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邯钢冷轧薄板工程施工技术总结

邯钢冷轧薄板工程

施
工
技
术
总
结

目 录

一、工程概况
二、主要技术参数与生产工艺流程
1、工艺技术参数
2、酸轧生产线工艺流程
三、酸洗线生产工艺
1、带钢酸洗的意义
2、氧化铁皮的产生与构成
3、酸洗工艺与检测控制
① 设备布置
② 酸洗介质选择
③ 酸洗原理与方法
四、轧机区生产工艺
1、轧机区设备介绍
① 设备布置
② CVC轧机简介
③ 轧机区检测仪表介绍
2、产品质量控制
① 质量控制目标
② 原料控制
③ 板带厚度控制
a、影响产品厚度的因素
b、产品厚度控制措施
④ 板带平直度控制
a、板形控制的目的与板形缺陷
b、影响带钢平直度的因素
c、板形控制措施
3、压下规程的制定
4、目前存在的主要问题与建议改进措施
五、酸轧生产线应用的主要新技术介绍
六、结束语

邯钢冷轧薄板工程
酸洗连轧线生产工艺简介

一、工程概况
邯钢130万吨冷轧薄板工程是国家“十五”规划中的重点建设项目之一，也是邯钢为调整自身产品结构、进一步发挥邯钢CSP的优势，开发高附加值的板材深加工产品，增强企业的竞争实力，以适应市场经济新变化而迈出的具有里程碑意义的重要一步。在整个冷轧工程中处于中心地位的酸洗连轧生产线，整体工艺技术从德国西马克·德马格（SMS—Demag）公司全套引进。其电气控制技术则采用具有高精度、低谐波的交流电机变频调速，全数字控制系统与多级计算机控制系统，并主要选用了具有世界先进水平的德国西门子（SIEMENS）公司的电气传动与控制装置，其控制精度高、动态响应快，并具有故障诊断和报警功能，调试维修也十分方便。在该生产线中，采用了一系列的新技术和新工艺，尤其是它的超浅槽紊流酸洗工艺和CVC+ 轧机的厚度与板形控制技术，都代表了当今世界冷轧生产工艺技术的前沿，具有二十世纪九十年代末期的国际先进水平。对我们而言，自上世纪七十年代建设武钢一米七冷轧工程以来，时隔二十多年，我们再建设一条类似的生产线，无论是其工艺技术，还是建设的复杂程度与先前都早已不可同日而语。认真地加以分析、比较和总结，对提高我们的施工水平将会大有帮助。结合工作实际，本人对该生产线的酸洗和连轧工艺作一个简单的介绍。
二、主要技术参数与生产工艺流程
2.1 工艺技术参数
表1 (原料与产品规格)：

厚 度
（mm）
宽 度
（mm）
钢 卷 直 径（ mm ）
最大卷重
（ t ）
最大外径
内 径
原 料
1.8 ~ 5.0
930 ~ 1680
Φ2050
Φ760
33.6
产 品
0.25 ~ 2.0
900 ~ 1665
Φ2000
Φ610
33.3

表2 (生产线速度)：

最大生产速度
加、减速度
穿带速度
甩尾速度
分卷速度
入 口 段
650 m/min
0.9 m/s2
60 m/min
120 m/min

工 艺 段
220 m/min
0.3 m/s2

切 边 段
240 m/min
0.33 m/s2
60 m/min

轧 机 段
1250 m/min

250 m/min

表3（活套存储能力）：

要求长度
（m）
有效长度
（m）
安装长度
（m）
活套车速度（m/min）
活套车移动距离（m）
入 口 活 套
466
504
546
125（max）
126
1# 出口活套

0（max）
115
2# 出口活套
259
287
316
125（max）
143.5

2.2 酸轧生产线的工艺流程如下：
上料 → 开卷 → 矫直 → 切头 → 焊接 → 1# 纠偏 → 1# 入口活套 → 2# 、3# 纠偏 → 拉弯破鳞 → 酸洗 → 漂洗 → 干燥 → 4# 纠偏 → 1# 出口活套 → 5# 、6# 纠偏 → 切边、检查 → 2# 出口活套 → 7# 、8# 纠偏→ 五连轧机 → 卷取 → 称重 → 打捆
流程示意图如下：

