第四章轧钢生产工艺基本问题

1、第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章第四章 轧钢生产工艺的基本问题轧钢生产工艺的基本问题 第一节第一节 轧制产品简介轧制产品简介 第二节第二节 轧钢主要设备轧钢主要设备 第三节第三节 连轧技术简介连轧技术简介 第四节第四节 轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统及工艺流程 第五节第五节 轧制生产工艺过程的制定轧制生产工艺过程的制定 第四章轧钢生产工艺基本问题 第一节第一节 轧制产品简介轧制产品简介 1、轧制产品的分类、轧制产品的分类 根据轧材的断面形状的特征，分为型材、根据轧材的断面形状的特征，分为型材、 线材、板材、带材、管材和特殊类型等。线材、板材、带材、管材和特殊类型等。 根据加工方式，轧制产

2、品分为热轧材和根据加工方式，轧制产品分为热轧材和 冷轧材两大类。冷轧材两大类。 第四章轧钢生产工艺基本问题 型钢及分类型钢及分类 按断面形状分按断面形状分 按用途分按用途分 简单断面型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢简单断面型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢 等等 复杂断面型钢：槽钢、工字钢、钢轨等；复杂断面型钢：槽钢、工字钢、钢轨等； 常用型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽常用型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽 钢、工字钢等钢、工字钢等 特殊用途型钢：钢轨、钢板、球扁钢、窗特殊用途型钢：钢轨、钢板、球扁钢、窗 框钢等框钢等 按生产方法分：按生产方法分：轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢等。轧制型钢、弯曲型钢、焊接

3、型钢等。 型钢：全长具有一定断面形状和尺寸的型钢：全长具有一定断面形状和尺寸的实心实心钢材。钢材。 第四章轧钢生产工艺基本问题 板带钢及分类板带钢及分类 板带钢：是一种宽度与厚度比值板带钢：是一种宽度与厚度比值(BH值值)很大的很大的 扁平断面钢材，包括板片和带卷。扁平断面钢材，包括板片和带卷。 按制造方法分：热轧板带钢冷轧板带钢；按制造方法分：热轧板带钢冷轧板带钢； 按用途分：锅炉板、桥梁板、造船板、汽车板、镀按用途分：锅炉板、桥梁板、造船板、汽车板、镀 层板、电工钢板等。层板、电工钢板等。 按厚度分按厚度分 厚板：属于热轧钢板，厚厚板：属于热轧钢板，厚4500毫米或以上，毫米或以上， 一般

4、是成张供应。一般是成张供应。 薄板：薄板： 热轧、冷轧皆可生产薄板，厚热轧、冷轧皆可生产薄板，厚0.2 4 毫米。可剪成定尺长度供应，也可成卷供应。毫米。可剪成定尺长度供应，也可成卷供应。 极薄带材极薄带材(箔材箔材)：属于冷轧产品，一般厚度为：属于冷轧产品，一般厚度为 0.2 0.001毫米，常以带卷供应。毫米，常以带卷供应。 第四章轧钢生产工艺基本问题 钢管钢管 钢管：凡是全长为中空断面且长度与周长之比值钢管：凡是全长为中空断面且长度与周长之比值 较大的钢材称为钢管。较大的钢材称为钢管。 钢管的规格：用其外形尺寸钢管的规格：用其外形尺寸(外径或边长外径或边长)和壁厚和壁厚(或或 内径内径)

5、表示。表示。 钢管的断面形状：一般为圆形，也有方形、矩形、钢管的断面形状：一般为圆形，也有方形、矩形、 椭圆形等多种异型钢管及变断面钢管。椭圆形等多种异型钢管及变断面钢管。 按制造方法分：无缝钢管、焊接按制造方法分：无缝钢管、焊接(有缝有缝)钢管及冷轧钢管及冷轧 与冷拔钢管。与冷拔钢管。 第四章轧钢生产工艺基本问题 2、轧制产品的规格、轧制产品的规格 各种产品的规格大多是采用名称后面加上能够各种产品的规格大多是采用名称后面加上能够 反映产品几何特点的尺寸来描述。反映产品几何特点的尺寸来描述。 如圆钢如圆钢50表示直径为表示直径为50mm的圆钢，的圆钢， 扁钢扁钢10150表示厚为表示厚为10m

