11材料亚森江卡司木中厚板生产工艺

天津冶金职业技术学院毕业课题中厚板生产工艺分析报告系别冶金工程系专业材料成型与控制班级材料11-1班姓名亚森江·卡司木指导教师贾寿峰2014年4月10日I摘要中厚板生产技术是经济发展状况的重要钢铁产品标志之一。通过查阅书籍、摘要；期刊、技术资料及相关情报的收集，本文主要介绍了中厚板生产的主要原材料，基本工艺设备，以及新型的轧机。一个国家的中厚板轧机水平是一个国家钢铁工业装备水平的标志之一，进而在一定程度上也是一个工业水平的反应。随着我国工业的发展，对中厚板产品无论从数量上还是从质量上都已经提出了更高的要求。钢板是平板状、矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成，与钢带合称板带钢。板带钢按产品厚度还可分为厚板和薄板两类。我国GB/T15574—1995规定：厚度不大于3mm的称为薄板，厚度大于3mm的称为厚板。按照习惯，厚板按厚度还可分为中板、厚板、特厚板。厚度为4~20mm的钢板称为中板，厚度大于20~60mm的钢板称为厚板，厚度大于60mm的钢板称为特厚板。有些地方习惯上把中板、厚板、特厚板统称为中厚钢板。关键字:中厚板,连铸坯,轧制工艺II目录摘要.....................................................................I目录....................................................................Ⅱ绪论.....................................................................11中厚板生产原料选择.....................................................21.1钢锭.................................................................21.2连铸坯...............................................................21.3原料的材质...........................................................31.3.1中厚板中各元素在控制轧制中的作用...................................31.3.2微合金元素在控制轧制中的作用.......................................42中厚板轧制工艺.........................................................62.1中厚板主要生产流程...................................................62.2加热.................................................................72.3轧制.................................................................82.3.1除鳞...............................................................82.3.2粗轧...............................................................92.3.3精轧..............................................................102.4精整与热处理........................................................103产品缺陷及处理.........................................................113.1钢质缺陷及处理方法..................................................113.2操作缺陷及处理方法..................................................124小结...................................................................145致谢...................................................................15参考文献................................................................161绪论1、中厚板是国家现代化不可缺少的一项钢材品种，被广泛用于大直径输送管、压入容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类船舰、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域，其品种繁多，使用温度要求广泛（-20℃——600℃），使用环境要求复杂（耐候性、耐蚀性等），使用强度要求高（强韧性、焊接性能好等）。一般厚度在4mm以上的为中厚板（4——20mm的为中板，20——60mm为厚板，60mm以上的为特厚板）。2、中厚板一般有较高的综合机械性能。力学性能要求有：强度、塑性、硬度、冲击韧性、刚度等。工艺性能要求有：焊接性能、淬透性、加工性、耐候性、耐蚀性、耐磨性、耐疲劳性、高温特性、低温特性等。中厚板大约有200多年的生产历史，它是国家现代化不可或缺的一项钢材品种。中厚板是指厚度4.5-25.0mm的钢板，被广泛用于大直径输送管，压力容器锅炉，桥梁，海洋平台，各类舰艇，坦克装甲，车辆，建筑构件，机器结构等领域。其品种繁多，使用温度要求较广（200-600℃），使用环境要求复杂（耐候性，耐蚀性等），使用强度要求高（强韧性，焊接性能好等）。