3 轧制成型(2).ppt

3轧制成型 AnhuiUniversityofTechnology 2 五 轧钢生产 管材 四 轧钢生产 型材 三 轧钢生产 板带 二 轧钢生产工艺的基本问题 一 轧制理论基础 AnhuiUniversityofTechnology 3 二 轧钢生产工艺的基本问题 冶炼至轧制成材生产工艺流程 AnhuiUniversityofTechnology 4 1 钢材的分类 AnhuiUniversityofTechnology 5 AnhuiUniversityofTechnology 6 冷弯薄壁型钢 热轧型钢 压型钢板 AnhuiUniversityofTechnology 7 钢结构采用的钢材有 热轧钢板 热轧型钢 冷弯薄壁型钢 1 热轧钢板 宽度 厚度 长度 mm 2 热轧型钢 1 热轧角钢等肢角钢L肢宽 肢厚不等肢角钢L长肢宽 短肢宽 肢厚 2 钢材的规格 AnhuiUniversityofTechnology 8 2 热轧工字钢普通工字钢 I 和号数 代表截面高度厘米数 No10 即为100mm高 轻型工字钢 QI 和号数 代表截面高度厘米数 20号以上的工字钢 按腹板厚度同一号数又分a b c三类 3 热轧槽钢普通槽钢 和号数 No5 40 即高度为50 400mm 轻型槽钢 Q 和号数14号以上的槽钢 按腹板厚度同一号数又分a b c三类 AnhuiUniversityofTechnology 9 4 H型钢 高 宽 腹板厚 翼缘厚 分为宽翼缘H型钢 HK 窄翼缘H型钢 HZ 和H型钢桩 HU 三类宽翼缘H型钢 HW HM HN 用于轴压 压弯构件 型号以公称高度的毫米数表示 其后标注a b c H型钢可以剖分为T型钢供应 规格标记同H型钢 只是高度是H型钢的一半 AnhuiUniversityofTechnology 10 3 薄壁型钢用薄钢板经模压或弯曲而制成 壁厚一般为1 5 5mm 用作轻型屋面及墙面等构件 4 钢管无缝钢管和焊接钢管 外径 厚度 AnhuiUniversityofTechnology 11 3 轧钢机 轧钢机的组成 工作机座 原动机 传动机械轧辊组装轧辊用的机架 牌坊 齿轮座电动机中间接轴联轴节 AnhuiUniversityofTechnology 12 轧钢机按用途可分为开坯轧机 型钢轧机 板带轧机 钢管轧机和特殊轧机 如横轧机 轮箍轧机等 3 1轧钢机的分类 AnhuiUniversityofTechnology 13 AnhuiUniversityofTechnology 14 AnhuiUniversityofTechnology 15 AnhuiUniversityofTechnology 16 AnhuiUniversityofTechnology 17 AnhuiUniversityofTechnology 18 AnhuiUniversityofTechnology 19 根据轧辊在机座中的布置开式不同 轧钢机可分为下列五种开式 具有水平轧辊的轧机 具有立式轧辊的轧机 具有水平轧辊和立式轧辊的轧机 具有倾斜布置轧辊的轧机以及其它轧机 AnhuiUniversityofTechnology 20 AnhuiUniversityofTechnology 21 AnhuiUniversityofTechnology 22 AnhuiUniversityofTechnology 23 AnhuiUniversityofTechnology 24 AnhuiUniversityofTechnology 25 AnhuiUniversityofTechnology 26 按轧辊的数量分类 轧机有分为二辊式 三辊式 四辊式 多辊式及万能式轧钢机 二辊式轧钢机 也叫二重式轧机 又可分为可逆式与不可逆式两种 二辊不可逆式轧机的轧辊转动方向在轧制过程中是不变的 轧件在轧辊间只往一个方向通过 例如叠轧薄板轧机 其轧辊可以正反转 轧件可以来回轧制 这种轧机采用直流电机驱动 轧制钢锭的初轧机就是这种型式 三辊式轧机 也叫三重式轧机 轧辊转动方向固定不变 轧件从中下辊间轧过去 又从中下辊间轧过来 进行所谓的往复轧制 又称穿梭轧制 在这类轧机中有三个轧辊直径相同的型钢轧机 有上下辊径相同而中辊较细的三辊劳特式钢板轧机 四辊式轧钢机 也叫四重式轧机 其中间两个轧辊为工作辊 上下两个轧辊为支撑辊 工作辊直径比支撑辊直径小 四辊轧机有两种传动方式 一种是传动工作辊 支撑辊靠摩擦带动 另一种是传动支撑辊 工作辊靠摩擦带动 前者多用于热轧钢板和较厚的冷轧钢板生产 多辊式轧钢机 有六辊 八辊 十二辊 十四辊 十六辊 二十辊轧机等 用于轧制极薄带钢 此外还有行星式轧机 用于带钢 钢板生产 万能轧机 其特点是带有立轧辊 轧制时轧件可同时或先后进行上下及两侧方向的加工 万能式轧机可分成二辊式 三辊式和四辊式的 立轧辊安装在轧钢机的前边或后边 AnhuiUniversityofTechnology 27 二十辊轧机 四辊轧机 AnhuiUniversityofTechnology 28 AnhuiUniversityofTechnology 29 AnhuiUniversityofTechnology 30 AnhuiUniversityofTechnology 31 其它不同布置形式的轧机圆环及轮毂轧机 它的结构形式很多 