CN101607265B

CN101607265B - 可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法

Info

Publication number: CN101607265B
Application number: CN2009100323469A
Authority: CN
Inventors: 杭永海
Original assignee: CHANGSHU HUAYE PLATE Co Ltd
Current assignee: CHANGSHU HUAYE PLATE Co Ltd; Changshu Huaye Steel Strip Co Ltd
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2029-06-11
Also published as: CN101607265A

Abstract

一种可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，属于冷轧硬卷板技术领域。该方法包括对热轧卷板原料进行酸洗的酸洗步骤和对酸洗后的热轧卷板进行冷轧的轧制步骤，所述的轧制步骤包括第一阶段轧制和第二阶段轧制，并且在第一阶段轧制后对由第一阶段轧制而得到的轧制板进行退火，退火后进行第二阶段轧制，得到厚度为0.18mm-0.23mm的薄板，其中：所述的第一阶段轧制是将酸洗后的厚度为3-4mm的热轧卷板轧制成厚度为1mm的轧制板。优点：能将已有技术中的极限轧制厚度0.23mm变为0.18mm-0.23mm。

Description

可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法

技术领域

本发明属于冷轧硬卷板技术领域，具体涉及一种可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法。

背景技术

已有技术中的单机架可逆式四辊冷轧机(业界简称可逆式四辊冷轧机并且还称四辊可逆式冷轧机)冷轧硬卷的工序为：先将厚度为3-4mm热轧卷板进行酸洗，然后进行多道次(通常为5或6或7个道次)冷轧轧制，得到厚度为0.3-0.8mm的薄板。将3-4mm的厚度由可逆式四辊冷轧机轧制至厚度为0.3-0.8mm的薄板的总压下率为板材本身的80-90％，最大为90％，很难甚至根本无法突破90％的总压下率。从简单的思维定式考虑，增加轧制的道次，一方面可以提高总压下率，另一方面可得到厚度＜0.3mm更薄的薄板，但是在可逆式四辊冷轧机上采用前面所述的常规轧制是根本无法实现的。因为，冷轧是在再结晶温度下进行的，发生塑性变形的能量大部分以热能的形式存在，另一方面能量使晶格发生扭转和位错等，晶粒被拉长和细化，出现亚结构，使材料本身的内能增大，这部分保留在金属内部的能量叫做残留畸变能，此能量使轧制时的变形抗力增加，出现轧制时的典型的加工硬化现象。当钢种一定时，加工硬化的程度超过一定程度后，因金属过于硬脆便不能继续轧制。鉴此，并不能简单地认为增加轧制道次就能获得期取的厚度，还鉴此，目前业界公认的由可逆式四辊冷轧机将3-4mm的热轧卷板只能冷轧轧制成0.3-0.8mm的程度是有充分的技术依据的。因为可逆式四辊冷轧机的轧制压力为1500吨，最大为2000吨左右，随着加工硬化越来越严重，当带钢的变形抗力和强度大到可以抵抗轧制压力时，便无法再轧。更具体地讲，对于可逆式四辊冷轧机而言，当带钢的总变形率接近90％时，它的变形抗力和强度已经大于了轧制压力，因此无法再轧。

六辊及六辊以上的多辊冷轧机生产较薄的甚至是＜0.23mm的冷轧硬卷板比较普遍，因为多辊冷轧机的最大的特点是可以采用小辊径的工作辊，工作辊辊径与带钢厚度的关系式为：h_最小＝3.58×D×f×(1.15σ_s-σ_平)/E，其中：D为工作辊辊径，f为摩擦系数，摩擦系数一般在0.06-0.1之间，σ_s为带钢的屈服极限值(当带钢变形率在60％-90％之间时，屈服极限值一般在700-870MPa之间)，σ_平为带钢平均张应力，平均张应力一般为(0.1-0.6)×σ_s，E为轧辊弹性模量(一般钢轧辊为95000MPa)。可知，在其它条件一定的情况下，允许轧制带钢的最小厚度与轧辊直径成正比，宽度1450mm的可逆式四辊冷轧机的工作辊直径都比较大，一般在360-430mm之间。由上式可推算出最小可轧厚度为0.2304mm左右。而多辊轧机的工作辊直径比四辊轧机要小很多，有的甚至可达几十毫米，从而可以用多辊冷轧机轧制四辊冷轧机无法轧制的宽薄板。

