是測量硬度的主要方法之一。
其原理是以一定的載荷(一般為30000N)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓人材料表面,然後以材料表面上凹坑的表面積來除載荷,其商即為硬度值。布氏硬度值可根據印痕直徑的數值在專門的硬度換算表上查得。當測定硬度時,一般不將硬度值單位MPa列出。
  當材料硬度超過布氏硬度HB450以上,或者
試樣過小時,均不能採用布氏硬度試驗.而改用洛氏硬度計。洛氏硬度試驗是用一個頂角120°的金剛石圓錐或直徑為1.59mm、3.18mm的鋼
球.在一定載荷下壓人被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。洛氏硬度試驗時,根據
試驗材料可能的硬度,採用不同的壓頭與載荷,
所得的硬度分別用3種不同的標度來表示:
 HRB,HRC,HRA
續表l-2

 

    稱
符號
單位
    釋
  1)標度C
 
 
  2)標度B
 
 
  3)標度A
 
 
  (3)維氏硬度
 
 
 
HRC
 
 
HRB
 
 
HRA
 
 
HV
 
 
 
 
  標度C是採用1500N載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度值。HRC用於測量硬度很高的材料,如淬火鋼、軋輥;
  標度B是採用1000N載荷和直徑1.59mm淬硬的鋼球求得的硬度。HRB用於測量硬度較低的材料,如退火鋼;
  標度A是採用600N載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度。HRA用於測量硬度極高的材料,如碳化物、硬質合金等;
  它是以1200N以內的載荷,把頂角為136°方
錐形金剛石壓頭壓人材料表面,然後以材料表
面上凹坑的表面積來除載荷,其商即為維氏硬
度值。
 衝擊值(衝擊韌性)
αK
 
 
 
 
 
 
 
J/m2
 
 
 
 
 
 
 
  金屬材料抵抗衝擊載荷的能力,叫做衝擊韌性。以試樣斷口處的斷面積來除沖斷試樣所耗用功的商,叫做衝擊值。在常溫下進行的衝擊試驗叫常溫衝擊韌性;在低溫下進行的衝擊試驗叫低溫衝擊韌性。
  衝擊值公式:
αK=擊斷試樣所消耗的衝擊功AK/試驗前試樣斷面積F

14.冷軋板帶有哪些品種和規格?
    冷軋鋼板和帶材的品種很多,國家標準作了相應規定(見表1-4和表1-5)。需要量最大的有深沖鋼板、鍍層鋼板和電工硅鋼板3大品種,它們的特點如下:
l-4冷軋鋼板的品種和規格

    冷軋鋼板品種
    厚度範圍/mm
    寬度範圍/mm
    普通薄鋼板
    合金結構鋼板
    深沖鋼板
    彈簧鋼板
    不鏽鋼板
    電工硅鋼板
    純鐵薄板
    酸洗鋼板
    鍍鋅鋼板
    鍍鉛鋼板
    鍍錫鋼板
    0.2~4.O
    O.2~4.O
    O.8~3.0
    O.7~4.0
    O.5~4.0
    0.1~1.O
    O.2~4.O
    O.25~2.O
    0.35~1.5
    O.50~O.80
    0.15~O.55
    500~1500
    500~1500
    約2000
    500~1500
    500~1500
    600~1000
    500~1500
    400~1000
    400~lOOO
    600~1000
    550~1100

l-5冷軋鋼帶的品種和規格

    冷軋鋼帶品種
    厚度範圍/mm
    寬度範圍/mm
    普通冷軋鋼帶
    冷軋焊管坯
    冷軋衝壓鋼帶
    碳素結構鋼帶
    彈簧、工具鋼帶
    不鏽鋼帶
    熱鍍錫鋼帶
    O.05~3.0
    O.50~4.0
    O.05~3.6
    O.1~3.O
    O.1~3.O
    0.05~2.5
    O.08~O.52
    5~200
    50~500
    4~300
    4~200
    4~200
    20~400
    90~300

