冷连轧生产技术的演进与发展

冷连轧机之所以发展迅速，很大程度上是由于自动控制技术与电气传动的快速发展和不断完善。同时，冷连轧机的自动化程度，又是随着冷连轧生产工艺过程的日趋复杂和用户对带钢质量要求的不断提高而快速发展起来的。带钢冷连轧机电气传动与自动控制技术的发展经历了由简单到复杂，由低级到高级的过程，大致分为4个阶段［43－47］。

20世纪40年代末以前是第一阶段。这一阶段的带钢冷连轧机，主要为手动操作和断续控制，基本没有自动控制。

20世纪50年代为第二阶段。这一阶段可实现轧机主传动速度控制、卷取机张力控制和厚度自动控制等单机自动控制，为手动操作和单机控制并存阶段。

20世纪50年代末至70年代为第三阶段。这一阶段进入到单机自动控制与计算机控制并存阶段。

20世纪70年代至今为第四阶段，已发展为全部计算机控制阶段。

近年来，汽车、家电、食品等行业对冷轧板带材质量要求的提高，进一步促进了冷连轧生产技术的发展。其发展特点主要表现如下。

（1）轧制速度提升。轧制速度代表了冷连轧机的技术水平，也决定了冷连轧机的生产能力。纵观整个轧制过程的发展史，轧制速度可谓发生了爆炸式的发展，由最初不足10m/min发展到如今超过2000m/min，不同年份冷连轧机速度增长情况如图1－2所示。

图1-2　不同年代冷连轧机的轧制速度

（2）机架数量增加。冷连轧机的机架数目由于成品规格及生产工艺的不同而存在着差异。三机架冷连轧机出现的时期较早，主要生产厚度为0.6～2.0mm的汽车钢板；四机架冷连轧机发展于20世纪50至60年代，由于其具有适应性强的优点，可用来生产厚度为0.35～2.7mm的带钢；六机架冷连轧机产生于20世纪60年代，可生产厚度为0.09mm的镀锡原板。近几年，放缓了对六机架冷连轧机的建设脚步，转而在车间布置二机架或三机架的二次冷连轧机，旨在生产厚度为0.065～0.15mm的特薄镀板。(www.xing528.com)

（3）钢卷质量增大。早期由于热连轧带钢卷质量很小，导致冷连轧带钢卷质量也只有10t左右。随着热连轧带钢卷质量的增加，冷连轧带钢卷质量已增大到40t以上，甚至达到60t。同时，钢卷质量的增大使穿带次数和穿带故障相对减少，大幅度提升了轧机作业率和稳定轧制时间，改善了产品的产量和质量。因此，增加冷连轧机钢卷质量是提高轧机产量和成品质量的有效手段之一。

（4）采用快速换辊装置。早期的冷连轧机套筒换辊设备已全部由机械化、自动化的现代快速换辊装置所取代。快速换辊装置分为转盘式和侧移台车式两种，可以使轧机换辊时间缩短一半以上。因为这种换辊方式不需要吊车协助完成，故冷连轧机组各个机架的换辊可以同时进行，5min之内即可完成全部机架的换辊。快速换辊装置的使用可将轧机产量提高10％左右，是提高生产效率的有效措施。

（5）自动化水平提高。速度自动控制、张力自动控制、厚度自动控制、板形自动控制等一系列自动控制系统和冷连轧计算机控制系统的投入使用，实现了整个轧制过程的全盘自动化，保证了带钢冷连轧机生产的高效低耗。

冷连轧生产未来发展的目标是产品专业化、生产灵活化、控制自动化以及工艺连续化。提高产品质量、提高环境友好度及减少能耗是目前冷连轧技术发展最为重要的内容。因此，一批冷轧生产新技术应运而生，如无酸去除氧化铁皮技术、双机架可逆冷连轧工艺和感应加热连续退火等，这些新技术是人类社会发展对冷轧技术要求的体现。

无酸去除氧化铁皮技术不使用酸液，不需要酸再生处理，采用配有烧嘴的直接火焰炉，在非氧化环境中以天然气为燃料，避免氧化铁皮的进一步生成。无酸酸洗工艺具有无腐蚀性介质、无腐蚀产生的金属损失、无危险废物、不需要废物处理、带钢表面光亮、设备和维护成本低、适于低生产能力的生产线等优点。其化学反应原理如下：

双机架可逆式冷轧机的推广应用使得轧制薄规格的热轧原料卷成为可能。传统的单机架可逆轧机和多机架连轧机组都具有一定的局限性，单机架可逆轧机的年产量通常低于3.5×105t，当生产薄规格镀锡板时年产量一般为1.0×105t左右，受到产量的限制较为严重，然而连轧机组若想充分体现生产效率只有将年产量提高到1.0×106t以上。双机架可逆冷轧机由于其生产灵活，可实现二、四、六道次的轧制，最大生产速度可达到1600m/min，最大年产量可达到1.0×106t。双机架可逆冷轧机的出现填补了两者之间的空白，在保证产量的同时实现多品种、多规格、小批量的生产，适用于生产薄板坯连铸连轧产品，在设备投资、产量、生产成本等综合指标上都具有较强的市场竞争优势。

感应加热连续退火是一种优化的退火工艺。在加热过程中，带钢可分为横向和纵向感应，带钢在最高温度750℃的高温对流炉中预先加热，再经转向辊通过密闭槽，槽中充满惰性保护气体，同时对带钢建张及对中控制。然后进入感应加热炉，在密闭的空间内完成快速再结晶后在冷却区进行冷却。感应加热退火不同于连续退火，它采用感应加热的方式使带钢内部的温度迅速升高，可达到使退火生产线更为紧凑并减少退火时间的目的。