目前市场对＜0.23mm的宽薄板的需求较大，主要用于加工食品罐头、精密仪表、家电、电气产品和镀锡等行业，这类宽薄板只能由大型钢厂利用多辊如六辊或六辊以上的轧机生产，或者依赖国外进口。然而，我国众多的中小企业由于无力拥有大型钢厂的多辊轧机而又以拥有宽度为1450mm的单机架可逆式四辊冷轧机居多，因此无法加工出＜0.23mm的宽薄板，除非购置六辊或六辊以上的冷轧机，但由于这类冷轧机的价格非一般的中小企业的经济能力得以承受，同时对技术要求又非常高。所以，如何使目前的可逆式四辊冷轧机轧制出＜0.23mm的薄板成了业界关注的并且迫切希望解决的技术问题，本发明在下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，该方法能使带钢的总压下率突破90％而藉以获得厚度为0.18mm-0.23mm的薄板。

本发明的任务是这样来完成的，一种可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，该方法包括对热轧卷板原料进行酸洗的酸洗步骤和对酸洗后的热轧卷板进行冷轧的轧制步骤，所述的轧制步骤包括第一阶段轧制和第二阶段轧制，并且在第一阶段轧制后对由第一阶段轧制而得到的轧制板进行退火，退火后进行第二阶段轧制，得到厚度为0.18mm-0.23mm的薄板，其中：所述的第一阶段轧制是将酸洗后的厚度为3-4mm的热轧卷板轧制成厚度为1mm的轧制板，所述的第一阶段轧制的轧制道次为四个道次或五个道次，其中：当酸洗后的热轧卷板的厚度大于等于3mm且小于等于3.5mm时，轧制道次为四个，第一个轧制道次所轧取的厚度为2.280-2.670mm，第二个轧制道次所轧取的厚度为1.767-1.990mm，第三个轧制道次所轧取的厚度为1.343-1.420mm，第四个轧制道次所轧取的厚度为1mm；当酸洗后的热轧卷板的厚度大于3.5mm且小于等于4mm时，轧制道次为五个，第一个轧制道次所轧取的厚度为2.810-3.2mm，第二个轧制道次所轧取的厚度为2.260-2.56mm，第三个轧制道次所轧取的厚度为1.740-1.97mm，第四个轧制道次所轧取的厚度为1.290-1.42mm，第五个轧制道次所轧取的厚度为1mm。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的第二阶段轧制的轧制道次为三个轧制道次或四个轧制道次，所述三个轧制道次是将所述1mm的轧制板依次轧制成0.55-0.60mm、0.325-0.36mm和0.2-0.23mm；所述四个轧制道次是将所述1mm的轧制板依次轧制成0.64-0.65mm、0.40-0.422mm、0.26-0.283mm和0.18-0.199mm。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的可逆式四辊冷轧机的机架宽度为1450mm，支撑辊的直径为1150-1250mm，支撑辊的自一端至另一端的辊面长度为1400mm，支撑辊材质是成份为70Cr₃Mo、60Cr₃Mo、50Cr₃Mo或40Cr₃Mo的中碳铬钢。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第一阶段轧制所用的工作辊的直径为380-400mm，工作辊从一端到另一端的长度为1450mm；所述的第二阶段轧制所用的工作辊的直径为360-380mm，工作辊的长度为1450mm，所述工作辊的材质为Cr3钢。