    (1)深沖鋼板主要是汽車鋼板,特點是寬度較大,鋼板表面要求平滑潔凈,對鋼板厚度公差及板形要求也十分嚴格。在冷狀態下,鋼板具有較好的加工和焊接性能,一般均為優質低碳結構鋼(碳的質量分數低於0.09%),結晶組織是均勻的等軸鐵素體細晶粒(晶粒度6-7級)加少量粒狀珠光體或滲碳體的組織。
    (2)鍍錫鋼板一般多為沸騰鋼或封頂鋼。它的特點是除了具有良好的深沖性能外,還具有很好的耐蝕性,良好的外觀質量,能夠進行精美的印刷和塗飾。因此,它是罐頭食品工業的重要材料;也廣泛用於制盒、玩具和日用品工業中。
    除了鍍錫鋼板外,還有鍍鋅、鍍鋁、鍍鉛及搪瓷板、塑料覆層板等。鍍鋅板抗大氣腐蝕性能較好,表面美觀,加工性能也較好,大多用於建築工業和容器等日用品工業。鍍鋁板耐高溫氧化性能甚好,為普通鋼板的3-5倍,多用於熱處理爐的內罩及熱氣流導管等。鍍鉛板對汽油有很好的耐蝕性,主要用於汽車油箱等處。塑料覆層鋼板具有良好的耐酸、耐蝕等塑料的固有性能,可與基體鋼板同時衝壓焊接,而且色澤鮮艷,現已用於車輛、船舶、建築、器具等製造業中。
    (3)電工硅鋼板主要是硅鋼薄板,硅的質量分數為0.5%-5 %。它是製造電機、電器和變壓器鐵心的材料,以要求電磁性能為主(磁導率高和鐵損低),也要求板形好,尺寸公差小(得到較高的充填係數)及表面帶有優良的絕緣薄膜。此外,還有工業鈍鐵。它的主要特點是成本低,磁導率高,加工性能好,也是製造電機和電器的適用材料。
    冷軋電工硅鋼板的鐵損較熱軋電工硅鋼板減少50%,磁感值提高30%,相應可減少鋼材用量達20%-30%,而且也節約了電能和銅導線等材料。
    冷軋硅鋼薄板的硅的質量分數小於3.5%,可分為取向硅鋼薄板(用於變壓器製造)和非取向硅鋼薄板(用於電機製造)兩大類。
    此外尚有彈簧、工具、耐熱及不銹等冷軋薄鋼板,雖然這些品種需要量都不大,但卻是國民經濟發展和國防現代化所必需的關鍵性產品。
    各種冷軋鋼帶還可按照製造精度、表面狀態、表面顏色、邊緣狀態、用途、材料狀態、力學性能和表面質量等8個方面進行分類,其分類情況和規定符號列於表1-6。
1-6冷軋鋼帶分類

    分  類
    規定符號
    生產鋼號
    及分組
冷軋
普通
碳素
鋼帶
冷軋
優質
碳素
鋼帶
冷軋
彈簧
工具
鋼帶
冷軋
低碳
鋼帶
 
處理
彈簧
鋼帶
(1)按製造精度分:
    普通精度鋼帶
    寬度精度較高的鋼帶
    厚度精度較高的鋼帶
    寬度、厚度精度較高的鋼帶
    較高精度鋼帶
    高級精度鋼帶
 
  P
  K
  H
 KH
 
  P
  K
  H
 KH
 
  P
  K
  H
 KH
 
  P
  K
  H
 KH
 
  P
 
  J
 
 
  G
  (1)冷軋碳素鋼帶用碳素結構鋼生產;
  (2)冷軋優質碳素鋼帶用15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65和70鋼生產;
  (3)冷軋彈簧鋼帶
T7 ~T13、T8MnA、T7A~T13A(不包括Tll及TllA)生產,冷軋工具鋼帶用Cr06、
8CrV、    W9Cr4V、
W18Cr4V、50CrVA、
65Si2MnVA、
60Si2Mn、60Si2MnA、
70Si2CrA生產;
 
 
(2)按表面狀態分:
    光亮鋼帶
    不光亮鋼帶
    磨光鋼帶
    不磨光鋼帶
 
  G
  BG
 
  G
  BG
 
  G
  BG
 
 
 
 
  M
  BM
  (3)按表面顏色分:
    拋光鋼帶
    光亮鋼帶
    經色調處理的鋼帶
    灰暗色鋼帶
 
 
 
 
 
 P0
 Gn
  S
  A
  (4)按邊緣狀態分:
    切邊鋼帶
    不切邊鋼帶
    磨邊鋼帶
    壓扁鋼絲制的鋼帶
 
  Q
  BQ
 
  Q
  BQ
 
  Q
  BQ
 
  Q
  BQ
 
  Q
 
  M
  Y
 
(5)按用途分:
    食品工業用
    非食品工業用
 
 
 
 
  S
  F
 
  (4)冷軋低碳鋼帶
08、10、Q195或
05F、08F、10F生產;
  (5)熱處理彈簧鋼
帶用T7A~T10A、
65Mn、  60Si2MnA、
70Si2CrA生產
  按強度分3級:
 I級1300~1600Mpa;
Ⅱ級1610~1900Mpa;
Ⅲ級<1900MPa
 
 
(6)按材料狀態分:
    冷硬鋼帶
    退火(再結晶退火)鋼帶
    球化退火鋼帶
    特軟鋼帶
    軟鋼帶
    半軟鋼帶
    低硬鋼帶
 
 
    I
    T
    I    T    QT
 
I
 
 
TR
R
BR
dI
 
 
 
(7)按強度分:
    一級強度鋼帶
    二級強度鋼帶
    三級強度鋼帶
 
 
 
 
I   Ⅱ   Ⅲ
 
 
    (8)按力學性能分:
    I級鋼帶
   Ⅱ級鋼帶
   Ⅲ級鋼帶
 
I   Ⅱ   Ⅲ
 
 
 
 
 
 
    (9)按表面質量分
    I級鋼帶
    Ⅱ級鋼帶
    Ⅲ級鋼帶
 
 
I   Ⅱ   Ⅲ
 
 
 

 

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