圆环轧机用来轧制滚动轴承座圈 大齿轮齿圈及纺织工业用的环锭的毛坯 由于近些年来趋于使用整轧的车轮 所以轮箍轧机现已很少应用 车轮轧机 齿轮轧机 加热的圆形坯料在按照啮合齿形设计的两个轧辊间进行横轧 或者同时移近旋转的轧辊 或者由轧辊的纵向进给来进行坯料的轧制 AnhuiUniversityofTechnology 32 根据轧钢机布置形式可分为 单机架式 多机架顺列式 横列式 连续式 半连续式 串列往复式 布棋式等 AnhuiUniversityofTechnology 33 横列式轧机是我国中小型轧钢企业的主要设备 它主要用于生产各种型钢 线材窄热带和小钢坯等 它的主要特点是 一列轧机由一台电动机驱动 各架轧机的轧辊转速相同 不能随着轧件长度的增加而提高轧制速度 所以产量低 劳动生产率低 轧机结构一般为三辊式或二辊交替式 轧机操作方式多为穿梭轧制或活套轧制 每架轧机可以轧制若干道次 变形灵活 适应性强 产品品种范围较广 操作比较容易 轧机设备简单 投资少 建厂快 为了克服横列式轧机速度不能调节的缺点 出现了多列横列式轧机 常见的有二列横列式 三列横列式轧机等 AnhuiUniversityofTechnology 34 纵列式轧机按轧件轧制方向顺序排成一行 轧件在每架轧机上只轧一道 每架轧机单独传动 各架轧机具有不同的轧制速度 即轧辊的转速可以随轧件断面的减小或轧件长度的增加而增加 因而与横列式轧机相比 这种轧机具有间隙时间短 生产效率高 需用辅助设备少的优点 AnhuiUniversityofTechnology 35 常见的机架 牌坊 型式有开口式 闭口式及半闭口式三种 开口式机架由机架底座和上横梁组成 其优点是制造简单 装卸 换辊方便 其缺点是强度和刚度较低 轧辊辊跳值较大 由于型钢的品种规格繁多 型钢轧机 尤其是中小型轧机 大部分选用开口式轧机 闭口式机架为一整体铸件制成 优点是强度和闭口式机架为一整体铸件制成 刚度较高 辊跳值较小 其缺点是制造较困难 装卸 换辊不方便 轧制压力较大或对轧件尺寸要求较严的轧钢机常用闭口式机架 例如初轧机 钢板轧机 冷轧机等 半闭口式机架与机架盖之间用斜楔连接 开口式和闭口式两种机架的优点 装卸 换辊方便 制造容易 有较大的刚性 一般大中型型钢轧机多采用这种型式的机架 3 2机架 AnhuiUniversityofTechnology 36 AnhuiUniversityofTechnology 37 轧钢车间的机械设备 按其在生产中起的作用不同 可分为主要设备和辅助设备 凡用来使金属在旋转的轧辊中变形的那部分设备 通常称为主要设备 主要设备排列成的作业线称为轧钢机主机列 轧钢机主要设备由一个或数个主机列组成 主机列由主电机 轧机和传动机械三个部分组成 AnhuiUniversityofTechnology 38 4 轧钢生产工艺过程 轧钢生产的工艺过程是相当复杂的 尽管随着轧制产品质量要求的提高 品种范围的扩大以及新技术 新设备的应用 组成工艺过程的各个工序会有相应的变化 但整个轧钢生产工艺过程主要由以下几个基本工序组成 1 坯料准备包括表面缺陷的清理 表面氧化铁皮去除和坯料预先热处理等 坯料 钢锭 钢坯 连铸坯缺陷的清理 裂纹 结疤 表面气孔 皮下气泡 表面的 偏析 气泡 缩孔 疏松 内部裂纹 非金属夹杂 内部的 清理手段 火焰清理 电弧清理 风铲清理 砂轮研磨清理 AnhuiUniversityofTechnology 39 2 坯料加热是热轧生产工艺过程中的重要工序 加热的目的 是原料具有足够的塑性 减小变形抗力 改善金属内部组织 以便于后续轧制 需要注意控制 加热时间 加热速度 加热制度 加热缺陷的防止 氧化铁皮 过热 过烧 熔化 脱碳 加热不均匀 AnhuiUniversityofTechnology 40 4 精整是轧钢生产工艺过程中的最后一个工序 也是比较复杂的一个工序 它对产品的质量起着最终的保证作用 产品的技术要求不同 精整工序的内容也大不相同 精整工序通常又包括钢材的切断或卷取 轧后冷却 矫直 成品热处理 成品表面清理和各种涂色等许多具体工序 3 钢的轧制是整个轧钢生产工艺过程的核心 坯料通过轧制完成变形过程 轧制工序对产品的质量起着决定性作用 轧制产品的质量要求 包括产品的几何形状和尺寸精确度 内部组织和性能以及产品表面质量三个方面 制订轧制规程的任务是 在深入分析轧制过程特点的基础上 提出合理的工艺参数 达到上述质量要求并使轧机具有良好的技术经济指标 需要注意控制 开轧温度 终轧温度 变形程度 变形速度 AnhuiUniversityofTechnology 41 碳钢与低合金钢的一般生产工艺工程 合金钢的一般生产工艺工程 AnhuiUniversityofTechnology 42 五 轧钢生产 管材 四 轧钢生产 型材 三 轧钢生产 板带 二 轧钢生产工艺的基本问题 一 轧制理论基础 AnhuiUniversityofTechnology 43 三 轧钢生产 板 型 管 板带钢生产 板带钢 是宽度与厚度的比值很大的扁平断面钢材 B H可达10000 板材 剪切成定尺长度的扁平断面钢材 主要指标 厚度H 宽度B 长度L 成卷生产供应的为带钢或板卷 主要指标 厚度H 宽度B 重量G B 600mm为宽带材 B 600为窄带材 板带钢分类 按规格分 厚板 含中板及特厚板 薄板 含带钢 