三、酸洗线生产工艺
3.1 带钢酸洗的意义
冷轧生产都是以热轧带钢为原料，而热轧带钢由于其在高温轧制过程中，大面积地与空气中的氧气接触，其表面不可避免地产生一层薄而致密且粘附牢固的坚硬氧化皮。这层氧化皮不仅增加了热轧产品的损耗，而且由于其包覆，也掩盖了热轧产品的一些表面质量缺陷。热轧成品卷在进行冷轧前，必须首先去除掉覆盖在带钢表面的氧化皮。如果不去除而是直接轧制，坚硬的氧化皮就有可能被压入到带钢的基体中去，而影响产品的使用性能，甚至造成废品。同时，坚硬的氧化皮还有可能在轧制过程中划伤价格昂贵的轧辊，缩短设备的使用寿命，造成生产成本的增加。
3.2 氧化铁皮的产生与构成
众所周知，铁是一种化学性质比较活泼的金属元素，在常温下都容易与空气中的氧气发生缓慢氧化反应，在高温下反应速度更快，生成Fe 2O3或Fe 3O 4。根据实验分析得知，铁在高温下的氧化过程是Fe → FeO → Fe 3O 4 → Fe 2O3 ，并且随着温度的升高，氧化速度也逐渐增大，在带钢表面就生成了一层薄而致密的Fe 2O3层。通过对金属组织结构的进一步研究分析表明，FeO是一种疏松而多孔的细结晶组织，各晶体组织间联系不够紧密，具有天然的孔隙，很容易被破坏掉。而Fe 2O3或Fe 3O4是一种致密无孔或裂纹的组织，组织间相互联系紧密，不容易被破坏掉。Fe 2O3层对空气中的氧有一种天然的屏障作用，可以阻挡氧原子向钢板里层扩散。
在高温下，仍然有部分氧原子可以穿过Fe 2O3层向里渗透，与铁原子结合。随着氧原子向带钢深层渗透能力的不断减弱，带钢内层的部分铁原子逐渐转变成FeO而非Fe 2O3或Fe 3O4。但FeO不够稳定，当热轧带钢卷在冷却过程中，部分FeO会分解，而转化成Fe 3O4和Fe（当温度为570℃时）。因此，带钢表面的氧化铁皮层实际上就包含了三部分，如图所示。最外层是Fe 2O3层，中间层是Fe 3O4（Fe 3O4占多数，Fe原子只占少数）层，最里层是FeO层。
根据实验测定，热轧带钢表面的氧化铁皮层厚度一般在7.5 ~ 15μm之间，最大不会超过20μm。其中最外层约占2%左右，中间层约占18%左右，而最里层最多，约占80%。
3.3 酸洗工艺与检测控制
3.3.1 设备布置
现代各冶金工厂的酸洗方法多种多样，各工厂都根据自己的生产工艺要求来选择不同的酸洗方法。邯钢冷轧酸洗线采用的是具有德国专利技术的全连续卧式浅槽紊流酸洗工艺，酸洗槽断面如下图所示（仅显示了槽体和内盖）。

