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图5 轧制过程
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图6 轧辊受力示意图
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压靠
压靠
图7 轧辊变形示意图 和最小可轧厚度说明
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图8 减少轧制力的途径
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图9 保证轧辊刚度的办法
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板型呈中凸状
图10 原始辊型设计
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图11
酸轧联机方案
包钢酸轧联合机组的主要设备组成：
见附图
总体情况介绍：
具有相似配置的酸轧联合机组为世界顶级 生产线。包钢的这套机组其设备工艺总负 责为德国的西马克（SMS）公司，电气自动 化配套商为德国的西门子（SEIMENS）公 司。目前此类机组共5套，分别在韩国浦项、 巴西乌西米纳斯、德国蒂森克虏伯和中国 邯钢、包钢。
连 续 热 镀 锌 机 组
平 整 机
热轧 商品 卷库 酸 洗 连 轧 联 合 机 组 轧 辊 修 磨 间 冷 轧 原 料 库
罩式退火 炉区
冷硬卷库（中间库）
生 产 线
图1 包钢冷轧、镀锌生产线 平面布置和工艺流程图
原料 → 酸轧联合机组 →
→ ① 冷硬商品卷
→②热镀锌卷
→中间库→→热镀锌机组→ →③横切机组 镀锌板 →重/分卷机组 ④冷轧商品卷
系统工作的具体程序如下：
• 确认原料条件和目标值（如原料厚度和成
品厚度）——各种计算模型计算出工艺初 定值（如辊缝值）——生产过程中检测实 际值（成品的真实厚度）——修正模型计 算出修正量并修改初定值（新辊缝值）— —生产过程中再检测（成品厚度）——如 此反复直至达到目标控制的精度范围。这 就是前馈、反馈闭环控制的根本，也是厚 度自动控制的基本原理。
干燥
酸 槽
酸洗入口开卷
冲洗
酸洗出口卷取
图2 酸洗工艺设备示意图
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开卷
卷取
图3 四辊可逆式轧机
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5.切边剪
飞 剪
烘干
漂洗
4.酸洗 3.拉伸矫直机
2.激光焊机
1.入口 切头尾剪
7.卡伦塞卷取机
测 厚 仪 6.五机架六辊连轧机
活套区
附图 酸轧联合机组的主要设备构成示意图
1.入口 2.激光焊机 3.拉弯矫直机 4.酸洗 5.切边 剪 6.五机架六辊连轧机 7.卡伦塞卷取机 返回
•
• 钢的化学成分 它是保证最终产品性能（如
冲压、高强度）的基础，炼钢和连铸生产 过程中必须准确地加以控制。其中碳含量 是影响冲压性能最关键的因素，碳含量越 低，一般而言冲压性能越好。薄板厂目前 可控制到0.03%的水平。若想生产具有超深 冲性能的冷轧板，碳含量需降至0.003%以 下，这需要进行新的技术改造，如增加RH 真空处理设备。而Mn含量的增加或添加微 量合金元素则有利于提高钢的强度。
彩涂机组/彩涂卷 热镀锌卷/板 （15万吨/年） （26万吨/年） 注：热镀锌机组直接可生产3～5吨卷，平整机可直接生产5～7吨卷。
2．冷轧产品的定位
• 包钢冷轧产品将用于建筑、中高档家电行业和汽
车制造业。
• 产品的钢种范围包括：
•
冷轧产品 普通级（CQ级） Q215～235A(B)
镀锌产品 SGCC、DC51D+Z
西门子自动化控制系统特点
• 自动化控制系统的核心内容是厚度控制和
板型控制，围绕着这两个控制目标，系统 中设置了许多计算模型、修正模型并配置 了大量的在线检测仪表。 • 西门子的自动化控制软件，最突出的特点 是根据在线板型及尺寸检测数据，实时运 算并做出相应参数调整，来实现设备精确 的控制动作，如液压缶的移动量等。 • 另一个值得一提的控制系统特点是具有自 学习神经网络系统。
专利技术
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SMS专利技术介绍
• 前面已经提到轧辊压靠的现象，这种情况发生的
同时板型也不好，出现中凸现象（即中间厚两边 薄），如图所示。为了解决这个问题，人们采取 了改变辊子型状的办法，将原来的圆柱状辊子改 为鼓状。这种设计方法或做法至今仍在使用。 但随着轧辊的磨损，厚度又会出现中凸的情况， 必须更换新的轧辊，从而增加了换辊量和辊子的 消耗。CVC（轧辊凸度连续变化）这一西马克的 专利技术解决了原始凸度的缺点，如图10所示。
• 热轧带钢的微观组织 它是保证最终产品性
