Холоднокатаные стальные и алюминиевые рулоны являются незаменимыми основными материалами в современном производстве. Благодаря высокой точности размеров, превосходному качеству поверхности и стабильным механическим свойствам, холоднокатаные рулоны широко используются в автомобилестроении, производстве бытовой техники, строительстве, машиностроении и высокотехнологичных отраслях промышленности.
Для металлургических заводов, алюминиевых комбинатов и покупателей оборудования глубокое понимание технологического процесса холодной прокатки не только помогает оптимизировать эффективность производства, но и позволяет принимать более обоснованные решения относительно выбора оборудования, контроля качества и управления затратами.
В данной статье будет проведен систематический анализ всего процесса линии холодной прокатки, от подготовки сырья до отгрузки готового рулона, что поможет читателям полностью понять основную логику и ключевые контрольные точки процесса холодной прокатки.
Технологический процесс холодной прокатки
Процесс холодной прокатки — это сложный многоступенчатый процесс, который превращает горячекатаные стальные рулоны (обычно сырье) в готовые холоднокатаные рулоны с превосходной точностью размеров, качеством поверхности и механическими свойствами.
Технологическая схема: Травление → Холодная прокатка → Отжиг → Шлифовка/выравнивание натяжения → Намотка
Каждый из этих процессов напрямую влияет на состояние поверхности, точность толщины и механические свойства конечного холоднокатаного рулона. Основные этапы процесса холодной прокатки будут рассмотрены ниже.
1. Сырье: горячекатаная рулонная сталь.
Состояние: Необработанная стальная рулонная сталь, обычно производимая на прокатных станах горячей прокатки.
Характеристики: Относительно толстая (например, от 2,0 до 8,0 мм), поверхность покрыта твердым, хрупким веществом, называемым окалиной оксида железа (или прокатным оксидом). Окалина оксида железа образуется в результате реакции железа с кислородом во время высокотемпературной прокатки.
Применение: Окалину оксида железа необходимо удалять, иначе она повредит поверхность холоднокатаного валка и снизит качество поверхности готовой стали.
2. Маринование
Почему травление имеет решающее значение?
Для удаления окалины и ржавчины, образовавшихся во время горячей прокатки.
Для повышения пластичности материала во время холодной прокатки.
Для обеспечения чистых и стабильных поверхностных условий для последующей прокатки.
Травленые рулоны имеют гладкую и чистую поверхность, что является основополагающим условием для производства высококачественных холоднокатаных рулонов.
Описание процесса:
Размотка и подготовка: Горячекатаные стальные рулоны разматываются, а концы обрезаются и свариваются для образования непрерывной полосы, обеспечивая непрерывную работу линии травления.
Травильные ванны: Полоса проходит через несколько емкостей, заполненных кислотой (обычно соляной кислотой). Кислота реагирует с окалиной оксида железа, растворяя и удаляя ее.
Промывка и сушка: После травления полоса должна быть тщательно промыта чистой водой или водой под высоким давлением для удаления остатков кислоты и солей железа, чтобы предотвратить вторичную коррозию, а затем высушена.
Продукт: Травленый рулон. Поверхность чистая, что делает его пригодным для холодной прокатки.
3. Холодная прокатка
Цель: Приложить огромное давление к стальной полосе при комнатной температуре (ниже температуры рекристаллизации) для уменьшения ее толщины до целевого размера (например, от 0,3 мм до 3,0 мм), одновременно улучшая качество поверхности, точность размеров и форму полосы.
Описание процесса:
Тип прокатного стана холодной прокатки: Обычно используется четырехвалковый или шестивалковый реверсивный стан (где полоса совершает возвратно-поступательное движение через стан) или пятивалковый непрерывный прокатный стан (высокоскоростная непрерывная прокатка).
Принцип прокатки: Рабочие валки непосредственно контактируют со стальной полосой и оказывают давление; опорные валки поддерживают рабочие валки, предотвращая их изгиб и деформацию.
Смазка и охлаждение: Во время прокатки непрерывно распыляется эмульсия (смесь воды и прокатного масла) для смазки валков и стальной полосы и отвода значительного тепла трения.
Результаты: Сталь подвергается упрочнению. Зерна вытягиваются вдоль направления прокатки, генерируя многочисленные дислокации и внутренние напряжения. Это повышает прочность и твердость стали, но значительно снижает ее пластичность, в результате чего получается полностью твердая рулонная сталь.
