轧钢基础知识讲座

九江萍钢钢铁公司中厚板产品基础知识讲座九江萍钢钢铁公司目录一.中厚板产品概述二.产品牌号、执行标准知识说明三.轧钢生产基本问题四.钢坯和型、线材生产五.板带材生产六.钢管生产九江萍钢钢铁公司金属压力加工的方法★金属压力加工：金属在受到外力作用并不破坏自身完整性的条件下，稳定改变其几何形状与尺寸，从而获得所需要的几何形状与尺寸的加工方法。★金属压力加工的分类：靠压力作用使金属产生塑性变形：锻造、轧制、挤压；靠拉力作用使金属产生塑性变型：拉拔、冲压等。九江萍钢钢铁公司（1）轧制☆轧制的定义：金属在两个旋转的轧辊之间受到压缩而进行塑性变形的过程。金属可通过轧制获得一定形状、尺寸和性能。☆轧制的方式：a.纵轧b.斜轧c.横轧九江萍钢钢铁公司纵轧：轧件纵轴线与轧辊轴线垂直，两个工作轧辊的旋转方向相反（型线材、板带材等）；九江萍钢钢铁公司b.斜轧：轧件的纵轴线与轧辊轴线成一定的倾斜角，两个轧辊的旋转方向相同（无缝管生产）；九江萍钢钢铁公司c.横轧：轧件纵轴线与轧辊轴线平行，两个工作轧辊的旋转方向相同（圆形断面的各种轴类等回转体）。九江萍钢钢铁公司二.轧制理论基础1.简单轧制与非简单轧制2.变形区的主要参数3.纵轧变形的表示方法4.纵轧时轧辊咬入轧件的条件5.纵轧时的轧制压力6.纵轧时的传动力矩九江萍钢钢铁公司1.简单轧制与非简单轧制所谓简单轧制过程是指比较理想的轧制过程。通常将具有下列条件的轧制过程称为简单轧制。（1）两个轧辊都被电动机带动，且两轧辊直径相同，转速相等，轧辊为刚性；（2）被轧制的金属上只有轧辊所施加的压力，即不存在前后拉力或推力，且被轧制的金属作等速运动；（3）被轧制的金属性质均匀一致，即变形温度一致，变形抗力一致，变形一致。九江萍钢钢铁公司生产实际中的非简单轧制情况（1）单辊传动的轧机，如周期式叠轧薄板轧机；（2）附有外力（张力或推力）的连续式轧机；（3）轧制速度在一个道次中发生变化的轧机，如初轧机；（4）上下轧辊直径不相等的轧机，如三辊劳特式轧机；（5）在非矩形断面孔型中的轧制，如在椭、菱、立方孔型中的轧制。九江萍钢钢铁公司1）轧制时的变形区：图示ABCD所围成的区域；2）接触弧长度（咬入弧长度）（l）：轧件和轧辊相接触的圆弧的水平投影长度；R－轧辊工作半径；△h－该道次的压下量，△h＝H－h。3）咬入角（α）：轧件和轧辊所接触的圆弧对应的轧辊的圆心角。4）压下量、轧辊直径和咬入角的关系△h＝D（1－cosα）2.变形区的主要参数九江萍钢钢铁公司3.纵轧变形的表示方法⑴绝对变形量表示方法压下量宽展量延伸量⑵相对变形量表示方法压下率宽展率延伸率⑶变形系数表示法压下系数宽展系数延伸系数生产实际中根据体积不变定律hH%100LLl%100HhH%100BBbhHLl△h＝H－h△L＝l－L△B＝b－BnFF0lFLFn0Bb九江萍钢钢铁公司4.纵轧时轧辊咬入轧件的条件1）轧辊与轧件开始接触时的受力分析a轧辊受力分析b轧件受力分析九江萍钢钢铁公司2）实现自然咬入的条件其中：咬入力TX=T·cosα推出力PX=P·sinα因为T=P·f，f=tgβ实现自然咬入的条件为：TX≥PXtgβ≥tgα或β≥α当TX＜PX时，则轧件不能实现自然咬入；当TX＝PX时，咬入临界状态（平衡状态）；当TX＞PX时，轧件可实现自然咬入。九江萍钢钢铁公司3)实际生产中,改善咬入的措施:(1)减小咬入角的方法①用楔形钢坯进行轧制,使α＜β有利于咬入；②带钢压下：以α＜β咬入后，将轧辊压下，以增加α增加压下量；③冲力送入(强迫送入)，使轧件冲向轧辊，将轧件前端压扁成楔形；（2）提高摩擦角的方法①改变轧件或轧辊的表面状态，以提高摩擦角（在轧辊上刻痕、堆焊或滚花的轧辊）；②降低轧辊咬入轧件时的速度，以增加摩擦角；③减小孔型侧壁斜度的角度。九江萍钢钢铁公司5.纵轧时的轧制压力1）轧制压力的概念通常所说的轧制压力是指用测压仪在压下螺丝下实测的总压力，即轧件塑性变形时作用在轧辊上的总压力的垂直分量。简单轧制条件下的合力方向九江萍钢钢铁公司2）轧制压力的确定FpPlBFP－轧制压力；－平均单位压力；F－接触面积，p九江萍钢钢铁公司6.