軋制工藝基礎(chǔ)

1、1第二篇軋制工藝基礎(chǔ)7 軋材種類及其生產(chǎn)工藝流程2軋鋼生產(chǎn)慨述 軋鋼生產(chǎn)的重要性 鋼鐵是廣泛應(yīng)用的一種材料。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建筑、國(guó)防等部門鋼鐵材料所起的作用極為重要。 鋼鐵的生產(chǎn)水平是衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 在鋼的生產(chǎn)總量中，除少部分用鑄造和鍛造法制成器件以外，其余90以上的鋼都需經(jīng)軋制成材。 有些鋼材雖然不經(jīng)軋鋼車間生產(chǎn)，但也需由軋鋼車間提供坯料。 鋼鐵材料制品的生產(chǎn)方式，最主要的是軋制。軋制法生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品種類多，生產(chǎn)成本低，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。3軋制技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步 (1)生產(chǎn)過(guò)程縮短、緊湊。煉鋼與軋鋼的銜接形成連鑄連軋。與傳統(tǒng)的鑄錠、開(kāi)坯、軋材相比，生產(chǎn)周期短、工序少

2、、能耗及其他消耗小。 (2)新技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于軋鋼生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)控制、液壓技術(shù)、板型控制、控軋控冷等技術(shù)使軋制過(guò)程向最佳化，軋制產(chǎn)品向最優(yōu)化發(fā)展。 (3)塑性加工基礎(chǔ)理論的發(fā)展使軋制過(guò)程模型化。建立各種生產(chǎn)條件下的軋制數(shù)學(xué)模型、綜合力學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過(guò)程，使工藝技術(shù)向工程科學(xué)邁進(jìn)。 (4)利用最優(yōu)化技術(shù)確定最佳參數(shù)和工藝制度，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。以便優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本地生產(chǎn)各種鋼材。 (5)新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，使軋制產(chǎn)品的質(zhì)量、性能提高，滿足了使用要求。471軋材的種類 按金屬與合金種類的不同，可分為各種鋼材以及銅、鋁、鈦等有色金屬與合金材料； 按軋材斷面形狀尺寸的不同，又可分

3、為各種規(guī)格的板材、帶材、型材、線材、管材及特殊品種材料等。5鋼材的種類 各種鋼材是應(yīng)用最廣泛的軋材，按鋼種不同可分為普通碳普通碳素鋼材、優(yōu)質(zhì)碳素鋼材、低合金鋼材及合金鋼材等。素鋼材、優(yōu)質(zhì)碳素鋼材、低合金鋼材及合金鋼材等。 普碳鋼Q235 優(yōu)質(zhì)碳素鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼即是通常所稱的“號(hào)鋼號(hào)鋼”，例如45號(hào)鋼 合金鋼體系包括了合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、易切削鋼、滾動(dòng)軸承鋼、合金工具鋼、高速銅、耐熱鋼和不銹鋼等八大鋼八大鋼類共類共303個(gè)鋼號(hào)。個(gè)鋼號(hào)。 隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的鋼種鋼號(hào)不斷出現(xiàn)，尤其是普通低合金鋼及立足于我國(guó)資源的新的合金鋼種更得到迅速發(fā)展。現(xiàn)在我國(guó)已初步建立了自己的普通低合金鋼體系，

4、產(chǎn)量已占鋼總產(chǎn)量的10%以上。6有色金屬及合金的軋材 在有色金屬及合金的軋材中，通常應(yīng)用較廣的主要是鋁、銅、鈦等及其合金的軋材,其價(jià)格要比鋼材貴貴得多。 純鋁強(qiáng)度較低，要加入其它合金元素制成鋁合金才能做結(jié)構(gòu)材科使用。 一般軋制鋁合金可分為鋁(L)、硬鋁(LY)、超硬鋁(Lc)、防銹鋁(LF)及待殊鋁(LT)等數(shù)種； 也可按熱處理特點(diǎn)不同分為可熱處理強(qiáng)化的鋁合金和不可熱處理強(qiáng)化的鋁合金兩大類，每類又各為很多不同的合金系。 鋁合金的比強(qiáng)度大，某些鋁合金的比強(qiáng)度及比剛度可趕上甚至超過(guò)了鋼。7 銅及其合金一般可分為紫銅、普通黃銅（Cu-Zn）、特殊黃銅、青銅及白銀（Cu-Ni）等。它們具有很好的導(dǎo)電、

5、導(dǎo)熱、耐蝕及可焊等性能，故和鋁材一樣廣泛應(yīng)用于各部門。 鈦及鈦合金的力學(xué)性能和耐蝕性能高，比強(qiáng)度和比剛度都很大，因而是航空、航天、航海、石油化工等工業(yè)部門中極有發(fā)展前途的結(jié)構(gòu)材料。8 由于有色金屬及其合金有色金屬及其合金一般熔點(diǎn)較低，變形抗力較低，而尺寸和表面要求較嚴(yán)，故其型材、棒材及管材型材、棒材及管材(坯坯)絕大多數(shù)采用擠壓絕大多數(shù)采用擠壓方法生產(chǎn)；方法生產(chǎn)； 僅在生產(chǎn)批量較大，尺寸及表面要求較低的中、小規(guī)格的棒材、線坯和簡(jiǎn)單斷面的中、小規(guī)格的棒材、線坯和簡(jiǎn)單斷面的型材時(shí)，才采用軋制方法生產(chǎn)。型材時(shí)，才采用軋制方法生產(chǎn)。 有色金屬板帶材一般選用軋制方法生產(chǎn)。有色金屬板帶材一般選用軋制方法生

