中厚板軋制工藝學(xué)

板帶打印?doc軋制生產(chǎn)工藝過程：由鋼坯軋制成具有一定規(guī)格和性能的鋼材的一系列加工工序的組合制定軋鋼工藝原則：質(zhì)量要求、技術(shù)要求、提高產(chǎn)量、降低成本。一、板帶產(chǎn)品的使用特點(diǎn)及生產(chǎn)特點(diǎn)1?板帶產(chǎn)品的使用特點(diǎn)：①可任意剪裁、彎曲、沖壓、焊接、制成各種制品構(gòu)件，使用靈活方便；②可彎曲、焊接成各類復(fù)雜斷面的型鋼、鋼管、大型工字鋼、槽鋼等結(jié)構(gòu)件；③表面積大，故包容覆蓋能力強(qiáng)。2?板帶材的生產(chǎn)特點(diǎn)：①平輥軋出②形狀簡單③軋制壓力大板帶鋼的發(fā)展特點(diǎn)：①一些重要工業(yè)部門的迅速發(fā)展對原材料品種與數(shù)量的要求有了巨大增長；②現(xiàn)代化的技術(shù)條件下有可能大量供應(yīng)品種繁多、廉價、質(zhì)優(yōu)的板帶鋼。一、按厚度規(guī)格分類分類厚度范圍(mm)寬度范圍(mm)附注厚板中板4~20600~3000齊邊鋼板厚4~60mm寬1200~1500厚板20~60600~3000特厚板60~5001200~5350最重250t薄板(帶鋼)0.2~4600~2500最寬可達(dá)2800mm極薄帶材(箔材)0.001~0.220~660?二、按生產(chǎn)方式分類板帶鋼按軋制方法還分為：熱軋板帶鋼：厚而寬規(guī)格的板帶鋼；冷軋板帶鋼：薄規(guī)格板帶鋼；齊邊鋼板，軋后剪切縱邊的剪邊鋼板和縱邊軋制的鋼板三、按用途分類特厚板及中厚板的用途分類代號常見規(guī)格范圍mm?分類代號常見規(guī)格范圍mm造船板鍋爐板橋梁板容器板CgqR4~328~328~604~38汽車大梁板焊管用板多層式高容器板LHgc4~124~364~36熱軋帶鋼的用途主要用作冷軋帶鋼的原料，其次是作焊管坯、輕型型鋼及剪切板材的原料?；蛞院褚?guī)格鋼卷為原料生產(chǎn)厚壁大直徑螺旋焊管冷軋帶鋼的用途：種類特點(diǎn)典型用途涂層板為防銹和裝飾美觀，在鋼板或鍍層上涂各種涂料、層壓塑料薄膜。建筑材料各種內(nèi)外襯板、容器、玩具。壓印花紋板表面上有凸凹狀（深度在50~100“m），給人以美感和舒適感，分別有一面壓花紋和兩面壓花的，一面壓花的是在一個平整輥上刻花紋得到的。汽車內(nèi)裝飾、家電、鋼制家具、建材、車內(nèi)裝飾、桌上裝飾。低級電工用板鐵損值和磁通密度比一般冷軋鋼板好，無取向行，能做成緊湊的體積小的鐵心。它有兩種使用方法：沖壓后即使用和沖壓后在700~下退火后使用。煙筒，火爐。高強(qiáng)度板有較良好的加工性能，同時保證高的抗拉強(qiáng)度。一般要加Ti、Ni、V等元素，并在制造工藝中施加特殊處理。汽車上的各種內(nèi)外襯板，可以提高汽車安全性和減輕車體重量。鍍鋅板冷軋板表面鍍上鋅，俗稱白鐵皮，鋅層具有防銹的作用。鍍鋅板可以作為彩色涂層板的原料。屋面板、板壁等建筑用材、家電、家具、汽車。鍍錫板及無錫板經(jīng)過鍍錫形成錫板，俗稱馬口鐵，厚度在0.15~，表面光潔度從光亮到灰暗不同，無錫板是可以代替鍍錫板的電解鉻酸處理板。各種罐頭盒。三、按化學(xué)成分分類普通碳素鋼①按技術(shù)條件：甲類鋼(A)一保證機(jī)械性能乙類鋼(B)—保證化學(xué)性能特類鋼(C)一保證機(jī)械性能、化學(xué)成分②按含碳量：低碳鋼：C%v0.25%中碳鋼：C%：0.25%~0.6%高碳鋼：C%>0.6%優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼①普通含錳鋼：Mn%：0.5~0.8%根據(jù)含碳量的高低：08鋼、10鋼、15鋼、20鋼…eg：10鋼，表示平均含碳量為0.1%。