极薄带材 箔材 按用途分 造船板 锅炉板 桥梁板 压力容器板 汽车板 镀层板 电工钢板 深冲板 焊管坯 屋面板 航空结构钢板 复合板 耐蚀耐热钢板等按轧制方式分 剪边钢板 齐边钢板 AnhuiUniversityofTechnology 44 带钢车间生产工艺流程 板带产品技术要求 尺寸精确板形好 表面光洁性能高 AnhuiUniversityofTechnology 45 一 热轧厚板带钢生产 中厚板 优点 低速咬钢高速轧钢 具有咬入角大 压下量大 产量高 原料的适应性强 既可以轧制大钢锭也可以轧制板坯 缺点 二辊轧机的辊系刚度较差 钢板厚度公差大 中厚钢板轧机的命名 工作辊辊身长度命名轧机所能生产成品的最大宽度是轧机规格尺寸减去200 300mm 一般轧辊直径在800 1300mm 辊身长度可达5500mm 一 轧机型式中厚钢板轧机型式有 二辊式 三辊劳特式 四辊式 万能式 二辊式可逆轧机 AnhuiUniversityofTechnology 46 三辊劳特式轧机主传动示意图1 主电动机 2 飞轮 3 减速机 4 齿式联轴节 5 人字齿轮座 6 万向接轴 7 轧辊 三辊劳特式轧机 由上下两个大直径辊和中间一个小直径辊所组成 上下辊为主动辊 而中辊可升降 为从动辊 靠上下辊摩擦带动 AnhuiUniversityofTechnology 47 特点 轧制过程 由轧机的两个动作完成的 1 利用中辊升降和升降台实现轧件的往返轧制 2 利用上辊进行压下量调整 得到每道次的压下量 优点 设备投资少 建厂快 轧机辊系刚度比二辊可逆式轧机大 因而生产的钢板精度也高些 缺点 中辊直径小 从动 因而咬入能力较弱 轧机辊系的刚度还不够大 产品的产量和质量都差 适用范围 用于生产4 0 20mm中板 或者作为双机布置中的粗轧机使用 AnhuiUniversityofTechnology 48 四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图1 电动机 2 传动轴 3 接轴移出缸 4 接轴平衡装置 5 万向接轴 6 工作机座 四辊可逆式轧机 1 应用广泛 2 轧机刚度增强 3 可轧制各种规格的中厚板 产品精度好 板形好 AnhuiUniversityofTechnology 49 四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图1 电动机 2 传动轴 3 接轴移出缸 4 接轴平衡装置 5 万向接轴 6 工作机座 AnhuiUniversityofTechnology 50 万能式轧机 V H轧机的精轧机 万能式轧机轧制过程示意图 万能式轧机特点 1 立辊轧边一般在轧件厚比值 B H 60 70 才使用 薄板的B H较大 立辊轧边容易产生横向弯曲 2 轧辊直径大 轧制钢板宽 压力近万吨 轧机刚度高 轧制速度高 电机容量大 AnhuiUniversityofTechnology 51 中厚板轧机的布置 单机架布置 双机架布置 主要布置形式 半连续或连续式布置 单机架中厚板轧机 一个机架既是粗轧机 又是精轧机 采用单机架生产 只要按规程勤换辊 钢板表面质量是可以保证的 因此 有些新建厂因限于产量和投资 先采用单机架 预留第二架位置 将来扩建成双机架 三辊劳特式轧机 二辊式轧机 四辊式轧机 淘汰 改造 单机架 AnhuiUniversityofTechnology 52 双机架 双机架中厚钢板轧机一般呈纵列式布置 前一架为粗轧机 后一架为精轧机 优点 粗 精轧制道次分配合理 产量高 使进入精轧机的来料断面较均匀 质量好 粗轧可以独立生产 较灵活 AnhuiUniversityofTechnology 53 连续式或半连续式轧机是生产宽带钢的高效率轧机 可生产厚度为25mm的带钢及大部分中厚板 连续式中厚钢板轧机 用于大量生产薄而宽 品种单一的中厚板 不适合于多品种生产 因此 这种轧机未得到很快发展 半连续或连续式 AnhuiUniversityofTechnology 54 中厚钢板生产工艺 原料的种类 用于生产中厚钢板的原料有扁钢锭 初轧板坯 锻压坯 压铸坯和连铸板坯几种 原料尺寸的原则是 1 原料的厚度尺寸在保证钢板压缩比的前提下应尽可能小 2 原料的宽度尺寸应尽量大 使横轧操作容易 3 原料的长度应尽可能接近原料的最大允许长度 中厚钢板的钢种有 碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢 低合金钢 弹簧钢 高速工具钢及其他各种合金钢 不同材质的钢板的材质要求参照其相关标准来规定 1 坯料的选择 AnhuiUniversityofTechnology 55 加热炉的形式 连续式加热炉 室式加热炉 均热炉 步进式加热炉 推钢式加热炉 2 加热 AnhuiUniversityofTechnology 56 3 轧制 轧制过程主要是 除鳞 粗轧 精轧 除鳞的作用和方法除鳞的作用是 去除板坯表面的一次和二次氧化铁皮 高压水除鳞 立辊破鳞 高压水除鳞 粗轧 展宽轧制 粗轧阶段的主要任务 将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸 全纵轧法 综合轧制法 全横轧制法 角轧 纵轧法 展宽的方法 AnhuiUniversityofTechnology 