酸洗槽与漂洗槽为一个整体，槽体都是用12mm厚的钢板做成，内衬4mm厚耐酸橡胶板，橡胶上再衬以耐酸砖。在酸洗槽与漂洗槽的上部外侧边缘有一个水封槽，生产时槽外盖就卡在水封槽里用来密封酸雾蒸汽。酸洗段共分三段，每段长度为30米，每段之间通过一个酸液回流室和一对挤干辊相互隔开，使各槽段酸液互不混杂。每段酸洗槽设置了4个槽盖（7.5m×4），由专用的液压提升机构驱动。每个槽盖均为双层，外盖由玻璃钢材料制成，盖在槽体上部外沿的水封槽上，主要起密封作用，防止酸雾逸出到车间而对人体造成危害。内盖套在外盖上，从德国进口，由PP材料制成，盖在酸洗槽内的耐酸砖衬上，底面浸没在酸液中，离槽底仅150mm，主要是密封酸液，同时也是形成紊流的一个工作界面。漂洗槽长约20米，共分为5个漂洗区段，每段之间用隔板隔开。沿着带钢的前进方向，隔板呈阶梯状分布，从第1区到第5区逐渐升高（每级隔板高度相差20mm）。紧靠第3段酸洗槽还有一个预漂洗段，带钢表面从酸洗槽带出来的大量残余酸液将首先在这里被清洗掉，这部分含酸废水因酸含量较大而被排走，不参与后面各区段的循环漂洗。漂洗槽共设置了8对挤干辊，所有挤干辊都有专门的换辊装置。与酸洗槽相比，漂洗槽较深，共有3个槽盖（6.7m×3），并且只有外盖而没有内盖。
为防止带钢在酸洗槽内酸洗不彻底，在酸洗槽前面专门设置了一台拉伸破鳞机（如下图所示），对带钢进行预破鳞。拉伸破磷机采用两弯一矫的冷弯和平直技术，最大张力35吨，最大延伸率3%。四个张力辊采用高张力和低张力两个驱动系统驱动，每个系统中由一台主传动电机和通过行星齿轮传动的延伸率控制电机驱动。采用该传动方式具有运行稳定、延伸率控制精度高等优点。通过带钢的反复来回弯曲，带钢表面上的部分氧化铁皮因被拉裂和挤压而脱落，从而达到了预破鳞的效果。带钢通过酸洗前的拉矫，不仅使氧化铁皮变得疏松、有裂纹，便于进一步酸洗，而且可以改善板形。因为带钢在通过拉伸破鳞机时，在一定的张力作用下，带钢的纵向纤维被拉伸，这样可以在一定程度上改善带钢的边部浪形，为下一步轧制创造了一个好的条件。
在酸洗槽后面设置了一台热风干燥机，漂洗完后的带钢进入热风干燥机进行干燥处理。热风干燥机共设置了2台风机，分为高压区和低压区。高压区设置了上下共4排不锈钢V型喷嘴，风机排风量9000m3/h，风压1000Pa，主要是吹掉带钢表面从漂洗槽带出来的液滴。低压区设置了上下共12排不锈钢V型喷嘴，风机排风量36000m3/h，风压360Pa，通过向带钢喷吹热空气，对带钢表面进行干燥。干燥机内设置了一台功率为600KW的热交换器，通过外网的饱和蒸汽（160 ~ 165℃）来加热里面的循环空气。从喷嘴喷出的热空气温度控制在120℃左右，最高不超过130℃，由温度传感器进行监控。蒸汽凝结水则回收到漂洗槽内，以供循环利用。
3.3.2 酸洗介质选择
对大多数连续卧式酸洗槽而言，人们往往采用盐酸来进行酸洗，这实际上也就是一种化学酸洗法，通过活泼性较强的酸与氧化铁皮之间的化学反应来去掉氧化皮。
上世纪六十年代以前，人们较多的是采用硫酸酸洗法。这是因为硫酸在常温下较稳定，不易挥发，运输贮藏也较方便，价格也便宜。而盐酸在常温下不够稳定，容易挥发，对人体和设备的腐蚀性较大，运输贮藏不太方便，价格也比硫酸高。但使用硫酸酸洗也有它的缺陷性，主要是酸洗板的表面质量不太好，废酸也不能被完全回收利用，尤其是使用硫酸酸洗时钢板的损耗较大。据统计，使用硫酸酸洗时，基铁的损耗量约为0.6% ~ 0.7%，而使用盐酸酸洗时，基铁的损耗量约为0.4% ~ 0.5%。以邯钢年产130万吨冷轧板计算，使用盐酸酸洗比用硫酸酸洗每年将少损失约2600吨钢板。人们之所以优先选择盐酸作为酸洗剂，就是因为盐酸对铁的溶解速度远低于它对氧化铁皮的溶解速度。而如果选择硫酸作为酸洗剂的话，那么情况就刚好相反。这也就是为什么用盐酸酸洗比用硫酸酸洗钢铁损耗低的缘故。
