《軋鋼工藝學(xué)》PPT優(yōu)秀課件

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1、封面河北聯(lián)合大學(xué)河北聯(lián)合大學(xué)緒 論一、課程性質(zhì)、學(xué)習(xí)目的和意義二、軋鋼工藝1、軋制工藝實質(zhì)？2、為什么是軋鋼？三、授課內(nèi)容緒 論1、軋制工藝基礎(chǔ)2、型材、棒線材生產(chǎn)3、板、帶鋼生產(chǎn)4、管材生產(chǎn)工藝和理論第二篇 軋制工藝基礎(chǔ)7 軋材種類及其生產(chǎn)工藝流程7 軋材種類及其生產(chǎn)工藝流程7.1 軋材的種類黑色金屬（Fe、Mn、Cr及其合金，一般將黑色金屬統(tǒng)稱為鋼鐵），可為板材、帶材、型材、線材、管材等。有色金屬（Cu、Al、Ti)一般型材用擠壓方法生產(chǎn)、尺寸精確，而且它變形抗力低。板帶及大批量、尺寸精度要求不高時，才采用軋制方法生產(chǎn)。7.1輕金屬（Al、Mg等）稀有金屬（W、Nb等)貴金屬（Au、Ag等

2、）半金屬(Si、As）鐵碳合金-鋼材是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，而大部分的鋼材都是通過軋制的方法得到的，因此，我們重點學(xué)習(xí)軋鋼生產(chǎn)工藝。一一.鋼材按鋼種可分為鋼材按鋼種可分為（A7,Q235,45#,36Mn2Si）1.普通碳素鋼甲類鋼：只保證力學(xué)性能（A）（A0-A7）鎮(zhèn)靜鋼乙類鋼：只保證化學(xué)性能（B）（A0F-A7F）沸騰鋼特種鋼：既保證化學(xué)性能又保證力學(xué)性能（C）2.優(yōu)質(zhì)碳鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼）同時保證化學(xué)成分和機械性能，且S、P等含量比普碳鋼要少。分普通含Mn量和高含錳量鋼兩類：普通含Mn量的鋼：又稱為“號鋼”，用鋼中平均含C量的萬分?jǐn)?shù)表示：如：45#平均含炭量為0.45%45#15#60#含M

3、n量較高的鋼：除用兩位數(shù)字表示鋼的含碳量外，另附一個Mn字在后面。如：20Mn 含C 約 0.2%Mn0.71.0%約1%65Mn 含C 約 0.65%Mn0.91.3%約1%3.合金鋼按用途：結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹 鋼、耐熱鋼、彈簧鋼、易切削鋼、高速鋼等按退火后鋼的金相組織：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、萊氏體鋼按空冷后鋼的金相組織：珠光體類、馬氏體類、貝氏體類、奧氏體類及鐵素體類按鋼中主要合金元素的類型：錳鋼、硅鋼、硼鋼等按合金元素總量的多少：低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼等表示方法：36Mn2Si平均含碳量用元素符號之前數(shù)字的萬分之幾表示0.36%冶金元素的含量用元素符號后面數(shù)字的百分

4、之幾表示，如Mn的含量2%，Si 1%工具鋼例外：當(dāng)平均含碳量=1.00%時，含碳量不再標(biāo)出。（一般工具鋼含碳量較高）平均含碳量1.00%時，含碳量以元素符號之前數(shù)字的千分之幾表示如 9Mn2V 含碳量為0.9%Mn2%V 1%滾動軸承鋼：含Cr量的千分之幾表示，并冠以“G”GCr15：G表示滾動軸承鋼，含Cr量1.5%二.按斷面形狀分：1.板帶鋼按生產(chǎn)方法分：熱軋板帶、冷軋板帶按 產(chǎn)品厚度分：薄板、中厚板、箔材按用途分：鍋爐板、橋梁板、汽車板等板帶鋼產(chǎn)量在工業(yè)先進國家占鋼材總量的50%60%在我國占30%多2.型線材：4.6 50mm型鋼品種最多：按用途分：常見型材（方、圓、角、工、槽）專用

5、型鋼（鋼軌、鋼樁、窗框鋼等）按斷面形狀：簡單斷面，復(fù)雜斷面簡單斷面：過其橫斷面輪廓上任意點作切線一般過其橫斷面輪廓上任意點作切線一般不交于斷面之中不交于斷面之中按生產(chǎn)方法分：軋制型鋼、焊接、彎曲型鋼除上述一些品種外：周期斷面型鋼和特殊斷面鋼材周期斷面：螺紋鋼、竹節(jié)鋼特殊斷面：鋼球、車輪輪轂等工業(yè)先進國家，型材產(chǎn)量占30%35%，我國占50%以上。3.鋼管：按用途分：輸送管、鍋爐管、鉆探管、注射針管等按生產(chǎn)方法分：無縫鋼管、焊接管、冷軋管、冷拔管等工業(yè)發(fā)達國家產(chǎn)量占10%15%，我國約占8%10%用軋制的方法生產(chǎn)鋼材，有其優(yōu)點：生產(chǎn)效率高，最適合于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量好，金屬消耗少，生產(chǎn)成本低。7.