57 全纵轧法 钢板的延伸方向与原料 钢锭或钢坯 纵轴方向相一致的轧制方法 适用范围 当原料的宽度稍大于或等于成品钢板的宽度时采用 特点 操作简单所以产量高 轧制钢锭时钢锭头部的缺陷不致扩展到钢板的全长上去 优点 轧件始终沿着一个方面延伸 使钢中偏析和夹杂等呈明显的带状分布 带来钢板组织和性能的各向异性 使横向性能 尤其是冲击性能 降低 全横轧法 钢板的延伸方向与原料的纵轴方向相垂直的轧制方法 适用范围 用于板坯长度大于或等于钢板宽度时 特点 如果用初轧板坯作原料 那么由于初轧时轧件的延伸方向与厚板轧制时的延伸方向相垂直 因而大大地改善钢板的各向异性 显著改善钢板的横向性能 因此全横轧法经常用于以初轧坯为原料的中厚板生产 但由于受到钢坯长度规格数量的限制 调整钢板宽度的灵活性小 AnhuiUniversityofTechnology 58 综合轧制法 横轧 纵轧法 首先纵轧1 4道次 平整板坯 成形轧制 再将板坯转90 进行横轧 将板坯宽度延伸至钢板所需宽度 展宽轧制 然后再转90 进行纵轧 延伸轧制 优点 板坯宽度不受钢板宽度的限制 比较灵活 轧件在横向有一定的延伸 改善了钢板的横向性能 缺点 轧件共有两次90 旋转 因此使产量有所降低 并易使钢板成桶形 增加切边损失 降低成材率 板坯横向延伸率还不大 横向性能仍然偏低 综合轧制法 全横轧法 AnhuiUniversityofTechnology 59 角轧 纵轧法 角轧法 将轧件纵轴 长边 与轧辊轴线成一定角度送入轧辊进行轧制的方法 操作方法 控制其送入角在15 45 范围内变化 每一对角线轧制1 2道后即更换到另一对角线进行轧制 角轧 优点 是可以改善咬入条件 减少咬入时产生的巨大冲击力 而且角轧时轧件和轧辊的接触宽度小于横轧 因而也使轧制压力减少 从而改善了板形 提高于产量 对于过窄的板坯采用角轧法可以防止轧件在导板上 横搁 角轧 纵轧法由于使轧件在纵 横两个方向上都得到变形 因而能改善轧件的各向异性 缺点 需要拨钢 因而使轧制周期延长 降低了产量 而且送入角及钢板形状难以控制 使切损增大 成材率降低 劳动强度大 操作复杂 难以实现自动化 适用范围 因此角轧 纵轧法只用在用钢锭作原料的三辊劳特式轧机上 AnhuiUniversityofTechnology 60 精轧 主要任务 板形 控制钢板厚度 表面质量和性能 AnhuiUniversityofTechnology 61 厚板轧制过程可分成三个阶段 1 第1阶段 成形轧制 为了除去板坯表面清理等凸凹不平的影响 得到正确的板坯厚度 提高后面展宽轧制的精度 首先将板坯在长度方向上轧制1 4道次 2 第2阶段 展宽轧制 为了得到既定的轧制宽度 将板坯转动90 沿成形轧制时的宽度方向进行轧制 3 第3阶段 精轧 再一次转动90 回到板坯的长度方向 轧制到要求的厚度 中厚板轧制过程 AnhuiUniversityofTechnology 62 轧制过程中的平面形状改变a 成形轧制后 b 展宽轧制后 轧制结束时的钢板平面形状a 展宽比小 长度方向轧制比大 b 展宽比大 长度方向轧制比小 AnhuiUniversityofTechnology 63 MAS轧制法 日本水岛平面形状控制系统MiznshimsAutomoticPlanViewPattenControlSystem 整形MAS轧制法 控制原理 通过对轧制结束时钢板平面形状的定量预测来预防不良形状的出现 得到接近于矩形的平面形状 轧板平面形状控制方法 控制策略 如 当预报的边部形状为凸形时 在成形轧制最后一道次的厚度调整中 要使板坯中心部分薄一些 AnhuiUniversityofTechnology 64 狗骨轧制法 DBR法 DogBoneRolling 特点 共同点 与MAS轧制法基本原理相同 即是在宽度方向变化延伸率改变断面形状 从而达到平面形状矩形化的目的 区别 在考虑DB量 即轧件前后端加厚部分的长度和压下的量 时 考虑了DB部分在压下时的宽展 AnhuiUniversityofTechnology 65 差厚展宽轧制法 AnhuiUniversityofTechnology 66 立辊轧制法 咬边返回轧制法 AnhuiUniversityofTechnology 67 留尾轧制法 异形形状控制轧制 AnhuiUniversityofTechnology 68 4 精整 中厚板精整工艺的组成 一般随着轧制钢种的不同而不同 我国目前中厚板精整工艺组成 基本上是两种类型 1 以生产碳素钢 低合金钢为一大类 这一类中厚板生产车间 其精整工艺通常由轧后冷却 热状态矫直 翻钢板 划线 剪切 修磨 标志 分类包装等组成 2 中级 高级合金钢的中厚板车间 除需具备上述必不可少的工艺外还需设有热处理 酸碱洗 探伤等工艺处理 AnhuiUniversityofTechnology 69 冷却方式自然冷却 自然冷却指轧制终了后钢材在冷床上自然空气冷却 强制冷却 当冷床面积较小 或对钢材的机械性能或内部组织有一定的要求时 可采用强制冷却 强制冷却方法有 喷雾冷却 喷水冷却 缓慢冷却 冷却缺陷及防止钢板瓢曲 钢板在冷却过程中 上下表面冷却不均匀造成收缩不一致而产生 处理方法 适当增加矫直机的压下量 反复矫直 瓢曲严重的报废 若数量较大 也可以采用常化炉加热后再矫直 组织缺陷 在终轧温度较高又采用慢速冷却时 