6、產(chǎn)。有色金屬生產(chǎn)9板帶材 板帶材是應(yīng)用最廣泛的軋材。板帶占鋼材的比例在各工業(yè)先進(jìn)國(guó)家多達(dá)50一60%以上。 有色金屬與合金的軋材主要是板帶材。有色金屬與合金的軋材主要是板帶材。 板帶材按制造方法可分為熱軋板帶和冷軋板帶軋板帶和冷軋板帶；按產(chǎn)品厚度可分為厚板厚板,薄板和箔材。薄板和箔材。各種板帶寬度及厚度的組合已超過(guò)5000種以上，寬度對(duì)厚度的比值達(dá)10000以上。 異型斷面板、變斷面板等新型產(chǎn)品不斷出現(xiàn)：鋁合金變斷面板材、帶筋壁板等在航空工業(yè)中廣為應(yīng)用。 板帶材不僅作為成品鋼材使用，而且也是用以制造彎曲型鋼、焊接型鋼和焊接鋼管等產(chǎn)品的原料原料。10型材和線材 鋼的型材和線材主要是用軋制的方法生

7、產(chǎn)。在工業(yè)先進(jìn)國(guó)家中一般占總鋼材的30一35%，我國(guó)達(dá)50以上。型鋼的品種很多。品種很多。按其用途可分為常用型鋼（方鋼、圓鋼、扁鋼、角常用型鋼（方鋼、圓鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼等）鋼、槽鋼、工字鋼等）及專用型鋼（鋼軌、專用型鋼（鋼軌、鋼樁、球扁鋼、窗框鋼等）。按其斷面形狀可分為簡(jiǎn)單斷面型和復(fù)雜/異型斷面型鋼，前者的特點(diǎn)是過(guò)其橫斷面周邊上任意點(diǎn)做切線一般不交于斷面之中；后者品種更為繁多。見(jiàn)下頁(yè)見(jiàn)下頁(yè)圖示。圖示。按生產(chǎn)方法又可分為軋制型鋼、彎曲型鋼、焊接型軋制型鋼、彎曲型鋼、焊接型鋼。鋼。而用縱軋、橫旋軋或楔橫軋等特殊軋制方法生產(chǎn)的各種周期斷面或特殊斷面鋼材，又分為螺紋鋼、竹節(jié)鋼、犁鏵鋼、車軸

8、、變斷面軸、鋼球、齒輪、絲枉、車輪和輪箍等。1112鋼材的品種 按軋制產(chǎn)品的斷面形狀分類 1型線材型線材在鋼材中品種最多。每種形狀的斷面又有很多不同尺寸規(guī)格。按其斷面形狀又可分為簡(jiǎn)單斷面和復(fù)雜斷面兩大類。13鋼材的品種（續(xù)） 2鋼板 鋼板按厚度可分為厚板、薄板和箔材三大類 厚板；厚度為4160mm以上，寬度為600一3500mm以上 (最寬可達(dá)5000mm)的鋼板。 薄板：厚度為0.24.0mm的鋼板。連軋機(jī)軋制的寬帶鋼寬度為600一2200mm，長(zhǎng)度可達(dá)幾百米至數(shù)千米。 箔材：厚度小于0.2mm以下的鋼板。最薄可達(dá)0.02mm。14鋼材的品種（續(xù)） 3鋼管空心封閉斷面的鋼材稱為鋼管。最常見(jiàn)的

9、鋼管斷面形狀一般為圓形。也有很多種斷面形狀很復(fù)雜的異型鋼管。鋼管一般多用軋制方法軋制方法或或焊接方法與拉伸焊接方法與拉伸方法生產(chǎn)。鋼管的用途也很廣，一般約占總鋼材的8-10%。規(guī)格：用外形尺寸（外徑或邊長(zhǎng)）和內(nèi)徑及壁厚來(lái)表示。斷面：一般為圓形，但也有多種異型管材及變斷面管。分類：a.按用途可分為輸送管、鍋爐管、鉆探用管、軸承鋼管、注射針管等。b.按制造方法可分為無(wú)縫管、焊接管及冷軋與冷拔管等。各種管材按直徑與壁厚組合也非常多，其外徑最小達(dá)0.1mm，大至4m，壁厚薄達(dá)0.01mm ，厚至100mm。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的鋼管品種也在不斷增多。15鋼材的品種（續(xù)） 4 周期斷面鋼材 在同一

10、鋼材上沿縱向各部斷面尺寸或形狀不同，并作用期性變化的鋼材稱周期斷面鋼材。 這類鋼材有些可在一殷輪機(jī)上進(jìn)行軋制，最常見(jiàn)的有螺紋鋼及肋骨鋼。有些則必須在特殊結(jié)構(gòu)的專門軋機(jī)上才能生產(chǎn)。 5特殊斷面鋼材 殊斷面鋼材常見(jiàn)的有車輪、輪箍和鋼球、冷彎型鋼和熱軋型鋼。 這些產(chǎn)品是在特殊結(jié)構(gòu)的軋機(jī)上生產(chǎn)的。16 軋制是生產(chǎn)鋼材最主要的方法。軋制是生產(chǎn)鋼材最主要的方法。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、金屬消耗少、生產(chǎn)成本低，并最適合于大批量生產(chǎn)。 隨著科學(xué)年術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)對(duì)金屬材料需求量的增加，軋材品種必將日益擴(kuò)大。1772 軋材生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝流程 傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：以模鑄鋼錠模鑄鋼錠為原料，用初軋機(jī)或開(kāi)坯機(jī)初軋機(jī)或