纵轧时的传动力矩在轧制过程中，在主电机轴上传动轧辊所需的力矩由以下四部分组成：M∑＝MZ＋Mf+Mk+Md式中：MZ－轧制力矩，即用于轧件塑性变形所需的力矩；Mf－克服轧制时发生在轧辊轴承、传动机构中的附加摩擦力矩；Mk－空转力矩，即克服轧机空转时的摩擦力矩；Md－动力矩，即轧辊速度变化时的惯性力矩。九江萍钢钢铁公司三.轧钢生产基本问题1.轧制钢材的品种及用途2.轧钢机3.轧钢生产系统及工艺流程九江萍钢钢铁公司1）型钢：（30％～35％）全长具有一定断面形状和尺寸的实心钢材，称之为型钢。⑴按其断面形状分：*简单断面型钢（方钢、圆钢、扁钢、角钢等）；*复杂断面型钢（槽钢、工字钢、钢轨等）。⑵按其用途分：*常用型钢（方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢等）；*特殊用途型钢（钢轨、钢桩、球扁钢、窗框钢、汽车挡圈等）。⑶按其生产方法分：*轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢等。九江萍钢钢铁公司简单断面型钢九江萍钢钢铁公司①方钢：用断面边长尺寸的毫米数表示规格，规格范围：4～250mm，可用来制造各种设备的零部件等。②圆钢：用断面直径的毫米数表示规格，规格范围：5～350mm，Φ5.5～9mm，称为线材，用于拔制钢丝、制造钢丝绳、金属网、电焊条芯、弹簧、辐条、钉子等；Φ10～25mm，建筑钢筋、螺栓等；Φ30～200mm，机械用零件；Φ50～350mm，无缝钢管的坯料。③扁钢：用断面厚度和宽度来表示规格，厚度：4～60mm,宽度：10～200mm。薄板坯、焊管坯、机械制造业等。④六角钢：以六角形内接圆的直径尺寸表示规格，内接圆直径为7～80mm,多用于制造螺帽和工具。⑤角钢：分等边、不等边角钢两种，用边长的尺寸表示规格，规格范围：等边角钢：N02～N025（边长的1/10）不等边角钢：N02.5/1.6～N025/16(长边长/短边长的1/10）。多用于金属结构、桥梁、机械制造和造船业等。简单断面型钢九江萍钢钢铁公司九江萍钢钢铁公司复杂断面型钢九江萍钢钢铁公司①工字钢：工字钢规格以腰高的1／10表示，一般的工字钢有N010～N063；工字钢广泛应用于建筑或其他金属结构。②槽钢：规格以腰高的1／10表示，一般的槽钢有N05～N040；槽钢应用于工业建筑、桥梁和车辆制造等。③钢轨：以每米单位重量表示。5～24kg/m，称为轻轨；24～120kg/m，称为重轨；钢轨主要用于运输，如铁路用轨、电车用轨、起重机用轨，也可用于工业结构部件。④T字钢：以腿宽表示，如腿宽200mm表示为T200，规格：T20～T400。T字钢用于金属结构、飞机制造及其它特殊用途。⑤Z字钢：以腰部的高度表示，如腰高300mm，表示为Z300；它应用于制造铁路车辆、工业建筑和农业机械等。复杂断面型钢九江萍钢钢铁公司九江萍钢钢铁公司2）板带钢：（50％～60％以上）板带钢是一种宽度与厚度（B/H值）很大的扁平断面钢材。（1）按制造方法分为热轧板带和冷轧板带；（2）按用途可分为锅炉板、桥梁板、造船板、汽车板、镀锡板、电工钢板等；（3）按产品厚度分为：①厚板:热轧钢板，厚4～500mm或以上，宽至5000mm，长达25000mm以上，成张供应；主要用于锅炉、造船、车辆、桥梁、槽罐、化工装置等。4～20mm，中板；20～60mm，厚板；60mm以上，特厚板。②薄板:热轧、冷轧都可生产薄板，厚0.2～4mm，宽至2800mm，可剪成定尺或成卷供应。用于汽车、电机、变压器、仪表外壳、家用电器等。③极薄带材:或者称箔材，属于冷轧产品，一般厚度为0.2～0.001mm或以下，宽度为20～600mm，以带卷供应。用于精密仪器、电容器等。九江萍钢钢铁公司板卷九江萍钢钢铁公司冷轧镀锌板九江萍钢钢铁公司2.轧钢机1）轧钢机的基本组成：轧制钢材的设备称为轧钢机。轧钢机由轧辊、工作机架、齿轮机座、联接轴和联轴节、主电机等组成。