易产生粗大的晶粒和混晶组织 粗细相混 冷却速度过快时又产生魏氏组织或表面产生马氏体等急冷组织 处理方法 控制冷却速度 采用完全退火或正火处理 细化晶粒 残余应力缺陷 钢板高温冷却时 因内外冷却速度不一致产生热应力与钢板在冷却过程中内外相变不一致而产生的相变应力相叠加后超过钢板的强度极限时产生 预防措施 严格控制临界冷却速度 防止相变应力 或采用堆冷缓冷工艺 波形 由于钢板热塑性好 冷床滑轨间距过大产生 预防措施 严格控制终冷温度和终矫温度 划伤 由于温度高 强度低 下表面易划伤 预防措施 控制钢板进入冷床的温度 根本措施是改变冷床结构 混号 AnhuiUniversityofTechnology 70 矫直的目的 保证钢板的平直度符合产品标准规定 矫直机的类型 中厚板的矫直设备可大致分为辊式矫直机和压力矫直机两种 矫直机a 辊式矫直机 b 压力矫直机 AnhuiUniversityofTechnology 71 划线的目的 为了将毛边钢板剪切或切割成合格的最大矩形 划线时应注意以下几点 1 对用扁钢锭轧制的钢板 一定要合理地划出头部缩孔部位的长度 以便切尽 一般要求划在帽沿线下50mm处 2 对有缺陷的部位 厚度不合格部位 要尽量让开 不得划入成品尺寸范围 3 正常情况下 两侧边的划线宽度应基本一致 4 要考虑温度的收缩量 5 划线应依钢板形状而调整 力求获得最高成材率 划线的方法 人工划线 小车划线和光标投射等 AnhuiUniversityofTechnology 72 剪切机的任务 切头 切尾 切边 剖分 定尺剪切及取样 中厚板生产中常用的剪切机形式有 斜刀片式剪切机 通称铡刀剪 斜刀片剪切机既适用于热状态也运用于冷状态钢板的剪切 对钢板厚度适应性强 40毫米以下的钢板均能剪切 圆盘式剪切机 常用来剪切钢板的侧边 也可用于钢板纵向剖分成窄条 园盘剪一般均要配有碎边机构 滚切式剪切机 滚切式剪切机是在斜刃铡刀剪的基础上 将上剪刃做成园弧型 有双边剪和定尺剪两种类型 滚切式剪切机优点 切边整齐 剪刃间隙自动调整 自动快速更换上下刀片 具有激光划线装置 剪切过程由计算机自动控制 AnhuiUniversityofTechnology 73 钢板标志的形式和内容 永久性的钢印 其钢印内容一般包括钢号 炉罐号 批号及专用印记 醒目的油漆喷印 其喷印内容一般包括钢号 炉罐号 批号 块号 生产单位和日期 检验标准号 钢板规格尺寸 商标及专用标志 如认可徽记等 涤纶标笺 近年来 有些中厚板厂为便于用户验收 在钢板侧边加贴涤纶标笺 得到推广 涤纶标笺上的内容包括钢号 批号和厚度 标志的位置 由钢锭直接轧制成的钢板 标志应在钢板的尾端 由钢坯制成的钢板 标志可在钢板的任意一端 标志应统一位置 建议钢印打在距钢板端部30 50mm 距左侧边100 300mm处 油漆喷印喷在距钢板端部50 100mm 距两侧边长度相等处为好 以便于用户验收 并规范化 钢板的质量检验内部组织检验 化学成分检验 力学性能和工艺性能检验 钢板的外形尺寸检验 钢板表面质量检验 钢板内部缺陷的无损探伤 AnhuiUniversityofTechnology 74 中厚板的常见缺陷 分层 这种缺陷重要是由于原料中有气泡 气囊 缩孔 夹杂 严重疏松和严重偏析存在 轧制时不能使其分离的部分得到焊合造成的 因此 这类缺陷通常在钢板截面出现平行于轧制面的分层或局部的缝隙 为保证钢板的质量 一般均用切除的方法消除分层缺陷 对用钢锭轧制的钢板 其头部应切除足够的量 气泡 这种缺陷在钢板表面为无规则地分布 在某些局部呈现圆形凸起 凸起的外缘比较圆滑 经过酸洗后在凸起部分发亮 气泡是因钢板内部有气体 该处在轧制后不能焊合而造成的 为了保证质量 一般采用切除的方法消除这种缺陷 表面夹杂 这种缺陷在钢板表面程明显的点状 块状和长条状分布 其颜色一般为红棕色 淡黄或灰白色 表面夹杂具有一定的深度 产生这种缺陷的原因除原料本身带有非金属夹杂物外 还与加热有关 加热时 炉顶或炉墙的耐火材料落到原料表面 轧制后压入表面 就产生表面夹杂 处理这类缺陷时 应根据面积的大小和深度 采取不同方法 对于小块或较浅的表面夹杂 一般用修磨的方法清理 对于大块或较深的 则采用切除的方法消除这种缺陷 AnhuiUniversityofTechnology 75 发纹 发纹是钢板表面上深度不大的发纹细纹 其长短和形状没有规律 其分布有时是断续的 有时是密集的 发纹在钢板的断面上有时呈现兰色 有时出现断续的灰白色发状小细纹 产生发纹的原因 较薄钢板出现发纹 主要是由于原料皮下气泡 在轧制时未焊合所造成的 较厚钢板出现的发纹除上述原因外 在兰脆区的温度范围内剪切 也是产生断面上发纹的原因 处理这类缺陷一般采用切除的方法 裂纹和裂缝 这类缺陷是钢板表面呈不规则形状的裂纹 其方向和部位 因纵横轧制的方法不同而异 单个裂缝可在任何部位产生 密集的裂纹 则多分布在钢板的边缘部位 如皱纹和鱼鳞状 原因 是由于原料中的气泡在轧制后的破裂和暴露 或是由于原料表面清理不彻底 或者是对钢板边缘产生的发纹处理不当等而产生的 在生产中常把带有这种缺陷的部位切除掉 结疤 造成这类缺陷的主要原因有 原料在清理时的深宽比不当 或表面毛刺没有清除掉 这类缺陷在钢板表面呈现连结的块状或片状 对于轻微的结疤可以采用修磨进行清理 对于较严重的结疤则应切除 