中厚板生产.

2.中厚板生产1中厚板发展的历史及发展现状中厚板轧机的型式与布置中厚板生产工艺流程及车间平面布置中厚板的生产工艺产品缺陷及处理32.1中厚板发展的历史及发展现状19世纪初：在二辊周期式薄板轧机上生产小块中板；1850年：采用二辊可逆式轧机；1864年：美国创建世界上第一套三辊劳特式轧机；1891年：美国世界上第一套四辊可逆式厚板轧机；1918年：卢肯斯钢铁公司科茨维尔厂建成第一套5mm以上的特宽厚板轧机，5230mm四辊式；1907年：美国创建了第一架万能式厚板轧机。一、中厚板发展的历史420世纪50年代：工业发达国家完成技术改造，新建了一批低刚度轧机；60年代：4700mm为主的大刚度双架轧机；70年代：5500mm为主的特宽型单机架轧机，以满足石油、天然气等长距离输送大直径管线用钢；80年代以后：数量减少，但质量和生产技术提高了。1、轧制技术普遍提高2、采用连铸坯3、轧机规模加大4、控轧控冷相结合5、板形动态系统控制6、精整现代化二、中厚板生产的现状62.2中厚板轧机的型式与布置一、中厚板轧机的型式缺点：轧机辊系的刚性差，不便于通过换辊来补偿辊型的剧烈磨损，故精度不高。1.二辊可逆轧机：旧式轧机轧辊直径：800~1300mm、辊身长度：3000~5500mm。优点：低速咬入，高速轧制以增大压下量提高产量，可变速可逆运转，具有初轧机的功能。7优点：①采用交流感应电动机传动；②显著降低轧制压力和能耗；③中辊易于更换，便于采用不同凸度的中辊来补偿大辊的磨损，以提高产品精度及延长轧辊寿命；缺点：轧机咬入能力弱，辊系刚性不够大，不适合生产宽而厚的产品。2.三辊劳特式轧机上下辊直径：700~850mm、中辊直径：500~550mm、辊身长度1800~2300mm。101112优点：①轧制过程可调速：低速要入，升速轧制，降速抛钢、改善咬入、减小间隙时间；②工作辊直径小：可以减小轧制力和轧制力矩；③有强大的支承辊：牌坊立柱断面面积大，轧机刚度高，可以保证精度。3.四辊可逆式轧机：应用最广泛缺点：造价高，有些工厂只做精轧机。131415实际使用：适用于轧件宽厚比(B/H)小于60~70时。4.万能式轧机：一侧或两侧带有一对或两对立辊立辊的作用：消除钢坯（锭）的锥度，轧边、齐边及破鳞。优点：设计理念：生产齐边钢材，不用剪边，以降低金属消耗，提高生产率。缺点：立辊与水平辊难以同步运行，增加电气设备的复杂性和操作困难。161718二、中厚板轧机的布置③一般组合：二辊轧机+四辊轧机（美国、加拿大、可逆）四辊轧机+四辊轧机（欧洲、日本）1.单机架轧机：四辊式为主，各种型式轧机2.双机架轧机：现代中厚板轧机的主要型式，两机架分别完成粗轧和精轧的任务。①优点：产量高，产品表面、尺寸和板形好，粗轧独立生产，延长轧辊的寿命，粗精轧分配合理。②布置型式：并列式、顺列式1920两架四辊可逆式轧机组成的双机座厚板轧机是现代厚板轧机的最佳方式，其主要原因：2台四辊轧机可以合理地分配轧制道次和压下量，提高轧机产量；粗轧机座用四辊机座提供给精轧机座的中间板坯凸度小，提高产品精度；有效地实施控制轧制；粗轧机座的辊身长度加长，满足横轧宽展需要，又可在粗轧机座上生产更宽的产品规格。eg：德国迪林根双机座厚板轧机。粗轧5500；精轧4800。2.3中厚板生产工艺流程及车间平面布置21一、一般中厚板生产流程2.3中厚板生产工艺流程及车间平面布置2223抛丸底层涂料钢板是未经热处理的，但船用和桥梁用钢板有的需正火热处理后进行抛丸底层涂料处理，在机械性能测试前应先进行热处理，然后再抛丸和油漆。抛丸：形成一定的粗糙度。24二、特殊中厚板生产流程25特殊中厚板生产流程的特点：①原料和轧成的钢板均需要经过超声波探伤检查，以确保钢板的内在质量；②一些重用要途的钢板为保证表面质量和尺寸精度，用户要求按抛丸底层涂料钢板交货可缩短施工周期；③不锈钢除固溶处理外，有时还要求酸洗钝化后交货。