6、2 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝流程一.在介紹軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)之前，首先介紹 模鑄和連鑄模鑄：模鑄：將鋼水澆鑄在一個個鋼錠模內(nèi)，鋼水冷卻凝固后脫模成為鋼錠，然后送到軋鋼車間，經(jīng)加熱后用初軋機（或開坯機）將其軋制成多種規(guī)格的鋼坯，然后再經(jīng)成品軋機軋制成各種鋼材。這種生產(chǎn)方法仍在鋼材生產(chǎn)中占著重要地位。連鑄：連鑄：將鋼水直接澆鑄成一定斷面形狀和規(guī)格鋼坯的連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)連鑄坯的過程。中間罐：貯存一部分鋼水，保證連續(xù)鑄鋼，減小鋼水注入后結(jié)晶時產(chǎn)生的沖擊力穩(wěn)定鋼流和分流，分離鋼水帶下的爐渣和非金屬夾雜物。結(jié)晶器：無底水冷裝置，強制鋼錠迅速冷卻，規(guī)定鑄坯形狀。夾送輥：防止鑄坯因為內(nèi)部鋼液靜壓力的作用產(chǎn)生“鼓肚”，對鑄

7、坯運動起導(dǎo)向作用。拉矯機：拉輥：拉著鋼坯向前運動。矯直輥：對鑄坯表面平整矯直。模鑄與連鑄生產(chǎn)過程的比較 如圖7-3所示清 理整 模 間冷 卻 間涂 油 間均 熱初 軋脫 模鑄 錠盛 鋼 桶煉 鋼加 熱鋼 坯軋 制鋼 材連續(xù)鑄錠圖7-3 模鑄與連鑄過程比較連鑄的優(yōu)點：1.簡化生產(chǎn)工序簡化生產(chǎn)工序 連鑄可直接得到一定斷面形狀的鑄坯，省去了整模鑄錠、脫模、均熱、初軋開坯等工序。2.節(jié)約金屬、成材率高節(jié)約金屬、成材率高 鋼錠頭部有縮孔，軋材時必須切除，在鋼錠模內(nèi)鋼液由下向上、由外向里凝固，體積縮小，最后在頭部形成縮孔和疏松，在縮孔區(qū)存在有較多較大夾雜物，必須切除。3.節(jié)能節(jié)能 連鑄省了一次加熱、一次軋

8、材（初軋開坯）連鑄的優(yōu)點：4.改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率。改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率。連鑄自動化程度高，省去大量人力。鑄錠從整模、鑄錠、脫模、初軋都穿插人工操作，自動化程度低，工人勞動條件差。5.質(zhì)量好質(zhì)量好 與鑄錠比，連鑄坯內(nèi)部組織均勻、致密、偏析少、性能穩(wěn)定，表面缺陷少。6.生產(chǎn)成本低生產(chǎn)成本低 連鑄設(shè)備簡單，省去初軋機，均熱爐，并節(jié)約了燃料動力和人力，可連續(xù)化、大規(guī)模生產(chǎn)。1.生產(chǎn)小批量、多規(guī)格坯料不靈活。生產(chǎn)小批量、多規(guī)格坯料不靈活。（需更換結(jié)晶器，結(jié)晶器價格昂貴，連鑄機設(shè)備較復(fù)雜，對管理和操作的技術(shù)水平要求較高，不適合經(jīng)常更換）連鑄的缺點：2.沸騰鋼、高合金鋼的連鑄還有一定困難。

9、沸騰鋼、高合金鋼的連鑄還有一定困難。二 什么叫軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng) 在組織生產(chǎn)時，根據(jù)原料來源、產(chǎn)品種類及生產(chǎn)在組織生產(chǎn)時，根據(jù)原料來源、產(chǎn)品種類及生產(chǎn)規(guī)模的不同，將初軋機或連鑄機與各種成品軋機配套規(guī)模的不同，將初軋機或連鑄機與各種成品軋機配套設(shè)置，組成各種軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)。設(shè)置，組成各種軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)。按產(chǎn)品種類分為板帶鋼、型鋼、合金鋼和混合生按產(chǎn)品種類分為板帶鋼、型鋼、合金鋼和混合生產(chǎn)系統(tǒng)。產(chǎn)系統(tǒng)。1.板帶鋼生產(chǎn)系統(tǒng)：生產(chǎn)鋼板或帶鋼，年產(chǎn)量數(shù)百萬噸，生產(chǎn)規(guī)模大，寬帶鋼熱連軋機達500600萬噸/年。寬厚板軋機達100200萬噸/年2.型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)：與板帶鋼生產(chǎn)系統(tǒng)比生產(chǎn)規(guī)模不是很大根據(jù)規(guī)?？煞譃椋捍笮蜕?/p>

10、產(chǎn)系統(tǒng)：100萬噸/年以上中型生產(chǎn)系統(tǒng)：30100萬噸/年小型生產(chǎn)系統(tǒng)：30萬噸/年以下3.混合生產(chǎn)系統(tǒng)：既生產(chǎn)板帶又生產(chǎn)型鋼、鋼管。這種生產(chǎn)系統(tǒng)較多，滿足多品種的需要。4.合金鋼生產(chǎn)系統(tǒng)：產(chǎn)量不大，而品種繁多，一般為中、小型型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)。三生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程，即生產(chǎn)過程。由于碳素鋼與低合金鋼的鋼種特性相似，故其流程基本一樣。重點了解：1.使用連鑄坯為原料的生產(chǎn)工藝過程與使用鑄錠為原料的工藝過程有那些不同？2合金鋼生產(chǎn)工藝過程與普通鋼生產(chǎn)工藝過程有何不同？（多哪些工序？為什么？）3.冷加工生產(chǎn)工藝過程有何特點？為什么？8什么叫軋制生產(chǎn)工藝過程？由錠或坯軋制成符合技術(shù)要求的軋材的一系列加工

11、由錠或坯軋制成符合技術(shù)要求的軋材的一系列加工工序的組合。工序的組合。組織生產(chǎn)工藝過程，確定加工工序，首先要保證生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合質(zhì)量要求（或稱技術(shù)要求），同時要盡量提高產(chǎn)量、降低消耗，這就是我們常說的“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗”，如何“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本”的生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的軋材，是制定工藝流程的總?cè)蝿?wù)和總依據(jù)。8.1 軋材產(chǎn)品的技術(shù)要求和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一、軋材的技術(shù)要求8.1 為了滿足使用上的要求，對軋材提出的必須具備的規(guī)格和技術(shù)性能，包括：形狀、尺寸、表面狀態(tài)、機械性能、物理化學(xué)性能，金屬內(nèi)部組織和化學(xué)成分等方面的要求。軋材技術(shù)要求是由使用單位按用途的要求提出來的。我們生產(chǎn)的鋼材，都有用戶使用。用戶根

