《軋鋼工藝學(xué)》課件

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1、封面河北理工大學(xué)第二篇 軋制工藝基礎(chǔ)77.1 軋材的種類黑色金屬（Fe.Mn.Cr及其合金，黑色金屬一般將統(tǒng)稱為鋼鐵）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）半金屬(Si.As）鋼材是應(yīng)用最廣泛的材料，我們主要介紹鋼材的生產(chǎn)工藝一一.鋼材按鋼種可分為鋼材按鋼種可分為（45#,A7,36Mn2Si）1.普通碳素鋼甲類鋼：只保證力學(xué)性能（A0-A7）鎮(zhèn)靜鋼乙類鋼：只保證化學(xué)性能（B）（A0F-A7F）沸

2、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等比普碳鋼要少。分普通含Mn量兩個鋼組：普通含Mn量的鋼：“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Mn量較高的鋼：除用兩位數(shù)字表示鋼的含炭量外，另附一個Mn字在后如：20Mn 含C 0.2%Mn0.71.0%約1%3.合金鋼合金鋼的多種分類方法：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，等

3、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在元素符號之前的數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾 0.36%冶金元素的含碳量在元素符號后面的平均含碳量的百分之幾表示Mn的2%Si 1%例外：工具鋼：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，含碳量以千分之幾表示如 9Mn2V 含碳量的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)

4、品厚度分：薄板，厚板，簡材按用途分：鍋爐板，橋梁板，汽車板等板帶鋼產(chǎn)量在工業(yè)先進(jìn)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（房，圓，角，工，槽）專用型鋼（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：過其橫斷面上任意點作切線一般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：還有周期斷面型鋼和特 殊斷面鋼材周期斷面有：螺紋鋼，竹節(jié)鋼特殊斷面有：鋼球，車輪等工業(yè)先進(jìn)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

5、軋，冷拔管等工業(yè)發(fā)達(dá)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7.2 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝流程7.2.1 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，首先介紹一下模鑄和連鑄模鑄：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)加熱后用初扎機（或開坯機）將其扎成多種規(guī)格的鋼坯。7.2然后再經(jīng)成品扎機扎成各種鋼材。這種生產(chǎn)方法知道仍在鋼材生產(chǎn)中占著重要地位。連鑄：將鋼水直接鑄成一錠，斷面形狀和規(guī)格的鋼坯連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)過程 中間罐：貯存一部分鋼水，保證連續(xù)鑄剛，減小鋼水

6、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 圖7-3 模鑄與連鑄過程比較清 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1與連鑄過程比較連鑄的優(yōu)點：1.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、初扎開坯工序。2.節(jié)約金屬、成材率高 鋼錠頭部有縮孔

7、，扎材時必須切除，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 連鑄省了一次加熱一次軋材4.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、初扎都穿插人工操作，自動化程度低，工人勞動條件差。5.質(zhì)量好 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。連鑄設(shè)備簡單，省去初扎機，均熱爐，并節(jié)約了燃料動力和人力 缺點：1.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）2.

8、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)規(guī)模的不同，將初扎機或連鑄機與各種成品扎機配套設(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，寬帶鋼熱連扎機達(dá)500600萬噸/年。寬原板扎機達(dá)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a(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，原因是可滿足

9、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使用鑄錠為原料大型生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝過程與使用鑄錠的中小型生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝過程有何不同？（即多了哪些工序？為什么？）3.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？）4.冷加工生產(chǎn)工藝過程有何特點？為什么？要想優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本的生產(chǎn)軋材，必須了解所加工鋼種的內(nèi)在特性。特別是加工工藝特性和組織性能變化特性，正確掌握其固有

10、規(guī)律，采取有效的工藝手段，才能生產(chǎn)出合乎要求的產(chǎn)品 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。它是由使用單位按用途的

11、要求提出來的。我們生產(chǎn)的鋼材，都有用戶使用。用戶根據(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），剛才機械性能（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)：鋼材的技術(shù)要求是由使用單位按用途的要求提出來的，由于使用單位很多，不可能一個用戶提一個要求來進(jìn)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(jì)性來制定成產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，然后生產(chǎn)就按標(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)

12、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)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：礦山用的鐵軋使用于一定地區(qū)國家標(biāo)準(zhǔn)（部頒標(biāo)準(zhǔn)）：使用范圍廣，很多長生產(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，

13、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)

14、，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？8.28.3軋材生產(chǎn)各基本工序及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響?；竟ば颍涸系那謇頊?zhǔn)備加熱軋制冷卻精整檢查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 要求能夠掌握見下表8.3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小偏析中質(zhì)量差產(chǎn)量低無初軋及開坯機的中小型企業(yè)吉特厚板生產(chǎn)軋坯鋼材質(zhì)量好成材率比用扁錠時鋼種不受限制坯料尺寸規(guī)格可靈活選擇需初軋開坯是工藝和設(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)