11、開(kāi)坯機(jī)將鋼錠鋼錠軋成各種規(guī)格的鋼坯鋼坯，然后再通過(guò)成品軋機(jī)成品軋機(jī)軋戊各種鋼材。 直到現(xiàn)在仍然在一些國(guó)家的鋼材生產(chǎn)中占重要地位。 近二十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的連續(xù)鑄鋼技術(shù)，將鋼水直接鑄，將鋼水直接鑄成一定斷面形狀和規(guī)格的鋼坯，成一定斷面形狀和規(guī)格的鋼坯，省去了鑄錠、初軋省去了鑄錠、初軋等許多工序，大大簡(jiǎn)化大大簡(jiǎn)化了鋼材生產(chǎn)工藝過(guò)程，其生產(chǎn)工藝流程示意如圖6-2。 優(yōu)點(diǎn)：不僅可以大大簡(jiǎn)化鋼材生產(chǎn)工藝過(guò)程，而且有著節(jié)約金屬、提高成材率、節(jié)約燃料消耗、降低生產(chǎn)成本、改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及改善枝晶偏析，提高鋼材質(zhì)量等許多優(yōu)點(diǎn)。1819 連續(xù)鑄鋼與一般模鑄生產(chǎn)過(guò)程的比較如圖7-3所示。連鑄坯與傳統(tǒng)的

12、初軋坯比較如表8-2。 1985年全世界連鑄坯產(chǎn)量已超過(guò)3億噸，連鑄比已按近50。丹麥、愛(ài)爾蘭、卡塔爾連鑄比已達(dá)100，日本達(dá)911，芬蘭、奧地利、希臘等都達(dá)93%以上。各國(guó)連鑄比都在迅猛上升。2021222324 鋼坯連鑄后與軋制如何連接是一個(gè)大問(wèn)題。a.連鑄坯經(jīng)切斷后可以經(jīng)冷卻處理再進(jìn)行加熱和軋制；b.或不經(jīng)冷卻即進(jìn)行加熱和軋制；c.也只經(jīng)輥道保溫及補(bǔ)償均熱而直接進(jìn)行軋制(CC-DR)。 后者可大幅度節(jié)約熱能達(dá)，提高成材率及簡(jiǎn)化工藝與設(shè)備，故近年來(lái)自日本實(shí)現(xiàn)寬帶鋼CC-DR以后，得到迅速發(fā)展25鋼材生產(chǎn)系統(tǒng)及其分類 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，生產(chǎn)各種軋制產(chǎn)品的軋機(jī)必須組成各種專門生產(chǎn)系統(tǒng)。 按生產(chǎn)規(guī)模

13、可分為大型、中型和小型生產(chǎn)系統(tǒng) 按產(chǎn)品種類可分為板帶鋼、型鋼、合金鋼和混合生產(chǎn)系統(tǒng)。1.板帶鋼生產(chǎn)系統(tǒng)：連鑄坯的采用使生產(chǎn)規(guī)模很大。 板坯初軋機(jī)將大鋼錠軋成板坯，再由鋼板軋機(jī)軋成中厚板或熱帶鋼。 連鑄機(jī)鑄成板坯后再軋制成中厚板或熱帶鋼。 一套現(xiàn)代化的寬帶鋼熱連軋機(jī)年產(chǎn)量達(dá)300萬(wàn)-600萬(wàn)t。 但特厚板的生產(chǎn)往往還采用將重型鋼錠壓成的還作為原料。 近十多年來(lái)得到迅速發(fā)展的薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)規(guī)模多在50萬(wàn)-300萬(wàn)t之間，以年產(chǎn)80萬(wàn)t-200萬(wàn)t者居多，可稱為板、帶生產(chǎn)的中、小型系統(tǒng)。262.型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)：規(guī)模往往并不很大。大型：年產(chǎn)100萬(wàn)t以上；中型：年產(chǎn)30萬(wàn)-100萬(wàn)t；小型：年產(chǎn)

14、30萬(wàn)t以下。3.混合生產(chǎn)系統(tǒng)： 在一個(gè)鋼鐵企業(yè)中可同時(shí)生產(chǎn)板帶鋼、型鋼或鋼管時(shí)，稱為混合系統(tǒng)。 無(wú)論在大型、中型或小型的企業(yè)中，混合系統(tǒng)都比較多，其優(yōu)點(diǎn)是可以滿足多品種的需要。 但單一的生產(chǎn)系統(tǒng)卻有利于產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。274. 合金鋼生產(chǎn)系統(tǒng) 由于合金鋼的用途、鋼種特性及生產(chǎn)工藝都比較特殊，材料也較為稀貴，產(chǎn)量不大而品種繁多，故常屬中型或小型的型鋼生中型或小型的型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)或混合生產(chǎn)系統(tǒng)。產(chǎn)系統(tǒng)或混合生產(chǎn)系統(tǒng)。 由于有些合金鋼塑性較低，故開(kāi)坯開(kāi)坯設(shè)備除軋機(jī)軋機(jī)以外，有時(shí)還采用鍛錘鍛錘。28軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)（續(xù)）29發(fā)展方向 現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)向著大型化、連續(xù)化、自連續(xù)化、自動(dòng)化動(dòng)化的方向發(fā)展