AnhuiUniversityofTechnology 76 麻点 这种缺陷按照其特点与形成的原因 有两种情况 一是原料在加热时 燃料喷渍侵蚀表面 经过轧制以后 在钢板表面的局部呈黑色窝状的粗糙凹坑面 一般多为小块状或密集的麻面 故称为黑麻点 另一种是原料在加热时 由于氧化严重 在轧制是氧化铁皮全部或部分脱落 在钢板表面出现局部块状和连续的粗糙面 或者出现灰白色面凹坑 故称为光麻点 处理这类缺陷时 可采用轻微的修磨 严重的应采用切除的方法 预防的办法是控制好加热炉的温度波动与喷油量均匀以及高温氧化阶段的温度 氧化气氛和时间 并在轧制时加强除鳞 尽可能将原料表面氧化铁皮除尽 折叠 产生原因主要是操作不当 而使轧件刮框 或碰撞异物造成局部卷凸 或轧辊掉皮 造成周期性凸包 再经轧制而压合 形成折叠 另外 在对原料表面清理时 没有将其尖锐的棱角清除掉 或在清除时的深宽比不符合标准等 均会导致钢板表面局部形成双层金属折合 其外形与裂纹 缝 相似 对于这种缺陷 一般采用切除的方法处理 如果连续出现这种缺陷 则应查明并消除产生缺陷的因素再轧制 波浪形和瓢曲 这类缺陷是在冷却过程中产生的 在冷却过程中 钢板上 下表面及各部位冷却不均匀 造成收缩不一致而产生瓢曲 后又因终冷温度过低而难以矫平 厚度越厚的钢板在冷却过程中越容易产生瓢曲 另外 堆冷 缓冷的钢板也会出现波浪形和瓢曲 其原因是堆冷温度偏高 地面不平或长度 宽度方向摆放不当而造成的 这种缺陷经冷矫后可以得到纠正 AnhuiUniversityofTechnology 77 工艺过程主要包括原料选择及加热 轧制 冷却及卷取 精整 热轧生产工艺过程 二 热轧薄板带钢生产 AnhuiUniversityofTechnology 78 AnhuiUniversityofTechnology 79 1 原料及加热 原料 连铸坯 卷重大 提高轧机的产量和收得率 加热炉 与中厚板相似 但由于板坯长 炉子宽度较长 2 粗轧 任务 大幅度减小轧件的厚度 调整和控制宽度 清除一次氧化铁皮 中间带坯 设备组成 大立辊 二辊粗轧机 带小立辊的四辊轧机 辅助设备有工作辊道 侧导板 测温仪 测宽仪等布置形式 半连续式 粗轧机组由2架可逆式轧机组成全连续式 粗轧机组由6架轧机组成 每架轧制一道 全部为不可逆式 后两架可 也可不 实现连轧 3 4连续式 粗轧机组由一架可逆式轧机和三架不可逆式轧机所组成 最后两个机架用近距离布置使轧件形成连轧 AnhuiUniversityofTechnology 80 典型的全连续式粗轧机的布置 全连续式粗轧特点 粗轧机与精轧机的生产能力协调 粗轧快 设备投资大 厂房长 但可采用便宜的交流电动机 半全连续式粗轧特点 由一架不可逆二辊破磷机架和一架可逆式四辊轧机组成 生产成卷带钢和中厚板 生产灵活 品种范围广 设备投资少 但二辊破磷效果差 少用 AnhuiUniversityofTechnology 81 典型的3 4连续式粗轧机的布置a 可逆轧机在第二架 b 可逆轧机在第一架 3 4连续式粗轧机特点 机架数目较全连续式少 投资省 可改变粗轧的轧制道次 以实现与精轧机组生产能力的平衡 生产灵活性大 能适应多品种和不同规格产品的生产 粗轧机组轧出带坯的头尾温差较全连续式和半连续式小 可显著缩短轧制作业线的长度同时也减少了轧件的温降 但轧辊寿命比全连续式轧机粗轧机组的短 操作和维护较复杂和困难些 成品h 1 5mm 精轧轧制周期t 130s h 12 7mm 精轧轧制周期t 40s粗轧轧制均为35s AnhuiUniversityofTechnology 82 3 精轧 任务 控制成品的厚度精度 板形 表面质量和性能 主要设备组成 切头飞剪前辊道 切头飞剪侧导板 切头飞剪测速装置 边部加热器 切头飞剪及切头收集装置 精轧除鳞箱 精轧机前立辊轧机 精轧机 活套装置等精轧机进出口导板 精轧机除尘装置 精轧机换辊装置 测温仪 入出口 测宽仪 测厚仪 厚度自动控制系统 板形控制系统等 AnhuiUniversityofTechnology 83 精轧穿带速度 A 段 从F1至F7直至其头部到计时器设定点P点 0 50米 为止 保持恒定的穿带速度 B 段 从P点至进入卷取机为止 进行较低加速 C 段 前端进入卷取机卷上后 2 3圈 进行较高的加速 D 段 达到最高速度后 至带钢尾部离开减速开始机架Fi为止 维持最高速度 E 段 带钢尾端尚未出精轧机组之前 在第三架轧机上尾部抛钢时 提前减速到规定的速度进行抛钢 以防止带钢到达卷取机之前要使带钢停住时 若减速过急 则会在输出辊道上使带钢堆叠 同时防止带钢在辊道上产生漂浮 先开上面的冷却水管 F 段 带钢离开F7以后 立即将轧机转速回复到后续带钢的穿带速度 精轧机采取低速穿带 然后与卷取机同步升速进行高速轧制的办法以精确控制终轧温度 AnhuiUniversityofTechnology 84 精轧机速度图 AnhuiUniversityofTechnology 85 4 轧后的冷却及卷取 冷却方式 水幕冷却 高压喷水冷却 层流冷却 水压低流量大水流为层流 1 冷却方式 AnhuiUniversityofTechnology 86 层流冷却系统依据带钢钢种 规格 温度 速度等工艺参数的变化 对冷却的物理模型进行预设定 并对适应模型更新 从而控制冷却集管的开闭 调节冷却水量 实现带钢冷却温度的精确控制 