轧钢笔记 | 子虚栈

如要对此行业有全局之把控，冷轧工艺不可不了解，借工作之便，将笔记整理如下。

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冷轧不锈钢是将较厚的热轧带钢轧制到目标厚度，并获得一定粗糙度、硬度与板型的工艺过程。

厚度精度。一般热轧时材料的热塑性好，带钢的厚度对辊缝变化因子敏感但精度较差。从设备的角度讲，不锈钢冷轧采用多辊轧机，机架刚度好，辊缝抗变形能力强，可以实现较高的厚度精度。从材料的角度讲，轧制的带钢强度大，抵抗辊缝波动影响的能力强，也有利于厚度控制。
粗糙度。不锈钢黑皮卷^[1]酸洗退火后，其表面粗糙度通常为 $2.5 \sim 5.0\mu m$ 。轧制时，通过轧辊粗糙度的控制和工艺润滑的控制，可以使带钢表面粗糙度减小为 $0.03 \sim 0.5\mu m$ （有的特殊表面，如毛面产品等，粗糙度最大可达到 $2 \mu m$ ），因此可以通过轧制获得各种光泽度的带钢表面，极大地丰富了各类不锈钢产品。
改善带钢板形。热轧板形一般来说无法满足用户的使用需求，冷轧达到的目的之一就是改善带钢板形，进而通过后续冷酸洗退火、平整、矫直等工艺使得带钢平直度达到用户的最终需求。
获得所需要的带钢硬度。在某些特定领域，如电子行业，广泛使用轧硬态的不锈钢产品，对带钢的硬度有着不同的要求，通过常规平整是无法实现的。因此对于这些行业和产品，轧制还起到了调整带钢硬度的作用。
为组织的改变做准备。轧制过程可使得带钢的晶粒变得细长，变成纤维状组织，在退火过程中可以重新形核长大，这有利于通过退火来控制带钢的晶粒度和金相组织，从而获得所需要的力学性能。轧制可以实现这些加工效果，我们可以根据效果实现的效果将轧制分成三种：粗轧、中轧、精轧。

类型	效用
粗轧	降低粗糙度；改善板型；降低厚度波动
中轧	消除部分表面缺陷；控制版型
精轧	改善板型，提高厚度精度，改善表面质量

设备之组成

工艺之核心

不同钢种的加工硬化曲线

钢种	硬化曲线
200系	加工硬化剧烈
300系	较200缓和些
400系	较为平缓

钢种轧制要求

200、300系偏硬，轧制力可大，速度可快，不容易产生缺陷。

项目	200系列	300系列	400系列
料况要求	对来料卷形要求非常高,要求卷紧、卷齐,特别是钢卷头尾	对来料卷形要求较高,要求卷紧、卷齐,特别是钢卷头尾	对来料卷形要求高,要求卷紧、卷齐,特别是钢卷头尾
辊系要求	轧制力大,需要考虑配辊要求,使用较小的工作辊	轧制大压下率产品时,需要考虑配辊要求,使用较小的工作辊	无特殊要求
压下率	1.薄料需要两个或以上的轧程,单轧程压下率通常要不大于70%; 2.因加工硬化剧烈,道次压下率不能过大	1.单轧程压下率受到一定限制,通常要不大于88%; 2.为充分利用带钢塑性,轧制前几道次可适当加大	压下率限制较少,但为保表面质量和正常生产,单轧程压下率受到一定限制,通常要不大于90%
板形控制	钢卷头尾轧制力大,对头部启动时的板形控制要求高。另外轧制过程中需要加大边部延伸	钢卷头尾轧制力较大,对头部启动时的板形控制要求较高。另外轧制过程中需要加大边部延伸	轧制力较小,需要控制边部延伸量
张力控制	为降低轧制力,需要使用大张力轧制	为降低轧制力,需要使用较大张力轧制	为避免边部断带,张力不能过大
轧制速度	在不发生打滑的前提下,尽量提高轧制速度,降低加工硬化程度	在不发生打滑的前提下,尽量提高轧制速度,降低加工硬化程度,特别是前几道次	轧制力较小,或道次压下率较小时,轧制速度不能过高
生产操作	对生产操作技能要求非常高,特别是钢卷头尾,温降快,轧制力过大,容易脆断。另外头部板形控制不理想,容易断带	对生产操作技能要求高,特别是钢卷头尾,轧制力大,另外薄料头部板形控制不理想,容易绞断带
表面质量	带钢较硬,不容易产生压人等表面缺陷。另外用户对表面要求不是很高,表面质量相对容易控制	带钢较硬,常规表面质量容易控制,但对于高要求的表面,如BA等,控制难度较大	带钢较软,容易产生各类压入等表面缺陷。另外用户对表面要求较高,表面质量控制难度大

各种表面轧制

2B软态、BA面、硬态表面、毛面。

辊系

二十辊轧机的包含：

（2）一对工作辊
（4）第一中间辊
（6）第二中间辊
- （4）第二中间辊
- （2）惰辊
（8）支撑辊
擦油辊：四辊+二辊
板型辊

二十辊轧制控制板型的方法如下几种：

ASU凸度控制系统。“20 辊轧机辊系中支撑辊的B、C辊设计有 7 个凸度调整控制齿条，ASU系统通过位移传感器精确控制 7 个油缸齿条的伸缩对 BC 辊系的偏心套进行调整，完成对背衬轴承辊形的调整，实现力的传递，最终作用在工作辊上，实现轧辊局部凸度的控制。通过单区域的受力大小完成有效的局部板型控制”，有边浪控制轧制，中浪控制轧制^[2]
上下第一中间辊的辊形设计、窜辊量设置
第二中间辊的凸度辊形设计
轧制力：轧制力波动将引起辊缝的变化，进而影响带钢板型。从道次安排上来说，各个道次的轧制力逐渐减少，辊缝在各个道次之间不会突变，有利于板型控制。
来料凸度。轧制时要求带钢的凸度是对称的，如果发生不对称的凸度，带钢将反作用于辊缝和在线轧制，带钢容易产生跑偏。板型控制的闭环反馈是板型辊：板型辊将作用到其表面的带钢压力转化为电信号进行分析。通过检测对比，完成轧机ASU 凸度和一中间辊辊系统的调整，达到板型精度控制。