15、，生產(chǎn)規(guī)模日益增大。 但應(yīng)指出，近年來(lái)大型化的趨向已日見(jiàn)消退大型化的趨向已日見(jiàn)消退，而投資省、收效快、生產(chǎn)靈活且經(jīng)濟(jì)效益好的中、中、小型鋼廠小型鋼廠在很多國(guó)家（如美、日及很多發(fā)展中國(guó)家）中卻有了較快的發(fā)展。 一般碳素鋼和合金鋼基本的典型生產(chǎn)工藝流程，如圖7-4及圖7-5所示。303132碳素鋼生產(chǎn)工藝流程 4個(gè)基本類型：a.采用連鑄坯連鑄坯的工藝過(guò)程，其特點(diǎn)是不需要大的開(kāi)坯機(jī)，無(wú)論是鋼板或型鋼一般多是一次加熱一次加熱軋出成品，或不經(jīng)加熱不經(jīng)加熱直接軋出成品。 顯然這是先進(jìn)的，也是當(dāng)今最主流的生產(chǎn)工藝，現(xiàn)已得到廣泛的應(yīng)用。33b.采用鑄錠鑄錠的大型大型生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝過(guò)程：其特點(diǎn)是必須有強(qiáng)大的初軋

16、機(jī)或板坯軋機(jī)強(qiáng)大的初軋機(jī)或板坯軋機(jī)，一般采用熱錠裝爐熱錠裝爐及二次甚至三次加熱軋二次甚至三次加熱軋制制方式。c.采用鑄錠鑄錠的中型中型生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，其特點(diǎn)是一般有650- 900二輥或三輥開(kāi)坯開(kāi)坯機(jī)機(jī)，通常采用冷錠作業(yè)（冷錠作業(yè)（現(xiàn)在也有采用熱裝的）及二次（或一次）加熱軋制加熱軋制方式，這種工藝流程不僅用來(lái)生產(chǎn)碳索鋼材、也也常用以生產(chǎn)合金鋼材。常用以生產(chǎn)合金鋼材。34d.采用鑄錠的小型鑄錠的小型生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝過(guò)程：其特點(diǎn)是通常在中、小型軋機(jī)上用冷的小鋼冷的小鋼錠經(jīng)一次加熱軋制成材。錠經(jīng)一次加熱軋制成材。所有采用鑄錠的生產(chǎn)工藝都是落后的，已經(jīng)或?qū)⒁獾教蕴?。不管是哪種類型，其基本工序都是：

17、原料基本工序都是：原料準(zhǔn)備（清理）準(zhǔn)備（清理）-加熱加熱-軋制軋制-冷卻精整處理。冷卻精整處理。35合金鋼生產(chǎn)工藝流程 可分為冷錠冷錠和熱錠熱錠以及正在發(fā)展的連鑄坯連鑄坯三種作業(yè)方式。 由于對(duì)合金鋼材的表面質(zhì)量和物理機(jī)械性能等技術(shù)要求要求比普通碳素鋼高高，并且鋼種特性也較復(fù)雜，故其生產(chǎn)工藝過(guò)程一般也比較復(fù)雜復(fù)雜。 除各工序的具體工藝規(guī)程會(huì)因鋼種不同而不同以外，在工序上比碳素鋼多出了比碳素鋼多出了原料準(zhǔn)備中的退火、原料準(zhǔn)備中的退火、軋制后的熱處理、酸洗等工序，軋制后的熱處理、酸洗等工序，以及在開(kāi)坯開(kāi)坯中有時(shí)還要采用鍛造鍛造來(lái)代替軋鋼等。36鋼材的冷加工生產(chǎn)工藝流程 鋼材的冷加工生產(chǎn)工藝流程包括冷

18、軋和冷冷軋和冷拔。拔。 其特點(diǎn)是必須有加工前的酸洗加工前的酸洗和加工后的加工后的退火退火相配合，以組成冷加工生產(chǎn)線。37有色金屬（銅、鋁等）及其合金軋材生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝流程 銅、鋁及其合金的軋材應(yīng)用比較廣泛，其生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模卻不大，一般是以重金屬和輕金屬分別自重金屬和輕金屬分別自成系統(tǒng)成系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)的，在產(chǎn)品品種產(chǎn)品品種上多是板帶材、型線材及管材等相混合，在加工方法加工方法上多是軋制、擠壓、拉拔等相混合相混合，以適應(yīng)于批量小，品種多及靈活生產(chǎn)的特點(diǎn)和要求。 但也有專業(yè)化生產(chǎn)的工廠專業(yè)化生產(chǎn)的工廠，例如電纜廠、鋁箔廠、板帶材廠等。 有色金屬及合金的軋材主要是板帶材，至于型材、有色金屬及合金的軋材主要