4. Очистка/обезжиривание
Цель: Тщательное удаление остатков прокатной эмульсии (прокатного масла) с поверхности рулона стали с твердой кромкой.
Значение: Если прокатное масло останется, оно разложится на сажу в процессе последующего высокотемпературного отжига, загрязняя поверхность стали и влияя на качество конечного продукта.
Описание процесса: Стальная полоса непрерывно очищается, промывается и сушится с использованием химических чистящих средств (таких как щелочные растворы) в сочетании с электролизом и щеткой.
5. Отжиг
Цель: Устранение внутренних напряжений, вызванных упрочнением при холодной прокатке, что позволяет деформированным зернам рекристаллизоваться, восстанавливая тем самым пластичность (ковкость) и ударную вязкость стали, а также корректируя ее механические свойства в соответствии с требованиями заказчика.
Описание процесса:
Температура отжига: Нагрев выше температуры рекристаллизации стали и выдержка в течение определенного времени.
Типы:
Парциальный отжиг (ПА): Стальные рулоны укладываются в стопки и медленно нагреваются и охлаждаются в защитной атмосфере (обычно водородно-азотной смеси). Длительный цикл, но отличные характеристики для некоторых марок стали (например, для стали глубокой вытяжки).
Непрерывный отжиг (НП): Полосная сталь непрерывно проходит на высокой скорости через длинную нагревательную печь, зону выдержки и зону охлаждения. Короткий цикл, высокая производительность и хорошая однородность продукции.
Защитная атмосфера: Для предотвращения окисления стали при высоких температурах необходимо использовать защитные газы (такие как азот и водород).
Результат: Сталь восстанавливает свою мягкость и обладает хорошими свойствами для глубокой вытяжки.
6. Закалочная прокатка
Назначение:
Улучшение формы полосы: Устранение дефектов неровности, таких как волнистые края и деформация, которые могут возникать в полосе во время отжига, что делает полосу более прямой.
Контроль шероховатости поверхности: Использование валков со специальной текстурой позволяет регулировать шероховатость поверхности стали для облегчения последующего нанесения покрытия (например, автомобильного листового металла).
Устранение плато текучести: Устранение текучести после отжига улучшает характеристики глубокой вытяжки стали.
Описание процесса: Процесс холодной прокатки с небольшим уменьшением толщины. Степень утонения очень мала (обычно от 0,4% до 3%), в основном для придания формы и изменения состояния поверхности, а не для уменьшения толщины.
7. Отделка и упаковка
Назначение: Обеспечение окончательной обработки и защиты продукции, гарантируя соответствие требованиям к готовой продукции и облегчая транспортировку.
Описание процесса:
Обрезка кромок: Обрезка кромок полосы для обеспечения точности ширины и аккуратности краев.
Электростатическая смазка: Нанесение тонкого слоя антикоррозионного масла на поверхность готовой полосы для предотвращения ржавления во время хранения и транспортировки.
Продольная резка: Разрезание больших рулонов на более мелкие в соответствии с заданными заказчиком шириной и весом (или длиной).
Контроль качества и упаковка: Строгий контроль качества поверхности и точности размеров, а затем окончательная упаковка для защиты от влаги и ударов.
Конечный продукт: основные преимущества высокоточных холоднокатаных рулонов
После завершения всего процесса холодной прокатки готовые рулоны обладают следующими преимуществами:
Превосходное качество поверхности: гладкая и чистая, низкий процент дефектов
Высокая точность размеров: равномерная толщина, стабильная форма
Широкое применение: автомобилестроение, корпуса бытовой техники, архитектурная отделка, промышленные компоненты и т. д.
Высококачественные холоднокатаные рулоны обеспечивают надежную гарантию для последующей глубокой переработки.
Вывод: Понимание процессов холодной прокатки повышает конкурентоспособность производства
Комплексное понимание процесса холодной прокатки не только помогает сталелитейным и алюминиевым заводам оптимизировать управление производством и улучшить качество продукции, но и помогает заказчикам и инженерно-техническим специалистам лучше оценивать решения по оборудованию и материалам.
От травления до получения готового рулона каждый процесс определяет конечную ценность холоднокатаной продукции. Научно обоснованный и стабильный процесс холодной прокатки является ключевой основой для достижения высокотехнологичного производства.