6、m、宽为、宽为150mm的的 扁钢。扁钢。 少数产品采用每米质量加其名称表示，如少数产品采用每米质量加其名称表示，如75kg 重轨。重轨。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第二节第二节 轧钢主要设备轧钢主要设备 一、轧钢生产与轧钢机械一、轧钢生产与轧钢机械 1、轧钢生产、轧钢生产 轧钢生产：将钢锭或钢坯轧制成钢材的轧钢生产：将钢锭或钢坯轧制成钢材的 生产环节。生产环节。 2、轧钢机械、轧钢机械 广义：用于轧制钢材生产工艺全部所需的主要广义：用于轧制钢材生产工艺全部所需的主要 和辅助工序成套机组称为轧钢机械。和辅助工序成套机组称为轧钢机械。 轧钢机械包括主要设备和辅助设备两大类。轧钢机械包括主要设备

7、和辅助设备两大类。 第四章轧钢生产工艺基本问题 主要设备主要设备 直接使轧件产生塑性变形的设备称直接使轧件产生塑性变形的设备称 为主要设备。一般又称为主机，主机由主机列为主要设备。一般又称为主机，主机由主机列 组成。组成。 辅助设备辅助设备 是指主机列以外的各种设备，它由是指主机列以外的各种设备，它由 用于完成一系列辅助工序所需要的机械设备组用于完成一系列辅助工序所需要的机械设备组 成。成。 第四章轧钢生产工艺基本问题 二、轧钢机的基本组成二、轧钢机的基本组成 主机列包括主电机、传动机构和一个或多个工作主机列包括主电机、传动机构和一个或多个工作 机座，如图。机座，如图。 主机的类型和特征标志着

8、整个轧钢车间的类型和特征！主机的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型和特征！ 轧钢机的传动机构包括：齿轮机座、减速机、轧钢机的传动机构包括：齿轮机座、减速机、 飞轮、联接轴、联轴节等部分。飞轮、联接轴、联轴节等部分。 第四章轧钢生产工艺基本问题 轧钢机的工作机座包括：轧钢机的工作机座包括： (1)机架，在其窗口内安装轧辊的轴承。机架，在其窗口内安装轧辊的轴承。 (2)轧辊，轧件在其间进行压缩。轧辊，轧件在其间进行压缩。 (3)轧辊轴承。轧辊轴承。 (4)轧辊调整机构，用来调整轧辊间的距离。轧辊调整机构，用来调整轧辊间的距离。 (5)导卫装置，用来保持轧件的进出口方向。导卫装置，用来保持轧件的进出

9、口方向。 (6)轨座，机架固定在轨座上，轨座固定在基础轨座，机架固定在轨座上，轨座固定在基础 上。上。 第四章轧钢生产工艺基本问题 轧辊的组成：由辊身、辊颈轧辊的组成：由辊身、辊颈 和辊头三部分组成。和辊头三部分组成。 辊身：是轧制轧件的部位。辊身：是轧制轧件的部位。 辊颈：位于辊身两侧，安装辊颈：位于辊身两侧，安装 在轴承中，是轧辊的支承部在轴承中，是轧辊的支承部 位位 并通过轴承座和压下装置并通过轴承座和压下装置 把轧制力传给机架。把轧制力传给机架。 辊头：与联接轴相连，用以辊头：与联接轴相连，用以 传递扭矩使轧辊旋转。传递扭矩使轧辊旋转。 第四章轧钢生产工艺基本问题 三、轧钢机的分类三、

10、轧钢机的分类 1、轧钢机按用途可分为、轧钢机按用途可分为 开坯轧机开坯轧机 型钢轧机型钢轧机 板带轧机板带轧机 钢管轧机钢管轧机 特殊轧机特殊轧机 第四章轧钢生产工艺基本问题 (1) 初轧机初轧机 将钢锭轧成半成品的轧机，即轧成方坯、扁坯将钢锭轧成半成品的轧机，即轧成方坯、扁坯 或板坯等。或板坯等。 初轧机以轧辊直径大小命名，例如：初轧机以轧辊直径大小命名，例如：1150初轧初轧 机，表示初轧机的轧辊直径为机，表示初轧机的轧辊直径为1150毫米。毫米。 (2) 型钢轧机型钢轧机 用于轧制型钢。用于轧制型钢。 型钢轧机一般用轧辊直径或齿轮机座中的人字型钢轧机一般用轧辊直径或齿轮机座中的人字 齿轮