随着现代工业技术的不断发展，人们已经找到了盐酸废液的再生方法，废酸可以被再次完全回收利用，并可以得到工业价值较高的磁性铁粉，生产成本大大降低。尤其是用盐酸酸洗的带钢表面质量明显优于用硫酸酸洗的带钢，酸洗效率也已大幅度提高。因此，目前各生产厂已经把采用盐酸酸洗作为一种首选。
本生产机组的酸洗段就是采用盐酸作为酸洗剂，并建有配套的盐酸再生站。
3.3.3 酸洗原理与方法
3.3.3.1 酸洗原理介绍
氧化铁皮在酸洗槽内被除掉，实际上是通过以下三种途径来实现的，即化学溶解作用、机械剥离作用和氢的还原作用。
3.3.3.1.1 溶解作用
当带钢进入酸洗槽后，在流动盐酸的作用下，带钢上的氧化铁皮便开始与酸发生反应。FeO与Fe 2O3和Fe 3O4都是难溶于水的碱性氧化物，但却易溶于盐酸。反应过程如下：
FeO + 2HCI === Fe CI2 + H2O
Fe 2O3 + 6HCI === 2 Fe CI3 + 3H2O
Fe 3O4+ 8HCI === 2 Fe CI3 + Fe CI2 + 4H2O
其中，FeO与盐酸的反应速度最快，Fe 2O3和Fe 3O4与盐酸的反应速度较慢。这种方法实际上也就是通过盐酸对碱性金属氧化物的溶解作用来去除氧化皮的。
3.3.3.1.2 机械剥离作用
由于在氧化铁皮的里层还夹杂着部分铁原子，当表面的氧化铁被溶解后，盐酸溶液便会顺着一些细微的裂逢和孔隙渗透到里层，里面的铁原子（含基铁在内）也会与盐酸发生化学反应：
Fe + 2HCI === Fe CI2 + H2 ↑
反应产生的氢气大量汇集形成一定的内压力并从里面膨胀，促使氧化铁皮从基铁表面脱落下来。这种去除氧化皮的方法实际上也就是一种机械剥离作用。在酸洗过程中，这种机械剥离作用往往起着很大的作用。但是，从生产的角度讲，我们又不希望有过多的铁与盐酸发生反应，因为这样会造成铁与酸的大量损耗，不仅会增加生产成本，而且会因为过酸洗而造成带钢表面的质量缺陷，如凹坑等。更为严重的是，如果酸液里氢气含量过多，部分氢原子就会渗透到带钢里面去而造成氢脆，从而影响产品的加工性能和使用性能，这是生产过程中应该避免的。
3.3.3.1.3 还原作用
除了酸的溶解作用和机械剥离作用以外，在酸洗槽内同时还有另外一种化学反应在发生，在加快酸洗的进程。我们已经知道，因铁与酸反应而产生了大量的氢气。其中一部分氢原子相互结合成氢分子而逸出，另有一部分氢原子则依靠其自身的化学活泼性和强还原性，将高价铁的氧化物和溶液里的高价铁盐还原成为低价铁的氧化物和低价铁盐。其反应机理如下：
Fe 2O3 + 2［H］ === 2 FeO + H2O
Fe 3O4 + 2［H］ === 3 FeO + H2O
Fe CI3 +［H］ === FeCI2 + HCI
而生成的FeO是很容易被盐酸溶解掉的。通过这种方式又可以清除掉相当一部分氧化铁皮，同时还可以减少酸的消耗。
3.3.3.2 酸洗方法
3.3.3.2.1 酸洗段技术工艺参数
带钢酸洗质量的好坏与盐酸溶液的浓度、温度和酸在板带与酸洗液界面层间的扩散速度等因素直接相关。酸洗槽的每个槽段都有一个用玻璃钢制成的酸循环罐（30m3），并配备有各自单独的循环系统。各槽段的工艺参数控制如表4所示：
表4：
槽 段
长度
（m）
HCI含量
（克/升）
Fe离子
含量
（克/升）
HCI温度
（℃）
石墨换热器
（套）
循环泵
（台）
酸洗槽
Ⅰ段
30
30 ~ 40
120 ~ 130
75~85
3
4
Ⅱ段
30
80 ~ 100
80 ~ 90
75~85
2
3
Ⅲ段
30
160 ~ 180
10 ~ 30
75~85
2
3
漂洗槽
Ⅰ、Ⅱ段
20
10 ~ 20
3 ~ 5
40~80
无
7
Ⅲ、Ⅳ段
2 ~ 5
1 ~ 2
40~80
无
Ⅴ段