15、鋼種品種較多及規(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實用生產(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，是發(fā)展方向，但是還不能完全取代鑄

16、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：鞍鋼又初軋，又生產(chǎn)板坯，有生產(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要考慮產(chǎn)量和質(zhì)量。選取適當(dāng)?shù)呐髁铣叽纾诒ＷC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(jì)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(kuò)大，并引起更多缺陷。清理方法：火焰清理：至于碳素鋼、低合金鋼、金屬耗量較大風(fēng)鏟清理：適用碳素鋼、合金鋼、高碳鋼

17、（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，金屬消耗量大8.3.2原料的加熱加熱目的：1.提高塑性 2.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(dá)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，影響剛才質(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.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

18、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)拉裂坯料在加熱時為防止出現(xiàn)加熱缺陷，以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)，鋼坯表面聲高的溫度。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)力而開裂，對導(dǎo)熱性、塑性差的鋼種，在600650以下要緩慢加快，加熱到700以上溫度時鋼塑性已轉(zhuǎn)好，內(nèi)外溫差減小，可盡可能快

19、的速度加熱。對普碳鋼：起塑性和導(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。對于小斷面料可快加熱，對于大斷面料，要降低加熱速度，防止溫差過大。2.合理確定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)。軋鋼工序有兩大任務(wù)：精確成型，改善組織和性能影響精確成型的因素有：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)整軋制過程工藝參數(shù)穩(wěn)定，如：溫度、速度

20、、張力等（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）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：必須以保證終軋溫度為依據(jù)終軋溫度：0 00 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

21、 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)品在熱扎以后沒有熱處理，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)小于Ar3線約50100，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(jìn)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

22、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，它將強烈阻止位移的移動，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SK線在晶粒邊界析出的網(wǎng)狀碳化物不能破碎，使鋼材的機械性能惡化。變形速度（軋制速度）：提高可提高質(zhì)量；頭尾溫差減小，對質(zhì)量好，但速度上升受電機能力、軋機設(shè)備、強度、機械化自動化水平以及收入條件等限制。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

23、能，控制冷卻可以達(dá)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，線材通過冷卻水管強制冷卻。對鋼材有要求，對某些合金、高合金鋼易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋，對碳素鋼，開坯（半成品對性能不要求）可水冷。水冷還可清除表面氧化鐵皮，提高冷床生產(chǎn)能力2.室冷：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，都可以室冷，可通過吹風(fēng)，鋼材排列疏密來調(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(jìn)行堆冷、緩冷。堆冷：在冷床上冷卻到一定溫度之后堆垛冷

24、卻。緩冷：在緩冷坑中緩慢冷卻或在保溫爐中進(jìn)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)過嬌直機嬌直。軋材頭尾組織性能較差，且軋制時易出缺陷，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,s,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，晶粒度第三篇10 前面已經(jīng)講過，型材產(chǎn)量在

25、工業(yè)發(fā)達(dá)國占30%左右，我國占5060%?，F(xiàn)在中國各大鋼鐵企業(yè)紛紛調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，上板帶生產(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(jì)的，現(xiàn)在板帶鋼需求量大，是由于國家拉動內(nèi)需，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度加大，以及汽車工業(yè)的發(fā)展。而現(xiàn)階段型材生產(chǎn)能力大于市場的需求，在中型材范圍內(nèi)表現(xiàn)尤為突出，型材生產(chǎn)存在的主要問題是：經(jīng)濟(jì)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(jìn)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：

26、目前以達(dá)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。10.1軋機結(jié)構(gòu)和軋機布置多種多樣。結(jié)構(gòu)形式上：二輥式、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，用途幾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

27、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(hù)，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(hù)，橋梁，車輛，機械工程槽鋼高度*寬度，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(hù)，礦山運輸T型鋼高度*寬度，150*4

28、0300*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、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

29、經(jīng)濟(jì)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10.1.3.1H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 與同樣高度的普通工字相比，腰部厚度小，邊部寬度大，又叫寬邊工字鋼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相比，腰部厚度小，邊部寬度大，又叫寬邊工字鋼優(yōu)點：1.截面橫數(shù)達(dá)，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

30、屬3.邊部內(nèi)側(cè)于外側(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.輥萬能軋機，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)面與立輥間使其同成形，未能時邊端部施以壓下，用軋邊機對端邊以壓下并限制腿高。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，萬能-軋邊端可逆軋機生產(chǎn)方式持續(xù)了70年，1970年