11、的节圆直径来表示。齿轮的节圆直径来表示。 第四章轧钢生产工艺基本问题 (3) 板带钢轧机板带钢轧机 用于轧制板、带钢。用于轧制板、带钢。 板带钢轧机以轧辊的辊身长度来表示，辊身长板带钢轧机以轧辊的辊身长度来表示，辊身长 度决定了在该轧机上所轧板带钢的最大宽度。度决定了在该轧机上所轧板带钢的最大宽度。 例如：例如：1200板带钢轧机，表示该轧机轧辊的辊板带钢轧机，表示该轧机轧辊的辊 身长度是身长度是1200毫米，能轧最宽约为毫米，能轧最宽约为1000毫米的毫米的 板带钢。板带钢。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺基本问题 (4) 钢管轧机钢管轧机 用于轧制钢管。用于轧制钢管。 钢管

12、轧机以能轧钢管的最大外径来表示，例如：钢管轧机以能轧钢管的最大外径来表示，例如： 140轧管机组，表示能生产钢管的最大外径为轧管机组，表示能生产钢管的最大外径为 140毫米。毫米。 (5) 特种轧机特种轧机 轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等。轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等。 第四章轧钢生产工艺基本问题 2按轧辊的装配形式分类按轧辊的装配形式分类 (1) 水平式轧机水平式轧机 指轧辊水平放置的轧机。指轧辊水平放置的轧机。 (2) 立式轧机（立式轧辊的轧机）立式轧机（立式轧辊的轧机） 指轧辊垂直指轧辊垂直 放置的轧机。放置的轧机。 (3) 万能轧机万能轧机 在工作机座中既布置有水平辊又在

13、工作机座中既布置有水平辊又 布置有立辊的轧机。布置有立辊的轧机。 (4) 斜辊轧机斜辊轧机 轧辊倾斜放置的轧机。轧辊倾斜放置的轧机。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺基本问题 3、按轧钢机的排列方式分类、按轧钢机的排列方式分类 轧钢机的排列方式是依据生产产品及轧制工艺要求来轧钢机的排列方式是依据生产产品及轧制工艺要求来 确定的，机座排列的顺序和数量的多少，构成了不同确定的，机座排列的顺序和数量的多少，构成了不同 车间布局的特点。车间布局的特点。 根据轧钢机排列方式可分为：根据轧钢机排列方式可分为： (1) 单机架轧机单机架轧

14、机 轧件在仅有的一个机架中完成轧件在仅有的一个机架中完成 轧制。轧制。 (2) 横列式轧机横列式轧机 数个机架横向排列的轧机。该数个机架横向排列的轧机。该 轧机往往由一个电机驱动，轧件依次在各个机轧机往往由一个电机驱动，轧件依次在各个机 架中轧制一道或多道。架中轧制一道或多道。 (3) 纵列式轧机纵列式轧机 数个机架按轧制方向顺序排列，数个机架按轧制方向顺序排列， 轧件依次在各个机架中只轧制一道。轧件依次在各个机架中只轧制一道。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺基本问题 (4) 连续式轧机连续式轧机 数个机架按轧制方向顺序排列，轧件同时在各数个机架按轧制方向顺序排列，轧件同时在各

15、 个机架中轧制且使轧件在每一机架的秒流量体个机架中轧制且使轧件在每一机架的秒流量体 积维持不变。积维持不变。 (5) 半连续式轧机半连续式轧机 一般是指横列式和连续式的组合，但对半连续一般是指横列式和连续式的组合，但对半连续 板带钢轧机则是纵列式和连续式的组合。板带钢轧机则是纵列式和连续式的组合。 主机系列的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型及特点主机系列的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型及特点! ! 第四章轧钢生产工艺基本问题 四、轧钢辅助设备四、轧钢辅助设备 在轧钢生产中，除了轧制工序外，还需要一系列的辅助工序。在轧钢生产中，除了轧制工序外，还需要一系列的辅助工序。 例如：例如： 在大型

16、轧钢车间中，有表面清理、加热、轧制、锯切和矫正等工序。在大型轧钢车间中，有表面清理、加热、轧制、锯切和矫正等工序。 在冷轧带钢车间中，有酸洗、冷轧、电解清洗、退火、平整、横切、在冷轧带钢车间中，有酸洗、冷轧、电解清洗、退火、平整、横切、 纵切和表面镀层等工序。纵切和表面镀层等工序。 按作用分：切断设备、矫直设备、控制轧件尺寸与形状的按作用分：切断设备、矫直设备、控制轧件尺寸与形状的 设备、表面加工设备、改善组织性能设备、输送设备、包设备、表面加工设备、改善组织性能设备、输送设备、包 装设备等装设备等 第四章轧钢生产工艺基本问题 辅助设备数量大、种类多！辅助设备数量大、种类多！ 第四章轧钢生产工

