型线2-1生产概述

2型钢生产,型钢生产发展概述型钢生产品种及特点型钢轧制工艺和轧机布置大、中型型钢生产新技术,2.1型钢生产发展概述,轧钢生产过程发展经历了一个漫长的过程。早在1516世纪就曾出现过用轧机轧制金属板的情况。1728年英国人在有两个刻成不同形状孔型轧辊的轧机中加工锻造棒材。1795年英国的托马斯取得了孔型轧制的另一个专利，在历史上标志着正式开始生产型钢。1853年罗登发明了三辊轧机。1857年约翰将三辊轧机用于棒材轧制和线材轧制。1869年出现了平立交替的连轧机，这是线棒材生产的一大进步。,直到20世纪的40年代末50年代初，由于电气控制技术的进步，无扭轧机又重新得到了发展。1958年4月美国投产的棒材轧机代表了当时的水平。1976年日本投产的轧机棒材，最大轧制速度12m/s。现代120-140m/s,保证105m/s。,2.2型钢生产品种及特点2.2.1分类,热轧型材品种繁多，断面几何形状及其尺寸差异很大，热轧型钢的品种与规格已多达1万多按照生产方式不同，型钢生产可以分为热轧型钢；冷轧、冷拔型钢；冷弯、热弯型钢；焊接型钢。按照产品断面几何形状及其用途来分，型材可以分成六类:1)方形、圆形、扁形、三角形等断面几何形状简单的钢材这些钢材大都用于机械制造、金属结构、桥梁建筑等部门，少量用作工具，线材则大部分用作拉拔加工的原料。,2)建筑用钢筋包括螺纹钢、竹节钢以及扭耳钢筋等。这些钢材大都用于钢筋混凝土中，用于建筑物的基础或柱架。要求这些钢筋具有高的强度与混凝土有良好的附着力。3）建筑结构用型钢包括工字钢、角钢、槽钢、Z字形钢等，主要用于建筑构件、桥梁制造和造船工业等。4）铁道用型钢如钢轨、鱼尾板、垫板等。主要用于铁路铺设和矿山、森林建设。,5）特殊用途的复杂断面型钢如用于工业建筑或民用建筑的窗框钢、水利建筑和码头建设用的钢板桩等。6)周期断面钢材所谓周期断面型钢其断面和尺寸沿轧材纵轴方向呈周期性变化，可根据断面情况分别用纵轧、斜轧、横轧或楔横轧的办法生产。如农用的犁铧钢、机械零件用的变断面轴等都是周期断面钢材。,2.2.2型钢生产特点,1、产品品种规格繁多2断面形状差异较大3.产品断面形状复杂4轧钢机布置型式及类别多样,1、产品品种规格繁多要求根据产品大纲合理选择坯料，正确设计孔型，周全安排生产计划，提高轧机专业时间，增加轧辊使用寿命。2断面形状差异较大断面形状上的差异，会给孔型设计和轧制生产带来许多困难，要求采取有效的技术措施。,3.产品断面形状复杂由于型钢断面形状复杂导致型钢生产发展缓慢。4轧钢机布置型式及类别多样横列式(包括一列、二列及多列)、顺列式、棋盘式、半连续式和连续式。就型钢轧钢机的种类来说，有二辊式、三辊式以及万能式轧机。,2.3型钢轧机种类及布置形式,2.3.1型钢轧机种类(1)按轧辊数分类型钢轧钢机的种类可按机架内的轧辊数分类。就型钢轧钢机的种类来说，有二辊式、三辊式以及万能式轧机。在机架内装入两个轧辊的称为二辊式轧机，装入三个轧辊的并在上、下孔型能进行轧制的称为三辊式轧机，以及用两个水平辊和两个立辊在宽厚两个方向能进行轧制的称为万能轧机。按型钢轧机轧辊数分类的型钢轧机种类和特征，示于表3l，各自的构造，如图3l、图32、图33所示。,(2)万能轧机万能轧机(如表31所示)具有各种特征，这里主要以生产宽缘工字钢为主的型钢轧制来具体说明一下万能轧机的特征。万能轧机具有下列的特征：,由于能自由调整由两个水平辊及两个立辊组成的四个轧辊间的缝隙，这样包括精轧机在内仅用三台轧机(粗轧机、轧边机及精轧机)就能完成带有数个孔型的数台轧钢机所担负的压下量。