12、據(jù)使用的要求提出品種規(guī)格的要求（如：建筑橋梁需鋼梁工字鋼，需要多大的規(guī)格），同時還提出其他要求：表面質(zhì)量（裂紋、結(jié)疤、重皮，氧化鐵皮），鋼材機械性能（強度、塑性、韌性），工藝性能（彎曲、沖壓、焊接等），物理化學(xué)性能（磁性、抗腐蝕性能等）。二、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：鋼材技術(shù)要求是由使用單位按用途的要求提出來的，使用單位很多，不可能一個用戶提一個要求來進行生產(chǎn)，用戶提出的要求要根據(jù)當(dāng)時生產(chǎn)的技術(shù)水平和經(jīng)濟性來制定成產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，然后鋼廠按標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)。各種軋材的使用范圍不同，有大、有小，因此各種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也有不同的適用范圍，有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：幾個企業(yè)之間根據(jù)使用要求和生產(chǎn)條件相互協(xié)商而定的標(biāo)

13、準(zhǔn)，適用于承認(rèn)該協(xié)議的各企業(yè)。如：汽車制造廠的輪網(wǎng)鋼就是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。地方標(biāo)準(zhǔn)：某些只在局部地區(qū)通用的產(chǎn)品所制定的標(biāo)準(zhǔn)。如：礦山用的鋼軌適用于一定地區(qū)國家標(biāo)準(zhǔn)（部頒標(biāo)準(zhǔn)）：使用范圍廣，很多廠生產(chǎn)，制定出適合全國各生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。鋼材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括：品種（規(guī)格）標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)條件，試驗標(biāo)準(zhǔn)，交貨標(biāo)準(zhǔn)。品種（規(guī)格）標(biāo)準(zhǔn)：主要規(guī)定軋材形狀和尺寸精度方面的要求，形狀要正確，不能有歪扭，彎曲不直，表面不平等缺陷，尺寸精度是尺寸偏差的大小，一般按負(fù)公差軋制，實際上對軋制精確度的要求提高一倍，而且節(jié)約金屬，但有些軋材在使用時還要經(jīng)過加工處理工序，為給加工留余地，常按正偏差交貨。技術(shù)條件：表面質(zhì)量，鋼材性能，組織結(jié)構(gòu)及

14、化學(xué)成分等。表面質(zhì)量：要求表面缺陷少，表面光潔平坦。表面缺陷有表面裂紋、結(jié)疤、重皮和氧化鐵皮。性能要求：機械性能，工藝性能及特殊物理化學(xué)性能。機械性能指強度、塑性、韌性，硬度等。工藝性能指彎曲、沖壓、焊接性能等。物化性能：磁性，抗腐蝕性能等。軋材性能主要取決于軋材的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，因此規(guī)定了化學(xué)成分的范圍，并提出金屬組織結(jié)構(gòu)方面的要求。試驗標(biāo)準(zhǔn)：試驗時的取樣部位，試樣形狀、尺寸，試驗條件，試驗方法。交貨標(biāo)準(zhǔn)：交貨時包裝，標(biāo)志方法，質(zhì)量證明書內(nèi)容。8.2金屬與合金的加工特性 通過自學(xué)了解碳素鋼與合金鋼在塑性，變形抗力，導(dǎo)熱系數(shù)，摩擦系數(shù)，相圖，淬硬性及對某些缺陷的敏感性有何不同之點以及為什么

15、？8.3軋材生產(chǎn)各基本工序及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響基本工序：原料的清理準(zhǔn)備原料的清理準(zhǔn)備加熱加熱軋制軋制冷卻冷卻精整精整檢查檢查8.3.1原料的選擇及準(zhǔn)備在軋鋼生產(chǎn)中，一般常用的原料為鋼錠、軋坯和連鑄坯，也有采用壓鑄坯的。以上幾種原料的優(yōu)缺點及適用情況見表82 P109 要求能夠掌握原料優(yōu)點缺點適用情況鑄錠不用初軋開坯，可獨立生產(chǎn)金屬消耗大、成材率低、不能中間清理、壓縮比小、偏析重、質(zhì)量差、產(chǎn)量低無初軋及開坯機的中小型企業(yè)及特厚板生產(chǎn)軋坯鋼材質(zhì)量好、成材率比用扁錠時高、鋼種不受限制、坯料尺寸規(guī)格可靈活選擇需初軋開坯、使工藝和設(shè)備復(fù)雜化、消耗和成本高、比連鑄坯金屬消耗大、成材率小大型企業(yè)鋼種品種較多

16、及規(guī)格特殊的鋼坯可用橫軋方法生產(chǎn)厚板 連鑄坯簡化生產(chǎn)及設(shè)備、使成材率高金屬節(jié)約6%12%以上、大幅降低能耗和成本約10%、比初軋坯形狀好、短尺少、成分均勻、坯重量可大、節(jié)約投資和勞動力、易于自動化只適用鎮(zhèn)靜鋼、鋼種受限制、壓縮比也受限制、不太適用生產(chǎn)厚板、受結(jié)晶器限制規(guī)格難靈活變化、連鑄工藝掌握難 適用大、中、小型聯(lián)合企業(yè)品種較簡單的大批量生產(chǎn)受壓縮比限制、適用于生產(chǎn)不太厚的板帶鋼壓鑄坯金屬消耗小、成坯率可95%以上、質(zhì)量比連鑄坯還好、組織均勻致密、表面質(zhì)量好、設(shè)備簡單投資少、規(guī)格變化靈活性大生產(chǎn)能力較低、不太適應(yīng)大型企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)、連續(xù)化較差適用中小型企業(yè)及特殊鋼生產(chǎn)說明：連鑄坯的優(yōu)點很多，