31、隨著生產(chǎn)技術(shù)特別是計算機技術(shù)的發(fā)展。出現(xiàn)了連續(xù)是萬能軋機。大大提高了生產(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，工業(yè)發(fā)達(dá)國家H型鋼在型鋼產(chǎn)量中的比重是最大的。1973年H型鋼產(chǎn)量占全部型鋼產(chǎn)量的45%我國H型鋼生產(chǎn)始于70年代，包鋼軋梁廠用二輥軋機+立輥生產(chǎn)少量H型鋼，以滿足國內(nèi)建設(shè)急需，后來，上海，武漢，鞍山等地的金屬結(jié)構(gòu)廠和橋梁廠生產(chǎn)含焊接H型鋼。中國國產(chǎn)軋制H型鋼生成于1991年在馬鞍山鋼鐵公司投產(chǎn)，又一組可逆式萬能-軋邊端連軋機和一臺萬能精軋機組成。1998年馬鞍山從德國引進(jìn)代表國際先進(jìn)水平的現(xiàn)代化

32、H型鋼軋機，1998年萊蕪鋼鐵總廠從日本引進(jìn)。10.1.3.2鋼軌鋼軌的橫截面分為軌頭，軌腰和軌底三部分。鋼軌的規(guī)格的每米長重量表示 輕軌 30kg/m 鐵路重點介紹重軌重軌生產(chǎn)的發(fā)展：1.軌底寬度：軋腰高度增加（提高重軌的抗彎截面模式）2.單重增加：70kg/m以上3.長度增加：達(dá)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，提高使用壽命一.鋼軌的軋制兩輥孔型法：（常規(guī)法）只靠水平軌壓下，對鋼軌頭部和底部僅進(jìn)行間接壓下，變形率低,孔型易磨損萬能軋法：產(chǎn)品質(zhì)量好，（頭底均有壓下，變形大，產(chǎn)品表面光滑，尺寸精確）軋輥磨損少，產(chǎn)量提高1.8倍二.鋼軌軋

33、后處理1.冷卻：自然室冷：高煉鋼廠采用無氫冶煉方法時，可直接在冷床上冷卻緩冷：鋼軌中氫時，在冷卻至500600，進(jìn)緩冷抗緩冷，以消除“白點”2.矯直：矯直溫度18架，線材車間2128架線材的盤重加大，線材直徑加大，到2000年國外以出現(xiàn)了直徑60mm的盤卷線材?？刂栖堉疲簽榱思?xì)化晶粒，控軋控冷低溫精軋。11.2.2.3 棒、線材的冷卻和精整棒材：精軋飛減控制冷卻（余熱淬火）冷床定尺切斷檢查包裝線材：精軋吐絲機（線材）散卷控制冷卻集卷檢查包裝11.3 棒、線材軋制的發(fā)展方向11.3.1 連鑄坯熱裝熱送或連鑄直接軋制11.3.2 柔性軋制技術(shù)：利用無孔型軋制，共用孔型等手段迅速改變軋制規(guī)程，改變產(chǎn)

34、品規(guī)格11.3.3 高精度軋制：棒、線材二次加工，直徑公差大，對加工的影響較大，故對其尺寸精度要求越來越高?？仔透呦?1.3尺寸可控，不能嚴(yán)格限制寬度方向的尺寸，另外，機架間的張力和軋件的頭、尾溫差也會明顯影 響 軋件的尺寸。方法：精確孔型設(shè)計或三輥孔型控制高向和寬向，或在成品孔型后設(shè)置專門的定徑機組，采用尺寸 自動系統(tǒng)等。目前棒、線材的尺寸精度可達(dá)到0.12mm 目標(biāo)0.05mm11.3.4 繼續(xù)提高軋制速度線材盤重大，斷面小，為提高產(chǎn)量減小頭、尾溫差，高速軋制，線材的終軋速度一般是100120m/s 最高130m/s 150m/s 的研究在進(jìn)行中，先進(jìn)棒材的終軋速度一般是1718m/s11

35、.3.5 低溫軋制：軋制速度高，軋制溫升：終軋溫度過高會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，低溫軋制可提高質(zhì)量、節(jié)能。方法：降低開軋溫度，從10501100降至850950降開軋溫度，將終軋溫度降至再結(jié)晶溫度（700800）以下，節(jié)能切提高產(chǎn)品機械性能。11.3.6無頭軋制：坯料在出爐輥道上前后焊接起來。優(yōu)點：減少切損100%定尺生產(chǎn)率提高對導(dǎo)衛(wèi)和孔型不沖擊，無沖擊，不纏輥尺寸精度高11.3.7切分軋制。主要方法：1.輪切法：用特殊的孔型將軋件或預(yù)備切分的形狀在軋機的出口安裝切輪，將軋件切開2.輥切法：利用特殊設(shè)計的孔型在變形的同時將軋件切開11.4 棒、線材軋機的布置形式11.4.1 棒、線材軋機的發(fā)展過程：

