上海建明金屬材料****
唐山建龍冷軋帶鋼上海總**
冷軋產品知識
第一章冷軋產品工藝流程及用途
一、全廠工藝流程圖
二、機組特點：
1、可生產厚度甚薄、尺寸公差嚴格的板帶鋼；
2、加工溫度低,軋制中產生程度不同的加工硬化,冷軋生產是冷軋與熱處理相結合的過程；
3、冷軋是採用工藝冷卻與潤滑的生產過程；
4、張力軋制
張力的作用主要有：
1）改變了金屬在變形區中的主應力狀態,顯著地減小單位壓力,便於軋制更薄的產品並降低能耗,相應地增加了壓下量,提高了軋機的生產能力。
2）防止帶鋼在軋制中跑偏,使帶鋼平直即在軋制過程保持板型平直,軋後板型良好。
三、工藝簡介
1、 酸軋機組
唐山建龍冷軋廠原有一條連續酸洗機組，一條四機架 ucm 連軋機組，兩條生產線呈 90°布置。連續酸洗機組為鹽酸淺槽紊流酸洗機組，酸洗槽出入口均帶臥式活套；連軋機組為單開卷單捲取常規軋制方式。採用常規軋制方式，帶鋼需通過入口開卷機開卷，經四機架軋制，再由捲取機捲取後完成生產工序。
這種軋制方式，結構較簡單，裝置占地面積較少。採用的是單捲軋制方式，由帶卷上捲、穿帶、甩尾及卸卷而引起的輔助時間較多，連軋機的利用率較低，軋機產能遠小於酸洗產能，造成酸洗產能不能充分發揮。每卷帶鋼都需穿帶、加減速和甩尾，帶鋼厚度控制不穩定，頭尾超差較長，一般每卷超差 60-70 m，成材率、合格率偏低。
同時穿帶甩尾也會造成非計畫換輥較多，輥耗增加，成本增加。因此冷軋二期進行了酸軋聯機改造，完全由國內設計製造單位獨立承擔酸軋聯機改造工程，目前為國內首創。
1）酸軋聯合機組具有以下特點：
a、裝置減少，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液裝置；
b、工序過程更加連續化、自動化；
c、由於工序和裝置減少，自動化程度提高，操作人員相對減少；
d、免除了穿帶、甩尾等容易造成事故的作業，操作比較平穩；
e、頭尾超差少，沒有穿帶過程中的帶鋼損耗，提高了軋機的作業率和金屬收得率，產品質量得到了提高；
f、減少主廠房建築面積，省掉了酸洗與軋機之間的中間鋼捲存放庫並縮短了生產週期。
2）酸軋機組工藝流程圖：
2、 罩式退火爐機組
1）罩式退火爐機組主要是通過罩式退火爐對冷軋後的鋼捲進行再結晶光亮退火，以保證最終冷軋產品的質量要求，是冷軋板卷生產的乙個重要環節。一期氮氫罩式退火爐機組的設計生產能力為20萬噸/年，二期全氫罩式退火爐設計產能35萬噸/年，主要退火鋼種為cq、dq。該機組從哈爾濱松江電爐廠引進，其中主體裝置包括：
爐台、加熱罩、冷卻罩、內罩、爐台中間對流板、最終冷卻臺、公輔系統包括：氮氣、冷卻水、煤氣公輔管道，液壓站，氨分解站，製氫站；附屬裝置包括：天車，鋼捲運輸車，特殊吊具。
整個退火過程由計算機自動控制。
2）罩式爐工藝流程圖
罩式爐作業區
3、 平整機組
1）經過罩式退火爐的冷軋鋼卷，是不能直接被使用的，必須經過平整機施加一定的壓下量才能使板帶的機械效能、表面質量、平直度、表面粗糙度等指標達到要求，因此，冷軋帶鋼生產過程中，平整是必不可少的工藝環節之一，對於保證帶鋼質量有著非常重要的作用。
平整機組的設計生產能力為50萬噸/年，採用幹/溼平整工藝。處理的鋼捲全部來自罩式退火爐的退火後鋼捲，鋼種為低碳軟鋼和高強度低合金鋼，鋼等級為cq， dq 。
2）平整機組工藝流程圖
4、 重捲縱剪機組
1） 重捲縱剪工藝流程圖
2） 拉矯機組工藝流程圖
拉矯機組的主要功能就是通過焊機將帶頭帶尾焊接在一起實現拉矯連續生產，質量穩定性高；s輥組進行張力分段控制，使得機組執行平穩，促進了板形改善；拉矯過程中採用恆延伸率閉環控制，有效保證了帶鋼屈服平台的有效消除。
四、產品主要用途
成品展示
第二章金屬的力學效能
第一節強度與塑性
材料受外力作用時，將會產生變形和破壞。其過程一般是：彈性變形－塑性變形－斷裂。
彈性變形是外力去除後能夠自行恢復的變形。塑性變形是外力去除後不能完全自動恢復而保留下來的變形，又稱永久變形。
一、拉伸試驗：可求出金屬材料的強度與塑性。
1、拉伸試樣
2、力－伸長曲線
二、強度
強度是指金屬材料在載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力。應力是指材料單位面積上的內力。內力是當金屬材料受載荷作用未引起破壞時，其內部產生與載荷相平衡的力。
1、屈服點與規定殘餘伸長應力
屈服點是指金屬材料開始產生屈服現象時的最低應力。用符號σs表示
σs＝fs/so
式中 fs表示試樣屈服時所承受的拉伸力（n）
so表示試樣原始橫截面積（平方公釐）
2、抗拉強度抗拉強度是指試樣拉斷前所承受的最大拉應力，用符號σb表示。
σb＝fb/so
式中 fb表示試樣承受的最大拉伸力（n）
so表示試樣原始橫截面積（平方公釐）
三、塑性指標
塑性是材料在靜載荷作用下產生變形而不破壞的能力。評定材料塑性的指標是斷後伸長率和斷面收縮率。
1、斷後伸長率斷後伸長率是指試樣拉斷後標距的伸長量與原標距長度的百分比。用符號δ表示。