17、艺基本问题 第三节第三节 连轧技术简介连轧技术简介 1、连轧概述、连轧概述 连续轧制简称连轧，它是一根轧件同时在几架连续轧制简称连轧，它是一根轧件同时在几架 顺序排列的轧机中进行轧制。顺序排列的轧机中进行轧制。 连轧在金属板带材生产中占有重要地位！连轧在金属板带材生产中占有重要地位！ 连轧和单机架轧制相比较，具有生产效率高、金属消连轧和单机架轧制相比较，具有生产效率高、金属消 耗少、产品质量高和成本低等优点。耗少、产品质量高和成本低等优点。 但连轧存在投资大、建设周期长及控制技术要求高等但连轧存在投资大、建设周期长及控制技术要求高等 问题。问题。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺

18、基本问题 二、连轧遵循的基本规律二、连轧遵循的基本规律 机架间秒流量相等机架间秒流量相等 连轧时，随着轧件断面的减连轧时，随着轧件断面的减 小，轧制速度递增。小，轧制速度递增。 连轧条件：轧件在轧制连轧条件：轧件在轧制 线上每一机架的秒流量线上每一机架的秒流量 保持不变，即为一个常保持不变，即为一个常 数。该常数称为连轧常数。该常数称为连轧常 数（数（mm3/s）。）。 第四章轧钢生产工艺基本问题 这个条件一破坏就会造成拉钢或堆钢，从而破这个条件一破坏就会造成拉钢或堆钢，从而破 坏了变形的平衡状态。坏了变形的平衡状态。 若若C前 前C后后，会产生堆钢；堆钢会导致薄带折叠， ，会产生堆钢；堆钢会

19、导致薄带折叠， 或引起其他设备事故。或引起其他设备事故。 若若C前 前C后后，会产生拉钢。拉钢会使轧件横断面 ，会产生拉钢。拉钢会使轧件横断面 收缩，严重时会造成轧件破断事故；收缩，严重时会造成轧件破断事故； 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四节第四节 轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统及工艺流程 第四章轧钢生产工艺基本问题 一、轧钢生产系统一、轧钢生产系统 轧钢生产系统：在组织生产时，根据原料来源、轧钢生产系统：在组织生产时，根据原料来源、 产品种类以及生产规模的不同，将初轧机或连产品种类以及生产规模的不同，将初轧机或连 续铸锭轧制与各种成品轧机配套设备组成各种续铸锭轧制与各种成品轧机配套设备

20、组成各种 轧钢生产系统。轧钢生产系统。 分类：分类： 按生产规模划分：有大型、中型及小型生产系按生产规模划分：有大型、中型及小型生产系 统；统； 按产品种类划分：有板带钢、型钢、钢管、合按产品种类划分：有板带钢、型钢、钢管、合 金钢及混合生产系统。金钢及混合生产系统。 第四章轧钢生产工艺基本问题 钢板生产系统钢板生产系统 组成钢板生产系统的基本轧机主要是板坯组成钢板生产系统的基本轧机主要是板坯 初轧机和成品钢板轧机。选择这类系统轧机的初轧机和成品钢板轧机。选择这类系统轧机的 依据是对产品的数量要求和品种规格的要求。依据是对产品的数量要求和品种规格的要求。 型钢生产系统型钢生产系统 组成型钢生产

21、系统的基本轧机主要是初轧组成型钢生产系统的基本轧机主要是初轧 机、中小型钢坯轧机和相应的各类成品型钢轧机、中小型钢坯轧机和相应的各类成品型钢轧 机。企业生产规模的大小和地区对产品品种规机。企业生产规模的大小和地区对产品品种规 格要求是选择和决定这类生产系统轧机组成的格要求是选择和决定这类生产系统轧机组成的 基本依据。基本依据。 第四章轧钢生产工艺基本问题 钢管生产系统钢管生产系统 组成这种系统的基本轧机是初轧机、管坯组成这种系统的基本轧机是初轧机、管坯 轧机和成品钢管轧机。依据钢管产量的大小和轧机和成品钢管轧机。依据钢管产量的大小和 规格多少的不同，确定初轧机的大小和坯轧机、规格多少的不同，确