17、是發(fā)展方向，但是還不能完全取代鑄錠，一個重要的原因就是初軋開坯生產(chǎn)鋼錠的尺寸規(guī)格可以靈活，如：鞍鋼有初軋，又生產(chǎn)板坯，又生產(chǎn)方坯（同時生產(chǎn)），而用連鑄則辦不到，同時連鑄坯受鋼種限制。選擇原料應(yīng)注意的問題：1要考慮質(zhì)量和產(chǎn)量選取適當(dāng)?shù)呐髁铣叽?，在保證壓縮比的前提下，盡量減少軋制道次以提高產(chǎn)量，（斷面大需要的道次多）壓縮比=成品斷面尺寸（面積）坯料斷面尺寸（面積）2.考慮經(jīng)濟效益和生產(chǎn)的可能性的條件下要使各項消耗降低 原料的準(zhǔn)備主要是檢查、清理表面各種缺陷（結(jié)疤、裂紋、夾渣、折迭等）如果不在軋前加以清理，軋制中將不斷擴大，并引起更多缺陷。清理方法：火焰清理：適于碳素鋼、低合金鋼，金屬耗量較大風(fēng)鏟清

18、理：適用碳素鋼、合金鋼、高碳鋼（合金鋼導(dǎo)熱性能差，直接用火焰清理易開裂，必須先預(yù)熱）砂輪清理（刨削）：適于合金鋼，剝皮，金屬消耗大8.3.2原料的加熱加熱目的：1.1.提高塑性和降低變形抗力。提高塑性和降低變形抗力。2.2.改善金屬內(nèi)部組織性能，改善金屬內(nèi)部組織性能，如偏析經(jīng)加熱可減輕或消除。為達到上述目的，加熱溫度盡量高一些，但是過高或加熱方法不對，都會造成加熱缺陷，影響鋼材質(zhì)量，甚至造成廢品。加熱缺陷有：1.過熱：加熱溫度偏高，加熱時間偏長，使晶粒長大，晶粒間結(jié)合力減弱，機械性能變壞（可逆性缺陷）2.過燒：在過熱基礎(chǔ)上，繼續(xù)使加熱溫度過高，晶粒邊界發(fā)生氧化或熔化，軋制時發(fā)生碎裂（報廢）3.

19、脫C：原料表面層所含碳被氧化而減少，使鋼材表面硬度降低，許多合金鋼及低合金鋼不允許脫碳4.氧化鐵皮:金屬表面層的氧化膜，加熱溫度越高時間越長，爐內(nèi)的氧化氣氛越強，則生成的氧化鐵皮越多，造成金屬燒損，引起鋼材表面缺陷，（麻點，鐵皮等）5.加熱不均：沿坯斷面或長度各處的溫度不同，軋制時發(fā)生歪扭，彎曲和內(nèi)拉裂為防坯料在加熱時止出現(xiàn)加熱缺陷，能夠加熱出合格的坯料，要注意以下問題：1正確確定加熱速度加熱速度是指單位時間內(nèi)，鋼坯表面升高的溫度。確定鋼的加熱速度，考慮鋼的塑性、導(dǎo)熱性、斷面尺寸大小。對合金鋼和高碳鋼：在500600塑性導(dǎo)熱性差，開始加熱速度過快，表層和中心溫差過大，造成很大的熱 應(yīng) 力 而

20、開 裂，對 導(dǎo) 熱 性、塑 性 差 的 鋼 種，在600650以下要緩慢加熱，加熱到700以上溫度時鋼塑性已轉(zhuǎn)好，內(nèi)外溫差減小，盡可能快的速度加熱。對普碳鋼：其塑性和導(dǎo)熱性能好，可快速加熱，以提高生產(chǎn)能力，可防止氧化，脫C，過熱等。對于小斷面料可快速加熱，對于大斷面料，要降低加熱速度，防止表層和中心溫差過大。2.確定合理加熱時間加熱時間的長短影響到質(zhì)量和產(chǎn)量連續(xù)式加熱爐加熱鋼坯，加熱時間的經(jīng)驗式：t=cB小時B：坯料邊長或厚cmc：系數(shù) 碳鋼：0.10.15 合金結(jié)構(gòu)鋼：0.150.2 8.3.3鋼的軋制要想軋出合乎質(zhì)量要求的軋材，軋鋼工序是非常重要的，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個中心環(huán)節(jié)。軋鋼工序有

21、兩大任務(wù)：軋鋼工序有兩大任務(wù)：精確成形，改善組織和性能精確成形，改善組織和性能影響精確成形因素有：合理的孔型設(shè)計（型鋼），輥型設(shè)計（板帶鋼）壓下規(guī)程及軋機調(diào)整（壓下規(guī)程：內(nèi)容是確定所需采用的軋制方法，軋制道次及每道次壓下量）軋制過程工藝參數(shù)穩(wěn)定，如：溫度、速度、張力等 影響組織和性能的因素：變形程度：應(yīng)保證改善鑄態(tài)組織，保證壓縮比和細(xì)致均勻的晶粒度（變形程度較大，壓應(yīng)力狀態(tài)強，有利于改善組織，性能）。變形溫度：鋼材性能組織終軋溫度開軋溫度（鋼坯在不影響質(zhì)量的前提下盡量提高開軋溫度，開軋溫度的確定原則：必須開軋溫度的確定原則：必須以保證終軋溫度為依據(jù)。以保證終軋溫度為依據(jù)。）終軋溫度：0 00