36、橫列式軋機：單列式軋機速度不能單調(diào)，采用多列式，一般線材軋機多超過3列，終軋速度10m/s 盤重100kg半連續(xù)式軋機11.4復(fù)二重式軋機：粗軋橫列式，連續(xù)式或跟蹤式，精軋為復(fù)二重式軋機與橫列式比較：速度升高，解決了軋件溫降的問題 取消反圍盤，軋制穩(wěn)定，便于調(diào)整盤重：產(chǎn)量升高(a a)(b b)(c c)圖圖1 11 1-4 4 復(fù)復(fù)二二重重式式線線材材軋軋機機布布置置示示意意圖圖(a a)粗粗軋軋為為橫橫列列式式；(b b)粗粗軋軋為為跟跟蹤蹤式式；(c c)粗粗軋軋為為連連續(xù)續(xù)式式見上圖19601980年復(fù)二重軋機鼎盛時期，逐漸被連軋取代，在2003年前要取消橫列式和復(fù)二重式線材軋機。傳統(tǒng)

37、連續(xù)式軋機優(yōu)點：軋制速度高，軋件沿長度方向上的溫差小，產(chǎn)品尺寸精度高，產(chǎn)量高，線材盤重大20世紀(jì)40年代，水平二輥式軋機在軋制扭轉(zhuǎn)限制了速度,2530m/s 因此限制了盤重20世紀(jì)50年代：立平交替式，軋件在軋制時無扭轉(zhuǎn)，軋速提高到3035m/s。20世紀(jì)60年代以后45高速無扭精軋機和Y型精軋機。Y 型三輥式或線材精軋機組：由3個互成120角的盤狀軋輥組成相鄰相架互成倒置180軋制時無扭轉(zhuǎn)多用于難變形合金和有色金屬的軋制，三向壓應(yīng)力有利于軋制低塑性鋼材11.5 棒、線材軋制的控制冷卻和余熱淬火11.5.2螺紋鋼筋軋制后余熱淬火處理工藝及原理原理：鋼筋軋后為奧氏體，利用其軋后余熱進(jìn)行熱處理，通

38、過對工藝參數(shù)的控制（如冷卻速度、時間、冷卻溫度）得到要求的組織、性能。工藝過程：第一階段：表面淬火階段（急冷階段），鋼筋離開精軋機后盡快進(jìn)入高效冷卻裝置11.5進(jìn)行快速冷卻，冷卻速度必須大于是表面層達(dá)到一定深度淬火馬氏體到臨界溫度鋼筋表面溫度低于馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度（Ms），發(fā)生M轉(zhuǎn)變，該階段結(jié)束時，表層為馬氏體和殘留奧氏體，心部溫度還很高，仍處于表面馬氏體層的深度取決于強烈冷卻的持續(xù)時間。第二階段：空冷自回火階段，此時鋼筋截面上的溫度梯度很大，心部熱量向外層擴(kuò)散，傳至表面的淬火層，對以形成的馬氏體進(jìn)行回火，根據(jù)回火溫度的不同，表面組織可能轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或回火索氏體，表層的殘余M，鄰近表層的根

39、據(jù)鋼的成分或冷卻條件不同貝氏體/屈氏體/索氏體，心部仍為。第三階段：心部組織轉(zhuǎn)變階段，發(fā)生近似等溫度轉(zhuǎn)變，冷卻條件不同可轉(zhuǎn)變成鐵氏體+珠光體或、索和貝氏體，（鋼的成分、鋼筋直徑、終軋溫度、第一階段的冷卻效果和持續(xù)時間等）11.5.3 線材控冷的基本原理：根據(jù)軋后控制冷卻所得到的組織不同，線材控制冷卻可分為珠光體型控冷和馬氏體型控冷。11.5.3.1珠光體型控制冷卻目的：通過連續(xù)冷卻過程獲得有利于提拔的索氏體組織。過程：將終軋溫度高達(dá)10001100的線材出軋輥后立即通過水冷區(qū)急冷到相變溫度，此時加工硬化的效果部分保留，破碎晶粒間界成為相變時P和的結(jié)晶核心，是P和縮小，此后減慢冷卻速度，使其類似

40、等溫轉(zhuǎn)變得到索氏體，轉(zhuǎn)少P和圖圖 1 11 1-1 10 0 (C C)=0 0.5 5%鋼鋼 的的 等等 溫溫 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 變變 曲曲 線線11.5.3.2馬氏體型控制冷體目的：通過軋后淬火回火處理，得中心索氏體，表面為回火馬氏體的組織，提高強度。線材軋后急冷，使表面溫度急劇降至Ms（馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度）以下，使鋼的表層產(chǎn)生馬氏體，在線材出冷階段后，利用中心殘余熱量及相變釋放出來的熱量使表面層溫度上升，達(dá)到平衡溫度，表面馬氏體回火，得到中心為索氏體，表面為回火馬氏體的組織。11.5.4 線材控制冷卻方法簡介11.5.4.1 軋后穿水冷卻。冷卻器的形式有：雙套管式、環(huán)行噴嘴、旋流式冷卻器等11.5.