桥梁用钢板：用于大型铁路桥梁。要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等，如：Q235q、Q345q等。造船钢板：用于制造海洋及内河船舶船体。要求强度高、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。如：A32、D32、A36、D36等。锅炉钢板（锅炉板）：用于制造各种锅炉及重要附件，由于锅炉钢板处于中温（350℃以下）高压状态下工作，除承受较高压力外，还受到冲击、疲劳载荷及水和气腐蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能，如：Q245R等。压力容器用钢板：主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器和其它类似设备，一般工作压力在常压到320kg/cm甚至到630kg/cm，温度在-20～450°C范围内工作，要求容器钢板除具有一定强度和良好塑性和韧性外，还必须有较好冷弯和焊接性能，如：Q245R、Q345R、14Cr1MoR、15CrMoR等。汽车大梁钢：用于制造汽车大梁（纵梁、横梁），用厚度为2.5～12.0mm的低合金热轧钢板。由于汽车大梁形状复杂，除要求较高强度和冷弯性能外，还要求冲压性能好。21中厚板生产原料选择中厚板产品用途广泛，使用环境复杂，对产品尺寸精度，尤其是性能要求各不相同，因此要求高质量，低成本的生产原料。中厚板材所用的原料主要有钢锭和钢坯两种类型，其中，钢坯按生产方式的不同又可分为初轧坯、连铸坯。根据钢材品种、规格和生产工艺的不同，对坯料断面的大小和厚宽比有着不同的要求，对于钢锭和钢坯来说，其适用生产中厚板材的种类和范围也各不相同，现重点介绍如下两种坯料的特点。1.1钢锭用钢锭直接轧制中厚板是中厚板生产早期的主要生产方式。在20世纪70年代中期以前，钢铁企业生产规模普遍较小，总体装备技术水平较为落后，板坯连铸设备尚处在早期应用阶段，因此钢锭直接用于中厚板生产比较普遍。目前用钢锭直接轧制中厚板材的生产方式较少见到，主要用于特厚钢板和部分钢种的生产。一般说来，用钢锭作原料直接轧制钢板存在很多缺点：一是钢锭生产占用的场地较大，生产周期较长，各种耗材的用量很大，成材率较低；二是生产效率低，生产成本高，产物的废弃物多，大大地限制了钢铁企业的生产规模；三是常规工艺生产的钢锭，由于结晶凝固的时间比较短，钢中的夹杂物不能充分上浮，因此钢锭中的夹杂、疏松较严重，缩孔较深，且容易形成二次缩孔，再由于轧制过程中压缩比较小，钢锭存在的上述问题难以在轧制中解除，因此用该原料生产的中厚板表面质量差，钢锭被作为大批量生产中厚板的原料已经被淘汰。1.2连铸坯中厚板的原料，经历了钢锭-初轧坯-连铸坯的演变，初轧机基本被淘汰。连铸坯是用板坯连铸机将钢水连续不断地注入其结晶器，一定厚度和宽度的板坯连续地被拉出，并切成一定长度，连铸坯的优点是：(1)简化和缩短了冶金生产过程，减少了厂房和设备投资；(2)节约能源，提高了金属的所得率；(3)物理化学性能均匀；因此采用连铸坯对于提高产品质量，降低生产成本是很有意义的。31.2.1连铸坯尺寸的确定连铸坯厚度尺寸的确定：为保证钢板的组织和性能，其厚度保证轧制有一定的压缩比，采用多大的压缩比好，其说法不一，美国认为4～5，日本要求6以上，德国提出3.3即可。为保证质量，对一般用途钢坯，宜选用压缩比为6～8，重要的用途宜选用8～10以上。连铸坯长度的确定：当板坯需要宽展轧制时，长度受到粗轧机座辊身长度限制，一般最大取辊身长度减去500mm；终轧温度和轧件的头尾温差，也是确定坯料长度的限制条件。连铸坯的厚度可以达到320mm，宽度可以达到800～2500mm，重量可以达到45t。1.3原料的材质原料的材质首先是要保证材料符合标准对该钢种提出的化学成分要求。目前，钢水净化技术已在国际上被普遍使用，使钢中的杂质含量大为减少，可达到P+S小于0.003%，2小于0.0001%，2小于0.002%,As、小于0.004%，小于0.006%。HOSnSb其次要保证钢锭或连铸坯的浇铸质量。1.3.1中厚板中各元素在控制轧制中的作用中厚钢板普通热轧工艺主要是保证产品的几何形状，为提高生产效率和保证较低的变形抗力和设备的安全，一般都采用高温轧制，开轧温度在1250～1300℃，终轧温度在750～950℃。轧后钢板空冷。因而钢板的金相组织比较粗大，金属的性能不好。为了获得较好的综合性能，只有调整钢的化学成分和采用轧后钢板热处理工艺，例如采用正火热处理或调质热处理工艺。从前，为提高钢的强度，而增加钢中碳和锰的含量（直到ω(C)＝0.3％，ω(Mn)＝1.5％），这虽然使钢的强度提高，但焊接性能降低，并且引起脆性。为保证焊接质量，必须限制碳和锰的含量。常规元素在控制轧制中的作用(1)碳的作用，经过控制轧制，由于晶粒细化，ω(C)＝0.10％钢的σs值相当于普通轧制ω(C)＝0.20％钢(其他成分相同)的σs值。碳对钢的韧性和可焊性不利，但经控制轧制，晶粒细化和珠光体数量减少，带来韧性的提高，可以抵消碳本身对韧性不利的影响。因而，当采用控制轧制工艺时都适当降低钢4中碳的含量，一般ω(Ce)≤0.40％，因而钢板具有很好的韧性和可焊接性能。用控制轧制工艺生产屈服强度为420MPa级的钢板其含碳量在ω(C)＝0.20％左右，450MPa级以上板材用钢的含碳量ω(C)≤0.10％，但不小于0.05％，否则2因Ar3；温度上升，使晶粒粗大而不均匀。(2)锰的作用，锰在控制轧制中是重要的元素，主要起细化晶粒作用，提高强度，增加韧性，锰能降低相变温度Ar3，由此导致：1)扩大了加工温度范围，增大奥氏体变形区的压下道次和变形量，充分细化奥氏体晶粒。由于铁原子在铁素体区比在奥氏体区中的自扩散系数大一个数量级，所以在温度相同的条件下，铁素体晶粒比奥氏体晶粒容易长大，但因Ar3；温度降低，使铁素体晶粒长大机会大为减少。ω(Mn)增加1.5％，Ar3温度下降100℃左右。2)锰对钢的塑性影响不大。锰能脱氧，形成MnS取代低熔点的FeS，减少热脆性。锰还能固溶强化铁素体。采用控制轧制的钢中锰含量一般在1.3％