在本发明的还一个具体的实施例中，所述的退火所用的退火炉为罩式退火炉，而退火的工艺过程依次为升温、保温、风冷却、水冷却和出炉。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的升温是指在7-8h内升温至615-625℃，所述的保温的时间为8-9h，所述的水冷却的温度为300-350℃，所述出炉的出炉温度为≤80℃。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的工作辊在工作时使用乳化液，所述的乳化液为轧制油与脱盐水搅拌成的混合液体，其中：第一阶段轧制过程中，工作辊所用的乳化液的质量百分比浓度为2.0-2.5％，pH为4.0-6.5，ESI值为0.1-0.4％，铁粉含量为＜200mg/l，乳化液的温度为50-57℃；而第二阶段轧制过程中，工作辊所用的乳化液的质量百分比浓度为3.3-3.7％，pH为6-7，ESI值为0.23-0.27％，铁粉含量为200-250mg/L，乳化液的温度为53-57℃。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的第一阶段轧制所用的工作辊的表面粗糙度为0.4-0.6um，而所述的第二阶段轧制所用的工作辊的表面粗糙度为0.6-0.8um。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的厚度为0.18mm-0.23mm的薄板的宽度为700-1250mm。

本发明所提供的技术的优点：由于将已有技术中的经酸洗后的厚度为3-4mm的热轧卷板直接付诸可逆式四辊冷轧机经五至七个道次的冷轧改为分成第一、第二阶段轧制并且在第一、第二阶段轧制之间增设了退火，从而能将已有技术中的极限轧制厚度0.23mm变为0.18mm-0.23mm。

附图说明

附图为本发明方法的工艺流程示意图。

图中：1为3-4mm厚的热轧卷板原料；2为酸洗装置；3为冷轧机；4为退火炉；5为0.18mm-0.23mm的薄板。

具体实施方式

实施例1：

请结合附图。将热轧卷板原料1引入酸洗装置2(也称酸洗槽)进行酸洗，以去除表面氧化皮层，同时确保切边良好，在酸洗后经冷轧机3冷轧，冷轧机为机架宽度1450mm的单机架可逆式四辊冷轧机，其中，材质成份为70Cr₃Mo的中碳铬钢的支撑辊的直径为1150mm，长度为1400mm，材质为Cr3钢的工作辊的直径为380mm，冷轧分为第一阶段轧制和第二阶段轧制，在本实施例中，第一阶段轧制分为四个道次，具体是将3mm的热轧卷板依次冷轧轧制为第一道次的2.28mm、第二道次的1.767mm、第三道次的1.343mm和第四道次的1mm，所用的冷轧机是意大利MINO公司设计的宽度为1450mm的单机架四辊可逆式冷轧机，电气控制系统是意大利EDM公司设计的，它在机架的出入口各有一个测厚仪用来测量两边的钢板厚度值，这个值传到主控室的一个显示屏上，操作人员可以通过这个显示屏知道机架两边钢板的厚度值。一般情况下，钢板的厚度由轧机自带的电气程序中设定的AGC程序自动控制，它根据钢板轧出来的厚度大小来调整轧制压力大小实现预先设定的厚度值，比如如果轧出来的钢板厚度值比预先设定的要小，则减小轧制压力，使钢板通过两工作辊辊缝间的上下垂直距离变大，这样出来的钢板就会变厚一些；如果轧出来的钢板值比预先设定的要大，则增大轧制压力，使钢板通过两工作辊辊缝间的上下垂直距离变小，这样出来的钢板就会变薄一些。轧制时使用乳化液，所用乳化液的质量百分比浓度为2.5％，pH为6.5，ESI值为0.4％，铁粉含量为199mg/l，乳化液的温度为57℃；所用的工作辊的表面粗糙度为0.6um。将由第一阶段轧制的厚度为1mm的轧制板引入罩式退火炉4退火，具体是：在7h内升温至615℃，并且在615℃保温9h，吊离退火炉的加热罩，扣上冷却罩先进行风冷却，等到内罩内温度达到300℃时，再进行水冷却，出炉温度为70℃；将经退火后的轧制板付诸第二阶段的四个道次轧制，同样采用前述的冷轧机，仅仅是将工作辊的直径改为360mm，表面粗糙度改为0.8um，乳化液质量百分比浓度为3.7％，pH为7，ESI值为0.27％，铁粉含量为250mg/L，乳化液的温度为57℃，在第二阶段的四个道次的轧制过程中，对第一道次采用入口侧的五辊张力辊和开卷机的矫直辊同时建张的方法，因为第一道次是将钢卷从开卷机经过机架后轧到出口卷取机上，所以必须在开卷机和机架之间建立起张力，防止在轧制过程中发生钢带跑偏现象，建张时，将开卷矫直机上面两辊压在钢板的上表面，钢板下表面压靠在矫直机下面三辊上，同时入口侧的五辊张力辊的上下辊也压靠在钢板的两面，这样开卷机上的矫直辊和入口侧的五辊张力辊在第一道次时就能同时建张以确保在第一道次轧制过程中不发生打滑和跑偏现象；轧制过程中钢带头尾采用手动压下控制厚度，前面第一阶段轧制时由AGC自动控制厚度，这里所述的手动控制是指：通过目测主控室内显示屏上厚度值的大小是否符合预先设定的数值而采取手动加大或减小轧制压力的手段来控制两工作辊间垂直距离的大小，从而保证轧出来的厚度值符合预先的设定值；第二阶段轧制的第一道次的厚度为0.64(mm即将1mm轧制为0.64mm)，第二道次的厚度为0.40mm，第三道次的厚度为0.26mm，第四道次的厚度为0.18mm，即得到宽度为700mm、厚度为0.18mm的薄板5。