40~80
无

酸溶液的浓度越高，酸洗速度就越快，酸洗时间也就越短。刚开始酸洗时，每个酸洗槽内加的都是总酸度为200克/升（浓度约为18%）的新酸。由于带钢通过第一段酸槽时被洗掉的氧化铁皮最多，因而被消耗掉的酸也最多，相应地溶液中铁离子的浓度也就最大。随着盐酸浓度的不断下降，酸洗速度也逐渐减慢。当溶液中铁离子的含量超过了它在该温度下的溶解度时，有一部分铁盐将会结晶析出，沉积在带钢的表面上，成为酸液与氧化铁皮之间的隔离带，既影响了酸洗的效果，又污染了带钢。如果盐酸浓度过高，又容易形成FeCI2饱和溶液。同时，饱和溶液中的FeCI2很容易引起HCI的挥发，降低酸洗液的浓度，造成生产上不必要的浪费。
3.3.3.2.2 酸洗浓度与温度自动控制系统
为了保证最佳的酸洗效果，在1# 酸循环罐内设置了一套溶液电导率在线检测装置，以便对循环系统中的氢离子和铁离子浓度进行监控。在生产过程中，如果溶液电导率检测装置测得1# 酸循环罐内的铁离子浓度达到了预设定值，表明1# 酸洗槽内的酸液必须开始更新，否则会影响酸洗效果。这时，自动控制系统便开始启动，即1# 酸循环罐内的酸排出，通过废酸泵排往酸再生站。再生酸便通过管道首先流进3# 酸罐内，再从3# 酸罐流进2# 酸罐内，然后流进1# 酸罐内，通过不断置换直到达到设定的浓度为止。3个酸循环罐之间也是相互级联的。酸罐之间的酸液交换是通过安装在罐间管道上的气动阀门来控制，由自动控制系统根据测定的电导率与液位信号来给出阀门的开闭指令。
酸洗液温度的高低直接影响到带钢酸洗的效果。温度太高或太低，都不利于酸洗。温度太低，酸洗缓慢；温度太高，又会加快酸液的蒸发。所以，控制一个合适的酸洗温度是非常必要的。根据邯钢冷轧厂的生产实际，最佳酸洗温度控制在75℃ ~ 85℃之间。既能防止带钢欠酸洗，又能防止过酸洗。酸液温度的调节是通过安装在石墨换热器蒸汽管道上的温控阀来实现的。通过控制进入换热器的蒸汽流量来调节酸洗液的温度，由计算机控制系统自动调节。一旦槽内带钢出现断带现象或突然停车事故时，所有向槽内供酸管道上的切断阀将立即自动关闭，槽内液体在重力作用下3分钟内将排空，全部进入到酸循环罐内。此时，酸液只在酸泵与酸罐和部分管道之间的小范围内循环，以保持酸液适当的能量。
在酸洗槽每个槽段的入口和出口各设有一个大流量喷射梁，入口侧喷射梁上布置有1排共13个喷嘴，出口侧喷射梁上布置有2排共25个喷嘴，在槽体中部的两侧还交错布置有3个侧喷嘴。所有喷嘴都布置在带钢的上面。生产时，喷嘴的喷射压力为1.5bar ~ 3.5bar，这也是形成强紊流的一个必备条件。下表为生产过程中实际检测到的一些数据。
表5：
带钢
厚度(mm)
带钢
宽度(mm)
运行
速度m/min
1# 酸洗槽
2# 酸洗槽
3# 酸洗槽
酸洗温度(℃)
入口喷嘴压力(bar)
出口喷嘴压力(bar)
酸洗温度(℃)
入口喷嘴压力(bar)
出口喷嘴压力(bar)
酸洗温度(℃)
入口喷嘴压力(bar)
出口喷嘴压力(bar)
1.8~2.3
930 ~
1680
70
85
1.8
2.1
82
1.8
2.1
78
1.8
2.1
140
85
2.1
2.4
82
2.1
2.4
78
2.1
2.4
220
85
2.4
2.7
82
2.4
2.7
78
2.4
2.7
2.3~3.0
930 ~
1680
70
85
1.8
2.1
82
1.8
2.1
78
1.8
2.1
140
85
2.1
2.4
82
2.1
2.4
78
2.1
2.4
220
85
2.4
2.7
82
2.4
2.7
78
2.4
2.7
3.0~3.8
930 ~
1680
60
85
1.8
2.1
82
1.8
2.1
78
1.8
2.1
120
85
2.1
2.4
82
2.1
2.4
78
2.1
2.4
180
85
2.4
2.7
82
2.4
2.7
78
2.4
2.7
3.8~4.2
930 ~
1680
50
85
1.8
2.1
82
1.8
2.1
78
1.8
2.1
100
85
2.1
2.4
82
2.1
2.4
78
2.1
2.4
150
85
2.4
2.7
82
2.4
2.7
78
2.4
2.7
4.2~5.0
930 ~
1680
40
85
1.8
2.1
82
1.8
2.1
78
1.8
2.1
90
85
2.1
2.4
82
2.1
2.4
78
2.1
2.4
130
85
2.4
2.7
82
2.4
2.7
78
2.4
2.7