22、0.5 50 0.8 8 1 1.0 01 1.7 75 54 4.3 32 20 00 04 40 00 06 60 00 08 80 00 01 10 00 00 01 12 20 00 01 14 40 00 0A AH HJ JN NE E1 11 13 30 07 72 23 3S SK KA A2 2A A1 1+A A3 3終終軋軋溫溫度度加加熱熱溫溫度度范范圍圍開開軋軋溫溫度度范范圍圍 終軋溫度因鋼種不同而不同，主要取決于產(chǎn)品技術(shù)中規(guī)定的組織性能，如果產(chǎn)品在熱軋以后沒有熱處理，那么終軋溫度的選擇便以獲得的所需要的組織性能為目的。在軋制亞共析鋼時，一般終軋溫度應(yīng)高于Ar3線約50

23、100，以便在終軋以后迅速冷卻到相變溫度，獲得細(xì)化的晶粒，若終軋溫度過高，破碎的晶粒會繼續(xù)長大，得到粗晶組織，降低機械性能。若低于Ar3線，在（+）區(qū)進行了一定的塑性變形，將導(dǎo)致加工硬化，塑性降低，變形抗力提高。（因為在同樣溫度下，易變形，不易變形，導(dǎo)致不同相變形不均勻，從而引起附加應(yīng)力；另一方面，在基體上出現(xiàn)，可將看作硬的夾雜物，它將強烈阻止位錯的移動，而在該處形成位錯堆積，引起應(yīng)力集中，在一定條件下形成斷裂。若在基體上出現(xiàn)，這將使強固的機體削弱，同樣也引起應(yīng)力集中易使金屬過早斷裂。）過共析鋼的終軋溫度應(yīng)比SK線高出100150，低于SK線，易析出石墨出現(xiàn)裂紋，高于SE線在晶粒邊界析出的網(wǎng)狀

24、碳化物不能破碎，使鋼材的機械性能惡化。變形速度（軋制速度）：提高可提高產(chǎn)量和質(zhì)量；頭尾溫差減小，對質(zhì)量好，但速度上升受軋機設(shè)備、電機能力、強度、機械化自動化水平以及咬入條件等限制。8.3.4 軋后冷卻與精整一.冷卻：軋后冷卻條件不同會得到不同的組織和性能，控制冷卻可以達到我們要求的性能，如：冷卻速度提高+F（滲碳體）得到細(xì)晶粒組織，但對于某些導(dǎo)熱性能差、塑性差（合金鋼）易冷裂。常用冷卻方式：1.水冷：在輥道或冷床上噴水、噴霧冷卻，例如線材通過冷卻水管強制冷卻。水冷對鋼材有要求：對碳素鋼，開坯（半成品對性能不要求）可水冷，某些合金、高合金鋼易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋不宜水冷。水冷還可清除表面氧化鐵皮，提高

25、冷床生產(chǎn)能力。2.空冷：鋼材放在冷床上，靠輻射和對流冷卻，凡是在空氣中冷卻，不產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋的鋼種，都可以空冷，而且可通過吹風(fēng)、鋼材疏密排列來調(diào)整冷卻速度。3.堆冷、緩冷：對于某些合金鋼，高合金鋼，易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋，要進行堆冷、緩冷。堆冷：在冷床上冷卻到一定溫度之后堆垛冷卻。緩冷：在緩冷坑中緩慢冷卻或在保溫爐中進行等溫處理。二.精整：精整加工對質(zhì)量也有重要影響，保證軋材正確的形狀和尺寸。軋件冷卻之后往往是彎曲的，要使之平直，要經(jīng)過矯直機矯直。軋材頭尾組織性能較差，且軋制時易出缺陷應(yīng)剪去軋材按要求剪切成定尺，剪切用鋸或剪簡單斷面型材用熱剪，熱鋸，復(fù)雜斷面型材多用熱鋸，冷鋸或異型剪刀的剪。鋼板多用

26、剪剪切鋼管多用鋸或?qū)Ｓ玫那泄軝C8.3.5鋼材質(zhì)量檢查任務(wù)是確定成品質(zhì)量是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求?；瘜W(xué)成分檢查：材質(zhì)率，避免混號機械物理性能檢驗：s、b、扭度、硬度等低倍組織及顯微組織的檢驗斷口試驗，疏松非金屬夾雜質(zhì)脫C，白點，晶粒度10 前已述及，型材產(chǎn)量在工業(yè)發(fā)達國占30%左右，我國占5060%。中國各大鋼鐵企業(yè)紛紛調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，上馬板帶鋼生產(chǎn)線，這是不是意味著型材不重要了或型鋼廠下馬呢？不是的，由于型材品種繁多，規(guī)格齊全，用途廣泛，在很多領(lǐng)域里都是不可替代的，且生產(chǎn)方式是最經(jīng)濟的，現(xiàn)在板帶鋼需求，是由于國家政策調(diào)整，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度加大，以及汽車工業(yè)的發(fā)展所致。而現(xiàn)階段型材生產(chǎn)存在的主

27、要問題是：經(jīng)濟斷面型鋼，如H型鋼和輕型薄壁型鋼等品種的市場開發(fā)緩慢；型材品種數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)先進國家 裝備水平落后的企業(yè)所占的比例過大。10.1生產(chǎn)特點用途及典型產(chǎn)品10.1.1 型材的生產(chǎn)特點：品種規(guī)格多：目前以達萬種以上，少數(shù)專用軋機生產(chǎn)，大多數(shù)型材軋機多品種，多規(guī)格生產(chǎn)。斷面形狀差異大：如工、槽、Z、H型鋼，鋼軌不僅斷面形狀大而且相互之間差異很大，其孔型設(shè)計和軋制生產(chǎn)都有其特殊性。斷面形狀復(fù)雜：在軋制過程中各部分金屬變形不均勻，斷面各處溫度不均，軋輥摩擦也不均勻，軋件尺寸難以精確計算，軋機調(diào)整和導(dǎo)衛(wèi)裝置安裝復(fù)雜，故復(fù)雜斷面型材的連軋技術(shù)發(fā)展緩慢。軋機結(jié)構(gòu)和軋機布置多種多樣。結(jié)構(gòu)形式上：二輥