层流冷却装置分为主冷却段和精调段 典型的层流冷却冷却方式有 前段冷却 后段冷却 均匀冷却和两段冷却 AnhuiUniversityofTechnology 87 功能 将精轧机组轧制的带钢以良好的卷形 紧紧地无擦伤地卷成钢卷 组成 入口侧导板 夹送辊 助卷辊 卷筒等设备组成 数量 一般2 3台就能满足生产要求 2 卷取机 AnhuiUniversityofTechnology 88 5 精整 热带钢生产精整作业线内容 平整 横切 纵切 分卷 酸洗等 平整的目的 改善钢板的板形和消除局部的厚度差 横切 纵切 切头切尾分卷 定额重量 易于卷取酸洗 除去热轧带钢表面的氧化皮 该氧化皮对冷轧工序有害 AnhuiUniversityofTechnology 89 叠板轧制示意图 叠板轧制工艺特点 1 单辊驱动的二辊不可逆轧机 设备简单 只传动下轧辊 上轧辊靠摩擦带动 2 动力设备是带飞轮的交流电动机 简单经济 3 无需配备齿轮机架与上轧辊的平衡装置 4 可轧制较薄的产品 可轧板厚 0 35mm 5 产品的废次品率高 6 轧制时需要回炉再加热或热辊轧制 不水冷 其它热轧薄板带钢生产工艺 AnhuiUniversityofTechnology 90 炉卷轧机 炉卷轧制工艺特点 1 轧制时温降小 可灵活生产 适合生产小批量多品种的产品 2 适合生产加工温度范围窄的特殊带钢 3 轧制的产品质量较差 表面氧化厉害和厚度公差大 4 能源消耗大 成本高 5 工艺操作复杂 自动化程度低 AnhuiUniversityofTechnology 91 热轧板带钢生产车间布置图 AnhuiUniversityofTechnology 92 厚度为0 1 3mm 甚至更薄 宽度为100 2000mm 甚至更薄 原料 产品规格 产品优点 热轧带钢或钢板 厚度小 精度高 表面质量高 性能高 三 冷轧板带钢生产 冷轧板带钢生产工艺极薄带材轧制涂镀层钢板生产 AnhuiUniversityofTechnology 93 冷轧的工艺特点 可生产厚度甚薄 尺寸公差严格的板带钢 加工温度低 轧制中产生程度不同的加工硬化 冷轧过程是冷轧与热处理相结合过程 冷轧 退火 轧 退火 采用工艺冷却与润滑的生产过程 张力轧制 AnhuiUniversityofTechnology 94 冷轧工艺介绍 AnhuiUniversityofTechnology 95 1 产生加工硬化 轧程 每两次软化退火之间完成的冷轧过程叫一个轧程 必需对钢进行软化退火 以降低变形抗力 改善塑性 金属变形抗力增大 轧制压力升高 金属的塑性降低 容易产生脆断 危害 消除方法 2 采用工艺润滑剂 作用 1 是减小金属的变形抗力 降低能耗 2 有降低轧件的变形热 冷却轧辊 提高轧辊的寿命 3 改善板形和表面状态 工艺润滑剂的种类 乳化液 动物与植物油脂 AnhuiUniversityofTechnology 96 3 采用大张力轧制 冷轧中张力的作用 1 防止带钢在轧制过程中跑偏 即保证正确对中轧制 张力纠偏的原理 采用张力轧制时 轧件内部产生张应力 如果轧件出现不均匀延伸 则轧件横向的张应力会发生相应变化 延伸大的一侧张应力减小 延伸减小 延伸小的一侧张应力增大 延伸增大 因此 通过 延伸不均 张应力分布改变 延伸不均减小 这一自动反馈控制过程 轧件横向延伸分布会趋于均匀 从而达到纠偏的目的 2 使带钢保持平直 改善板形 3 减轻轧件三向受压的应力状态 降低变形抗力 降低轧制力 减小轧辊弹性压扁 以利于轧制更薄产品 4 适当调整各架主电机负荷 AnhuiUniversityofTechnology 97 极薄带材轧制 1 工作辊与支撑辊直径之比可达1 10 而四辊轧机为1 5 2 由于工作辊的弹性压扁小 不经中间退火可用较少的道次轧制难变形金属及合金 可获得很薄的带材 3 多辊轧机具有精确装配的支持辊系 整体铸造的机架 特殊的辊型调整系统等 4 此外轧机的体积相对较小 设备重量轻 可减少车间面积 降低车间高度 减小吊车跨度与吨位 从而减少建厂投资 优点 多辊轧机与一般二辊 四辊式冷轧机相比 AnhuiUniversityofTechnology 98 极薄带材轧机工艺特点 采用多辊轧机冷轧极薄带材的工艺与一般的冷轧大致相同 但由于多辊轧机多用于冷轧不锈钢 硅钢 精密合金及高温合金等特种合金极薄带 所以其冷轧工艺又有其特点 首先多辊轧机轧制时 由于道次压下量大 对断带极为敏感且轧制过程中的穿带又较困难 为确保轧制过程的稳定 选用的坯料在长 宽方向均应有最小的厚差 较高的边缘质量 组织的各向同性以及物理一机械性能的均匀性 为确保带材的表面质量 在轧制前和轧制中间必须对带材表面进行清理 多辊轧机广泛使用硬质合金工作轧辊 大大减小工作辊的弹性压扁 采用小直径工作轧辊轧制的又一工艺特点 保证工作辊有较好的刚度 就是使用高的单位张力和总张力 以及好的工艺润滑和冷却 多辊轧机轧制时大多采用低粘度的矿物油和乳化液 AnhuiUniversityofTechnology 99 连续热镀锌板生产 钢板经过表面净化处理呈现出纯铁表面后 浸入锌液中便开始了锌铁之间的扩散 并形成了铁锌合金层 钢板离开锌锅后 带钢表面带出的锌液冷凝后即为纯锌层 锌花层 主要工序 镀前处理 热浸镀锌 镀后处理 原板 热浸镀锌 镀前处理 成品 镀后处理 AnhuiUniversityofTechnology 