19、是板帶材，至于型材、管材乃至棒材則多用擠壓及拉拔的方法生產(chǎn)。管材乃至棒材則多用擠壓及拉拔的方法生產(chǎn)。38 板帶軋制方法按軋制溫度可分為熱軋、溫?zé)彳?、溫軋和冷軋；軋和冷軋；按生產(chǎn)方式可分為成塊軋制和成塊軋制和成卷軋制。成卷軋制。 這兩種軋制方法特點(diǎn)的比較如表7-3所示。 實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)合金、品種、規(guī)格、批量、質(zhì)量要求從設(shè)備條件選擇生產(chǎn)方法及生產(chǎn)流程。 重有色金屬及合金板帶材常用的生產(chǎn)流程如圖7-6所示。 鋁合金板帶材及箔材常用的生產(chǎn)流程如圖7-7及圖7-8所示。39404142438 軋制生產(chǎn)工藝過(guò)程及其制定 軋鋼生產(chǎn)工藝過(guò)程軋鋼生產(chǎn)工藝過(guò)程：將鋼錠或鋼坯軋制成一定形狀和性能的鋼材，需要經(jīng)過(guò)一

20、系列的工序，這些工序的組合叫做軋鋼生產(chǎn)工藝過(guò)程。 如何能優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本地生產(chǎn)出合乎技術(shù)要求的軋材，乃是制訂軋制生產(chǎn)工藝過(guò)程的總?cè)蝿?wù)和總依據(jù)。 技術(shù)要求、內(nèi)在規(guī)律和工藝手段448.1 軋材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求 技術(shù)要求是制定工藝過(guò)程的首要依據(jù) 在制定生產(chǎn)工藝過(guò)程，不論采取哪種加工方式和選用什么工序，都必須保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，產(chǎn)品才能具有較高的使用價(jià)值。 技術(shù)要求？（使用單位的對(duì)產(chǎn)品的要求） 軋材的技術(shù)要求就是為了滿足使用上的需要而對(duì)軋材提出的在規(guī)格和技術(shù)性能（如斷面形狀和尺寸、機(jī)械性能、化學(xué)成分和內(nèi)部組織等）的要求。 它體現(xiàn)為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。45產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 為便于鋼材的使用和生產(chǎn)，需

21、要制定統(tǒng)一的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 軋材的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括有品種(規(guī)格)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容。 產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按照其制定權(quán)限和使用范圍可以分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(zB)、部標(biāo)準(zhǔn)(YB)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。 產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都包括下列內(nèi)容：產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都包括下列內(nèi)容： (1)(1)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定鋼材應(yīng)具有的斷面形狀、尺寸及允許偏差，并且附有供使用時(shí)參考的參數(shù)。 (2)(2)技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定的化學(xué)成分、物理機(jī)械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他特殊性能要求等。 (3)(3)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定做試驗(yàn)時(shí)的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗(yàn)

22、條件及試驗(yàn)方法等內(nèi)容。 (4)(4)交貨標(biāo)準(zhǔn)。交貨標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定鋼材交貨驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位468.2 金屬與合金的加工特性 在制定工藝過(guò)程時(shí)，還應(yīng)考慮到所加工鋼種的工藝性能，包括變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性能、對(duì)某些缺陷的敏感性等。它反映了鋼的加工難易程度 1 塑性 純金屬和固溶體有較高的塑性，單相組織比多相組織的塑性要好，而雜質(zhì)元素和合金元素愈多或相數(shù)愈多，尤其是有化合物存在時(shí)，一般都會(huì)使性降低(稀土元素等例外)。尤其是硫、磷、銅及鉛銻等易熔金屬至為有害。因此， 一般純鐵和低碳鋼的塑性最好。含碳愈高，塑性愈差，低合金鋼的塑性也較好，高合金鋼一般塑件較差。鋼的塑性一方面取決于金屬的本性，這主要

23、是與組織結(jié)構(gòu)中變形的均勻程度，同時(shí)也與鋼的再結(jié)晶溫度有關(guān)，再結(jié)晶開(kāi)始溫度高、速度慢，往往表現(xiàn)出塑性差。另一方面，理性還與變形條件，即與變形溫度、變形速度、變形程度及應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，其中變形溫度影響更大，故必須了解塑性與溫度的變化規(guī)律。472 變形抗力 一般地說(shuō)，有色金屬及合金的變形抗力比鋼的要低，合金含量的增加，變形抗力將提高。由加工原理已知，凡能引起晶格畸變的因素都使抗力增大。合金元素尤其是碳、硅等元素的增加使鐵素體強(qiáng)化。合金元素，尤其是形成穩(wěn)定碳化物的元素，在鋼中一般都能使奧氏體晶粒細(xì)化，使鋼具有較高的強(qiáng)度。合金元素還通過(guò)影響鋼的熔點(diǎn)和再結(jié)晶溫度與速度、通過(guò)相的組成及化合物的形成，以及通過(guò)影

24、響表面氧化鐵皮的特性等來(lái)影響變形抗力。在這里還要指出，當(dāng)高溫時(shí)由于合金鋼一般熔點(diǎn)部較低，因而合金鋼變形抗力可能大為降低，例如，高碳鋼、硅鋼等在高溫時(shí)甚至比低碳鋼還要軟。483 導(dǎo)熱系數(shù) 隨著鋼中合金元素和雜質(zhì)含量的增多，導(dǎo)熱系數(shù)幾乎沒(méi)有例外地都要降低。 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)還隨溫度而變化，一般是隨溫度之升高而增大，但碳鋼在大約800以下是隨溫度之升高而降低。鑄造組織比軋制加工后的組織的導(dǎo)熱系數(shù)要小。故在低溫階段，尤其是對(duì)鋼錠鑄造組織進(jìn)行加熱和冷卻時(shí)，應(yīng)該特別小心謹(jǐn)慎。此外，合金鋼的導(dǎo)熱系數(shù)愈低則在鑄錠凝固時(shí)冷卻愈加緩慢因而使枝品愈加發(fā)達(dá)和粗大，甚至橫穿整個(gè)鋼錠，這種組織稱為往狀晶或橫晶。這種柱狀晶組織

