冷轧窄带钢车间设计(design of cold narrow strip mill)

以热轧窄带钢为坯料，用冷轧方法生产厚度不大于4mm、宽度不大于600mm窄带钢的冷轧带钢车间设计。冷轧窄带钢可作为轻工、纺织、机电、农机、仪表、日用五金的原料，并可作为焊管、冷弯型钢，窄带钢镀(涂)层、捆带生产机组的坯料。冷轧窄带钢车间的设计原则和方法见轧钢厂设计。

设计规模和产品方案冷轧窄带钢车间装备水平不高，轧制速度低，使用卷重小，因而设计规模一般为0．2～5万t／a。主要品种为普通碳素钢带，优质碳素钢带和低合金高强度钢带，少数车间还生产合金钢带、不锈钢带和电工钢带。车间生产的品种和规格根据市场需要确定。一般冷轧窄带钢的厚度为0．15～4mm，宽度为5～600mm(多数小于250mm)。产品交货状态根据用户要求确定，按退火工艺可以分为光亮退火和黑退火；按带钢边缘状态可以分为切边和不切边；按材料硬度可以分为软态、半软态和硬态。普通碳素钢带多数以硬态交货，优质碳素钢带多数以退火状态交货，冷轧窄带钢多数以不切边状态交货。随着经济的发展，用户要求以软态和半软态交货的产品增多。

工艺流程根据生产的钢种、规格和用户对产品性能的要求进行选择。图1为冷轧窄带钢的一般生产工艺流程图。

(1)酸洗设备。有槽式、连续式、半连续式和推拉式四种。槽式酸洗是将整个钢卷浸沉在酸洗槽内进行酸洗，设备简单，但酸洗时间长，酸洗质量差，劳动条件恶劣，酸耗高，只用于产量很低的车间。连续式、半连续式和推拉式酸洗设备均是在一条连续作业线上完成钢卷的开卷、机械弯曲破鳞、酸洗、刷清洗、钝化(或干燥、涂油)和再卷取(或打卷)等工序的酸洗设备。连续式、半连续式和推拉式三种酸洗设备，酸洗质量好，生产能力大，酸耗低，酸槽密封性能好，一般均设有抽雾和酸雾处理设备，因而劳动条件好，得到广泛应用。酸洗介质有硫酸、盐酸、硝酸和混合酸(硫酸与盐酸)四种。盐酸、硫酸用于普通碳素钢带和电工钢带的酸洗，硝酸用于不锈钢带的酸洗，混合酸用于低合金钢带的酸洗。由于使用盐酸比使用硫酸的酸洗时间短，酸洗速度高，酸洗质量好，因而得到广泛采用。连续式盐酸酸洗的酸液浓度为5％～20％，温度为60～80℃。

(2)冷轧设备。有单机不可逆式、单机可逆式和连续式三种轧机。单机不可逆式轧机常用二辊或四辊式，轧制速度低(0．2～0．6m／s)，无调速装置，无张力控制，轧制质量差，卷重小(一般小于50kg)，仅用于产量很低的小冷轧车间。单机可逆式轧机多数为四辊轧机，也有六辊、十二辊和二十辊等多辊轧机，轧制速度较高(1～13．3m／s)，可调速轧制，有张力控制，有的轧机设有自动厚度控制，轧制质量好。可逆式轧机的缺点是在同一台轧机上完成从坯料到成品的各道次轧制，压下调节和加减速频繁，与连轧机相比，成材率和产量低。但投资省，适用于卷重较大(0．6～8t)，品种规格多、产量不太高的冷轧车间。多辊可逆式轧机适用于生产厚度较薄、精度要求高的不锈钢和高牌号电工钢带的冷轧车间。连续式轧机由2～6个机架组成，适用于品种、规格单一，产量高的碳素钢带冷轧车间。成品厚度为0．6～1．5mm的可采用三机架连轧机，成品厚度为0．2～1．2mm的可采用5～6机架连轧机。在规模大而且品种规格多的冷轧车间，可同时设置连轧机和可逆式轧机，或设置数套可逆式轧机。

(3)退火设备。冷轧窄带钢车间常用的退火设备有室式炉、隧道式炉、罩式炉和连续式退火机组四种。前两种炉一般以粉煤或块煤为燃料。钢卷放在钢制的罐内，加盖后装入炉内进行退火。由于罐内无保护气氛(氮气或氮氢混合气体)，退火后钢卷被氧化呈褐色，故俗称黑退火。如果在罐内钢卷的上部充填铁屑，再加盖密封，可以减少钢卷的氧化，故称半光亮退火。这两种炉退火质量差，劳动强度高，操作条件恶劣，煤耗高；但设备投资省。常用于表面质量要求不高，力学性能要求不严格的钢带冷轧车间。车间产量低的采用室式炉，车间产量大的采用隧道式炉。罩式炉一般用煤气或电来加热。钢卷装在炉台上，再扣上内罩和外罩进行退火。钢卷一般是在通有保护气体的内罩内退火，退火后带钢表面光亮，故称光亮退火。由于退火周期中，外罩与炉台设备的使用时间不同，炉台数要大于外罩数，外罩与炉台数量之比为1：2～3。具体数量取决于退火周期和采用的罩式炉结构形式。罩式炉退火质量好，退火制度调节方便，适于各种带钢的退火，而且罩式炉的座数可按车间不同阶段的规模分批建设，因而在有煤气或电力充足的车间得到广泛应用。冷轧窄带钢车间采用的连续退火机组为简易的卧式退火机组，炉子长度一般在30m内，机组速度小于10m／min，采用电加热，炉内通有保护气体，钢卷经开卷后与前一个钢卷的带尾焊接，再进入炉子连续退火。退火质量高，电耗比电热罩式退火炉低，一般用于产量不高的优质带钢冷轧车间。车间设计时可根据产品方案和交货状态选择一种或两种退火设备。

(4)平整设备。一般采用二辊或四辊式干式平整机，平整压下率为0．5％～2．0％。对生产带钢厚度较薄的冷轧车间，可采用前后带s辊的四辊式平整机。在建设资金受到限制，轧机生产能力又有富余的情况下，可用轧机兼作平整机。

(5)纵剪设备。主要用于轧制后带钢的切边和分条。有时在纵剪机组中增设检查台架和横剪，用于带钢的检查、切废、纵剪和分卷。纵剪有动力剪和拉力剪两种，动力剪的剪切精度高，剪切范围宽，装备水平高，但剪切速度较低，机组长，投资多。冷轧窄带钢车间多数采用拉力剪，以节省资金和减少占地面积。

车间组成和平面布置车间由主厂房内的酸洗跨间、轧机跨间(包括轧制及磨辊工序)、退火跨间、精整跨间(包括平整、剪切、检查、涂油、包装等工序)以及设置在主厂房附近的供酸、废酸、废乳化液处理站等辅助设施组成。车间平面布置一般采用平行跨或丁字跨两种形式，在受总图位置限制时，跨间也可采用分散布置。平行跨布置的优点是厂房结构简单、扩建时能向厂房两端延长，缺点是钢卷倒运次数较多，一般用于规模较小的车间。丁字跨布置工艺流程顺畅，适用于规模较大的车间。图2为冷轧窄带钢车间的平面布置图。