带钢冷轧工艺解析
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摘 要：本文从设备、原料、操作等方面，分析了冷轧工艺特点、过程中出现的问题及解决方法、冷轧辊注意事项，对冷轧工艺的关键点作了说明和要求，对避免操作中出现类似的问题、快速解决问题提供了参考。
关键词：冷轧、带钢、轧辊、偏差、质量问题、操作
钢板的冷轧作为一种生产工艺，不同于其他的轧制方法，它是将冷坯在常温下进行轧制。与热轧相比，冷轧轧制时金属变形抗力很大。冷轧的道次压下率小，轧制设备要求也就特别高，冷轧设备从过去简单的单机架轧制，已向可逆式、多机架连轧发展，最高轧制速度可达41米/秒。
冷轧能够轧制出高精度及性能优异的板带钢产品，其主要特点为：
(1) 可以生产厚度较簿的产品（分为板带钢与箔材），板带钢厚度在0.10-4.0之间；宽度在600―2500之间；箔材厚度为0.002-0.2毫米，宽度为200-600毫米。
(2) 冷轧板带钢表面质量高，不存在热轧常出现的麻点或压入的氧化铁皮等缺陷，并能为用户定制不同表面粗糙度的板带钢。
(3) 能够保证产品的尺寸精确、厚度均匀、板型平直，同板差不超过0.01-0.03毫米，完全能够达到高精度公差的要求。
(4) 冷轧产品的性能及金属组织能够满足一些特殊的要求，如对电磁、深冲性能的要求等。
2 冷轧工序中可能出现的问题及防止办法
2.1 带钢跑偏
在连续作业机组中，由于机组设备的安装精度、传动辊子的磨损，特别是带钢板形等因素的影响．带钢运行时往往会产生跑偏现象。
带钢跑偏会影响带卷的质量，甚至损伤机组设备。因此，带钢跑偏控制是很重要的。减少带钢跑偏主要有以下措施：
(1) 保证机组设备的安装精度和传动辊子的良好表面形状。
(2) 改善带钢板形，提高带卷质量。
(3) 选择合适的机组工艺参数。机组速度和张力对带钢跑偏有较大的影响，增加机组张力能改善带钢跑偏现象，提高机组速度则易产生带钢跑偏现象。
(4) 机组中安装跑偏控制装置，控制带钢跑偏在一定范围之内。
(5) 合适的前后张力调整和轧制速度调整。
带钢跑偏控制装置一般有3种形式：刚性机械导向装置、定心辊装置和自动校正装置。其中自动校正装置，按其控制方式主要可分为气液控制系统和光电液控制系统两种形式。
2.2 原料的宽度及厚度偏差
原料带钢宽度偏差是指带钢全长内偏离公称宽度的数值，实际生产中带钢宽度往往是中间窄两头宽。容易造成的后果是碎边剪损坏，或严重跑偏。
厚度偏差是冷轧工艺的大忌。由于轧制过程中轧件温度不均匀和张力波动，通常头部较尾部厚0.15～0.20mm，或者不规律的厚度变化，会给并卷焊接及冷轧造成困难。因此，对于不同厚度的原料带卷，其厚度偏差要严格控制。例如带钢厚度小于3mm时，厚度偏差应为±0.20mm。
测厚装置的准确快速发应至关重要，安装有AGC测厚仪的系统有着明显的效果。
2.3 划伤
原料表面出现超过厚度正负偏差一半深度的划条称为划伤。这种缺陷在冷轧过程中不易消除，最终会导致成品板带降级。实践证明，当原料表面存在不大于厚度正负偏差一半的压痕、发裂、麻点、划伤、凸泡及轧辊网纹时，在40%的冷轧压下率轧制后基本上都可以消除。
2.4 边部或中部浪形
原料存在边部和中部浪形，是热轧产品的缺陷，在冷轧过程中出现跑偏、轧皱和轧制不稳定等现象，是难以冷轧出高质量成品的。特别是有这样缺陷的热轧带卷，在连续机组上运行时，浪形下部表面往往出现新的划伤。
2.5 镰刀弯和S弯