实施例2：

请结合附图。将热轧卷板原料1引入酸洗装置2(也称酸洗槽)进行酸洗，以去除表面氧化皮层，同时确保切边良好，在酸洗后经冷轧机3冷轧，冷轧机为机架宽度1450mm的单机架可逆式四辊冷轧机，其中，材质成份为50Cr₃Mo的中碳铬钢的支撑辊的直径为1200mm，长度为1400mm，材质为Cr3钢的工作辊的直径为385mm，冷轧分为第一阶段轧制和第二阶段轧制，在本实施例中，第一阶段轧制分为四个道次，具体是将3.5mm的热轧卷板依次冷轧轧制为第一道次的2.670mm、第二道次的1.990mm、第三道次的1.420mm和第四道次的1mm；轧制时使用乳化液，所用乳化液的质量百分比浓度为2.25％，pH为4.75，ESI值为0.25％，铁粉含量为190mg/l，乳化液的温度为53.5℃；所用的工作辊的表面粗糙度为0.5um。将由第一阶段轧制的厚度为1mm的轧制板引入罩式退火炉4退火，具体是：在7.5h内升温至620℃，并且在620℃保温8.5h，吊离退火炉的加热罩，扣上冷却罩先进行风冷却，等到内罩内温度达到325℃时，再进行水冷却，出炉温度为75℃；将经退火后的轧制板付诸第二阶段的四个道次轧制，同样采用前述的冷轧机，仅仅是将工作辊的直径改为370mm，表面粗糙度改为0.7um，乳化液质量百分比浓度为3.5％，pH为6.5，ESI值为0.25％，铁粉含量为225mg/L，乳化液的温度为55℃，在第二阶段的四个道次的轧制过程中，对第一道次采用入口侧的五辊张力辊和开卷机的矫直辊同时建张的方法，轧制过程中钢带头尾采用手动压下控制厚度，第二阶段轧制的第一道次的厚度为0.65mm(即将1mm轧制为0.65mm)，第二道次的厚度为0.422mm，第三道次的厚度为0.283mm，第四道次的厚度为0.199mm，即得到宽度为975mm、厚度为0.199mm的薄板5。本实施例中的未提及内容均同对实施例1的描述。

