冷轧工艺教材武钢模板.doc
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1、2 轧钢机组2.1 机组介绍从美国I2S企业引进,产品规格厚度0.152.0mm,宽度6001250mm,设计年产量10万吨,规格为400/12501430四辊可逆式轧机兼平整机组,高速档最高轧制速度为1000m/min,最大轧制压力为吨。其厚度制控系统采取以秒流量方法为基础计算机AGC系统。2.2 设备系统2.2.1直流传动系统有9套西门子6RA70系列数字直流调速装置、9台GE企业直流电机、2套德国LOKE企业LSV-065激光测速装置(精度0.1%)、1台台湾研华P监控计算机、1套德国西门子S7-400PLC等设备组成,为可逆轧机动力部分,可实现张力自动控制、张力0至100%之间连续可调
2、,最小张力可到2.5%,含有传动数据自动统计和报警归档等功效。其调速精度为1%,张力精度为1%,最小张力为总张力2.5%。2.2.2 AGC厚度控制系统由法国阿尔斯通(ALSTOM)企业生产Logidyn D2高精度控制器、厚度调整计算机、台湾研华企业生产P监控计算机、武汉阿尔斯通(ALSTOM)企业开发AGC控制软件1套、MTS位移传感器、Heidenhain光栅、美国摩根企业生产伺服阀、以太网卡等控制设备组成,可实现监控AGC、预控AGC、秒流量AGC、采样AGC、加减速赔偿等多个厚度控制方法,同时可实现延伸率平整控制、自动停车、工艺数据自动统计、远程故障诊疗和故障处理等功效。纵向厚度控制
3、精度小于2.5um,横向厚度控制精度在0.15mm极薄带钢同板上小于6um,2.2.3弯辊控制系统含有压力调整在-100%至+100%范围双侧单独调整功效。2.2.4测厚仪系统美国CIGI企业生产75KVDCX射线测厚仪,检测厚度在0.14.999mm范围。检测厚度精度为0.1%,时间漂移量为每8小时0.25%。2.2.5乳化液控制系统由美国企业生产10个电子乳化液调整阀,实现工作辊和支撑辊分段喷射冷却,可实现良好板形控制;美国企业生产磁过滤系统,过滤乳化液中铁份,确保乳化液灰份和清洁;由武钢科技企业最新引进磁净化装置,可达控制铁离子范围小于50pmm。2.2.6辅助控制系统由美国企业开发触摸
4、屏操作系统,可很好实现无操作台操作,轧机全部操作均可在计算机上完成。2.3 基础概念2.3.1冷轧是指金属在再结晶温度下进行轧制变形一个金属加工方法,通常指带钢不经加热在室温下直接进行轧制加工。2.3.2板形是板材平直度简称,是指板带材横向是否产生波浪、折皱,它决定于板带材沿宽度方向延伸是否相等。2.3.3加工硬化带钢在冷轧后,因为晶粒被压扁、拉长、晶格歪扭、畸变、晶粒破碎,使金属塑性降低、硬度增加这种现象称为加工硬化。2.3.4横向厚差是指板带材沿宽度方向厚度偏差,它决定于板材横截面形状。2.3.5液压弯辊是用液压缸对工作辊或支承辊施加附加弯曲力,使轧辊产生附加挠度,赔偿轧辊原始辊型凸度,以
5、确保带钢板形良好。2.3.6辊型轧辊辊身表面轮廓形状称为辊型,通常见辊身中部和端部直径差D来表示。2.3.7变形抗力是指金属抵御塑性变形能力。2.3.8塑性是指金属在外力作用下,能确定地发生永久变形而不破坏其完整性能力。2.3.9前滑轧制过程中,轧件出口速度大于轧辊在该处线速度,这种现象叫做前滑。2.3.10后滑轧件进入轧辊速度,小于轧辊在该处线速度水平分量现象叫后滑。2.3.11轧机刚度轧机底座抵御纵向弹性变形能力大小称为轧机纵向刚度,简称轧机刚度。2.3.12抗拉强度材料抵御拉力破坏作用最大能力,即材料在断裂前能承受最大载荷除以原横截面积得到应力,叫做抗拉强度,用b表示。2.3.13屈服强
6、度材料(试样)在受外力作用,载荷增大到某一数值时,试样发生连续伸长现象,叫做屈服现象,这时材料抵御外力能力,叫做屈服强度,用s表示。2.3.14延伸率材料受拉力作用而断裂时,伸长长度和原有长度百分比,叫做延伸率,用%表示。2.3.15轧制压力是指金属轧制变形时所需总压力。2.4 常见工艺问题解答2.4.1怎样利用调整乳化液来消除两边浪、中间浪?在轧制过程中,带钢出现两边浪,除带钢两边轧制压力大以外,轧辊两边产生热膨胀过大也是一个原因,这时合适加大带钢两侧乳化液流量来消除轧辊热膨胀,从而消除带钢两边浪。一样,若带钢出现中间浪,则采取加大中间流量或减小两边乳化液流量来消除。2.4.2冷轧带钢生产中