使用同样断面的原科及同样的轧辊，只改变压下制度就能轧制出不同厚度的产品。若用孔型形式变更产品厚度时，必须改换大部分轧辊，而用万能轧制方式时，仅变更道次的压下制度就可以了，因此它适用于宽缘工字钢等具有多种不同厚度的品种的轧制。,轧制宽缘工字钢时，腰和腿的压下方向与各轧辊的压下方向相同，因为这仅是单纯的压下，所以能有效地发挥作用。如果能保持两者的均衡，那么在设备强度及主电动机能力允许的条件下，可增加压下量。因此与孔型轧制方式相比较，道次数减少，原料的温降较少，从而能得到薄壁产品。对于万能轧钢方式来说，增加一定程度的腿宽是可能的，原料断面的凸缘腿宽同孔型方式相比为窄。因此，用相同辊径的初轧辊开坯出的断面相同的原料，用万能轧机能轧制出较宽腿的宽缘工字钢。,轧辊形状简单，磨损量少，并且修复容易，因此轧辊单位消耗量饺少。另外，如前所述，传动效率高，因此电力消耗也少。一般对于万能轧钢机，需要供给近似于产品形状的异形钢还。为此，各车间分别采用以下的方式：在初轧机上用异形孔直接轧成具有异形断面的钢坯；在初轧机上轧制成矩形断面钢还(板还、方还)，另外，再用开坯机将其轧成异形断面的钢坯；根据品种将这些方式适当地并用。,2.3.2型钢轧机布置型式,单机架、横列式(包括一列、二列及多列)、顺列式、棋盘式、半连续式和连续式。这些轧机布置的简图如图1-2所示。从这些轧机所采用的轧制方式和它们的轧制图表的特征来看，型钢轧机的布置型式实际上只有三种，即横列式、顺列式和连续式布置。棋盘式可以认为是为了缩短车间长度所采取的顺列式布置的一种变态；而半连续式则是连续式和其他型式布置的组合。,2.3.1横列式,横列式布置是当前型钢生产的主要布置方式，各类型材、线材和开坯生产均可选用。这类轧机布置的基本特点是：1）一般由一台或三台同步交流电动机同时传动数架轧机，因而同列轧机的转速相同，轧制速度基本一致,基本特点,2)横列式轧机一般都是采用穿梭轧制和活套轧制的方式，每架轧机上可以轧制若干道次，在电机能力及轧辊强度允许的条件下，可以实现交叉轧制或同时多条走钢，因而变形灵活，适应性强，品种范围宽广。不仅可以轧制简单断面型钢，也可生产各种复杂断面型钢。3)控制操作容易，技术要求也不复杂，因此横列式布置的轧机具有设备简单、投资少、上马快的优点。,横列式布置的轧机不足之处,l)同一机列轧机转速相同，轧制过程中轧制速度不能随轧件长度增加而提高。这样就限制了轧机产量和劳动生产率的提高。为了克服这一缺点采取了多列布置的方式，这样可以随轧件长度的增加而适当提高轧制速度。这对于生产断面比较细小、成品较长和散热比快的中小型钢材和线材生产是很有必要的。,2)横列式轧机受换辊条件和轧制道次的限制，一般采用开口机架和半闭口机架，轧辊则选用较大的L/D值，可达到3以上。这样就降低了轧机的刚性，影响了生产轻型薄壁钢材，也影响了轧制宽度较大的钢材生产。3)轧制过程中轧件横移次数较多，加之轧制速度不快，使轧制总的延续时间加长。这样使轧件在轧制过程中的温降加快，造成轧件头尾温差加大而使轧件在长度方向上尺寸不一致，并使轧机调整工作复杂化。,2.3.2顺列式,为了解决横列式布置中各列辊径与转速对各道断面变化的轧制条件不相适应的矛盾而出现了顺列式轧机布置(又叫跟踪式轧机布置)。这种布置形式按轧机之间轧件运行方向又可分成二类:即中心线平行布置与倾斜布置的二类,轧机呈顺列式布置的主要特征是,1)顺列式布置的轧机每架只轧一道，一般轧制道次等于机架数目。