实施例3：

请结合附图。将热轧卷板原料1引入酸洗装置2(也称酸洗槽)进行酸洗，以去除表面氧化皮层，同时确保切边良好，在酸洗后经冷轧机3冷轧，冷轧机为机架宽度1450mm的单机架可逆式四辊冷轧机，其中，材质成份为70Cr₃Mo的中碳铬钢的支撑辊的直径为1205mm，长度为1400mm，材质为Cr3钢的工作辊的直径为390mm，冷轧分为第一阶段轧制和第二阶段轧制，在本实施例中，第一阶段轧制分为五个道次，具体是将3.51mm的热轧卷板依次冷轧轧制为第一道次的2.810mm、第二道次的2.260mm、第三道次的1.740mm、第四道次的1.290mm和第五道次的1mm；轧制时使用乳化液，所用乳化液的质量百分比浓度为2.2％，pH为4.70，ESI值为0.20％，铁粉含量为185mg/l，乳化液的温度为53℃；所用的工作辊的表面粗糙度为0.45um。将由第一阶段轧制的厚度为1mm的轧制板引入罩式退火炉4退火，具体是：在7.55h内升温至621℃，并且在620℃保温8.45h，吊离退火炉的加热罩，扣上冷却罩先进行风冷却，等到内罩内温度达到330℃时，再进行水冷却，出炉温度为76℃；将经退火后的轧制板付诸第二阶段的四个道次轧制，同样采用前述的冷轧机，仅仅是将工作辊的直径改为375mm，表面粗糙度改为0.65um，乳化液质量百分比浓度为3.45％，pH为6.45，ESI值为0.245％，铁粉含量为220mg/L，乳化液的温度为54.5℃，在第二阶段的三个道次的轧制过程中，对第一道次采用入口侧的五辊张力辊和开卷机的矫直辊同时建张的方法，轧制过程中钢带头尾采用手动压下控制厚度，第二阶段轧制的第一道次的厚度为0.55mm(即将1mm轧制为0.55mm)，第二道次的厚度为0.325mm，第三道次的厚度为0.2mm，即得到宽度为1000mm、厚度为0.2mm的薄板5。本实施例中的未提及的内容均同对实施例1的描述。

实施例4：

请结合附图。将热轧卷板原料1引入酸洗装置2(也称酸洗槽)进行酸洗，以去除表面氧化皮层，同时确保切边良好，在酸洗后经冷轧机3冷轧，冷轧机为机架宽度1450mm的单机架可逆式四辊冷轧机，其中，材质成份为70Cr₃Mo的中碳铬钢的支撑辊的直径为1250mm，长度为1400mm，材质为Cr3钢的工作辊的直径为400mm，冷轧分为第一阶段轧制和第二阶段轧制，在本实施例中，第一阶段轧制分为五个道次，具体是将4mm的热轧卷板依次冷轧轧制为第一道次的3.2mm、第二道次的2.56mm、第三道次的1.97mm、第四道次的1.42mm和第五道次的1mm；轧制时使用乳化液，所用乳化液的质量百分比浓度为2.0％，pH为4.0，ESI值为0.1％，铁粉含量为180mg/l，乳化液的温度为50℃；所用的工作辊的表面粗糙度为0.4um。将由第一阶段轧制的厚度为1mm的轧制板引入罩式退火炉4退火，具体是：在8h内升温至625℃，并且在620℃保温8h，吊离退火炉的加热罩，扣上冷却罩先进行风冷却，等到内罩内温度达到350℃时，再进行水冷却，出炉温度为80℃；将经退火后的轧制板付诸第二阶段的四个道次轧制，同样采用前述的冷轧机，仅仅是将工作辊的直径改为380mm，表面粗糙度改为0.6um，乳化液质量百分比浓度为3.3％，pH为6，ESI值为0.23％，铁粉含量为200mg/L，乳化液的温度为53℃，在第二阶段的三个道次的轧制过程中，对第一道次采用入口侧的五辊张力辊和开卷机的矫直辊同时建张的方法，轧制过程中钢带头尾采用手动压下控制厚度，第二阶段轧制的第一道次的厚度为0.6mm(即将1mm轧制为0.6mm)，第二道次的厚度为0.36mm，第三道次的厚度为0.23mm，即得到宽度为1250mm、厚度为0.23mm的薄板5。本实施例中的未提及内容均同对实施例1的描述。

