2026年轧钢高级工理论知识题及答案

2026年轧钢高级工理论知识题及答案1.简述热轧带钢轧制过程中，影响轧制力的主要因素及各因素对轧制力的具体影响规律。答：影响轧制力的主要因素包括：（1）变形抗力：随轧件温度升高，变形抗力降低，轧制力减小；随应变速率（轧制速度）增加，变形抗力升高，轧制力增大；随变形程度（压下率）增加，变形抗力先增后稳，轧制力相应增大。（2）轧件尺寸：轧件宽度增加，接触面积增大，轧制力增大；轧件入口厚度与出口厚度的差值（压下量）增大，接触弧长增加，轧制力增大。（3）轧辊参数：轧辊直径增大，接触弧长增加，轧制力增大；轧辊表面粗糙度增大，摩擦系数升高，轧制力增大。（4）摩擦条件：采用润滑时摩擦系数降低，轧制力减小；高温下氧化铁皮的存在可能改变摩擦状态，间接影响轧制力。2.某轧机轧制Q345B钢板，来料厚度40mm，宽度1500mm，终轧厚度8mm，轧制速度4.5m/s，轧辊直径800mm，轧件平均变形温度950℃，平均变形抗力取120MPa，摩擦系数0.3，试用BlandFordHard公式计算轧制力（忽略弹性压扁，接触弧长公式l=√[RΔh]，Δh=Hh）。答：首先计算压下量Δh=408=32mm；接触弧长l=√(RΔh)=√(800×32)=√25600=160mm=0.16m；轧件平均宽度B=1500mm=1.5m；根据BlandFordHard公式，轧制力P=K×B×l×Qp，其中K为平均变形抗力（120MPa），Qp为应力状态系数。当摩擦系数μ=0.3时，Qp≈1+μl/(h平均)，h平均=(H+h)/2=(40+8)/2=24mm=0.024m，μl/h平均=0.3×0.16/0.024=2，因此Qp≈1+2=3（简化计算）。则轧制力P=120×10^6Pa×1.5m×0.16m×3=86.4×10^6N=86400kN。3.分析冷轧带钢生产中，板形不良（如边浪、中浪）的主要成因及调整措施。答：板形成因：（1）边浪：通常由带钢边部延伸率大于中部引起，可能原因为工作辊凸度过大、弯辊力过大（正弯辊）、轧件边部温度偏高（导致变形抗力低）、来料边部厚度偏薄。（2）中浪：中部延伸率大于边部，可能原因为工作辊凸度过小或负凸度、弯辊力过小或负弯辊、轧件中部温度偏高、来料中部厚度偏厚。调整措施：（1）边浪调整：减小工作辊正弯辊力或增加负弯辊力，降低轧辊凸度（如使用CVC轧机轴向移动），调整冷却系统增加边部冷却量（降低边部温度），检查来料边部厚度并优化前道工序。（2）中浪调整：增加正弯辊力，增大工作辊凸度（如CVC轧机向正凸度方向移动），减少中部冷却量或增加边部冷却量，改善来料中部厚度均匀性。4.简述无头轧制技术的核心原理及其在热轧带钢生产中的应用优势。答：核心原理：通过焊接设备将前一块带钢的尾部与后一块带钢的头部在线焊接，形成连续的轧件，实现不间断轧制。焊接工艺通常采用激光焊或闪光焊，确保焊缝强度满足轧制要求。应用优势：（1）提高成材率：消除了常规轧制中头部、尾部的切损（约减少1.5%2%切损）。（2）提升生产效率：减少了穿带、甩尾过程中的速度波动，可实现稳定高速轧制（最高速度达20m/s以上）。（3）改善产品质量：避免了头部低温轧制导致的厚度、板形偏差，带钢全长性能更均匀。（4）降低能耗：连续轧制减少了轧机启停次数，加热炉可稳定供热，降低燃料消耗。5.轧钢生产中，如何通过控制冷却工艺（ACC）改善高强度钢板的力学性能？以Q550D为例说明关键工艺参数的选择依据。答：控制冷却工艺通过调节轧后冷却速度、终冷温度和冷却路径，控制相变产物类型及比例，从而优化力学性能。对于Q550D（屈服强度≥550MPa）：（1）开冷温度（ECT）：需在奥氏体未再结晶区终轧后快速冷却，一般控制在800850℃，避免奥氏体晶粒粗化，保留变形储能促进相变细化组织。