2)各轧机具有不同的轧制速度，也即可以随轧件长度的增加而提高各架轧机的轧制速度，因而此类轧机有较高的生产率。据有关资料报导，国外先进的大型型钢轧机采用有这种布置方式，轧机年产量可达到160万吨以上。,3)各架轧机之间不构成连轧关系，因为轧件轧出的长度随道次的增加而加大，故机架之间的距离也随轧件长度的增加而增加。所以一般这种布置方式只适用生产大中型钢材。4)因为每架只轧一道，轧机可以采用二辊闭口式机架，又不受轧制道次的限制，轧辊可以采取较小的L/D值，一般可在1.52.5的范围内。这样轧机的刚性增大。和横列式轧机相比，如辊径相同，轧制相同产品，可以提高产品的尺寸精确度，如轧制不同产品，则可以扩大产品范围。,5)出于各架之间互不干扰，易于实现轧制过程的机械化和自动化，轧制过程中既不构成连轧，也没有交叉、多条轧制的情况，因此，轧机调整工作亦大为减少。6)此类布置的主要缺点是：轧机数目较多、轧机之间的距离较大，比较分散，占有比较长的厂房，建厂投资较多。为解决这类问题，近来新建的大型顺列式布置的轧机前面采用可逆轧制的办法，以减少机架数目和节省厂房长度。,2.3.3连续式,轧机呈连续式布置是轧钢生产发展的方向。随着电气控制设备水平的提高和轧制技术的进步，连轧已越来越多的应用于轧钢生产。但在型钢生产中，由于复杂断面型钢变形条件复杂，不易掌握轧件在孔型中形状变化和尺寸变化的规律性，因而复杂断面型钢连轧技术发展缓慢，只在小型、线材和开坯生产得到较快的发展。到了近十几年，由于科学技术的进一步发展，才在一些先进工业国家(主要是美国，日本和苏联)掌握了复杂断面型钢的连轧技术，出现了复杂断面型钢(包括H型钢)连轧生产的新局面。,连续式布置的轧机的主要特征,1)每架轧机只轧一道，一般的轧制道次等于机架数目2)一根轧件同时在数架轧机上轧制，维持金属秒流量相等的原则，构成连轧关系。各架轧机轧制速度可调，轧件速度随轧制道次增加而提高。轧制节奏短，轧机具有很高的生产率。中型和小型型钢连轧机，年产量也可分别达到150万吨和120万吨。,3)轧制速度高，机架排列紧密，间隙时间短，轧制总延续时间少、因而轧制过程中轧件温降小，加之应用二辊闭口式机架，轧机刚性高，这样不仅可以减少轧件头尾温差，保证轧件长度方向上尺寸一致，提高轧制精度，而且能轧制轻型薄壁钢材。4)连续式布置的主要缺点是，轧机数目多，电气设备，机械设备要求复杂，调整、控制技术要求较高，因此建厂较慢，投资较大，再加上产量较高，生产品种比较单一。,2.4大中型钢生产,2.4.1大中型钢约300套，生产能力约1500万吨指大中型轧机生产的型材（1）方钢：一般边长为50200mm，主要用于制造各种机械设备与机械零件。大中型轧机轧制的方钢，若供小型轧机轧制小型材也称方坯。（2）圆钢：一般直径为50200mm，也主要用于机械制造工业。圆断面的钢材也可作为坯料供无缝钢管轧机轧制钢管或供钢球轧机轧制钢球。,（3）扁钢：一般厚度为1040mm，宽度为80240mm。除了用于机械制造外，多用于做薄板坯、带钢坯等。（4）工字钢：其规格为N0.1063，即高度为100630mm。广泛用于金属结构和建筑结构，作为梁、柱用。（5）槽钢：其规格为N0.840，即高度为80400mm。主要用于金属结构与车辆制造。,(6)角钢。有等边和不等边之分。等边角钢的规格一般为N0.1020，即角钢边长为100200mm。不等边角钢的规格一般为No.10/6.320/12.5。角钢主要应用于各种金属结构、桥梁和造船