轧制后续处理.ppt

1、1,轧制后续的处理技术及设备概述,2.高压水除磷,3.冷床,4.矫直机,5.剪切机,1.检测成品性能的几种常用方法, 机械性能,表面质量和外形尺寸属所有钢板都应满足的基本要求，而钢板的机械性能，不同的钢有不同的要求。 钢的强度：承受破坏的能力 把钢板按照国家标准 加工成标准试样， 在万能试验机上拉断， 计算单位面积上试样能 够承受的应力。,单向拉伸实验过程得到的各种力学信息,制造原理,A 钢 铁素体-珠光体X70 管线钢 B 钢 针状铁素体X70 管线钢,浦项钢厂螺旋焊管包辛格效应试验用两种钢高倍透射电镜图像,铁素体+珠光体管线钢是由铁素体和高硬度的珠光体两种相组成的，在基体受力发生形变过程中

2、，出现自然屈服点的原因是比较软的铁素体相巳经发生塑性变形，而比较硬的珠光体仅只发生弹性变形。这种钢的特点是当基体从受力状态回复以后，在基体内部两相之间就形成了“内应力”，表现为宏观屈服强度的下降。而针状铁素体基体组织是由具有亚结构的、不对称的铁素体和铁素体与碳化物有共格相位关系铁素体板条混合组织，没有可见的第二相碳化物层片，故其在受力发生变形的过程中，没有自然屈服点，在管成型过程中包辛格效应不明显，无需在钢板强度方面留过高强度余量。,针状铁素体钢没有明显的包辛格效应 （Bauschinger Effect）,钢的韧性：阻止裂纹产生和扩展的能力。 一旦一种钢结构选定某种强度级别的钢材，要求强度不

3、能低于要求的下限，但也不能太高，否则不便于加工。而钢的韧性却是越高越好。 衡量一种钢好坏，主要看韧性。 衡量韧性的方法很多,主要有: 夏比冲击试验、时效冲击试验、落锤撕裂试验、CTOD试验、J积分等，其中夏比冲击试验是最常用的。,8,1.检测成品性能的几种常用方法,夏比冲击试验,时效冲击试验, 落锤撕裂试验,无塑性转变温度测定实验（NDTT落锤实验）,夏比冲击试验,夏比冲击试验是检验材料韧性值最常用的一种方法，其原理为将加工好的标准试样在一定温度下在摆锤式试验机上冲断，以冲断试样所消耗的功做为衡量韧性的指标。同时研究冲断试样的断口，纤维断面率和测膨胀值等也是衡量韧性的主要判据。 冲击试验分为纵

4、向冲击和横向冲 击。纵向试样的轴线平行于轧制 方向，横向试样的轴线垂直于轧 制方向。,冲击试样的缺口有U形和V形。 用保温槽将试样控制在一定温度后，在摆锤式冲击试验机上冲断，测定冲击功和纤维断口率。,根据系列温度的冲击值和纤维断口率可以绘出韧脆性转变曲线，根据冲击功测出的韧脆性转变点称为vTE，根据纤维断面率确定出的转变点称为vTS。 以下为2001年AH36船 板认证时绘出的曲线。 该图为冲击功曲线。,以下两图为纤维断口率和测膨胀值曲线。 关于转变温度的确定，不同的工程有不同的要求，有的以50的纤维断口温度，称为50FATT,有的以80纤维断口温度，称为80FATT。,时效冲击试验,钢材经塑

5、性变形后，在室温或一定温度放置一段时间后出现强度上升、韧性降低的现象成为时效。时效敏感性是钢材的重要指标。 时效冲击试验是模拟构件的服役状况，检测钢的韧性的一种方法，20世纪60年代前苏联专家设计。 将试样先进行一定量的变形，再加工成标准冲击试样，在一定温度下保存一定时间，在进行冲击试验。 锅炉板：5（10）变形，250保温1小时。 桥梁板：变形量为2.5、5、7.5、10等，可不保温。 经时效后的冲击功的变化率成为时效敏感系数。, 落锤撕裂试验,落锤撕裂试验是检验钢板全断面韧性的一种方法，接近实物的服役条件。按照API5L标准或GB8363标准进行。 首先将样坯加工成标准试样，在要求的温度下

6、，在落锤试验机上冲断，检测断口的剪切面积和冲击功。,不同的工程有不同的判定试验结果的标准，有的以50，有的以80,目前越来越多的管道工程以超过80为合格。,无塑性转变温度测定实验（NDTT落锤实验）,将试板加工成试样毛坯，在毛坯表面堆焊焊道，并加工出人造裂纹，冷却到一定温度，再到落锤试验机上焊道面向下用落锤打击，直到 打断的温度。该强 度以上的5即为该 钢板的无塑性转变 温度，即NDTT。,塑性是钢材方便的承受变形的能力，也就是变形要方便，变形后不能出现裂纹或断裂。这又称为工艺性能，主要有延伸率和冷弯性能。 焊接性能也属于工艺性能，就是钢材能够方便的焊接，焊后不能出现裂纹。 耐腐蚀性能是钢板抵