Claims

1.一种可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，该方法包括对热轧卷板原料进行酸洗的酸洗步骤和对酸洗后的热轧卷板进行冷轧的轧制步骤，其特征在于所述的轧制步骤包括第一阶段轧制和第二阶段轧制，并且在第一阶段轧制后对由第一阶段轧制而得到的轧制板进行退火，退火后进行第二阶段轧制，得到厚度为0.18mm-0.23mm的薄板，其中：所述的第一阶段轧制是将酸洗后的厚度为3-4mm的热轧卷板轧制成厚度为1mm的轧制板，所述的第一阶段轧制的轧制道次为四个道次或五个道次，其中：当酸洗后的热轧卷板的厚度大于等于3mm且小于等于3.5mm时，轧制道次为四个，第一个轧制道次所轧取的厚度为2.280-2.670mm，第二个轧制道次所轧取的厚度为1.767-1.990mm，第三个轧制道次所轧取的厚度为1.343-1.420mm，第四个轧制道次所轧取的厚度为1mm；当酸洗后的热轧卷板的厚度大于3.5mm且小于等于4mm时，轧制道次为五个，第一个轧制道次所轧取的厚度为2.810-3.2mm，第二个轧制道次所轧取的厚度为2.260-2.56mm，第三个轧制道次所轧取的厚度为1.740-1.97mm，第四个轧制道次所轧取的厚度为1.290-1.42mm，第五个轧制道次所轧取的厚度为1mm。

2.根据权利要求1所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的第二阶段轧制的轧制道次为三个轧制道次或四个轧制道次，所述三个轧制道次是将所述1mm的轧制板依次轧制成0.55-0.60mm、0.325-0.36mm和0.2-0.23mm；所述四个轧制道次是将所述1mm的轧制板依次轧制成0.64-0.65mm、0.40-0.422mm、0.26-0.283mm和0.18-0.199mm。

3.根据权利要求1所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的可逆式四辊冷轧机的机架宽度为1450mm，支撑辊的直径为1150-1250mm，支撑辊的自一端至另一端的辊面长度为1400mm，支撑辊材质是成份为70Cr₃Mo、60Cr₃Mo、50Cr₃Mo或40Cr₃Mo的中碳铬钢。

4.根据权利要求1所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的第一阶段轧制所用的工作辊的直径为380-400mm，工作辊从一端到另一端的长度为 1450mm；所述的第二阶段轧制所用的工作辊的直径为360-380mm，工作辊的长度为1450mm，所述工作辊的材质为Cr3钢。

5.根据权利要求1所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的退火所用的退火炉为罩式退火炉，而退火的工艺过程依次为升温、保温、风冷却、水冷却和出炉。

6.根据权利要求5所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的升温是指在7-8h内升温至615-625℃，所述的保温的时间为8-9h，所述的水冷却的温度为300-350℃，所述出炉的出炉温度为≤80℃。

7.根据权利要求4所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的工作辊在工作时使用乳化液，所述的乳化液为轧制油与脱盐水搅拌成的混合液体，其中：第一阶段轧制过程中，工作辊所用的乳化液的质量百分比浓度为2.0-2.5％，pH为4.0-6.5，ESI值为0.1-0.4％，铁粉含量为＜200mg/l，乳化液的温度为50-57℃；而第二阶段轧制过程中，工作辊所用的乳化液的质量百分比浓度为3.3-3.7％，pH为6-7，ESI值为0.23-0.27％，铁粉含量为200-250mg/kg，乳化液的温度为53-57℃。

8.根据权利要求4或7所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的第一阶段轧制所用的工作辊的表面粗糙度为0.4-0.6um，而所述的第二阶段轧制所用的工作辊的表面粗糙度为0.6-0.8um。

9.根据权利要求1所述的可逆式四辊冷轧机轧制薄板的方法，其特征在于所述的厚度为0.18mm-0.23mm的薄板的宽度为700-1250mm。