25、可能本身并不十分有害，但由于不均勻偏析較重，當(dāng)有非金屬夾雜或脆性組織成分存在隊(duì)則塑性降低，軋時(shí)易開(kāi)裂。故在制定工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)加注意。494 摩擦系數(shù) 合金鋼的熱軋摩擦系數(shù)一般都比較大，因而寬展也較大。這可能主要是因?yàn)檫@些合金鋼中大都合有鉻、鋁、硅等元素。含鉻高的鋼形成粘固性的氧化鐵皮，使摩擦系數(shù)增加，寬展加大。同樣含鋁、硅的鋼的氧化鐵皮也較粘而軟，因而摩擦系數(shù)也較大。但與此相反，含銅、鎳和高硫的鋼則使摩擦系數(shù)降低。合金鋼的摩擦系數(shù)和寬展的這種變化，在擬訂生產(chǎn)工藝過(guò)程和制定壓下規(guī)程時(shí)必須加以考慮。505 相圖形態(tài) 合金元素在鋼中影響相圖的形態(tài)，影響奧氏體的形成與分解，因而影響到鋼的組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工

26、藝過(guò)程。例如，鐵素體鋼和奧氏體鋼都沒(méi)有相變，因而不能用淬火的方法進(jìn)行強(qiáng)化，也不能通過(guò)相變改變組織結(jié)構(gòu)，而且在加熱過(guò)程中晶粒往往容易粗大。碳素鈉及普通低合金鋼一般皆屬于珠光體鋼，不可能是馬氏體、奧氏體或鐵素體鋼。其實(shí)碳素鋼也可以說(shuō)是一種合金鋼，碳也有升高相圖中A4點(diǎn)和降低A3點(diǎn)的作用，所以高碳鋼的生產(chǎn)工藝特性一般相近于合金鋼，而低合金鋼則與碳素鋼相接近。由此可見(jiàn)，了解一種相圖變化規(guī)律和特點(diǎn)，是制訂好該種鋼的生產(chǎn)工藝過(guò)程及規(guī)程的必要基礎(chǔ)。516 淬硬性 合金飼往往較碳素鋼易于淬硬或淬裂。除Co以外，合金元素一般皆使奧氏體轉(zhuǎn)變曲線往右移，亦即延緩?qiáng)W氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變，降低鋼的臨界淬火速度，甚至如馬氏

27、體鋼正?；睦鋮s速度下也可得到馬氏體組織。這樣對(duì)于塑性較差的鋼也就很容易產(chǎn)生冷卻裂紋(冷裂或淬裂)。由于合金鋼容易淬硬和淬裂，因而在生產(chǎn)過(guò)程中使時(shí)常采取緩冷、退火等工序，以消除應(yīng)力及降低硬度以便于清理表面或進(jìn)步加工。527 對(duì)某些缺陷的敏感性 某些合金鋼比較傾向于產(chǎn)生某些缺陷，如過(guò)燒、過(guò)熱、脫碳、淬到、白點(diǎn)、碳化物不均等。這些缺陷在中碳鋼和高碳鋼中也都可能產(chǎn)生，只不過(guò)是某些合金鋼由于合金元素的加入就對(duì)于某些缺陷更為敏感。5383 軋材生產(chǎn)各基本工序及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響 根據(jù)產(chǎn)品的主要技術(shù)要求和合金的特性所確定的各種軋材的生產(chǎn)工藝筏程雖然各不相同，但其最基本的工序都不外是原料的清理準(zhǔn)備、加熱、軋

28、制、冷卻與精整和質(zhì)量檢查等工序。54 1）原料選擇）原料選擇 原料尺寸、形狀和質(zhì)量的選擇對(duì)軋機(jī)生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本有很大影響。 原料尺寸確定對(duì)軋鋼機(jī)和附屬設(shè)備選擇、車間平面有很大關(guān)系。 生產(chǎn)的品種不同所要求的原料也不同，對(duì)供料車間的影響很大。 鋼錠、連鑄坯尺寸選擇要考慮開(kāi)坯原料尺寸和產(chǎn)品尺寸倍尺。55連鑄坯與其它坯料的比較56連鑄坯的斷面形狀和規(guī)格的確定： 煉鋼爐容量、軋機(jī)組成、軋材品種和質(zhì)量要求?？紤]：鑄機(jī)生產(chǎn)能力與煉鋼及軋鋼能力的相匹配；鑄坯斷面規(guī)格與軋機(jī)所需斷面原料及產(chǎn)品規(guī)格相匹配。57連鑄坯內(nèi)部缺陷：內(nèi)部和表明缺陷。主要受澆注溫度、鋼水成分、連鑄拉速二冷區(qū)強(qiáng)度、電磁攪拌等因素的

