轧钢工艺基本知识(一)

轧钢区培训教材（一）轧钢工艺基本知识轧制•轧制是金属压力加工中最主要的方法，大约85~90%的钢材是通过轧制方法生产的。它具有生产率高、品种多、质量好生产过程易于连续化和自动化的特点。其他几种方法是：锻造、拉拔、挤压。轧钢工艺•工艺是一种加工过程。轧钢工艺是将化学成分和形状不同的钢锭或钢坯，轧成形状和性能符合要求的钢材的过程，由于钢材品种多，形状规格不一，用途不尽相同。但是轧钢工艺总是由以下几个基本工序组成。轧钢工艺•1、坯料准备•2、坯料加热：加热是热轧工艺的重要工序。•3、轧制：轧制是轧钢工艺的核心。坯料在此工序中完成变形过程。•4、精整：轧钢工艺的最后一道工序。它对产品质量起到最终的保证作用。•棒线材的生产工艺一般为如下工艺流程：连铸坯或初轧坯-加热-轧制-水冷-切倍尺（卷取/吐丝）-切定尺-检查-打捆（打包）-挂牌-入库轧钢工艺制度•轧钢工艺制度包括温度制度、变形制度和速度制度。•1、温度制度：温度制度规定了轧制时的温度区间，即开轧温度和终轧温度，温度制度是否合理对轧钢设备及产品质量都有重要的影响。•开轧温度是轧制过程中第一道次的轧制温度。一般比加热温度低一些。在连轧机上，由于第一架轧机靠近加热炉，坯料的头部在轧机上轧制时，尾部仍然在炉内，所以温差很小。在轧机与加热炉之间有高压水除鳞设备的，由于高压水除鳞，开轧温度就比加热温度低得多一些。大多数情况下，在轧制过程中要保证钢的奥氏体组织。轧钢工艺制度•终轧温度是指热轧终了的温度，即最后一道轧出时的温度。一般情况下，终轧温度不能过低，过低时增加了钢的变形抗力，钢的塑性也较差，容易造成产品缺陷，增加设备负荷。•在连轧小型棒材生产中，开轧温度一般在1000-1180℃，终轧温度一般为1000℃左右。大盘卷低温轧制终轧温度750℃。轧钢工艺制度•变形制度•在一定条件下，完成坯料到成品的变形过程。主要内容是确定总的变形量和道次变形量。小型棒线材变形制度与其他型钢一样是通过孔型设计来实现。•轧钢是坯料在旋转的轧辊之间产生塑性变形。在变形过程中，坯料厚度变薄，宽度少许增加，长度显著加长。轧钢工艺制度•A）压下量•轧前高度与轧后高度之差为压下量⊿h=H-h•B）宽展轧前轧件宽度为B，轧后轧件宽度为b，宽展量为：⊿b=b-B影响宽展的因素有很多，主要有轧辊直径（直径越大，宽展越大），轧件温度（温度越低，宽展越大），压下量（压下量越大，宽展越大），轧件与轧辊之间的摩擦系数（摩擦系数越大，宽展越大），轧件材料、张力、孔型形状、轧制速度和道次等。•C）延伸：通常用延伸系数来表示，即轧后长度与轧前长度之比，μ=l/L。在轧制过程中，一般认为轧件的密度不发生改变，所以体积也不变。则有：HBL=hbl•如果用轧件的截面积来表示则F1L=F2l（F1轧前截面积；F2轧后截面积）显然有μ=l/L=F1/F2轧钢工艺制度•D）咬入和咬入条件轧件在两个旋转的轧辊之间被加工变形，所以轧件是先被轧辊咬入。按照轧辊咬人条件，轧辊的工作直径D1应该满足下式：轧钢工艺制度•一般情况下，改善咬入条件有如下几种方法：1、减少咬入角，把钢坯前端做成锥形或楔形，使咬入角减小。2、增大摩擦系数，用砂轮打磨轧辊或轧辊刻痕。3、给轧件以外力，如采用夹送辊形式，尤其在轧辊使用一段时间后，辊径变小时，夹送辊起着重要的作用。4、清除轧件表面氧化铁皮。5、减少本道次压下量。如减小来料厚度和增大该机架辊缝。轧钢工艺制度•速度制度速度制度就是确定各道次的轧制速度。