41、4.2斯太爾摩法：線材出成品軋機通過水冷套管快速冷卻到接近相變溫度后，經(jīng)導(dǎo)向裝置引入線圈形成器，線材在成圈的同時陸續(xù)落在連續(xù)移動的鏈?zhǔn)竭\輸機上，使每圈相隔一定距離而成散圈。視鋼種不同，在運輸過程中可用鼓風(fēng)機強制冷卻，或自然空冷，或加罩冷卻，以控制線材組織性能。為了上述目的，運輸機速度可調(diào)。當(dāng)線材圈冷卻至相變完成溫度（約550450）后，通過集卷器收集并打捆。軋后冷卻吐絲機散圈冷卻11.5.4.3施羅曼法：與斯泰爾摩法不同，它強調(diào)在水冷帶上控制冷卻，而在運輸機上自然控冷。其作用是線材出精軋機后經(jīng)環(huán)形噴嘴冷卻器冷卻至620650。然后，經(jīng)臥式吐絲機成圈并先垂直后水平放倒在運輸鏈上，通過自由的空氣對

42、流冷卻，而不附加鼓風(fēng)，冷卻速度為29/s。為了適應(yīng)不同的要求，通過改變在運輸帶上的冷卻型式而發(fā)展了各種型式的施羅曼法，其1型適于普碳鋼；2型適于要求冷卻速度較慢的鋼種；3型在運輸帶的上部加一罩子，適于要求較長轉(zhuǎn)變時間的特殊鋼種；4型適于要求低溫收卷的鋼種；5型適于合金鋼。連軋的張力控制：連軋過程，保持秒流量相等時很難，因為各種參數(shù)都處于動態(tài)變化的過程中，機架間經(jīng)常出現(xiàn)張力，張力對軋體的尺寸有很大的影響。機架間軋件可以形成活套時，通過測量活套高度或活套對活套挑的壓力變化，可以測量張力，進(jìn)而調(diào)節(jié)軋輥轉(zhuǎn)速，控制秒流量，實現(xiàn)無張力軋制在精軋階段，型材斷面形狀復(fù)雜，棒、線材直徑很小，尺寸精度要求高，且軋

43、速高，不能用活套12張力直接測定間接張力控制方法：張力的變化軋制力變化軋機主電機電流變化（電流記憶方法）由于軋件尺寸變化和軋件溫度波動，也會引起電流或軋制力矩的變化，故測量精度不高，為提高精度，將無張力是的軋制力矩G和軋制力P的比值G/P=2a規(guī)定為力臂系數(shù)，該系數(shù)對軋件溫度的軋制力的變化不敏感，通過控制利弊系數(shù)來保持張力恒定。第五篇18鋼管生產(chǎn)的主要方法：熱軋法：熱軋法可分為穿孔軋管定（減）徑（擴(kuò)徑）焊接法：爐焊、電焊（直焊、螺縫焊、UOE）冷加工：冷軋、冷拔、冷旋壓其中熱軋無縫鋼管是介紹的主要內(nèi)容。先介紹什么是斜軋軋輥變斷面，同向旋轉(zhuǎn)，線互成一定角度金屬沿軋輥交角的 中心線方向進(jìn)入軋輥，螺

44、旋前進(jìn)。18.1.1斜軋穿孔二輥斜軋穿孔特點：螺旋前進(jìn)，對中性好，壁厚較均勻 延伸較大1.254.5 變形復(fù)雜，對管坯質(zhì)量要求 高，一般采用鍛、軋坯18.1穿孔方法18.1A-A5AA1234圖 18-1 二輥斜軋穿孔工作運動示意圖 1-軋輥；2-頂頭；3-頂桿；4-軋件；5-導(dǎo)板 三輥斜軋穿孔，不要導(dǎo)板，三個輥和頂頭構(gòu)成孔型特點：對中性好，壁厚均勻 適于塑性較差的鋼種 立動導(dǎo)盤大送進(jìn)角二輥斜軋穿孔特點：大送進(jìn)角，提高穿孔效率 導(dǎo)盤便于軋件軸向前進(jìn)菌式二滾輥斜軋穿孔，蘑菇頭狀，軋輥直徑順軋制方向逐漸加大軸向分速度加大，促進(jìn)縱變形二.壓力穿孔：將坯料置于擠壓缸中，壓成中空坯體，延伸系數(shù)小優(yōu)點：對