（1）轧辊：1－辊身；2－辊颈；3－辊头九江萍钢钢铁公司（2）工作机架a－闭口式机架(初轧机和板材轧机)b－开口式机架（型钢、线材轧机）九江萍钢钢铁公司2）轧钢机的分类：（1）按轧机的用途分类①初轧机：以轧辊直径大小命名，例如：1150初轧机；②型钢轧机：以轧辊直径或齿轮机座中的人字齿轮的节圆直径来表示，例如:800轧机；③板带钢轧机：以轧辊的辊身长度来表示，例如：1700板带钢轧机；④钢管轧机：以能轧钢管的最大外径来表示，例如：140轧管机组；⑤特种轧机：轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等。九江萍钢钢铁公司（3）按轧辊的排列方式分类：九江萍钢钢铁公司3轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统板带钢生产系统型钢生产系统混合生产系统合金钢生产系统九江萍钢钢铁公司原料准备加热轧制精整热处理钢锭、钢坯、连铸坯变形温度变形程度变形速度加热温度加热速度加热时间冷却、矫直、热处理、检查等工序轧钢工艺流程九江萍钢钢铁公司现代钢铁生产流程一览九江萍钢钢铁公司四.钢坯和型、线材生产1.钢坯生产2.型钢生产3.线材生产九江萍钢钢铁公司1.钢坯生产钢坯的生产方法轧制法锻压法连铸法在初轧（或开坯）机上将钢锭轧成各种断面形状的钢坯，最早采用。用锻锤（或水压机）把钢锭锻制成各种钢坯，多用于合金钢坯上。采用连续铸造法直接把钢水浇铸成各种断面形状和尺寸规格的钢坯。九江萍钢钢铁公司初轧的工艺流程钢锭均热初轧火焰清理剪切冷却钢坯精整板坯、大方坯小方坯剪切钢坯轧制九江萍钢钢铁公司弧形连铸机工艺流程示意图1－盛钢桶；2－中间罐；3－结晶器；4－夹棍；5－冷却水喷嘴；6－拉矫装置；7－切割装置；8－铸坯；9－二次冷却区981234675连铸坯生产九江萍钢钢铁公司2.型钢生产1）型钢生产的工艺流程坯料加热轧制切断切断冷却热处理检查捆扎出厂清理矫直精整九江萍钢钢铁公司2）型钢轧机的布置a单机座b横列式c棋盘式九江萍钢钢铁公司d越野式e顺列示九江萍钢钢铁公司f半连续式g连续式1-电机2-减速机3-齿轮座4-轧机九江萍钢钢铁公司棒材连轧生产线九江萍钢钢铁公司3.线材生产原料准备称重装料加热粗轧剪头中轧剪头预精轧剪头精轧水冷吐丝空冷集卷检验包装称重挂牌卸卷入库1)生产工艺流程九江萍钢钢铁公司2)线材轧机的布置形式a－横列式人工操作九江萍钢钢铁公司b－二列式围盘操作九江萍钢钢铁公司c－半连续式围盘操作九江萍钢钢铁公司d－半连续复二重式九江萍钢钢铁公司e－连续式平－立粗轧机组九江萍钢钢铁公司f－连续式45°无扭精轧机组九江萍钢钢铁公司九江萍钢钢铁公司线材生产九江萍钢钢铁公司五.板带材生产1.中厚板生产2.热轧薄板带钢生产3.冷轧板带钢生产九江萍钢钢铁公司1.中厚板生产我国现有中厚板轧机23套，其中宽厚板轧机3套，辊身长度4m以上轧机仅2套。轧机规格及技术装备水平与国外相比，差距较大。鞍钢厚板厂处于国内领先地位；宝钢5m轧机采用世界最先进工艺与设备。九江萍钢钢铁公司年产能力年产能力粗轧机精轧机万t/a万吨合计一现有中厚板轧机231719宽厚板轧机小计3套1舞阳钢铁公司厚板厂-4200四辊1978.98020031001002上海浦钢铁集团公司厚板厂4200四辊3500四辊1991.11002002年10月1201203鞍钢新轧钢有限公司厚板厂-4300四辊1993.51002003年改造100100中（厚）板轧机20套上海一钢集团公司中板厂2350二辊2350四辊1972.7104太原钢铁集团公司五轧厂2300二辊2300四辊1966.83636365秦皇岛首钢板材有限公司-3500四辊1993.3/19965060606首钢总公司中板厂3500四辊1987.10/1996.12502003年1月改造65657武钢集团公司轧板厂2800二辊3000四辊1966.8572003(产)80808重庆钢铁集团公司五轧厂2350二辊2450四辊1965(35)/1983802003年7月改造增产30万吨110