②較高含錳量：Mn：0.8T.2%在普通含錳量鋼后面+Mneg：10Mn鋼、85Mn鋼。碳素工具鋼：鋼號頭+“T”，數(shù)字以含碳量的千分之幾表示，鋼號后+“A”表示P、S含量不超過0.04%的優(yōu)質(zhì)鋼。普通低合金鋼：含碳量在0.10~0.20%之間并含有一定量的Si、Mn、V、Ti、Nb等合金元素。如：16Mn、09SiV、10MnTi、10MnNb合金鋼按合金元素含量分低合金鋼—3.5%以下中合金鋼—3.5~10%高合金鋼—10%以上板帶鋼生產(chǎn)的一般方法一、 單張軋制生產(chǎn)：在一張一張的狀態(tài)下進(jìn)行，用于中厚板生產(chǎn)。由于厚度較大，只能采用單張軋制的生產(chǎn)方法。為了減小變形抗力，中厚板的軋制采用熱軋的方法。分為單機(jī)座和雙機(jī)座。二、 成卷軋制生產(chǎn)1.熱軋帶鋼生產(chǎn)2.冷軋帶鋼生產(chǎn)板帶鋼生產(chǎn)的技術(shù)要求：“尺寸精確板形好，表面光潔性能高”一、 尺寸要求精確：尺寸包括長度、寬度和厚度，其中厚度為最主要原因：厚度一經(jīng)軋成，不能像長度和寬度那樣有修剪的余地。此外，厚度的微小變化勢必引起其使用性能和金屬消耗的波動。負(fù)偏差軋制：在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼材尺寸的波動范圍，即允許鋼材實(shí)際尺寸與公稱尺寸(理想尺寸)之間有一定偏差，如果成品鋼材按小于公稱尺寸軋制，則稱為負(fù)偏差軋制。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約金屬，提高產(chǎn)量二、 板形要求良好板形要平坦，無浪形瓢曲才好使用。例如，對普通中厚板，其每米長度上的瓢曲度不得大于15mm,優(yōu)質(zhì)板不大于10mm,對普通薄板原則上不大于20mm三、表面要求光潔無論是厚板或薄板,表面皆不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和壓入氧化鐵皮。危害：缺陷不僅損害板制件的外觀,而且往往破壞性能或成為產(chǎn)生破裂和銹蝕的策源地,成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。四、性能要求較高1.機(jī)械性能：強(qiáng)度、塑性2.工藝性能：冷卻、焊接性能3.物理化學(xué)性能：時效敏感性（氧、氮）、電磁性4.組織性能：均勻、細(xì)小.中厚板生產(chǎn)2.2中厚板軋機(jī)的型式與布置一、 中厚板軋機(jī)的型式二輥可逆軋機(jī)：舊式軋機(jī)軋輥直徑：800~1300mm、輥身長度：3000~5500mm。優(yōu)點(diǎn)：低速咬入,高速軋制以增大壓下量提高產(chǎn)量,可變速可逆運(yùn)轉(zhuǎn),具有初軋機(jī)的功能。缺點(diǎn)：軋機(jī)輥系的剛性差,不便于通過換輥來補(bǔ)償輥型的劇烈磨損,故精度不高。三輥勞特式軋機(jī)上下輥直徑：700~850mm、中輥直徑：500~550mm、輥身長度1800~2300mm。