镰刀弯和S弯是指带钢中心线沿带钢长度方向出现的镰刀形和S形的变化。产生原因是，冷轧过程中两边压下量不匀，或原料本身就有。控制原料带的质量至关重要。
有些镰刀弯是在纵剪分条后显现的，其原因一般为应力分布不均匀，厚度误差不均匀等。
3 冷轧过程必须采用工艺冷却和
实验表明，冷轧带钢的变形功约有84％～88％转变为热能，使带钢与轧辊的温度升高，故须采用冷却措施。
辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度下降，影响带钢的表面质量和轧辊寿命。辊温的升高和辊温分布不均匀会破坏正常的辊形，直接影响带钢的板形和尺寸精度。同时，辊温过高也会使冷轧工艺剂失效(油膜破裂)，使冷轧不能顺利进行。
4 冷轧辊使用注意事项
冷轧辊是冷轧机组的核心。冷轧机的工作辊、支承辊都是用高级优质合金钢经特种冷热加工精制而成的。
工作辊辊面硬度极高，硬化层深而均匀，心部硬度较低。辊颈的性能是承受高负荷和传递扭矩的最佳组合，而方身梅花头为调质组织，综合机械性能最好。辊肩按标准允许有软带。支承辊工况与工作辊不同，所以各部位的组织(性能)也不同于工作辊。工作辊与支承辊的硬度匹配是很重要的参量，应视轧机型号，辊身直径及预轧材及预轧制工艺而有所不同。修磨时应彻底清除(磨掉)工作辊和支承辊辊身表面的疲劳层。除此以外，使用冷轧辊还应注意以下几点：
（1）、在运输，保管及使用过程中严禁工作辊辊身碰撞；并应防止辊身局部快速升温和激冷；
（2）、高硬度辊正式轧制前应预热(40―80℃为宜)
（3）、为保证薄带的带型及质量和轧辊的安全，用户可依据工作辊的直径、硬度情况、轧材特性和轧制道次，应至少有一支工作辊之辊身磨有一定的凸度。
（4）、修磨时严防磨削烧伤(烧伤层彻底清除后方可使用)。用户可选择适当材质的砂轮，并注意其粒度与硬度的匹配。每次进刀量不大于0.025mm，成品应达到“无花磨削”。
（5）、冷轧辊应每工作一段时间应及时修磨(含支承辊)，彻底清除其工作表面的疲劳层。此层深一般为0．08―0．15mm，以消除疲劳剥落的裂源．
（6）、使用时要确保辊身，辊颈的冷却(尤其下辊)，均匀而到位。既可保证轧制平稳进行，又可减少剥落与断颈。
（7）、轴瓦R与辊颈R要吻合，防止轴颈处因热疲劳而产生裂纹。此裂纹扩展会导致断颈。
（8）、轧辊都有较好的耐事故性能，但也应正确使用。如不可空轧；停机要停冷却液；不要经常单边调整压下量， 以防发生
（9）、磨削烧伤(严重者磨时即起皮)，卡钢(含粘钢)，过度疲劳都易引发晶界裂纹，这些裂纹是导致辊身贝纹状剥落的起源，而使轧辊过早的报废。
（10）、新(高硬)旧(低硬)工作辊的使用原则是：新辊适宜用于轧宽带、薄带和精轧； 旧辊适宜用于轧窄带、厚带和初轧。切不可高硬度用于开坯，低硬度辊用于精轧，或先轧窄带后轧宽带。
（11）、有过寒冷工作经历的工作辊(尤其新辊)，使用前应进行一次0~180℃的回火处理，防止发生每年转暖后的辊损高峰。
（12）、轧制要清洁。防止叠轧或带入异物。
5 其它
整个冷轧工艺中，除了以上提到的问题可能、设备状况外，现场人员的操作水平更为关键。操作人员要根据原料和轧机实际情况，合理计算轧制道次、轧下量、轧制线速度、前后张力等，并根据在线检测，实时有效地调整校正，才能保证产品质量，并保护设备。而这样的能力、经验，才是冷轧工艺技术的核心。
参考文献：
1.滕涛 陈银莉 赵爱民 周欢 汪淑英《304不锈钢冷轧薄板表面线缺陷的形貌》2007(03)