28、式、三輥、四輥、萬能式、45軋機、懸臂式軋機等軋機布置：橫列式、順序式軋機、半連續(xù)式、連續(xù)式軋機等10.1.2 型材的分類、用途及市場對型材的要求一.分類及用途：表10-1 型材的斷面形狀,尺寸范圍及用途品種尺寸范圍/mm用途H型鋼 高度*寬度，寬邊500*500，中邊900*300，窄邊600*200土木建筑，礦山支護，橋梁，車輛，機械工程鋼板樁 有效高度，U型500，Z型400，直線型500港口，堤壩，工程圍堰鋼軌單重，重軌3078kg/m，輕軌530kg/m起重軌120kg/m鐵路，起重機工字鋼高度*寬度，100*68630*180土木建筑，礦山支護，橋梁，車輛，機械工程槽鋼高度*寬度，

29、50*37400*104同上角鋼高度*寬度，等邊20*20200*200，不等邊25*16200*125土木建筑，鐵塔，橋梁，車輛，船艦礦用鋼工字鋼，槽幫鋼支護，礦山運輸T型鋼高度*寬度，150*40300*150土木建筑，鐵塔，橋梁，車輛，船艦球扁鋼寬*厚度，180*9250*12船艦鋼軌附件單重，660kg/m鋼軌墊板，接頭夾板異型材車輛，機械工程，窗框等 二.市場對型材的要求。總的形式是要求越來越嚴(yán)格。1.建筑用材：提高強度，如常用建筑螺紋鋼筋要求強度為400500Mpa，而最新要求是6001000Mpa。增加功能：如具有耐火性能，耐腐蝕性能等，唐山地區(qū)要求抗震性能 2.鐵板樁（用在港口

30、、堤壩、工程圍堰）：耐腐蝕性 3.鐵路用材：要適應(yīng)高速重載的要求，要求重軌高 尺寸精度，高平直度，具有良好的組織性能和焊接性能，耐磨4.造船用材：良好的焊接性能和耐腐蝕性能5.各個部門都要求使用高效經(jīng)濟斷面鋼材,從尺寸上說，要求型材輕型薄壁，并可以充分發(fā)揮其形狀效能 10.1.3 典型產(chǎn)品10.1.3.1 H型鋼工字鋼成H型。腿內(nèi)側(cè)平直，腿端呈直角。h-腰高 d-腰厚 b-邊寬（腿寬）t-邊厚 t td db br rh hl l=(b b-d d)/4 4r r2 2t tr r1 1h hb bd d圖10-1 H型鋼和普通工字鋼的區(qū)別與同樣高度的普通工字鋼相比，H型鋼腰部厚度小，邊部寬度

31、大，又叫寬邊工字鋼，優(yōu)點：1.截面橫數(shù)大，強度高，常用于要求承載能力大，截面穩(wěn)定性好的大型橋梁，高層建筑，重型設(shè)計，高速公路等。2.重量輕，節(jié)約金屬3.邊部內(nèi)側(cè)與外側(cè)平直，邊部呈直角。便于拼裝組合成各種構(gòu)件，提高生產(chǎn)效率一.H型鋼軋制1.萬能輥軋機，水平輥主動。左右兩個立輥被動（以保證減速相等）腰部在水平輥間軋制，邊部在水平輥側(cè)面與立輥間使其同時成形，未能對邊端部施以壓下，用軋邊機對端邊以壓下并限制腿高。2.在腿部壓下時，由于水平輥與軋件之間有滑動。軋輥的摩損比較大。為此，使上下水平輥的側(cè)面以及相應(yīng)的立輥表面呈310的傾角。為修正腿的角度，配置萬能精軋機。其立輥表面水平的水平輥側(cè)面垂直或有很小

32、的傾角00.3二.H型鋼的發(fā)展1902年德國建成世界第一臺帶旋轉(zhuǎn)立輥和單獨設(shè)置軋邊端機的H型鋼軋機。1970年出現(xiàn)了連續(xù)式萬能軋機，提高了生產(chǎn)效率。到2000年，世界上約有上百套萬能型鋼軋機。不僅生產(chǎn)H型鋼。還可軋制鋼軌，槽鋼，角鋼等。日本是H型鋼產(chǎn)量和用量最大的國家。我國H型鋼生產(chǎn)始于70年代，包鋼軌梁廠用二輥軋機+立輥生產(chǎn)少量H型鋼，以滿足國內(nèi)建設(shè)急需。國產(chǎn)軋制H型鋼生成于1991年在馬鞍山鋼鐵公司。1998年馬鞍山從德國引進代表國際先進水平的現(xiàn)代化H型鋼軋機，1998年萊蕪鋼鐵總廠從日本引進。10.1.3.2鋼軌鋼軌的橫截面分為軌頭、軌腰和軌底。鋼軌的規(guī)格以每米長單重表示鋼軌的規(guī)格以每米