漂洗部分由五级漂洗和一个预漂洗组成，每级漂洗都有一个自循环系统，并且五级漂洗水逆板带的前进方向级联。漂洗水就利用车间的蒸汽凝结水，温度为40~80℃。为保证水源的洁净，在蒸汽凝结水总管上设置了电导率检测装置。在漂洗第4段还设置了PH值检测装置，漂洗水的PH值控制在6.5 ~ 7.5之间。废漂洗水由第1段的液位显示控制排放。

四、轧机区生产工艺
4.1 轧机区设备介绍
4.1.1设备布置
邯钢冷轧酸轧线F1 ~ F5机架全部采用的是 6辊CVC+ 串列式冷轧机，与连续酸洗线连接，构成酸洗冷轧联合机组。轧机单片牌坊重104吨，单片牌坊立柱横截面积约为5005 cm2。在轧机的出口配有双卷筒的卡伦赛（Carrousel）卷取机和带钢离线检查台。F1 ~ F5机架的压下全部采用液压AGC缸控制，该系统具有控制精度高，动态响应快，反应灵敏，没有滞后等优点。轧机的工作辊采用小直径辊（φ470~φ420），这样就可以通过较小的轧制压力来获得较大的压下量，从而可以减少轧机的动力能耗。每个机架
设置了2个液压AGC缸，由伺服阀控制。每个缸体上都安装了1个辊缝位置传感器（SONY磁尺），控制精度为±1μm。每个机架的最大轧制力为2500吨。整个机组技术由德国西马克·德马格公司提供。该公司的CVC技术是当前世界上最先进的冷轧技术之一，其设计理念是以板型控制为主，利用带“S”形辊型中间辊的轴向窜动，来实现辊缝形状的连续变化，以最终达到控制板形的目的。邯钢冷轧F1 ~ F5轧机除了中间辊具有轴向窜动、正负弯辊功能外，工作辊也具有正负弯辊功能。轧辊工作示意图如上所示。酸轧机组的设备配置和控制技术具有二十世纪九十年代末期的世界先进水平,机组具有很强的厚度和平直度控制能力。与其他冷轧技术相比，6辊CVC轧机可以更容易地控制带钢的边浪、中浪、1/4浪与复合浪等各种板形缺陷。
轧机控制系统由下列执行机构组成：
l F1 ~ F5机架的液压AGC缸
l F1 ~ F5机架的工作辊的正负弯辊
l F1 ~ F5机架的中间辊的正负弯辊
l F1 ~ F5机架中间辊轴向移动
l F5机架工作辊热凸度多区冷却控制
轧机生产工艺技术参数如表4、表5所示：
表6（轧辊技术参数）：

外 形 尺 寸
（ mm ）
每个辊径的最大弯辊力
最大窜辊量
（ mm ）
轴承类型
正弯辊
负弯辊
支 撑 辊
（略带CVC）
φ1400~φ1300×1780
无
无
无
滚动轴承
中 间 辊
（CVC辊）
φ560~φ510×2020
+650 KN
－450KN
±120
滚动轴承
工 作 辊
φ470~φ420×1780
+650 KN
－450KN
无
滚动轴承