对于有些开坯轧机，还要确定每一道次中不同阶段的速度。轧制速度高，轧机产量就大。但速度并不是越高越好。太高了增加电力消耗，且故障增多。处理故障影响了生产，产量反而下降。所以，要结合电动机能力，自动化水平，轧机设备的机械化程度来制定速度制度，连轧机各架轧机的速度确定就属于速度制度，轧制速度是指各机架的轧辊线速度，计算公式为v=πDn/60V：轧制速度，米/秒；D：轧辊工作直径，米N：轧辊每分钟转速，转/分前滑与后滑•1、前滑定义：在轧制过程中，轧件出口速度v1大于轧辊在该处的线速度v，这种vhv的现象称为前滑。•前滑的计算：v1-v2/v*100%•2、后滑定义：在轧制过程中，轧件入口速度小于轧辊在该处的线速度，这种现象称为后滑。连轧与张力连轧的基本概念：一根轧件同时在两架以上轧机上进行轧制，并保持在单位时间内通过各架轧机的轧件体积相等，称为连轧。1.连轧的变形条件：维持连轧的条件可用数学式表达（即所谓连轧过程秒流量相等原则）：F1V1=F2V2=……FnVn=CC称为连轧常数F、V分别表示轧件的面积和速度下标1，2……n表示机架号连轧与张力•在实际生产中，由于轧件温度，孔型磨损等影响，引起轧件面积的变化。由于轧件与轧件之间的滑动，即前滑与后滑，会引起轧件速度的变化，这样，就会使连轧常数改变。连轧常数的变化，意味着单位时间内轧件体积改变了，从而产生了拉钢现象或堆钢现象。习惯上认为这种拉钢或堆钢现象称为张力。秒流量相等地条件一旦破坏就会造成堆钢或拉钢，从而破坏了变形的平衡状态。拉钢可使轧件横断面收缩，严重时造成轧件断裂；堆钢可造成轧件引发设备事故。•前面提到过，张力影响宽展。所以也就影响了轧件的尺寸精度，在连轧过程中，必须控制张力。连轧与张力•现场生产中，一般轧件断面较大时，通过机架间设定微张力来控制；在轧件断面较小时，通过机架间活套来消除张力。活套就是在两机架之间轧件弯曲形成一段圆弧。缓冲机架间秒流量的变化。进而消除机架间张力，提高轧件尺寸精度。（关于活套以后将专题阐述。）2.连轧的运动学条件：•前一机架轧件的出辊速度等于后一机架的入辊速度，即Vhi=VHi+1•式中：Vhi-第i架轧件的出辊速度；•VHi+1-第i+1架轧件的入辊速度3.连轧的力学条件前一机架的前张力等于后一机架的后张力，•qhi=qHi+1=q=常数连轧与张力•连轧过程是非常复杂的，连轧平衡时，个轧制参数保持相对稳定。当任一机架出现干扰量时（来料高度、材质、摩擦系数、温度等）或调节量（如辊缝、转速等）的变化，则不仅破坏了该机架的稳定，而且还会通过机架间张力和出口轧件的变化，瞬时地或延时地传递给前后机架。从而使整个机组平衡破坏。随后通过对张力的调整（自调或人工调整），使其趋于稳定，从而使连轧机组进入一个新的平衡状态。连轧机调整控制•当连轧常数改变时，•⊿h变化对下一道影响最为明显，对以后的架次影响逐渐削弱乃至消失；•⊿h减小使后一道次的拉钢减小。•⊿h增大则使后一道次的拉钢增加，使以后各道次的断面减少。轧制压力•轧制压力的概念轧制过程中通常金属给轧辊的总压力的垂直分量称为轧制压力或轧制力。•影响轧制力的因素：1、轧件材质2、变形温度3、变形速度4、外摩擦力5、轧辊直径6、轧件宽展7、压下率思考题•影响咬入的主要因素有哪些？在轧制生产中，通过哪些措施可以改善咬入条件？•写出实习岗位各机架料型及压下量。•什么是连轧常数？怎样用数学式表示？•稳定轧制的条件？•调整辊缝对张力的影响。