29、影響。58 2）原料軋制前的準(zhǔn)備）原料軋制前的準(zhǔn)備 原料準(zhǔn)備主要包括三個(gè)方面：表面狀態(tài)、內(nèi)部組織和幾何尺寸。 表面狀態(tài)（去除表面缺陷）方法 用風(fēng)鏟鏟除有缺陷部位 有氣體吹割器處理 用刨光或車光的方法剝皮 用砂輪研磨 3）金屬加熱）金屬加熱 金屬的加熱是工藝過(guò)程的一個(gè)主要工序。加熱設(shè)備和加熱制度的好壞對(duì)提供生產(chǎn)能力和改善產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的影響。59 軋前對(duì)金屬進(jìn)行加熱具有為軋制準(zhǔn)備材料及其組織的目的。 設(shè)計(jì)中加熱工藝的確定主要在于加熱制度的選設(shè)計(jì)中加熱工藝的確定主要在于加熱制度的選擇以及燃料選擇、爐型結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)備選擇。擇以及燃料選擇、爐型結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)備選擇。加熱制度加熱制度包括加熱速度、加熱溫

30、度、加熱時(shí)間、裝爐溫度。 加熱速度：金屬加熱速度應(yīng)根據(jù)在該溫度范圍內(nèi)金屬的塑性、導(dǎo)熱性來(lái)確定。一般加熱鋼錠、鋼坯分為兩個(gè)時(shí)期： 第一時(shí)期：低溫帶加熱時(shí)期 第二時(shí)期：高溫帶加熱時(shí)期 第一時(shí)期由于金屬導(dǎo)熱性、塑性差容易造成金60 屬內(nèi)外層溫差過(guò)大而導(dǎo)致熱應(yīng)力過(guò)大。容易造成裂紋等缺陷。 在此階段合金鋼則采取慢速加熱慢速加熱。 第二階段是指當(dāng)金屬加熱到700800以后，這時(shí)金屬的塑性、導(dǎo)熱性顯著增加，熱應(yīng)力減少，故可以快速加熱快速加熱到出鋼溫度。 加熱速度的正確選擇對(duì)提高加熱設(shè)備的能力，減少金屬燒損和降低燃料消耗有很大意義。61 加熱時(shí)間：加熱時(shí)間取決于很多因素。 一般均采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

31、道布羅霍托退公式： KDD 加熱時(shí)間 D鋼材的厚度（圓材為直徑） K系數(shù) 碳鋼10 高合金鋼20 加熱時(shí)間分兩個(gè)階段：從0550和從8501200 ，碳鋼兩階段均為5，合金鋼分別為13.3和6.7。 齊西柯夫公式： ZCB 式中： Z加熱時(shí)間，小時(shí) B鋼錠或鋼坯斷面的直徑或邊長(zhǎng)62 C修正系數(shù) 鋼 種 系 數(shù) 碳素鋼 0.100.15 合金結(jié)構(gòu)鋼 0.150.20 高合金結(jié)構(gòu)鋼和特殊鋼 0.200.30 高合金工具鋼 0.300.40 加熱溫度：應(yīng)保證軋制時(shí)金屬有足夠的塑性。一般加熱溫度多根據(jù)金屬相圖來(lái)確定。為防止過(guò)燒、過(guò)熱，加熱最高溫63 冷裝爐時(shí)加熱時(shí)間和加熱速度64 度應(yīng)低于固相線100

32、150。同時(shí)，確定加熱溫度也必須根據(jù)軋制工藝特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)。65 4)軋制： 金屬軋制是軋鋼車間工藝過(guò)程最主要組成部分。軋制是以金屬可塑性為基礎(chǔ)，用壓力加工方法得到各種尺寸和斷面形狀以及不同機(jī)械和物理性能的軋制品。軋制完成的任務(wù)： （1）致密鋼質(zhì)，使成品鋼材整個(gè)體積均勻化。 （2）破壞鋼錠的初次組織，提高金屬的機(jī)械物理性能。 （3）獲得形狀和尺寸符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所需的鋼材。 軋制目標(biāo)：以最小的能量消耗，高質(zhì)量的產(chǎn)品和最大產(chǎn)量。 在設(shè)計(jì)中要達(dá)到以上目標(biāo)，必須合理地制定66 碳鋼、合金鋼的軋制工藝。最主要的是掌握金屬和合金的塑性加工工藝性能。塑性加工工藝性能主要包括：塑性、變形抗力和對(duì)應(yīng)力敏感性與

33、造成缺陷的趨勢(shì)。 金屬變形程度：確定道次變形系數(shù)大小和各道次分配對(duì)軋機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量有決定性影響?？仔托螤?、金屬塑性、金屬變形抗力、咬入角和軋槽磨損等是確定在該道次內(nèi)金屬最大可能變形的主要因素。 軋制速度：軋制速度由軋鋼機(jī)生產(chǎn)率、軋機(jī)結(jié)構(gòu)、軋制品種、軋機(jī)機(jī)械化和自動(dòng)化程度以及軋制工藝過(guò)程本身決定。 軋鋼機(jī)生產(chǎn)率：提高軋制速度是提高軋機(jī)生產(chǎn)6768 率的主要途經(jīng)。 提高軋制速度，減少了軋制節(jié)奏時(shí)間，可增大原料重量。 提高軋制速度，充分利用金屬的高溫塑性，有利于減少電能消耗和軋槽磨損。 軋機(jī)結(jié)構(gòu)：軋制速度的提高相應(yīng)地要求軋機(jī)強(qiáng)度、穩(wěn)定性、驅(qū)動(dòng)力相應(yīng)地提高。 另外一方面，軋制速度的提高受到設(shè)備結(jié)構(gòu)的