7、张力作用是什么?在冷轧带钢生产中张力起着关键作用,首先,张力能够降低轧制力;其次,张力在冷轧过程中自动调整带钢横向延伸,使之均匀化,从而确保带钢板形平直,提升表面质量;另外,带张力卷取可使钢卷紧密整齐,在连轧生产中还可起到自动调整连轧关系作用。2.4.3冷轧工艺特点是什么?冷轧工艺特点关键有:1)加工温度低,在轧制中将产生不一样程度加工硬化。2)冷轧中要采取工艺冷却和润滑。3)冷轧中要采取张力轧制。2.4.4轧制过程中,轧机产生振动原因有哪些?应怎样处理?轧机振动通常发生在高速轧制极薄带钢时,因为振动,使带钢厚度波动,同时易产生断带。另外,厚度波动带钢经镀锡后产生“斑马纹”使镀锡板降级,甚至产
8、生废品。产生振动原因关键有以下多个方面:1)轧制速度太高,成品规格薄。2)道次轧制工艺参数不合理,如轧制压力低,变形量小,带钢前张力较大。3)润滑条件不佳,如乳化液浓度太高或太低。4)轧辊损坏,未立即更换。5)轧辊轴承和轴承座之间存在间隙。轧制过程中产生轧机振动,应判定分析产生原因,并采取对应方法进行处理。如一时复杂难以下结论,可合适降低轧制速度,消除和降低振动程度,等到机组检修时再进行处理。2.4.5平整关键作用是什么?平整实质上是一个小压下率(1-5%)二次冷轧,其关键作用是:1)供冲压用板带钢事先经过小压下率平整,就能够在冲压时不出现“滑移线”,以一定压下率进行平整后,钢应力应变曲线即可
9、不出现“屈服台阶”。2)冷轧板带材在退火后再经平整,能够使板材平直度(板形)和板面光洁度有所改善。3)改变平整压下率,能够使钢板机械性能在一定幅度内改变,能够适应不一样用途对硬度和塑性要求。2.4.6在轧制过程中,带钢出现跑偏原因是什么?怎样处理?在轧制过程中,造成带钢跑偏原因关键有以下多个方面:1)因为来料原因,来料板形不好,有严重边浪,造成第一道次带钢跑偏,采取方法是:轧制速度不要太高,操作者留心注意观察,立即进行双摆调整,发觉问题立即停车。2)操作原因,因为操作者双摆调整不合理,造成带钢跑偏。3)电气原因,因为在轧制过程中卷取机张力忽然减小或消失造成带钢跑偏断带。4)轧辊,因为轧辊磨削有
10、严重锥度,使得压下校不了,在轧制过程中给操作者双摆调整增加了难度,轻者会产生严重一边浪造成板形缺点,重者造成带钢跑偏、断带。带钢轻微跑偏可经过调整双摆立即消除,严重跑偏发觉后应立即停车,将带钢剪断重新穿带,如轧辊损坏应立即换辊。2.4.7轧制过程中产生轧辊缺点有哪些?产生原因怎样?轧制过程中产生轧辊缺点关键有热划伤、粘辊、勒辊、裂纹等。其中热划伤关键是因为带钢和轧辊之间产生相对摩擦,也就是润滑情况不佳(润滑不足或过好)造成。粘辊原因是局部压下量过大,断带碎片重合和破边等造成。勒辊关键是因为压下量过大而使带钢产生重波或轻微折叠和带钢跑偏产生重波造成。裂纹产生关键因为轧辊局部压力过大和轧辊急冷急热
11、引发,轧机上,若乳化喷嘴堵塞,造成轧辊局部冷却条件不佳,就会产生裂纹。2.4.8造成带钢断带原因有哪些?断带后怎样处理?在轧制过程中造成断带有以下几方面原因:1)来料原因。来料有严重板型缺点和质量缺点,如废边压入,严重溢出边及严重欠酸洗或过酸洗,厚度严重不均,板形边浪或中间浪,全部会造成断带。2)设备故障。电气控制系统故障或液压系统故障,常见有张力波动,张力消失,液压系统停车等。3)操作故障造成断带较为常见。如发觉带钢跑偏缺点处未立即降速或停车;道次计划选择不合理,道次变形量太大,造成轧制压力大,板形难控制,道次前后张力太大,将带钢拉断;前道次带钢某处厚度波动(减薄或超厚),后道次未立即减速或
