帶鋼冷軋

冷軋帶鋼和薄板一般厚度為0.1～3mm，寬度為100～2000mm；均以熱軋帶鋼或鋼板為原料，在常温下經冷軋機軋製成材。冷軋帶鋼和薄板具有表面光潔、平整、尺寸精度高和機械性能好等優點，產品大多成卷，並且有很大一部分經加工成塗層鋼板出廠。成卷冷軋薄板生產效率高，使用方便，有利於後續加工。因此應用廣泛，已逐漸取代同樣厚度的熱疊軋薄板。只有少量的特殊用途的冷軋合金鋼板採取單片軋製。冷軋帶鋼和薄板的產量在工業發達國家已佔鋼材總產量的30%左右。鋼種除普通碳鋼外，還有硅鋼、不鏽鋼和合金結構鋼等。

1553年法國人布律列爾(Brulier)製成一台軋機，軋製造幣用的金板和銀板。最早的冷軋機是二輥式，以後採用工作輥輥徑較小而剛性較大的四輥軋機。為了軋製更薄和更硬的帶鋼，又發展出工作輥輥徑更小而剛性更大的六輥、十二輥、二十輥和偏八輥（M.K.W.式）等軋機。

單片軋製時沒有張力，軋製的產品較厚(>1mm)，速度較低(<2m/s)，僅用於生產少量特殊用途的鋼板。

冷軋帶鋼生產採用成卷軋製，使用張力卷取和開卷裝置，速度高（達42m/s），道次壓縮率大，板形平直。軋機有單機可逆式和連續式兩種。

單機架可逆式四輥冷軋機適合於生產多品種、小批量、厚度 0.2mm以上的普通碳鋼或低合金鋼。軋製硅鋼、不鏽鋼等高合金特殊鋼多采用二十輥或偏八輥軋機。

連續式軋機由3～6個機架組成。機架數愈多，總壓縮率愈大,產品厚度薄；軋製速度愈快，產量愈大;適用於產量大、品種規格少的普通碳鋼汽車板、鍍鋅板、鍍錫板等。

全連續冷軋帶鋼軋機70年代已發展出少量全連續冷軋機，帶鋼卷在進入軋機前，前一卷尾與後一卷頭焊接，利用活套貯存足夠的帶鋼，保證在焊接時軋機仍繼續軋製。由計算機控制軋製過程，在動態中即可改變規格。軋後由飛剪切斷、分卷。全連續軋機軋製每卷帶鋼時無需穿帶和甩尾，節省了換卷間隙時間。全連續軋機每台年產量達 200萬噸。消除了鋼卷頭尾厚度超出公差的廢品，提高了帶材軋製精度和收得率。冷軋帶鋼軋機現狀1980年世界上的輥身長度大於860mm的帶鋼冷軋機共有466台,其中可逆式四輥軋機161台，可逆式多輥軋機108台，連續式軋機197台。中國有寬帶鋼冷軋機9台，其中可逆式四輥軋機4台，可逆式二十輥軋機3台，偏八輥軋機1台，連續式軋機1台 ^[1]  。

冷軋帶鋼工藝流程根據原料和產品的品種、規格，稍有差異。

1.酸洗

用連續酸洗機組去除熱軋帶卷的表面氧化鐵鱗。酸液過去用硫酸，多用鹽酸。酸洗前先行焊接並卷，有的還經連續“黑退火”。酸洗後進行清洗、烘乾和剪邊、分卷。

2.冷軋

酸洗後的帶坯在冷軋機上軋製到成品厚度，一般不經中間退火。五機架連軋機冷軋總壓縮率一般為60～80%，主要軋製厚度0.3～3mm的汽車板、搪瓷板和鍍鋅板。六機架連軋機主要軋製厚度 0.15～0.5mm的鍍錫薄板，冷軋總壓縮率一般為70～90%。軋製中各機架（或道次）壓下量分配根據軋機允許的壓力、功率和速度，考慮到產量、質量等因素綜合制定。

3.工藝潤滑

起潤滑和冷卻作用。一般用冷卻性能好的乳液，軋製薄或硬的金屬時用潤滑性能好的純油潤滑劑，例如軋製鍍錫薄板或不鏽鋼用棕櫚油等。

4.退火

目的在於消除冷軋加工硬化，使鋼板再結晶軟化，具有良好的塑性。退火方式有用罩式爐成卷退火和用連續爐退火。成卷退火分為緊卷退火和松卷退火；連續爐退火分為立式連續爐退火和卧式連續爐退火。爐內一般均通入保護氣體。大多采用罩式爐退火，雖然處理週期長，但因爐子數量多，使用靈活，投資節省。連續爐退火產量大，其中卧式連續爐退火僅用於處理產量少的特殊鋼，如硅鋼的脱碳退火等。

5.平整

目的在於避免退火後的鋼板在衝壓時產生塑性失穩和提高鋼板的質量（平整度和表面狀況）。平整軋機有單機架可逆式和雙機架兩種,平整壓縮率為0.5～4%。雙機架平整軋機效率高,壓縮率大，可同時兼作二次冷軋用，進一步軋薄鋼板;如與五機架連軋機配合,可生產0.10～0.15mm的帶卷。