7、抗腐蚀的能力。 耐磨性。,18,钢铁在高温状态下被氧化，在其表面形成一层致密的氧化铁皮（鳞皮）。在轧制前如果不能将这层氧化铁皮除去，在轧制过程中它们会被轧辊压入到带钢表面，影响其表面质量。残留的氧化铁皮也会加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命。如带钢需要酸洗时，残留的氧化铁皮会增加酸洗的难度，增加酸耗。因此，必须钢坯轧制前，必须除去表面的氧化铁皮。利用高压水的机械冲击力来除去氧化铁皮（高压水除鳞）的方法是目前最通行有效的作法。,2.高压水除磷,19,在除鳞系统中，高压水泵产生的高压水进入除鳞喷嘴。在喷嘴的作用下，高压水形成一个具有很大冲击力的扇形水束，喷射到钢坯（或中间坯）表面。在这个高压扇形水

8、射流束的作用下，氧化铁皮经历了被切割，急冷收缩，与基体母材剥离，并被冲刷到离开钢坯（或中间坯）表面的过程，从而将氧化铁皮清除干净。,除磷过程,20,当高压水通过喷嘴被打到钢坯表面时，会发生下列变化： a 、水流形成的扇形面像一把锋利的刀片，将致密的铁皮切开，形成裂痕。由此可见，薄的扇面具有更大的打击力； b、 高压水透过裂缝遇到高温母材急速汽化蒸发，形成类似爆破的效果，将氧化铁皮和母材剥离； c 、氧化铁皮在受到水的冲击后遇冷收缩，产生横向剪切力，使将氧化铁皮和母材剥离。 d、 带有前倾角的水射流的冲刷作用将业已疏松的铁皮冲刷掉。,21,3.冷床,冷床，是冶金轧钢行业对轧制产品（螺纹钢、圆钢、

9、钢管等）有效进行冷却的工作台面。,分类：冷床主要有拔齿式冷床、齿条步进式冷床、拨爪式冷床、运载链式冷床、滚盘式冷床等。 组成：冷床由机械传动系统、水冷却系统、冷床工作台面、固定支架等方面组成。,22,工作原理：将已轧制成型产品通过辊道输送进入冷床，再由齿条步进式拔齿等形式，将排列在冷床上的工件逐步移向冷床顶端，达到了工件的冷却效果。 主要用途：该冷床设备主要用于轧后钢板在线缓慢自然冷却。在型材生产线上，冷床对型材还具有预弯曲功能，防止型材在自然冷却过程中因各处质量不等导致出现不规则弯曲。 应用领域：冷床主要应用在钢铁行业、冶金行业等。,23,4.矫直机,英文名称：straightening定义

10、：使挠曲的板料、型材和管料变为平直状态的塑性加工方法。,对金属塑性加工产品的形状缺陷进行的矫正，是重要的精整工序之一。轧材在轧制过程或在以后的冷却和运输过程中经常会产生种种形状缺陷，诸如棒材、型材和管材的弯曲，板带材的弯曲、波浪、瓢曲等。通过各种矫直工序可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使产品达到合格的状态。,24,矫直可按被矫轧件的温度分为热矫直和冷矫直。 热矫直一般在6501000进行，只用于中厚板。矫直温度是热矫直的重要的参数之一。矫直温度过高，轧件在随后的冷却中还可能因冷却不均产生瓢曲；矫直温度过低会使矫直抗力增大，矫直困难。 冷矫直广泛用于矫直各类型钢和钢管，也用于中厚板的补充矫直

11、。热轧型材的冷矫直都在轧材冷却后进行。为保证矫直质量和改善劳动条件，合理的冷矫直温度应低于200。当矫直机布置在轧制作业线上时，常因钢材冷却时间不够，矫直温度过高(一般在200250以上)而达不到预期效果，影响矫直质量。多数钢材只矫直一次，只有不易矫直且弯曲度要求严格的产品，需要进行两次或两次以上的矫直。,矫直分类,25,矫直方法,矫直方法有压力矫直、辊式矫直(包括直辊矫直和斜辊矫直)、张力矫直和拉伸弯曲矫直。拉伸弯曲矫直的原理是，当带材在小直径辊子上反复弯曲时给带材施加拉力，使带材产生弹塑性延伸，从而将带矫直。拉伸弯曲矫直机组一般用在连续作业线上矫直各种带材，包括高强度、极薄带材。这种机组也用于连续酸洗板冷却后还可采用平整的方法减少板带的厚度差和矫作业线上的带材机械破鳞，以提高酸洗速度。,26,5.剪切机,将板材、型材剪断或剪切成所需尺寸的机器。,剪切机是机床的一种，它采用液压驱动，安全性能可靠，操作方便。 剪切机工作刀口长度：400mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm；剪切力从63吨至400吨八个等级，适合不同规模不同要求。安装不须底脚螺丝，无电源的地方可用柴油机作动力。 剪切机适用于金