（2）冷却速度（CR）：需高于临界冷却速度（约1525℃/s），抑制珠光体、贝氏体生成，促进细小贝氏体或马氏体奥氏体（MA）组元形成，提高强度。（3）终冷温度（FCT）：控制在450550℃，若过低（<400℃）易生成粗大马氏体导致韧性下降；过高（>600℃）则贝氏体含量不足，强度不达标。（4）返红温度：冷却后利用轧件心部热量向表面传导，使表面温度回升至300400℃，缓解内应力，改善韧性。通过上述参数控制，Q550D可获得以贝氏体为主的混合组织（贝氏体+少量MA组元），实现高强度与良好韧性的匹配（冲击功≥40J/20℃）。6.轧机主传动系统出现异常振动，可能的故障原因及诊断方法有哪些？答：可能原因：（1）机械部分：齿轮箱齿轮齿面磨损、点蚀或断齿，联轴节（如膜片联轴节）螺栓松动或膜片断裂，轴承（四列圆柱滚子轴承或推力轴承）内圈/外圈剥落、滚动体损伤。（2）电气部分：电机转子动平衡失效，变频器输出频率与机械系统固有频率耦合（共振）。（3）工艺因素：轧制过程中负载波动大（如堆钢、打滑），导致传动系统冲击。诊断方法：（1）振动监测：使用加速度传感器在齿轮箱、电机、轴承座等部位采集振动信号，分析频谱图（如齿轮啮合频率、轴承特征频率）判断故障部件。（2）油液分析：检测润滑油中金属颗粒含量及成分（铁谱分析），判断齿轮、轴承磨损程度。（3）电流监测：观察电机电流波动，若电流频谱中出现与机械振动频率相关的成分，可能为电气机械耦合故障。（4）停机检查：拆卸联轴节、齿轮箱，目视检查齿轮、轴承表面状态，测量齿侧间隙、轴承游隙是否超标。7.分析热轧带钢表面“氧化铁皮压入”缺陷的形成原因及预防措施。答：形成原因：（1）加热炉内氧化气氛过强（空气过剩系数过大），导致钢坯表面生成厚氧化铁皮（一次氧化铁皮），轧制时未完全脱落。（2）除鳞系统失效：高压水除鳞压力不足（<20MPa）、喷嘴堵塞或角度偏差，无法有效去除一次氧化铁皮；粗轧后二次氧化铁皮（轧制过程中生成的Fe3O4、FeO）未及时清除。（3）轧制温度过低：氧化铁皮塑性差，轧制时易破碎并嵌入带钢表面。（4）钢种成分影响：Si含量过高（>0.5%）会生成难剥离的SiO2复合氧化膜，增加压入风险。预防措施：（1）优化加热制度：控制炉内气氛为弱还原性（空气过剩系数1.01.05），减少一次氧化铁皮厚度；缩短钢坯在高温段的停留时间（避免>2h）。（2）强化除鳞效果：定期检查除鳞系统，确保高压水压力（粗轧前≥25MPa，精轧前≥30MPa），清理喷嘴堵塞物，调整喷嘴角度（与轧件表面成15°30°）以提高打击力。（3）控制轧制温度：确保开轧温度≥1100℃，终轧温度≥850℃（对普碳钢），使氧化铁皮保持较好的塑性，随轧辊压力脱落。（4）成分控制：对于高Si钢种（如硅钢），采用特殊除鳞工艺（如加大除鳞道次、使用热态抛丸）或调整加热炉气氛（降低O2含量）减少复合氧化膜生成。8.简述轧钢工序节能降耗的主要技术措施。答：（1）加热炉节能：采用蓄热式燃烧技术（热效率≥70%），回收烟气余热预热空气/煤气（预热温度≥1000℃）；使用低导热系数的耐火材料（如陶瓷纤维）减少炉体散热；优化燃烧控制（如O2含量在线检测+自动调节空燃比），降低燃料消耗（吨钢燃耗≤1.2GJ）。（2）轧制过程节能：采用无头轧制或连铸连轧（CCDR）技术，缩短加热时间；提高轧制速度（减少温降），降低待温时间；优化压下制度（增大道次压下率），减少轧制道次。（3）电机系统节能：使用变频调速电机（效率≥95%），淘汰高耗能直流电机；采用同步电机+变频器驱动，提高功率因数（≥0.95）；优化主传动系统效率（减少齿轮箱传动损耗）