45、管坯沒有苛刻要求，連鑄坯和低塑性材料，穿孔比為812缺點：生產(chǎn)率低，偏心率大18.2 軋管方法：18.2.1 自動軋機，介紹自動軋機結(jié)構(gòu)優(yōu)點：采用短芯頭，生產(chǎn)換規(guī)格時安裝調(diào)整方便，品種規(guī)格范圍廣。缺點：延伸率低，壁厚不均，要設(shè)均整機，管長受頂竿長度限制，軋制時要送回翻鋼，間隙時間長，輔助操作的間隙時間占整個軋制周期的60%以上。18.218.2.2連續(xù)軋管機，79架連軋 主要優(yōu)點：生產(chǎn)率低高，便于機械化，自動化。長芯棒軋制，鋼管內(nèi)表面質(zhì)量好，延伸系數(shù)大，可達(dá)5.0不要求大延伸穿孔，可降低對鋼坯塑性，可用連鑄坯要求連續(xù)軋機可分為浮動芯棒，（芯棒隨軋件運行）和限動芯棒，（芯棒自己以規(guī)定的速度運行）

46、操作過程見P300 185限制芯棒優(yōu)點：縮短芯棒長度和使用根數(shù)，工具消耗少，不用設(shè)專門的脫棒工序 芯棒恒速運行，軋制條件穩(wěn)定，軋件尺寸精度高（不考慮脫棒，芯棒與鋼管間隙?。?8.2.3高精度軋管機阿塞爾軋管機：采用長芯棒，三管斜軋，表面質(zhì)量好，尺寸精度高荻塞爾軋管機：（主動導(dǎo)盤二輥斜軋），生產(chǎn)高精度薄壁管D/3018.2.4頂管機組由三輥或四輥構(gòu)成輥模，在壓力擠孔的空心杯體，內(nèi)插入芯棒，推列環(huán)模，達(dá)到減徑、減壁、延伸的目的。其特點：設(shè)備簡單，操作容易 適合于碳鋼，低合金薄壁管，壓力穿孔，坯重受限制，管徑、管長受限制五.周期軋管機（皮爾格軋管機）軋管旋轉(zhuǎn)方向與軋件送進(jìn)方向相反，孔型為變斷面，用于

47、生產(chǎn)大直徑厚管，異型管，合金鋼管，但操作時間長，孔型不易加工，芯棒較長。18.3毛管精軋減徑擴(kuò)大產(chǎn)品品種規(guī)格，增大軋制長度。減少前部工序要求的毛管規(guī)格數(shù)量，相應(yīng)的管坯規(guī)格和工具備品等，簡化生產(chǎn)管理。減少前部工序更換生產(chǎn)規(guī)格次數(shù)，節(jié)省軋機調(diào)整時間，提高機組的生產(chǎn)能力。18.3.1減徑機。一般1525架（30）二輥式：前后相鄰兩機架軋輥軸線互垂直9018.3三輥式：軸線互垂各60，沿斷面所有方向都受到加工，三輥式較廣泛采用。微張力減輕徑：減徑時壁厚增加，產(chǎn)生壁厚不均，總減徑率在4050%張力減徑：減徑器減壁，壁厚均勻，廣泛采用三輥式減徑機，入口毛管管徑日益增大，達(dá)300mm,出口速度提高18m/s

48、，張力減徑總減徑率最大可達(dá)8590%，減壁量40%定徑機一般514架，總減徑率為37%。18.4 熱軋無縫鋼管的一般生產(chǎn)工藝過程。18.4管坯準(zhǔn)備冷定心加熱熱定心穿孔軋管再加熱減徑鋸切冷卻矯直切管矯直打印定徑稱重包裝分述如下：一.管坯準(zhǔn)備：原料有軋制管坯（圓坯），連鑄管坯，圓錠首先要清理表面缺陷切斷，主要冷鋸鋸斷和火焰切割。管坯長度 Lp=始終:nclc+L熱軋管長度 Dc-c平均直徑nc每根熱軋管的定尺數(shù)Lc定尺成品管長度 mmDc，c成品管外徑及壁厚 mmKsh加熱燒損系數(shù)：環(huán)行爐 0.980.99 ，斜底爐 0.970.98Fp管坯橫斷面積 mm2同時考慮機組設(shè)備允許的范圍及合金鋼管頂頭