δ=(l1-l0)/ l0×100%
2、斷面收縮率
斷面收縮率是指試樣斷後縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，用符號ψ表示。即
ψ=(s0-s1)/s0×100%
斷面收縮不受試樣尺寸的影響，比較確切地反映了材料的塑性。塑性直接影響到零件的成形及使用。塑性好的材料，不僅能順利地進行軋制、鍛壓等成形工藝，而且在使用中萬一超截，由於變形而能避免突然斷裂。
所以大多數機械零件除要求具用較高的強度外，還必須有一定的塑性。一般情況，伸長率達5％或斷面收縮率達10％的材料，即可滿足大多數零件的使用要求。
第二節硬度
硬度是指材料抵抗區域性變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，是衡量材料軟硬的判據，是乙個綜合的物理量。 材料的硬度越高，耐磨性越好，故常將硬度值作為衡量材料耐磨性的重要指標之一。 硬度的測定常用壓入法。
把規定的壓頭壓入金屬材料表面層，然後根據壓痕的面積或深度確定其硬度值。根據壓頭和壓力不同，常用的硬度指標有布氏硬度（hbs、hbw）、洛氏硬度（hra、hrb、hrc等）和維氏硬度（hv）。
一、布氏硬度
1、試驗原理
用直徑為d的淬火鋼球或硬質合金球，以相應的試驗力f壓入試樣表面，保持規定的時間後卸除試驗力，在試樣表面留下球形壓痕，如左圖所示。布氏硬度值用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示。用淬火鋼球作壓頭時，布氏硬度用符號「hbs」表示;用硬質合金球作壓頭，布氏硬度用符號「hbw」表示。
hbs(hbw)：用鋼球（硬質合金球）試驗的布氏硬度值；
f：試驗力（n）；
d：壓痕平均直徑（mm）；
d：鋼球（硬質合金球）直徑（mm）．
布氏硬度的單位為n/mm2，但習慣上只寫明硬度值而不標出單位。
2、選擇試驗規範
在進行布氏硬度試驗時，鋼球直徑ｄ、施加的試驗力ｆ和試驗力保持時間、應根據被測試金屬的種類和試樣厚度，正確地選擇布氏硬度試驗規範。 由布氏硬度值的計算公式可以看出，當所加試驗力ｆ與鋼球（或硬質合金球）直徑ｄ已選定時，硬度埴hbs（hbw）只與壓痕直徑d 有關。d 越大，則hbs（hbw）值越小，表明材料越軟；反之，d 越小，hbs（hbw）值越大，表明材料越硬。
除了採用鋼球（或硬質合金球）直徑ｄ為10ｍｍ，試驗力ｆ為3000保持時間10－15s的試驗條件外，在其它試驗條件下測得的硬度值，應在符號hbs的後面用相應的數字註明壓頭直徑、試驗力大小和試驗力保持時間。
如120hbs10/1000/30，即表示用10mm的鋼球作壓頭，在1000kgf(9807n)的試驗力作用下，保持時間為30s後所測得的硬度值為120。
如500hbｗ5/750，即表示用5mm的硬質鋼球作壓頭，在750kgf(735n)的試驗力作用下，保持時間為01－15s後所測得的硬度值為500。
淬火鋼球用於測定硬度hbs＜450的金屬材料，如灰鑄鐵、有色金屬以及退火、正火和調質處理的鋼材等。為了避免壓頭變形，可用硬質合金球壓頭，它適用於測試hbw＜650的金屬材料。（我國目前布氏硬度試驗機壓頭主要是淬火鋼球。
）3、試驗的優缺點
布氏硬度試驗的優點是：試驗時使用的壓頭直徑較大，在試樣表面上留下壓痕也較大，測得的硬度值也較準確。布氏硬度試驗的缺點是：
對金屬表面的損傷較大，不易測試太薄工件的硬度，也不適於測定成品件的硬度。布氏硬度試驗常用來測定原材料、半成品及效能不均勻的材料（如鑄鐵）硬度。
二、洛氏硬度
1、試驗原理
洛氏硬度是以頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為φ1.588㎜的淬火鋼球作壓頭，以規定的試驗力使其壓入試樣表面。試驗時，先加初試驗力，然後加主試驗力。
壓入試樣表面之後卸除主試驗力，在保留初試驗力的情況下，根據試樣表面壓痕深度，確定被測金屬材料的洛氏硬度值。
如下圖所示，0－0為金剛石壓頭還沒有和試樣接觸的位置。1－1是在初試驗力作用下壓頭所處的位置，壓入深度為h1，目的是為了消除由於試樣表面不光潔對試驗結果的精確性造成的不良影響。圖中2－2在總試驗力（初試力＋主試驗力）作用下壓頭所處位置，壓入深度為h2。
3－3是卸除主試驗力後壓頭所處的位置，由於金屬彈性變形得到恢復，此時壓頭實際壓入深度為h3。故由於主試驗力所引起的塑性變形而使壓頭壓入深度為h＝h3－h1。洛氏硬度值由h的大小確定，壓入深度h越大，硬度越低；反之，則硬度越高。
一般說來，按照人們習慣上的概念，數值越大，硬度越高。因此採用乙個常數c減去h來表示硬度的高低。並用每0.
002㎜的壓痕深度為乙個硬度單位。由此獲得的硬度值稱為洛氏硬度值，用符號ｈｒ表示。
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