能的另一重要因素。热轧带钢的微观组织 将被遗传到冷轧成品中，如果来料为粗大 或过细的晶粒组织特点，冷轧是无法消除 的。而这两种组织对冲压性能都是不利的， 所以热轧必须严格控制其微观组织结构。 采用的主要手段是控制终轧和卷取温度。
• 热轧带钢的几何尺寸和表面缺陷 热轧带钢
→罩式退火炉和平整机→
→横切机组 ⑤冷轧商品板
冷轧产品包括：冷硬商品卷、冷轧商品卷/板、热镀锌卷/板。
包钢冷轧设计的基本思想
1.机组设计能力
酸轧联合机组（140万吨/年）
连续热镀锌机组 （41万吨/年）
罩式退火炉、平整机组 冷硬商品卷 （80万吨/年） （约20万吨/年）
横切机组/板材 重/分卷机组/小卷冷轧商品 （18万吨/年） （28万吨/年）
•
• 第二步工序是将酸洗后的钢卷送往轧机轧制成冷
硬卷。通常情况下带钢要往复轧制多道次，直至 达到所要求的厚度为止。（见图3）
传统酸轧工艺、设备的缺点： • 生产效率低、成材率低 • 厚度、规格受限制 • 表面质量差 • 占地面积大
酸轧联机设想
焊 接 双开卷 酸洗 冲 洗
干 燥
剪 切 双卷取
图4
包钢产品特点：
① 五机架六辊连轧机有利于生产薄规格产品。 （见图5、图6、图7、图8、图9）
进而可以推断出这套轧机的另一个特点是， ② 同样厚度规格下适合于轧高强钢。
③ 采用了SEIMENS（西门子）高精度板 型控制系统和尺寸精度控制系统，以及SMS （西马克）专利板型控制的设计技术。板型 质量好，尺寸精度高。 为了说明这一点，我们分别来介绍一下 西马克的专利技术和西门子的自动化控制技 术。
•
SPCC、ST12
• 该级别冷轧板主要用于家电、汽车行业的简单件，如支架、
底板、背板或冲压量较小的部件，如风扇叶、热水器外壳 等。而该级别的镀锌板多用于轻钢建筑行业，如轻钢龙骨、 高速公路护栏、通风管道等，另外还广泛用于民用。
• • •
冷轧产品 深冲级（DQ级） 08Al
镀锌产品 SGCD、DC52D+Z
包钢冷轧、镀锌生产介绍
包钢冷轧、镀锌生产线平面布置 和工艺流程
•
包钢冷轧主要生产线包括：酸轧联合机 组、罩式退火炉、平整机组、重/分卷机 组、横切机组和连续热镀锌机组。
镀锌卷 成品库
冷轧卷 成品库
冷轧板 镀锌板 成品库 横 切 机 组
预 留 机 组 位 置
重 卷 分 卷 机 组
高速小车通廊
锌 锭 存 放 区 冷硬 卷商 品库
冷轧产品 高强度钢 SPFC340 SS440/490
镀锌产品 SGC340 SGC440/490
• 这类产品主要用于汽车行业和建筑行业，如汽车前、后盖
板和顶盖板、厂房建筑的檩条、楼层板、彩涂内外墙板等。
• • • • •
产品的规格范围： 冷轧商品卷/板（包括冷硬商品卷） 0.25～3.0 * 940～1560 mm 热镀锌卷/板 0.25～2.5 * 940～1540 mm
SPCD、ST13
• 该级别产品主要用于中高档家电行业，如空调、冰箱、厨
具等，还用于农用车制造，如拖拉机、收割机、三轮车等 及重型车辆生产。
• •
冷轧产品 超深冲级 （DDQ级） SPCE、ST14、ST15
镀锌产品 SGCE、DC53D+Z
• 该级别产品主要用于汽车制造业，特别是轿车、客车。
• • •
• 传统酸轧工艺的基本构成:为酸洗和轧制，最初这
是两个独立的工序，第一步工序是对热轧钢卷进 行酸洗以通过化学反应去除热轧带钢表面的氧化 铁皮，进而提高带钢表面的光洁度并防止氧化铁 皮压入影响表面质量。(见图2) 酸洗的主要控制参数：酸液种类（硫酸、盐酸）、 酸液浓度和温度。目前以选用盐酸为主，因为硫 酸对基铁的溶解能力较强，增加了损耗；溶解的 反应速度又较慢，降低了生产效率。浓度或温度 的提高无疑对酸洗有利，但前者更适用于盐酸、 后者对硫酸更有效。
• 从规格来看，宽度可能将成为影响包钢冷轧产品全方位进
•
入汽车行业的限制因素。 另外，需要特别强调的是冷硬卷只是冷轧的中间产品，由 于其硬度很高，一般是无法直接使用的。
冷轧、镀锌主要机组特点介绍
酸轧联合机组
• 酸轧联合机组的作用是：清除热轧带钢表面的氧
化铁皮，并使其达到所要求的组织性能和尺寸精 度，生产出尺寸精确板型好、表面光洁质量高的 冷轧卷板。 冷轧板带的性能并不是仅取决于冷轧，炼钢、连 铸、热轧对最终成品的性能都有影响。所以，为 了能够生产出合格的冷轧产品，作为热轧所提供 的原料应考虑以下方面的要求。
•
• 为进一步解决不均匀磨损带来的板型缺陷，
发明了CVC横移辊（窜辊）技术，在六辊轧 机上窜辊由控制中间辊来完成，以防擦伤 板面。（见图11 ）
• 另外，还有两项重要的技术值得提及，一
是为防止压靠以便生产更薄产品，同时也 为了防止边部减薄，破坏板型，采用了液 压弯辊技术。二是采用了工艺润滑，以降 低轧制力并减少轧辊的磨损，节约生产成 本。
作为冷轧的来料，其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， 同时还会造成板型不良的结果。同样地， 原料表面缺陷（如裂纹、夹杂、气泡等） 亦将残留在冷轧成品的表面上。