26三、典型中厚板车间平面布置图日本住友金属鹿岛制铁所厚板工厂平面布置Ⅰ-板坯场Ⅱ-主电室Ⅲ-轧辊间Ⅳ-轧钢跨Ⅴ-精整跨Ⅵ-成品库1-室壮炉2-连续式炉3-高压水除磷4-粗轧机5-精轧机6-矫直机7-冷床8-切头剪9-双边剪10-部分剪11-堆垛机12-定尺剪13-超声波探伤设备14-压平机15-淬火机16-热处理炉17-涂装机18-抛丸设备27鞍钢2500mm中板线工艺流程鞍钢4300mm厚板线工艺流程282.4中厚板的生产工艺2.4.1原料准备2.4.2原料的加热29302.4中厚板的生产工艺扁钢锭连铸坯初轧坯压铸板坯1.原料种类2.4.1原料准备31①厚度尺寸尽可能小；②原料的宽度尺寸尽量大；③原料的长度应尽可能接近加热炉的最大允许长度。2.原料设计321.加热的目的①提高钢的塑性，降低变形抗力；②使坯料内外温度均匀；③改变金属的结晶组织，保证生产需要的机械和物理性能。2.4.2原料的加热332.加热的要求①满足工艺规范的需要；②沿长度和断面均匀；③减少加热时氧化烧损。34推钢式（热滑轨式）①连续炉步进式按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。3.加热炉型式②室状炉：特重、特轻、特厚、特短的板坯，或多品种、少批量及合金钢，生产灵活。③均热炉：多用于由钢锭直接轧制特厚板。35优点：设备简单、操作容易掌握、投资少；缺点：钢坯在水梁上滑动产生擦伤；加热时间长，钢坯氧化，脱碳严重；容易粘钢；不能空出炉。推钢式36靠动梁的上、下、前、后平移动作而实现的，故炉长不受限，操作灵活，易于空出炉。不会造成钢坯划痕，加热效率高。便于调整坯料间隙和加热时间，易于调整出炉节奏，适应冷装坯，冷热混合坯在炉内的加热条件控制。步进式加热工艺制度①加热温度：满足轧制工艺规范的温度；②加热速度：单位时间内钢在加热时的温度变化③加热时间：精确确定困难，影响因素多④炉温制度及炉内气氛的选择与控制3738估算公式：τ=CHH—坯料厚度cmτ—加热时间hC—系数，h/cm低碳钢0.1~0.15中碳钢0.15~0.2低合金钢0.15~0.2高碳钢0.20~0.30高级工具钢0.3~0.439④加热制度钢在加热炉内加热时的温度变化过程叫钢的加热制度。一段式加热制度：只有一个加热段；二段式加热制度：加热段+均热段预热段+加热段三段式加热制度：预热段+加热段+均热段多段式加热制度：预热段+多个加热段+均热段2.4.3轧制除鳞--粗轧--精轧或成型轧制--展宽轧制--伸长轧制40（1）除鳞氧化铁皮：FeO、Fe3O4、Fe2O3一次氧化铁皮（炉生）：在加热炉内加热时板坯表面生成，厚而硬；二次氧化铁皮（次生）：在轧制过程中钢板表面生成，厚度很薄。①除鳞目的：除去表面的氧化铁皮以获得有良的表面质量。②除鳞原理：利用高压水的强烈冲击作用，去除表面的氧化铁皮。4142(2)粗轧（展宽轧制）粗轧阶段的主要任务：将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸。全纵轧法综合轧制法全横轧制法角轧—纵轧法展宽的方法44(3)精轧主要任务控制钢板厚度板形控制表面质量和性能45全纵轧法：钢板的延伸方向与原料(钢锭或钢坯)纵轴方向相一致的轧制方法。原料的宽度稍大于或等于成品钢板的宽度时采用。中厚板轧制方法46全横轧法：钢板的延伸方向与原料的纵轴方向相垂直的轧制方法。板坯长度大于或等于钢板宽度时采用。47横轧-纵轧法：先将板坯展宽至所需宽度以后再转90°进行纵轧直至完成。优点：提高横向性能；减少各向异性；适合以连铸坯为原料；缺点：易产生桶形，增加切边量。横轧-纵轧法（综合轧制法）535455角轧：轧件的纵轴与轧辊轴线呈一定角度送入轧辊进行轧制的方法。送入角：δ=15°~45°优点：可以改善咬入条件，提高压下量并减小咬入时冲击力，有利于设备维护。缺点：由于拨钢延长轧制时间降低了产量，送入角及钢板形状难以正确控制，增大切损，降低成材率。角轧-纵轧法5657将钢坯长度轧至毛边钢板宽度时，回转90°后进行横轧至获得成品。