100 彩色镀铝锌钢板的生产工艺流程 彩色涂层钢板结构 构成 基材 镀层 化学转化膜和有机涂层 彩色涂层钢板生产 AnhuiUniversityofTechnology 101 彩色涂层钢板是以冷轧钢板和镀锌钢板为基板 经过表面预处理 脱脂 清洗 化学转化处理 以连续的方法涂上涂料 辊涂法 经过烘烤和冷却而制成的产品 彩色涂层钢板板材色彩鲜艳 既具有钢板的强度和加工性 又具有漆膜良好的耐腐蚀性和柔韧性 因此广泛应用于建筑业 家电行业 电子工业行业等 耐用 特薄 美观 易加工 施工方便 常见的二涂二烘型连续彩色涂层机组工艺流程见下图所示 其主要生产工序为 开卷 预处理 涂敷 烘烤 后处理 卷取 彩涂工艺流程 AnhuiUniversityofTechnology 102 AnhuiUniversityofTechnology 103 四 轧钢生产 板 型 管 型材生产型材轧制主要用于各种型钢生产 大多数有色金属型材主要采用挤压 拉拔的方法生产 型钢的轧制方法 在轧辊上加工出轧槽 把两个或两个以上轧辊的轧槽对应装配起来 形成孔型 轧制时 轧件通过一系列孔型 一般断面积由大变小 长度由短变长 以达到所要求的形状和尺寸 型钢车间 大型 中型 小型 型材生产的特点 1 总的延伸率大 轧件温降快 头尾温差大 轧制速度高 2 机架多 分工细 产品比较单一 轧机专业程度高 3 高速无扭转轧机具有特殊的孔型系统 AnhuiUniversityofTechnology 104 角钢 蝶式孔型 槽钢 蝶式孔型 工字钢 倾斜式孔型 典型型钢孔型系统 AnhuiUniversityofTechnology 105 37kg m 钢轨的轧机轧辊孔型设置图及轧制顺序 AnhuiUniversityofTechnology 106 AnhuiUniversityofTechnology 107 型钢轧机布置 AnhuiUniversityofTechnology 108 热轧型钢生产工艺 坯料 大方坯 小方坯 板坯 异型钢坯 钢锭加热炉 几乎都是连续式加热炉 推钢式 步进式 加热要点 保证轧制温度条件下 尽量高效 均匀加热 氧化铁皮少且易于剥落 轧机及轧制特点 轧机 二辊式 或可逆 普通三辊式 复二重式 水平 垂直式 万能式轧制 因断面形状复杂 故一边变形时 一边断面缩小 即孔型轧制法 H型钢采用万能轧机轧制 精整 散卷冷却 斯太尔摩冷却线 成卷冷却 复二重式 AnhuiUniversityofTechnology 109 热轧型钢生产工艺 AnhuiUniversityofTechnology 110 冷弯型钢生产工艺 设备 冷弯成型机 一般有3 20机架 成型方式 冷拔弯曲成型 压力机弯曲 辊式连续弯曲 冷弯型钢生产工艺 AnhuiUniversityofTechnology 111 AnhuiUniversityofTechnology 112 线材产量占钢材产量7 8 其直径一般为5 22mm 异型断面线材 直径4 6 50mm 盘重达3000Kg 发展趋势 高速 连续 大盘重 高产量 高精度 发展概况四十年代 采用横列式轧机 人工喂钢 V 10m s 盘重80 90kg 五十年代 采用半连续式 连续式 横列式 15m s 盘重125kg 连续式V 35m s 盘重300 350kg 六十年代 采用Y型轧机 V 60m s 七十年代以来 摩根45度无扭轧机 轧制速度大于100米 秒 盘重1吨以上 其精轧机座各机座互成90度 不用翻钢 采用碳化钨轧辊以及油膜轴承 由于其高的产品质量以及生产率 高线轧机成为线材轧制的主流机型 线材生产 AnhuiUniversityofTechnology 113 线材生产特点 坯料 初轧坯 连铸坯加热特点 在保证坯料质量的基础上 加热温度尽量高些 轧机及轧制特点 轧机 二辊 三辊 复二重式 水平 垂直式 Y型 45 轧制 小辊径 高速度 机架多 分工细 高速无扭 Y型 45 精整 散卷冷却 斯太尔摩冷却线 成卷冷却 复二重式 AnhuiUniversityofTechnology 114 Y型轧机45 轧机典型线材孔型系统 AnhuiUniversityofTechnology 115 线材吐丝与控冷工艺 AnhuiUniversityofTechnology 116 五 轧钢生产 板 型 管 无缝钢管生产流程 管材占8 15 又可分为无缝管与焊管 大多为圆形断面 用于水煤气输送 油井管 锅炉 国防军工用无缝管 此外还有少量的斜轧 横轧 楔横轧等特种轧制产品 生产机械零件毛坯 齿轮 丝杆 钢球及轴类零件 少切削 无切削零件 AnhuiUniversityofTechnology 117 在由两个同向旋转且辊轴交叉倾斜的轧辊 两块导板 或导盘 以及顶头构成的孔型中把实心管坯穿轧成空心毛管的工序 见管坯穿孔 1884年由德国曼内斯曼 R M Mannesmann 兄弟发明 他们在锻道圆坯的实践中发现 圆坯在边旋转边压缩的过程中 中心会出现破裂 形成不规则的小孔 孔腔 cavity 由此得到启发 设想用二辊斜轧法来生产无缝管 开始采取无顶头斜轧 获得的管子内孔很小且很粗糙 不能应用 后来改为加顶头斜轧获得了成功 后人又对导向工具 轧辊形状和数量等做了改进 相继出现了带导盘的二辊斜轧穿孔 三辊斜轧穿孔 菌式穿孔机穿孔以及盘式穿孔机穿孔