49、壽命二.定心：是在 管坯端面中心打孔，防止穿偏，產(chǎn)生壁厚不均（改善收入）冷定心：生產(chǎn)效率低，金屬消耗大，準(zhǔn)確性好，用于合金，高合金管熱定心：生產(chǎn)效率高，準(zhǔn)確性差，利用氣動，沖頭，打眼三.加熱：加熱溫度應(yīng)保證穿孔時以塑性最好的溫度。穿孔溫度：加熱爐：步進(jìn)式爐，現(xiàn)代化鋼管車間采用環(huán)行爐，廣泛采用，的加熱爐，（國外很多鋼管廠也都采用）斜底式爐已淘汰四.穿孔：將實心坯料穿制成空心毛管，變形激烈，頂頭工作條件惡劣，穿孔要求：提高穿孔效率，軸向延伸大 壁厚均勻，內(nèi)外表面質(zhì)量好 t=tjr-tj=tch+tj-tsh-tj=tch-tsh tj：從出爐到穿孔機的溫降 一般為20%30%tch：穿出溫度tsh

50、：穿孔溫升 tjr：加熱溫度 tjr=tch+tj-tsh斜軋穿孔：碳鋼tsh=20-300C 合金鋼:tsh=50-1000C五.軋管：對穿孔后的毛管繼續(xù)加工，家大延伸，均勻壁厚和外形六.定、減徑：減徑是為了使鋼管直徑尺寸精確，提高真圓度。減徑是為了擴(kuò)大產(chǎn)品的規(guī)格，由軋管機軋制出來的規(guī)格較少，而通過減徑來擴(kuò)大，同時，軋制小直徑管，生產(chǎn)效率低，而且受設(shè)備限制，無法軋制。由于減徑時鋼管直徑尺寸變化較大，一般需要經(jīng)再加熱爐加熱，加熱爐有步進(jìn)式爐、分段快速加熱爐。分段式快速加熱爐特點：由若干個爐室組成，可以在不停爐的情況下更換損壞的爐室。爐膛尺寸小，爐室高爐嘴沿爐膛切線方向布置，爐氣呈旋渦壯劇烈流動

51、，加熱速度快七.冷卻：（減徑后的鋼管溫度位200900，為便于后部精整要冷卻至100以下。）為使冷床尺寸小，對于減徑后的長管要鋸成信尺，熱鋸鋸切，冷床形式有：鏈?zhǔn)嚼浯玻阂苿渔溕蠋茏?，鋼管在冷床上滾動，易劃傷鋼管，也有在撥爪上加小輥，使鋼管與撥爪滾動摩擦。適用于鋼管溫度較低的，結(jié)構(gòu)簡單，自動矯直能力差。為彌補其不足，發(fā)展了一種雙鏈?zhǔn)嚼浯?，在兩條帶撥爪的鏈條之間加一條或二條反向移動的鏈條，使鋼管滾動，如新日鋼八幡廠400自動軋管機。適用于大中直徑管，易產(chǎn)生壓痕。步進(jìn)齒條式：由固定粱和步進(jìn)梁組成，鋼管運行時，產(chǎn)生滾動，起矯直作用。在連軋管機組上廣泛采用，德國、美國、法國圣鎖爾夫廠。螺旋式：利用螺旋

52、桿上的螺旋線推動鋼管運動，當(dāng)冷床螺旋桿上的螺旋線都是一個方向時，鋼管除了前進(jìn)還橫移。類似斜輥式冷床，其形式成平行四邊形。螺旋 桿的螺旋線一左一右。鋼管只前進(jìn)不橫移，其形狀為矩形，美國新格里連軋管廠即為這種型式。這種冷床矯直作用好，冷卻后很直，但安裝精度高，有滑動，易劃傷表面，產(chǎn)生壓痕，適用于直徑較小的鋼管。冷卻方式：一般采用自然空冷，特殊要求的相應(yīng)采取不同的 冷卻方式和方法。八.矯直（鋼管在上冷床后，由于減徑后的鋼管很長，冷床容不下，可采用鋸切信尺）有壓力矯和斜輥式矯直機，斜輥式是廣泛采用的，壓力矯用于初矯或在彎曲太大無法送入斜輥矯直機時作預(yù)矯用。斜軋式矯直機主要防止鋼管局部壓扁而形成的螺旋痕

53、，要正確選擇其結(jié)構(gòu)形式、輥型等。按鋼管矯直輥的布置可分為：矯直輥交錯布置：由中間壓下輥給較大壓下以提高矯直效果，適用于小直徑高強度鋼管的矯直。矯直輥相對布置：通過矯直輥壓下，壓扁管體消除局部彎曲和端頭彎曲，壓扁產(chǎn)生的切向應(yīng)力，使其強度降低。適用于矯直中等強度的薄壁和中等壁厚的管材。313矯直機：兩端由三個輥將鋼抱住，三向加工，不產(chǎn)生壓扁，中間輥可以彎曲鋼管來實現(xiàn) 矯直，不發(fā)生側(cè)向串動，矯直效率高，用于大中口徑管材和高強度管材。九.切管：用切管機切頭、尾、切定尺、倒棱十.檢查：包括尺寸，彎曲度，內(nèi)外表面質(zhì)量（機械性能、工藝性能）尺寸檢查：激光測徑、測長、測壁厚，外表面目測，內(nèi)表面反射棱鏡，內(nèi)部質(zhì)