33、長單重表示 輕軌 30kg/m 鐵路重軌生產(chǎn)的發(fā)展：1.軌底寬度、軌腰高度增加（提高重軌的抗彎截面模數(shù)）2.單重增加：70kg/m以上，起重軌達到128kg/m3.長度增加：達100m/根，以減少鋼軌接頭附件和車輪磨損4.新材料（低合金鋼軌）熱處理提高強韌性、耐磨性、提高使用壽命10.1.3.2鋼軌兩輥孔型法：（常規(guī)法）由一個梯形孔、三個帽形孔和五個軌形孔組成（只靠水平輥壓下，對鋼軌頭部和底部僅進行間接壓下，變形率低、孔型易磨損，軋機剛度差）。軌頭踏面形狀難以保證、斷面形狀不對稱、軌高和軌底的精度較差、軌頭和軌底的加工量小，尺寸精度差。一.鋼軌的軋制萬能軋法：產(chǎn)品質(zhì)量好（頭底均有壓下，變形大，

34、產(chǎn)品表面光滑，尺寸精確）、軋輥磨損少、生產(chǎn)率高，產(chǎn)量提高1.8倍、導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計簡單，易于安裝、軋輥孔型設(shè)計簡單，投資少，生產(chǎn)費用低，既能軋制鋼軌，又能軋制型鋼。萬能軋法基本原理：在控制軌腰、軌底和軌頭厚度的同時，在四個垂直方向上給軋件施加了大的壓下量。延伸系數(shù)相當(dāng)大，每道次在1.251.4之間。二.鋼軌軋后處理1.冷卻：自然空冷：當(dāng)煉鋼廠采用無氫冶煉方法時，可直接在冷床上冷卻緩冷：鋼軌中含氫時，在冷卻至500600，進緩冷坑緩冷以消除“白點”2.矯直：矯直溫度tl 說明實測的穿孔時間長 經(jīng)驗式：nfddSRx)05.0(ln68.0 ：送進角 dR：毛管外徑及頂頭直徑 mm ：頂頭前管坯外徑的

35、壓縮率 10%則代入10 f：摩擦系數(shù) n：軋輥數(shù)目 鋼錠穿孔：300008.001.075.0dxdS坯料穿孔：)000135.0025.0(005.02.3pxdS：最大相對壓縮率%：軋輥圓周速度 dp,dd坯、錠直徑 ：送進角二輥斜軋穿孔機變形區(qū)內(nèi)金屬滑動的特點是軸向全后滑 Sxx1（有時在接近出口時出現(xiàn)前滑）而其他部位也為后滑。軸向全后滑是由于頂頭的阻力大，切向前滑是由于在入口處軋軸直徑較小，線速度較低所致。切向滑動系數(shù)Syx1，可用于工程計算，出口軸向滑動系數(shù)，二輥斜軋（曼乃斯曼）9.05.0chxS 菌式二輥斜軋chxSchxSchxSchxS=0.80.95=0.50.95比二輥

36、斜軋穿孔機高1520%浮動芯棒三輥斜軋管機=0.701.30三輥斜軋穿孔機 二輥斜軋均整 軸向出口滑動系數(shù)波動范圍較大，與如下因素有關(guān)：數(shù)有利于提高軸向滑動系采用主動導(dǎo)盤代替倒板減低延伸系數(shù)減小軋輥入口錐角軋輥輥徑加大軋輥轉(zhuǎn)速降低加大送進角19.2斜軋過程中軋件的變形 19.2.1二輥斜軋穿孔的孔型與變形區(qū)一 孔型：由軋輥、導(dǎo)板和中間頂頭構(gòu)成“孔型”。19.2（1）軋輥：分為入口錐、出口錐和軋制帶 入口錐：咬入管坯，并實現(xiàn)穿孔 出口錐：實現(xiàn)毛管減壁、平整表面、均勻壁厚、毛管規(guī)圓軋制帶：起過度作用(2)導(dǎo)板：固定不動，限制毛管橫變形入口斜面：導(dǎo)入毛管出口斜面：導(dǎo)出毛管過渡帶：兩斜面的過渡，光滑過

37、度（3)頂頭：內(nèi)變形工具外更換式一個）更換式頂頭（穿一根換非水冷頂頭）水可通過頭部小空外冷內(nèi)外水冷式頂頭（冷空有頂桿返回）內(nèi)水冷式頂頭（冷卻水水冷頂頭頂頭分為 頂頭結(jié)構(gòu)：（1）頂尖（鼻尖）：改變金屬的流向，減緩尖部磨損提高使用壽命。對準(zhǔn)管坯定心孔，穿正，防止形成空腔。（2）穿孔錐：穿孔，減壁（3）均壁椎：毛管均整，平整毛管的內(nèi)外表面，一般取為直線段。錐角等于軋輥出口錐輥面錐角。（4）反錐：防止刮傷毛管內(nèi)表面，頂頭平放起平衡作用。二變形區(qū)：變形區(qū)分為四個部分：（1）穿孔準(zhǔn)備區(qū)由管坯開始咬入到頂尖。其作用：實現(xiàn)管坯的一次咬入 為二次咬入儲存足夠的剩余摩擦 管坯中心疏松。一次咬入：軋件與軋輥接觸，靠

38、產(chǎn)生的摩擦力將軋件拉入變形。二次咬入：軋件與頂頭接觸，軋輥與軋件間的剩余摩擦克服頂頭的阻力，將金屬繼續(xù)拉入變形區(qū)。（2）穿孔區(qū)：由頂尖到頂頭穿孔錐結(jié)束。其作用：實現(xiàn)穿孔、減壁、直接承受穿孔變形。（3）均整區(qū)：頂頭均壁錐相對應(yīng)的部分。其作用：平整毛管內(nèi)外表面和均勻毛管壁厚。（4）規(guī)圓區(qū)，均整區(qū)后到毛管與軋輥接觸的部位。其作用：靠軋輥將橢圓形毛管旋轉(zhuǎn)加工成圓形。注意問題：1.管坯在拽入?yún)^(qū)不與導(dǎo)板接觸（或者管坯與軋輥接觸一定的長度（3070mm）再與導(dǎo)板接觸，否則前卡或只轉(zhuǎn)不走。2.毛管在出變形區(qū)前，要先脫離頂頭和導(dǎo)板，再離開軋輥保證毛管規(guī)圓。介紹斜軋機穿孔變形區(qū)的幾何參數(shù)。1.軋制線：頂桿的中心線