34、限制。軸承、設(shè)備控制精度等。 軋制品種：包括鋼種和幾何尺寸形狀 鋼種：主要指軋制速度對(duì)金屬塑性的影響，實(shí)驗(yàn)表明：金屬塑性很少限制軋制速度。69 幾何尺寸和形狀：軋件長(zhǎng)、軋制速度低往往造成頭尾溫差大，尺寸公差不符。提高軋制速度，利用金屬的變形潛熱。 軋機(jī)機(jī)械性能和自動(dòng)化程度：人工操作的軋鋼機(jī)，軋制速度往往受到人工操作的限制，軋鋼機(jī)的機(jī)械化和自動(dòng)化將有利于大大提高軋制速度。 咬入條件：提高軋制速度往往受到咬入條件的限制。一般低速軋制所容許的咬入角比高速軋制時(shí)所容許的大。 軋制溫度制度：軋制溫度制度是指開(kāi)軋溫度和終軋溫度。 決定溫度制度的主要依據(jù)： 在某一溫度下最好的塑性指標(biāo)，以取得最大的變形程度。

35、70 在某一溫度下的最小變形抗力，以保證最小的能量消耗。 溫度和摩擦系數(shù)的關(guān)系，保證順利咬入或得到最小的能量消耗。 溫度條件對(duì)機(jī)械性能的影響，以保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。71 晶粒大小和溫度關(guān)系的變化規(guī)律，以保證獲得高的質(zhì)量產(chǎn)品。 燃耗和電耗相加最小，取得最小的工序能耗。控軋、控冷工藝的應(yīng)用。 除此以外，選擇溫度制度還必須考慮金屬表面質(zhì)量、軋輥磨損、軋后金屬精整和處理。72 軋制力：軋制力是確定軋制工藝參數(shù)之一。影響軋制力大小的因素有：鋼種、加熱溫度和變形程度、摩擦系數(shù)、變形區(qū)幾何形狀和尺寸。 決定軋制力大小方法：計(jì)算法和直接測(cè)定法。 PPcF 式中：Pc平均單位壓力 F接觸面積 5)軋件的冷卻：

36、 成品鋼材的冷卻滿足以下各項(xiàng)要求： 應(yīng)保證鋼材冷卻到最低溫度，保證矯直時(shí)不因熱應(yīng)力而產(chǎn)生彎曲。 鋼材的溫度降至可以進(jìn)行以后的各種精整工序73 達(dá)到的溫度能保證所需的金屬組織而不引起外部缺陷或內(nèi)部缺陷。 軋件冷卻過(guò)程中主要是參數(shù)冷卻速度和冷卻溫度制度。 普通的鋼種冷卻速度，采取空冷和強(qiáng)制通風(fēng)。 對(duì)于某些鋼種為防止軋制后網(wǎng)狀碳化物析出，采用噴水冷。 對(duì)于某些鋼號(hào)，為防止白點(diǎn)的產(chǎn)生采用緩冷。 鋼材精整：精整工序?qū)ΡＷC產(chǎn)品質(zhì)量、降低金屬消耗具有重要的位置。 精整工序根據(jù)產(chǎn)品的不同，其中主要包括：矯直、切斷、酸洗、熱處理、表明鍍層、其他機(jī)械加工（鋼軌銑頭、鉆眼）749 連續(xù)鑄鋼及其與軋制的銜接工藝 9.

37、1 連續(xù)鑄鋼技術(shù)1立式立式2立彎式立彎式3多點(diǎn)彎曲的立彎式連鑄機(jī)4帶直線段弧形連鑄機(jī)5弧形連鑄機(jī)6多半徑橢圓形連鑄機(jī)7水平連鑄機(jī)75連鑄機(jī)類型76連鑄機(jī)類型（續(xù)）77連鑄機(jī)類型(續(xù)）78連鑄機(jī)的組成79連鑄坯類型 斷面形狀除了一般常用的方坯（大方坯和小方坯）、矩形坯、圓坯和板坯之外，有八角形坯、工字坯、H型鋼坯等。 其斷面尺寸，方坯最小斷面為8080mm，最大斷面達(dá)400500mm 板坯最大尺為3042640mm809.2 連鑄與軋制的銜接工藝 連鑄與軋制的連續(xù)銜接匹配問(wèn)題包括產(chǎn)量的匹配、鑄坯規(guī)格的匹配、生產(chǎn)節(jié)奏的匹配、溫度與熱能的銜接與控制以及鋼坯表面質(zhì)量與組織性能的傳遞與調(diào)控等多方面的技術(shù)， 其中產(chǎn)量、規(guī)格和節(jié)奏匹配是基本條件， 質(zhì)量控制是基礎(chǔ)， 而溫度與熱能的銜接調(diào)控則是技術(shù)關(guān)鍵。819.2.1 鋼坯斷面規(guī)格及產(chǎn)量的匹配銜接8283產(chǎn)量的匹配 連鑄單爐澆注的時(shí)間T為：為實(shí)現(xiàn)連鑄與軋制過(guò)程的連續(xù)化生產(chǎn)，應(yīng)使連鑄機(jī)生產(chǎn)能力略大于