54、量檢查：無損探傷（超聲波，磁力渦流探傷等）19一軋輥的運動 任一點：ng：軋輥轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分 Dx：x點軋輥直徑使管坯螺旋前進(jìn)使管坯旋轉(zhuǎn)使管坯前進(jìn),cos60cos,sin60sinxgxxyxgxxxDnvvDnvv19.1 斜軋過程的運動學(xué)19.1A A軋軋 制制 線線軋軋 制制 線線按按 A A-A A按按 B B-B Bc co os sx xu u c co os sc co os sR Rn ni is sR Rx xu un ni is sn ni is sx xu un ni is sR R c co os sn ni is sS Sx xu un ni is sR Rc co

55、os sS SO Ox xx xu ux xu u c co os sR Rx xu u c co os sR R c co os sx xu u c co os sR R c co os sc co os sS Sx xu u c co os sR R c co os sO OO O n ni is sR Rx xu un ni is sn ni is sR Rx xu uc co os sn ni is sR Rx xu ux xu u c co os sR Rn ni is sR Rx xu uB B3 31 12 22 2O Ox xO Ox xO OO O2 2B BA AA A3

56、34 4O Ox x5 5x xy yz z4 4二軋件的運動由于軋輥和軋件之間存在滑動（縱軋有前、后滑）軋件軸向和切向速度為：vxx=vxxsxx sxx為x點的軸向滑動系數(shù)vyx=vyxsyx syx為x點的切向滑動系數(shù)所以有 60cos60pxpxyxxgxynDSDnvyxgpxxpxSnDDncosDpx：x點截面軋件的直徑 Npx：軋件的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)/分所以在變形區(qū)任一截面x上軋件的轉(zhuǎn)速：(a)軋件的出口速度：xchgchxxxxgxxSDnvSDnvsin60sin60,故有切向出口速度：ychgchySDnvcos60,軋件出口速度：ygmchchpSnDDncos,三螺旋與單位壓

57、下量1螺旋 yxgpxxpxpxxxxSnDDnnttvmcos,60,yxxxpxxxyxxxpxxpxxxxgxSStgDnnmZnSStgDmnSDnm螺距（單位螺距）：軋件轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)的距離1,60sin602單位壓下量 入口錐：穿孔準(zhǔn)備區(qū) Yx=Zxtg1 入口錐：穿孔區(qū) 出口錐：)(1xxxtgtgZ)(2tgtgZxxx四滑動系數(shù)：對sx,sy只能估算 實測法確定：切向滑動系數(shù)近似等于1。Sy1軸向滑動系數(shù)，測出軋件長度Lm和實測穿孔時間tck（實測），然后計算不考慮滑動的理論穿孔時間:sin60chgmlDnlLt1 cklxttStcktl 說明實測的穿孔時間長 經(jīng)驗式：nfd

58、dSRx)05.0(ln68.0 ：送進(jìn)角 dR：毛管外徑及頂頭直徑 mm ：頂頭前管坯外徑的壓縮率 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(jìn)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.

59、0chxS 菌式二輥斜軋chxSchxSchxSchxS=0.80.95=0.50.95比二輥斜軋穿孔機高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(jìn)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)

60、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

61、：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

62、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。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(jìn)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-

63、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：（y）：頂頭后端到軋輥后端的距離。10.毛管外擴(kuò)徑量：Dk=dd-dp 毛管內(nèi)擴(kuò)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)?；咀冃伟ǎ杭僭O(shè)由直徑為Dm的管坯扎制成外徑為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(kuò)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

64、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 臨界徑縮率、坯端凹度、平均單位壓下率與送進(jìn)角的關(guān)系（試驗鋼種Ci18Ni10Ti）送進(jìn)角對坯端深度太小的影響曲線送進(jìn)角對平均單位壓下量的影響曲線送進(jìn)角對臨界徑縮率的影響曲線41016222834612182430024681023181420263238送送進(jìn)進(jìn)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(jìn)角的影響 cos2cos122tgddtgdd

65、Lchp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(dá)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

66、腔：加大送進(jìn)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）提高臨界經(jīng)縮率（頂頭位置合理）經(jīng)縮率必須達(dá)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(jìn)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)。19.39、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。22.8.2522.8.25Thursday,August 25,202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。