優(yōu)點(diǎn)：①采用交流感應(yīng)電動機(jī)傳動；②顯著降低軋制壓力和能耗；③中輥易于更換，便于采用不同凸度的中輥來補(bǔ)償大輥的磨損,以提高產(chǎn)品精度及延長軋輥壽命；缺點(diǎn)：軋機(jī)咬入能力弱,輥系剛性不夠大,不適合生產(chǎn)寬而厚的產(chǎn)品。四輥可逆式軋機(jī)：應(yīng)用最廣泛優(yōu)點(diǎn)：①軋制過程可調(diào)速：低速要入，升速軋制，降速拋鋼、改善咬入、減小間隙時間；②工作輥直徑?。嚎梢詼p小軋制力和軋制力矩；③有強(qiáng)大的支承輥：牌坊立柱斷面面積大,軋機(jī)剛度高,可以保證精度。缺點(diǎn)：造價高，有些工廠只做精軋機(jī)。萬能式軋機(jī)：一側(cè)或兩側(cè)帶有一對或兩對立輥立輥的作用：消除鋼坯（錠）的錐度，軋邊、齊邊及破鱗。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)理念：生產(chǎn)齊邊鋼材，不用剪邊，以降低金屬消耗，提高生產(chǎn)率。實(shí)際使用：適用于軋件寬厚比（B/H）小于60~70時。缺點(diǎn)：立輥與水平輥難以同步運(yùn)行，增加電氣設(shè)備的復(fù)雜性和操作困難。二、 中厚板軋機(jī)的布置單機(jī)架軋機(jī)：四輥式為主，各種型式軋機(jī)雙機(jī)架軋機(jī)：現(xiàn)代中厚板軋機(jī)的主要型式，兩機(jī)架分別完成粗軋和精軋的任務(wù)。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高，產(chǎn)品表面、尺寸和板形好，粗軋獨(dú)立生產(chǎn)，延長軋輥的壽命，粗精軋分配合理②布置型式：并列式、順列式③一般組合：二輥軋機(jī)+四輥軋機(jī)（美國、加拿大、可逆）四輥軋機(jī)+四輥軋機(jī)（歐洲、日本）兩架四輥可逆式軋機(jī)組成的雙機(jī)座厚板軋機(jī)是現(xiàn)代厚板軋機(jī)的最佳方式，其主要原因：2臺四輥軋機(jī)可以合理地分配軋制道次和壓下量，提高軋機(jī)產(chǎn)量；粗軋機(jī)座用四輥機(jī)座提供給精軋機(jī)座的中間板坯凸度小，提高產(chǎn)品精度；有效地實(shí)施控制軋制；粗軋機(jī)座的輥身長度加長，滿足橫軋寬展需要，又可在粗軋機(jī)座上生產(chǎn)更寬的產(chǎn)品規(guī)格。eg：德國迪林根雙機(jī)座厚板軋機(jī)。粗軋5500；精軋4800。2.4中厚板的生產(chǎn)工藝一、原料準(zhǔn)備原料種類：扁鋼錠、連鑄坯、初軋坯、壓鑄板坯2?原料設(shè)計(jì)：①厚度尺寸盡可能小；②原料的寬度尺寸盡量大；③原料的長度應(yīng)盡可能接近加熱爐的最大允許長度。二、原料的加熱加熱的目的①提高鋼的塑性，降低變形抗力；②使坯料內(nèi)外溫度均勻；③改變金屬的結(jié)晶組織，保證生產(chǎn)需要的機(jī)械和物理性能。2?加熱的要求①滿足工藝規(guī)范的需要；②沿長度和斷面均勻；③減少加熱時氧化燒損加熱爐型式：按其構(gòu)造分：連續(xù)式加熱爐、室狀加熱爐和均熱爐三種。連續(xù)爐：推鋼式（熱滑軌式）步進(jìn)式室狀爐：特重、特輕、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量及合金鋼，生產(chǎn)靈活。