22、定初轧机的大小和坯轧机、 成品轧机的型式。成品轧机的型式。 混合生产系统混合生产系统 包括生产型钢、钢板、钢管或其中任何两包括生产型钢、钢板、钢管或其中任何两 种轧制品的轧钢车间组成的轧钢生产系统称之种轧制品的轧钢车间组成的轧钢生产系统称之 混合生产系统。混合生产系统。 第四章轧钢生产工艺基本问题 各种轧钢生产系统组成示例见表各种轧钢生产系统组成示例见表6-3。 每一种生产系统的车间组成、轧机配置每一种生产系统的车间组成、轧机配置 及生产工艺过程各有千秋！及生产工艺过程各有千秋！ 第四章轧钢生产工艺基本问题 二、轧钢生产工艺过程二、轧钢生产工艺过程 由钢锭或钢还轧制成具有一定规格和性能的钢由钢

23、锭或钢还轧制成具有一定规格和性能的钢 材的一系列加工工序的组合，称为轧钢生产工材的一系列加工工序的组合，称为轧钢生产工 艺过程。艺过程。 合理的轧制生产工艺能够达到高产、优质和低合理的轧制生产工艺能够达到高产、优质和低 耗的目的。耗的目的。 从轧钢生产过程的各个阶段来看，可有轧制前从轧钢生产过程的各个阶段来看，可有轧制前 的准备、加热、轧制、精整及热处理等工序。的准备、加热、轧制、精整及热处理等工序。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第四章轧钢生产工艺基本问题 合金钢生产工艺过程的特点：合金钢生产工艺过程的特点： 工艺过程一般比较复杂。工艺过程一般比较复杂。 开坯生产和成品生产一般都采用分段开坯生

24、产和成品生产一般都采用分段 进行的生产方式；进行的生产方式； 在工序上比碳素钢多出了原料准备中在工序上比碳素钢多出了原料准备中 的退火、轧制后的热处理、酸洗等工序，的退火、轧制后的热处理、酸洗等工序， 以及在开坯中有时还要采用锻造来代替以及在开坯中有时还要采用锻造来代替 轧钢等。轧钢等。 第四章轧钢生产工艺基本问题 第五节第五节 轧制生产工艺过程的制定轧制生产工艺过程的制定 一、初轧生产与成品生产一、初轧生产与成品生产 1、初轧生产、初轧生产 定义：将钢锭轧成各种形状和尺寸的钢坯的定义：将钢锭轧成各种形状和尺寸的钢坯的 生产过程叫半成品生产，也叫开坯生产（初生产过程叫半成品生产，也叫开坯生产（

25、初 轧生产）。轧生产）。 作用：作用：通过初轧，可焊合铸态坯料中的疏松、气通过初轧，可焊合铸态坯料中的疏松、气 泡等缺陷，改变铸态组织，提高坯料内部质量；泡等缺陷，改变铸态组织，提高坯料内部质量； 按照后续工序的要求轧成具有一定形状和按照后续工序的要求轧成具有一定形状和 尺寸的初轧钢坯。尺寸的初轧钢坯。 第四章轧钢生产工艺基本问题 重重lt以上的大钢锭一般都在各类初轧机上开坯，以上的大钢锭一般都在各类初轧机上开坯， 而小钢锭可以在三辊开坯轧机而小钢锭可以在三辊开坯轧机(如如650轧机、轧机、500 轧机上轧机上)开坯。开坯。 第四章轧钢生产工艺基本问题 2、成品生产、成品生产 将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产过程叫成品生将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产过程叫成品生 产。产。 如型钢生产、钢管生产、钢板生产等都是成品生产。如型钢生产、钢管生产、钢板生产等都是成品生产。 在成品生产过程中，通常有两个轧制阶段：在成品生产过程中，通常有两个轧制阶段： 一是粗轧阶段，采取高温大压下量将钢坯迅速一是粗轧阶段，采取高温大压下量将钢坯迅速 轧成接近成品的毛坯；轧成接近成品的毛坯； 二是精轧阶段，以小变形量将毛坯轧成各种成二是精轧阶段，以小变形量将毛坯轧成各种成 品，从而得到良好的表面和精确的尺寸。品