12、将张力控制切断,造成断带。4)工作辊爆裂造成断带。断带后,应立即停车,将机架内带钢拉出,并将工作辊换出。支承辊轻微粘辊可用油石将表面磨平,严重损坏应更换支承辊。断带后,应将机架内断带碎片清扫洁净,可将乳化液喷射打开,将残留在机架内碎小带钢冲洗洁净,换辊后第一卷钢速度不要太快。2.4.9轧制力波动是影响板带轧制厚度关键原因,那么影响轧制力改变原因有哪些?影响轧制力改变原因有:轧件成份和组织性能不均;原料原始厚度不均;张力改变;轧制速度改变。2.5 轧制时弹塑性曲线轧机在轧制过程中,因为处于轧制力作用下,使轧机整个机座产生弹性变形,轧件产生塑性变形。2.5.1轧机弹性曲线ShS/2S/2H图1 轧
13、制时轧机产生弹性变形图1所表示,因为整个机架产生了弹性变形,使轧辊原来辊缝S增大为h,即h=S+S,式中S-机座弹性变形值,它符合虎克定律,故S=P/KP-轧制压力;K-轧机刚性系数;S-轧辊辊缝。机座弹性变形值S,包含了机架、轧辊、轴承和压下系统等所组成机架各部件变形总和。刚性系数K物理意义,是指机座产生单位弹性变形值时压力(K=P/S)。K值越大,说明轧机刚性越好,反应到辊缝中弹跳值就越小。图2所表示,S1S2S3,它说明了K1K2K3。POS3S2S1K1K2K3S图2 理想状态下K值曲线理论弹性曲线和实际弹性曲线是有差异,实际弹性曲线开始阶段不是直线段,这是因为机座各部件在加工及装配过
14、程中产生了一定间隙。在轧制时,如把辊缝S考虑进去,那么曲线将不是由零开始,图3所表示。由此可知轧件厚度:h=S实+S实 或 h= S理+S理。在A点(P1轧制力)轧制时,不管是理论弹性曲线,还是实际曲线,轧件轧出厚度h是相同。但组成厚度h辊缝S值和弹跳值S是不相同。实际辊缝值S实较理论辊缝值S理小,而实际弹跳值S实较理论弹跳值S理大。在实际生产中,轧辊真正零位是找不到(不管是B点或C点)。所以,通常人为假设某点(通常在弹性曲线直线上)作为轧辊辊缝零点。实际曲线理论曲线PCABS实S实S理S理SOP1图3 机座弹性曲线及轧件尺寸在弹性曲线上表示2.5.2轧件塑性曲线表示轧制力和轧制厚度关系图示叫
15、塑性曲线,图4所表示。OHP图4 轧件塑性曲线1)金属性质影响:金属变形抗力大(硬金属)塑性曲线比金属变形抗力小(软金属)塑性曲线陡。假如轧件原始厚度为H1时,若采取相同压下量,即得到相同h1,显然轧制硬金属轧制压力P2比轧制软金属P1大。所以,在相同轧制压力(P2力)下轧制时,轧件轧出厚度是不一样,即软金属h2厚度较硬金属h1小。图5。O硬金属软金属P1P2h2h1H1HP图5 金属性质影响轧制过程中工艺原因波动,如轧制温度改变,张力大小改变,摩擦条件改变和金属化学成份不均匀性等原因波动,全部对轧件塑性曲线有影响,而且曲线改变形式和图5类似。在上述原因中,通常使轧制力增加,均会使轧件塑性曲线
16、变陡。2)轧件原始厚度影响:在相同负荷下,轧件原始厚度越大,轧制时知道压下量也越大;轧件原始厚度越薄,压下量也就越小。当轧件原始厚度薄到一定程度时,曲线将会变得很陡,直到曲线变成为垂直状态时,说明在这个轧机上,不管施加多大压力,也不可能使轧件变薄,也就是达成了“最小可轧厚度”临界条件。2.5.3轧制时弹塑性曲线图6为轧机轧制带材时弹塑性曲线。Hh1hf/fP1P2P图6 摩擦系数影响图6中各参数表示:H-原料厚度;h、hj-轧制目标厚度;P、P1、P2-轧制压力;f、f/-摩擦系数。所谓弹塑性曲线,就是轧机弹性变形曲线和轧件塑性变形曲线总称。它是自动控制厚度理论基础。利用弹塑性曲线能够分析轧制
17、过程内部矛盾。假如摩擦系数增加(曲线f/所表示),对已知轧机在不改变辊缝情况下,轧制力将由P增加为P1,而轧制目标厚度将由h变为hj;假如使轧制目标厚度h保持常值,则要用压下调整辊缝,使辊缝减小部分,但轧制力将增加为P2。这就是摩擦系数对轧制目标厚度影响。其它造成厚度差原因能够经过弹塑性曲线进行分析。2.6 乳化液指标2.6.1浓度它是指分散在乳化液中油含量。它对轧制油性能有很大影响,浓度越高,轧制润滑性越好,反之亦然。2.6.2 PH值它是指乳化液中H+浓度。PH值小于7呈酸性,PH值大于7呈碱性,PH值等于7呈中性。通常地乳化液PH值呈酸性。2.6.3皂化值皂化值数字是指轧制油中油脂、酯份
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