表7（轧制工艺技术控制参数）：

F1轧机
F2轧机
F3轧机
F4轧机
F5轧机
最大张力（KN）
1

00
105
最大转速（m/min）

1250
最大轧制力矩（KNm）
93.3
82.6
59.2
46.1
44.3
齿轮传动比
2.667:1
2.346:1
1.688:1
1.303:1
1.273:1
主电机额定功率（KW）
44

400
4400

4.1.2 CVC 轧机简介
CVC (Continuously Variable Crown)轧机是在HC轧机的基础上发展起来的一种新型轧机，其关键技术是轧辊具有连续变化凸度的功能，能准确有效地使工作辊间空隙曲线与轧件板形曲线相匹配，减少带钢横断面的不均匀延伸，增大了轧机的适用范围，可获得良好的板形。其主要特点为：1）一次磨成的轧辊可代替多次磨成不同曲线的轧辊组。2）可提供连续变化的轧辊凸度，辊缝形状可无级调节，具有较宽而灵活的调节范围。3）板形控制能力较强。
CVC 的基本原理是将工作辊辊身沿轴线方向一半磨削成凸辊型，另一半磨削成凹辊型，整个辊身呈S型或花瓶式轧辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴向对称分别移动上下工作辊，以改变所组成的孔型，从而控制带钢的横断面形状而达到所要求的板形。
CVC轧机的作用与一般带凸度轧辊相同，但是凸度可通过轴向移动轧辊在最小和最大凸度值之间进行无级调节，再加上弯辊装置，可扩大板形调节范围。当轴向移动距离为±50 ~ ±150mm时，其辊缝变化可达400 ~ 500μm，再加上弯辊作用，调节量可达600μm左右，这是其它轧机无法达到的。
按轧辊的数目，CVC轧机可分为CVC二辊轧机、CVC四辊轧机和CVC六辊轧机三种。CVC四辊轧机的工作辊上带有S形曲线并可轴向移动，可传动工作辊或者支撑辊。而CVC六辊轧机的S形曲线一般在中间辊上，也可以在工作辊上，一般采用工作辊传动或中间辊传动。邯钢的冷轧的CVC六辊轧机就是中间辊为CVC辊，采用工作辊传动的方式。
CVC 轧机的工作原理如下：

(a) (b) (c)
CVC轧机的工作原理图
(a)正凸度控制；(b)中和凸度控制；(c)负凸度控制

邯钢冷连轧机组采用的是由德国西马克·德马格公司提供的CVC+ 技术，该技术是在原有CVC技术的基础上进行了优化和改进，是西马克·德马格公司目前最先进的冷轧专利技术。CVC+ 轧机是CVC轧机的改进型，相对于传统型的CVC技术，CVC+ 主要有以下几项优化和改进。即在CVC轧机的基础上主要增加了以下技术：1、优化了CVC曲线的工作区段，使S形辊型趋于平缓化（中间辊的最大直径与最小直径相差1.1488mm），以减小轧制中的轴向力，使辊系更加稳定；2、增加了CVC辊型曲线的高次方项，辊型曲线由3次方函数改进为5次方函数，使CVC曲线更趋实用，扩大了板形设定范围；3、在支撑辊上也磨削CVC补偿辊形，从而有效地减少了辊耗，减少了换辊次数； 4、开发了边降控制技术即EDC(Edge Drop Contron)技术，其基本原理是在工作辊辊身的端面挖空一段，以降低轧辊端面的刚度，再与工作辊的窜辊相配合，降低板带边部的变形压力，从而增强了对带钢边部厚度的控制能力。EDC技术适用于生产对边降要求严格的电工钢等。邯钢冷轧厂目前对于这项技术做了预留，以便将来发展。
4.1.3轧机区主要检测设备介绍
张力测量仪：共6套，F1机架前1套，F1 ~ F5机架后各1套
X射线测厚仪：共4套，F1机架前后各1套，F5机架后2套（1用1备）
激光测速仪：共3套，F1机架前后各1套，F5机架后1套
平直度测量仪：共1套，F5机架后1套
液压辊缝传感器：共10套，F1 ~ F5每个机架2套
光电焊缝检测仪：共1套，F1轧机入口1套
4.2 产品质量控制
4.2.1质量控制目标
冷轧产品最终是为用户服务,要满足不同用户的各种使用条件和要求。冷轧带钢生产技术总的发展方向就是要不断提高和完善产品的质量，主要也就是要提高带钢的厚度精度和平直度，这是衡量带钢产品质量的两个重要指标。
4.2.2原料控制
4.2.2.1 原料的化学成分
冷轧最终产品的质量并不仅仅取决于冷轧本身，而与它的上道工序炼钢、铸坯和热轧以与它的下道工序退火等都有直接关系。尤其在炼钢过程中，严格控制好钢水的化学成分是保证冷轧板质量的重要基础。钢水中的化学成分，特别是C、Si、Mn等元素的含量对产品的力学性能影响很大。而抗拉强度、屈服强度和延伸率决定着冷轧产品的使用性能，特别是薄板的成形性能。所以说，炼钢时严格控制好它的化学成分是保证生产出优质冷轧板的重要基础和前提。也可以这样说，控制好炼钢时钢水的化学成分对冷轧产品的质量起着决定性作用。具体要求见下表。
表8（冷轧对热轧原料的化学成分要求）：
钢 等 级
C（%）
Si（%）
Mn（%）
S（%）
P（%）
CQ(商用级)
≤0.06
≤0.034
≤0.30
≤0.015
≤0.021
DQ(深冲级)
≤0.045
≤0.034
≤0.25
≤0.010
≤0.017
DDQ(超深冲级)
≤0.045
≤0.03
≤0.22
≤0.008
≤0.015
DDQ（IF）(用于镀锌)
≤0.007
≤0.30
≤0.03
≤0.010
≤0.015
HSLA(高强度低合金钢)
≤0.1
≤0.50
≤1.4
≤0.025
≤0.025
HSS(高强度钢)
≤0.1
≤0.50
≤0.50
≤0.035
≤0.035