39、。2.軋機中心線：指穿孔機的中心線，有的軋制線比中心線低36mm，使軋制穩(wěn)定。.3.送進角：軋輥軸線與軋制線兩條異條直線的交角。應(yīng)該是軋輥軸線在包括軋制線的垂直平面上投影的夾角。4.輥距：兩軋輥軋制帶之間（即孔喉處）的距離。5.管坯總壓下量：dp=dp-d 管坯直徑減去輥距?？倝合侣剩?dp/dp100%6.導(dǎo)板鋸兩導(dǎo)板過渡帶工作面之間鋸。7.孔型橢圓系數(shù)：=a/d 8.頂頭前壓下量：ddq=dp-Bdq 管坯直徑減去頂頭前輥距 頂頭前壓下率：dq=ddq/dp100%頂頭前輥距：Bdq=d+2(N-0.5L3)tan 9.頂頭伸前量（N）：表示頂頭位置，頂尖到軋制帶中心線的距離。頂桿位置：（

40、y）：頂頭后端到軋輥后端的距離。10.毛管外擴徑量：Dk=dd-dp 毛管內(nèi)擴徑量：dk=dm-Dt19.2.2軋件的變形可分為基本變形和附加變形。一基本變形。指由實心坯穿成毛管時軋件幾何形狀和尺寸的變化，其變化與變形區(qū)幾何形狀有關(guān)，而與軋件材質(zhì)無關(guān)。基本變形包括：假設(shè)由直徑為Dm的管坯軋制成外徑為Dm，壁厚為m的毛管。1.伸長量（由管坯穿成毛管的長度增加量）L=Lm-Lp 2.平均擴徑量 2)(pmmkDDD3.減壁量 mpD2即為由實心管坯變成壁厚為m的毛管產(chǎn)生基本變形是由于軋輥對軋件有壓下量，由軋輥每接觸軋件一次，則軋件承受一次變形，則每接觸一次軋輥的加工量為“單位壓下量”。圖19-8

41、圖19-8 臨界徑縮率、坯端凹度、平均單位壓下率與送進角的關(guān)系（試驗鋼種Ci18Ni10Ti）送進角對坯端深度太小的影響曲線送進角對平均單位壓下量的影響曲線送進角對臨界徑縮率的影響曲線41016222834612182430024681023181420263238送送進進角角拽入?yún)^(qū)（穿孔準(zhǔn)備區(qū)）12tgZrxxZx-1/n 螺距 穿孔區(qū)孔喉前)(12tgtgZhxx頂頭錐角穿孔區(qū)孔喉后)(22tgtgZhxx變形區(qū)長度的計算 2122tgddtgddLchp考慮送進角的影響 cos2cos122tgddtgddLchp變形區(qū)的寬度可用入口到孔喉的寬度平均值為入口錐寬度（出口錐寬度同理）二附加

42、變形 二輥斜軋穿孔的變形很復(fù)雜，并沿橫斷面分布不均。開始咬入時呈表面變形，在穿孔區(qū)管壁漸薄，工具摩擦影響較大，產(chǎn)生切向軸向切變形，同時還有扭曲變形，管坯塑性變形等。1.高斷面斜軋變形區(qū)。孔腔的形成。什么叫孔腔：心部產(chǎn)生的內(nèi)撕裂。由于變形量較小時，形成“雙鼓變形”，則中心處受拉應(yīng)力，由于反應(yīng)輾壓，金屬橫向流動和延伸，則在中心區(qū)域形成二向拉應(yīng)力，而外力作用方向為壓應(yīng)力，而在45度方向上產(chǎn)生切應(yīng)力，當(dāng)工作應(yīng)用狀態(tài)到達一極限值后，則在最大切應(yīng)力方向產(chǎn)生變形，這種交變的切變形，使中心產(chǎn)生疏松，撕裂形成孔腔。為防止過早形成孔腔：加大送進角（變形區(qū)長度縮短）減小“孔型”橢圓度（控制橫向張應(yīng)力的發(fā)展）提高臨界

43、經(jīng)縮率（頂頭位置合理）經(jīng)縮率必須達到一定值時，才能積聚足夠的摩擦力實現(xiàn)第二次咬入。減少金屬在變形區(qū)的加工次數(shù)（限制橫向張應(yīng)力的積累程度）扭曲變形：軋件各橫斷面的轉(zhuǎn)速npx不同。穿孔變形區(qū)。切向剪切變形：只內(nèi)外層金屬沿橫向產(chǎn)生附加的相互剪切變形。應(yīng)盡量減小附加變形（無用變形，有害變形）可能造成裂紋、折疊和離層等缺陷。a.保證穩(wěn)定軋制條件下盡量降低2，縮短變形區(qū)長度（加大）b.保證正常拽入的條件下頂頭超前量增大，軋輥入口錐角減小c.頂頭超前量，經(jīng)縮比，送進角合理搭配，能使變形均勻。d.頂頭主動旋轉(zhuǎn)，提高變形均勻性，（減小軸向、切向變形）19.3斜軋穿孔過程的咬入條件：斜軋穿孔過程，由于有頂頭存在，有兩次咬入。一次咬入：軋件與軋輥接觸而產(chǎn)生的摩擦力將軋件拉入變形區(qū)（此時軋件是做螺旋運動）二次咬入：軋件與頂頭接觸時，軋輥與軋件間的剩余摩擦克服頂頭的阻力，將金屬繼續(xù)拉入變形區(qū)。19.3個人觀點供參考，歡迎討論