优点：由于两个方向得到变形，有利于提高钢板性能；缺点：当原料的宽度与长度均小于钢板宽度时才适合，为了保证钢板的尺寸和性能必须保证纵向与横向变形的分配。纵轧-横轧法58592.5平面形状控制•平面形状控制：钢板的矩形化控制。•在成形轧制和展宽轧制阶段，不能认为是平面变形（即无宽展变形），轧制中轧件在横向也发生了变形，并且变形是不均匀的，轧后钢板的平面形状不再是矩形。分析622.5.1厚板轧制的特征与平面形状厚板轧制过程可分成下述三个阶段：(1)第1阶段(成形轧制)：为了除去板坯表面清理等凸凹不平的影响，得到正确的板坯厚度，提高后面展宽轧制的精度，首先将板坯在长度方向上轧制1～4道次。(2)第2阶段(展宽轧制)：为了得到既定的轧制宽度，将板坯转动90°，沿成形轧制时的宽度方向进行轧制。(3)第3阶段(精轧/伸长轧制)：再一次转动90°，回到板坯的长度方向，轧制到要求的厚度。63中厚板轧制过程64轧制过程中的平面形状改变a-成形轧制后；b-展宽轧制后65轧制结束时的钢板平面形状a-展宽比小，长度方向轧制比大；b-展宽比大，长度方向轧制比小662.5.2平面形状控制方法（1）MAS轧制法(日本水岛平面形状控制系统MiznshimsAutomoticPlanViewPattenControlSystem)（整形MAS轧制法）通过对轧制结束时钢板平面形状的定量预测来预防不良形状的出现，得到接近于矩形的平面形状。切头、尾、边的收得率损失由5.5%下降为1.1%。控制原理67•MAS轧制法是根据最终中厚板的平面形状，预先规定轧制各阶段的板坯形状，在第一阶段成形轧制的最后一道，沿轧制方向给出既定的厚度变化，为了对成品头尾端部形状进行控制，在展宽轧制的最后一道也给出既定的厚度变化，以此来实现产品平面形状的矩形化。成形轧制-----粗轧的第一阶段为了去除板坯表面清理等原因造成的凹凸不平，得到均匀的板坯厚度，提高展宽轧制时的精度，首先在板坯的长度方向轧制1~4道。68举例：(1)当预报的边部形状为凸形时，在成形轧制最后一道次的厚度调整中，要使板坯中心部分薄一些。69(2)当预报的边部形状为凹形时，在成形轧制最后一道次的厚度调整中，要使板坯中心部分厚一些。70凹形头尾部形状控制的MAS轧制原理71（2）狗骨轧制法(DBR法，DogBoneRolling)与MAS轧制法基本原理相同，即是在宽度方向变化延伸率改变断面形状，从而达到平面形状矩形化的目的。在考虑DB量(即轧件前后端加厚部分的长度和压下的量)时，考虑了DB部分在压下时的宽展。72（3）差厚展宽轧制法73轧制过程：在展宽轧制后，使轧辊倾斜将侧边轧薄，在轧一道将另一侧边也轧薄，使展宽轧制后得到不等厚的断面，旋转90°进入精轧。74（4）立辊轧制法利用立辊对侧边进行轧制，可自由改变成品的平面形状，使产品的平面形状接近矩形。75（5）咬边返回轧制法（咬入回轧法）76（6）留尾轧制法77（7）异形形状控制轧制78定义：为使轧后的钢材具有一定的尺寸要求，组织、性能而进行的一系列工序。2.6精整79•中厚板精整工艺的组成，一般随着轧制钢种的不同而不同。基本上是两种类型。•A以生产碳素钢、低合金钢为一大类。这一类中厚板生产车间，其精整工艺通常由轧后冷却，热状态矫直、翻钢板、划线、剪切、修磨、标志、分类包装等组成。•B对于除生产上述钢种外还生产中级、高级合金钢的中厚板车间，除需具备上述必不可少的工艺外还需设有热处理、酸碱洗、探伤等工艺处理。80(1)钢板的轧后冷却轧后冷却是指对不同钢号的钢板，根据其不同的厚度和化学成分，选用不同的冷却方式、冷却速度、开冷和终冷温度，以控制其组织结构和综合性能，并满足其质量要求。81分类自然冷却：矫直后钢板的冷却，介质：空气，设备：冷床控制冷却：高压喷水冷却、层流冷却、风冷、缓冷或堆冷等在线冷却：边运送、边冷却离线冷却：固定在一个地方，冷后150℃、特厚板82中厚板强化冷却装置83辊式冷床84圆盘辊式冷床85图7-2园盘辊式冷床86(2)矫直热矫：700℃左右开始热矫直.热矫直机：根据矫直的钢种、规格、