冷轧板生产对于CSP热轧卷的机械性能也有要求，主要是带钢的屈服强度和抗拉强度必须要能满足冷轧在大张力作用下的轧制，而不至于被拉断。对于生产CQ、DQ和DDQ级的冷轧板卷，要求CSP热轧卷的屈服强度和抗拉强度必须要能满足：σs =295~330 N/mm2 ，σb =350~390 N/mm2；而对于生产HSS和HSLA级的冷轧板卷，则要求CSP热轧卷的屈服强度和抗拉强度必须达到：
HSS： σs =310 N/mm2 ，σb =410 N/mm2
HSLA：σs =340 N/mm2 ，σb =490 N/mm2
4.2.2.2 原料的几何尺寸
邯钢冷轧厂的原料都来自CSP车间。当CSP的最终产品形成以后，带钢的横向断面形状缺陷和纵向厚度的不均匀性就已经确定。虽然经过冷连轧机的轧制，也不能完全改变，而只能在一定程度上减轻。即使冷轧机在轧制前对辊缝形状进行了预设定，但在轧制过程中，轧机辊缝并不能保持规定的几何形状，而是完全适应热轧带钢原有断面形状的变化。冷轧机组通过轧制只能改变来料的绝对断面形状，而无法改变它的相对断面。用户所要求的冷轧产品的断面形状和平直度在热轧过程中就已经形成了。如果在冷轧过程中试图改变带钢的相当断面，就必然会引起带钢平直度的变化。所以，要想提高冷轧产品的质量，就必须严格控制热轧产品的尺寸精度。
冷轧厂要求来自CSP车间的热轧卷必须控制好如下一些主要技术参数，否则无法进行正常轧制。具体要求是：
宽度公差：0 ~ 20 mm
长度超差：不超过8 m
镰刀弯：每2m长度上不超过4mm
凸度：最大50μm
平直度：最大220I单位
带头带尾厚度超差：最大为公称厚度的±10%，但不超过±0.4mm
热轧卷的卷取温度：610 ~ 670℃
4.2.3板带厚度控制
4.2.3.1影响产品厚度的因素
影响冷轧带钢厚度的因素很多，也很复杂，归纳起来，主要有以下几个方面的因素。
4.2.3.1.1 原料的影响
冷轧的原料如果宽度尺寸不均将会引起轧制力波动，从而引起辊缝形状的变化，影响轧件厚度。原料中的化学成分和组织不均匀，轧制温度的变化都会对轧件厚度产生重要影响。
4.2.3.1.2 轧机刚度的影响
众所周知，在轧制过程中，带钢受轧制力的作用会产生塑性变形，而轧机机座本身受轧制力的作用要产生弹性变形，轧机出口带钢厚度就是由轧机的弹性曲线和带钢的塑性曲线交点来确定的。轧机的弹塑性曲线就是轧机的弹性曲线和轧件的塑性曲线的总称，即P－H图，它是轧机厚度自动控制的理论基础。在轧制过程中，轧件的变形抗力通过轧辊轴承、压下装置等最后传给机架，从轧辊到机架这一系列部件都要产生一定的弹性变形，这些受力部件的弹性变形的总和，最终都使轧辊的辊缝增大，使轧出的轧件厚度大于实际设定的辊缝值，两者之差即辊缝增大量称为轧辊的弹跳，弹跳是由轧机的弹性变形引起的。轧机刚度的物理意义为轧机工作机座抵抗弹性变形的能力，即当轧机产生1mm弹性变形时所需要的轧制力大小，此力越大，则轧机的刚度越大。
P－H图可以较直观地分析坯料厚度H、轧件厚度h，轧制压力P，以与轧辊辊缝S0等参数的关系。在上图中，A为轧机弹性曲线，B为轧件的塑性曲线，其中tgα即为轧机的刚度系数，tgβ为轧件的塑性系数，A曲线和B曲线的交点h1即为出口厚度。利用P－H图可综合分析轧件与轧机间相互作用力和变形的关系，可形象地分析造成厚度偏差的各种原因与轧机的调整过程。例如：在轧制过程中，轧辊因为磨损使辊缝增大，从S0 增大到S0 +δS ，此时轧制力由P降低，出口厚度由h1增大为h2，在实际操作中，可通过移动压下来补偿实际辊缝的变化。
4.2.3.1.3 轧机辊系的稳定性对厚度的影响
邯钢冷轧的六辊五连轧机组在轧制过程中，为了维持轧机辊系的稳定性，工作辊、中间辊和支承辊的中心其实并不在一条直线上，而是存在一定量的偏移。
为了换辊的方便，轧机工作辊、中间辊和支承辊的轴承座与牌坊的门形框架间都存在一定量的间隙。在轧制过程中，工作辊与其轴承座如无固定的侧向力约束，将处于不稳定状态（即工作辊在轧制冲击力作用下，时而向入口侧移动，时而向出口侧移动）。工作辊的这种自由状态，会导致轧件厚度不均匀而降低轧制精度，同时也会使辊系之间的正常摩擦关系破坏而加剧轧辊的磨损，并使轴承承受反复冲击而降低其寿命。因此，为了保证轧制过程中轧机辊系的稳定性，就必须保证工作辊在轧制时对于支承辊的稳定位置，即让工作辊轴承始终承受一个方向不变的水平力。
保持工作辊稳定性的有效方法，是使两工作辊连心线相对于两支承辊连心线沿轧制方向有一个偏移量，或使两中间辊连心线相对于两支承辊连心线沿轧制方向有一个偏移量。偏移量的大小应使工作辊轴承反力T在轧制过程中恒大于零且力的作用方向不变。
邯钢冷轧六辊五机架轧机采用的传动形式为工作辊驱动，其实现辊系稳定采用的方法是：两中间辊连心线相对于两支承辊连心线沿轧制方向向出口侧有一个偏移量，偏移量e =5 mm。在每个单片牌坊的出口侧内侧面都设置有上下2个支撑辊轴承座压紧缸。轧制时，压紧缸将支撑辊轴承座紧紧地贴在牌坊入口侧内侧面的硬质滑动衬板上以消除侧面间隙。
4.2.3.1.4 轧制工艺对厚度的影响
冷轧时，轧制速度的变化、带钢前后张力的变化、摩擦系数的波动等都会引起带钢厚度的变化。
轧制速度的变化会影响摩擦系数和带钢的变形抗力，从而引起轧制压力和压下量的波动。如果变形速度增加，则金属的变形抗力相应增加，而摩擦系数减小，使轧制力减小，带钢的厚度就会发生变化。
张力有利于轧制更薄的产品，它主要是会对带钢的塑性产生影响。如果张力突然增大，带钢的塑性将会下降，相应地轧制压力也会降低，从而使带钢厚度减薄。
另外，轧辊的热膨胀和轧辊的磨损也会对带钢的厚度产生一定的影响。
4.2.3.2 产品厚度控制措施
4.2.3.2.1 连轧机各机架轧制速度控制与秒流量恒定原理
根据CSP来料的不同特征，对于同一个批次的热卷原料，计算机在将相关的技术参数输入进去后，再根据轧制模型确定各机架的压下分配量，并相应计算出各机架的轧制力和轧制力矩等轧制参数，然后依据金属秒流量恒定原理算出各机架的速度。邯钢冷轧各机架的速度值计算以工艺规定的F5机架最大轧制速度为依据。金属秒流量厚度自动控制的理论基础是轧机入口和出口金属体积秒流量恒定原理，它是串列式冷轧机最基本的控制技术，决定着冷轧板带的厚度精度。
根据邯钢CSP热轧板卷厚度的不规则性，也是为了将原料的厚度误差最大限度地在F1机架消除掉，邯钢冷轧引进了西门子公司的扩展秒流量厚度自动控制技术，这是西门子公司90年代开发的专利控制技术，具有当今世界领先水平。该项技术的应用使冷轧板带的厚度精度由传统的15μm左右提高到8μm以下。扩展秒流量控制原理就是把传统的秒流量恒定原理扩展到了轧机入口的张紧装置，将张紧装置作为‘零号机架’处理，以便最大程度地消除原料的厚度偏差。
实际上，在一定的轧制条件下，轧件的速度与轧辊的圆周速度并不相等。根据实验测定，在轧制过程中，轧件的出口速度要略高于轧辊的圆周速度，表明轧件与轧辊在出口处产生了相对滑动，称为前滑。前滑值通常为轧辊圆周速度的3% ~ 6%。而轧件的进口速度又要略低于轧辊的圆周速度，表明轧件与轧辊在进口处也产生了相对滑动，但与轧件在出口处产生的滑动方向相反，称为后滑。如图所示，转角α对应的区域是整个