6.鍍層、剪切和包裝

需鍍層的鋼板送鍍鋅、鍍錫或有機塗層機組加工。

一般冷軋板於平整後剪切。有縱剪和橫剪，縱剪是剪邊或按需要的寬度分條，橫剪是將帶卷按需要長度切成單張板。剪切好的成品板帶，經檢查分類後，塗防鏽油包裝出廠。 ^[2] 

冷軋通常採用縱軋的方式。冷軋生產的工序一般包括原料準備、酸洗、軋製、脱脂、退火(熱處理)、精整等。冷軋以熱軋產品為原料，冷軋前原料要先除鱗，以保證冷軋產品的表面潔淨。軋製是使材料變形的主要工序。脱脂的目的在於去除軋製時附在軋材上的潤滑油脂，以免退火時污染鋼材表面，對不鏽鋼也為防止增碳。退火包括中間退火和成品熱處理，中間退火是通過再結晶消除冷變形時產生的加工硬化，以恢復材料的塑性及降低金屬的變形抗力。成品熱處理的目的除了通過再結晶消除硬化外。還在於根據產品的技術要求以獲得所需要的組織(如各種織構等)和產品性能(如深衝、電磁性能等)。精整包括檢查、剪切、矯直(平整)、打印、分類包裝等內容。冷軋產品有很高的包裝要求，以防止產品在運輸過程中表面被刮傷。除上述工序外在生產一些特殊產品時還有各自的特殊工序。如軋製硅鋼板時，在冷軋前要進行脱碳退火，軋後要進行塗膜、高温退火、拉伸矯直(見張力矯直)與回火等。

用於冷軋帶鋼的軋機有二輥軋機、四輥軋機和多輥軋機。應用最多的是四輥軋機。軋製更薄的產品則要採用多輥軋機。多輥軋機的種類很多，如六輥軋機、偏八輥軋機，十二輥軋機，二十輥軋機等(見軋機)。隨着對板形要求的提高，發展了許多改進板形的技術，如彎輥技術、竄輥技術和交叉軋輥技術等。冷軋帶鋼軋機按機架排列可分為單機可逆或不可逆式與多機連續式兩類。前者適用於多品種、少批量或合金鋼產品比例大的情況。它投資低、建廠快，但產量低，金屬消耗較大。多機架連續軋製適合於產品品種較單一或者變動不大的情況，它有生產效率高、產量大的優點，但投資較大 ^[3]  。

與熱軋帶鋼(見熱連軋寬帶鋼生產工藝、熱軋窄帶鋼生產)相比，冷軋帶鋼的軋製工藝有以下特點：

(1)採用工藝潤滑和冷卻，以降低軋製時的變形抗力和冷卻軋輥；

(2)採用大張力軋製，以降低變形抗力和保持軋製過程的穩定。採用的平均單位張力值為材料屈服強度的10%～60%，一般不超過50%；

(3)採用多軋程軋製。由於冷軋使材料產生加工硬化，當總變形量達到60%～80%時，繼續變形就變得很困難。為此要進行中間退火，使材料軟化後軋製得以繼續進行。為了得到要求的薄帶鋼，這樣的中間退火可能要進行多次。兩次中間退火之間的軋製稱為一個軋程。冷軋帶鋼的退火在有保護氣體的連續式退火爐或罩式退火爐中進行。冷軋帶鋼的最小厚度可達到0.05mm，冷軋箔材可達到0.001mm ^[4]  。

帶鋼冷軋技術的主要進展有以下幾個方面：

提高生產率 主要為提高連軋機速度和單卷重量，軋製速度歷年提高的情況，單卷重量由50年代的20噸提高到70年代的40～60噸。由於採用高效率循環供油及軋機設備上的一些改進，1971年日本的一組六機架冷連軋機軋製速度可達2500m/min。為便於控制和保證質量,一般軋機實際速度仍為1500～1800m/min。在60年代後期開始實現了計算機控制的壓下規程制定和軋機參數設定、調整，穿帶和脱尾、上卷和卸卷、換輥等的自動化，提高了軋機效率。

提高產品質量 60年代後期普遍裝設了厚度自動控制系統(AGC)，70年代新建的軋機多采用響應速度快和精度高的液壓AGC，使冷軋帶材公差縮小到±0.005mm。在板形控制上普遍採用液壓彎輥輥型調整裝置，並發展出多種板形檢測儀和多種輥型調整裝置組成自動板型控制系統。

縮短生產週期 關鍵在於使各工序連續化。1971年日本建立了第一台全連續軋機。80年代初，又建立連續酸洗與全連續軋機相銜接，連續退火線與連軋機等相聯合的作業線。為縮短產品在各工序間的存放時間，加快生產週期，實現流程連續化，正在建立計算機計劃、調度、設備診斷修理等系統。 ^[4]