均熱爐：多用于由鋼錠直接軋制特厚板推鋼式：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作容易掌握、投資少；缺點(diǎn)：鋼坯在水梁上滑動產(chǎn)生擦傷；加熱時間長，鋼坯氧化，脫碳嚴(yán)重；容易粘鋼；不能空出爐。步進(jìn)式：靠動梁的上、下、前、后平移動作而實(shí)現(xiàn)的，故爐長不受限，操作靈活，易于空出爐。不會造成鋼坯劃痕，加熱效率高。便于調(diào)整坯料間隙和加熱時間，易于調(diào)整出爐節(jié)奏，適應(yīng)冷裝坯，冷熱混合坯在爐內(nèi)的加熱條件控制。加熱工藝制度①加熱溫度：滿足軋制工藝規(guī)范的溫度；②加熱速度：單位時間內(nèi)鋼在加熱時的溫度變化③加熱時間：精確確定困難，影響因素多④爐溫制度及爐內(nèi)氣氛的選擇與控制估算公式：t=CHH—坯料厚度cmT—加熱時間hC—系數(shù)，h/cm低碳鋼0.1~0.15中碳鋼0.15~0.2低合金鋼0.15~0.2高碳鋼0.20~0.30高級工具鋼0.3~0.4加熱制度鋼在加熱爐內(nèi)加熱時的溫度變化過程叫鋼的加熱制度。一段式加熱制度：只有一個加熱段；二段式加熱制度：加熱段+均熱段預(yù)熱段+加熱段三段式加熱制度：預(yù)熱段+加熱段+均熱段多段式加熱制度：預(yù)熱段+多個加熱段+均熱段2.4.3軋制除磷--粗軋--精軋或成型軋制--展寬軋制--伸長軋制（1）除鱗①除鱗目的：除去表面的氧化鐵皮以獲得有良的表面質(zhì)量。除鱗原理：利用高壓水的強(qiáng)烈沖擊作用，去除表面的氧化鐵皮。（2） 粗軋（展寬軋制）粗軋階段的主要任務(wù)：將板坯或扁錠展寬到所需要的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸展寬的方法：角軋—縱軋法、綜合軋制法、全縱軋法、全橫軋制法（3） 精軋：主要任務(wù)：控制鋼板厚度、板形控制、表面質(zhì)量和性能中厚板軋制方法全縱軋法：鋼板的延伸方向與原料（鋼錠或鋼坯）縱軸方向相一致的軋制方法。原料的寬度稍大于或等于成品鋼板的寬度時采用。全橫軋法：鋼板的延伸方向與原料的縱軸方向相垂直的軋制方法。板坯長度大于或等于鋼板寬度時采用。區(qū)別軋鋼的方法：縱軋、橫軋、斜軋縱軋：鋼板的延伸方向與原料縱軸方向重合的軋制全縱軋法：當(dāng)板坯的寬度大于或等于鋼板寬度時，即可不用寬展而直接縱軋成成品的軋制方法。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、且鋼錠頭部缺陷不致擴(kuò)展到鋼板長度上；缺點(diǎn)：由于軋制中鋼板只向一個方向延伸，使鋼中偏析夾雜等呈明顯條帶狀分布，鋼板組織和性能存在嚴(yán)重的各向異性，使橫向性能（沖擊韌性）太低，以致往往不合理，加之板坯寬度與鋼板寬度也難得正好適應(yīng)，所以這種軋制法實(shí)際用的不多。橫軋-縱軋法（綜合軋制法）橫軋-縱軋法：先將板坯展寬至所需寬度以后再轉(zhuǎn)90°進(jìn)行縱軋直至完成。優(yōu)點(diǎn)：提高橫向性能；減少各向異性；適合以連鑄坯為原料缺點(diǎn)：易產(chǎn)生桶形，增加切邊量?？v軋-橫軋法：將鋼坯長度軋至毛邊鋼板寬度時，回轉(zhuǎn)90°后進(jìn)行橫軋至獲得成品。優(yōu)點(diǎn)：由于兩個方向得到變形，有利于提高鋼板性能；缺點(diǎn)：當(dāng)原料的寬度與長度均小于鋼板寬度時才適合，為了保證鋼板的尺寸和性能必須保證縱向與橫向變形的分配。全橫軋法：將板坯進(jìn)行橫軋直至軋成成品的軋制方法。適用于板坯長度大于或等于鋼板寬度時采用。優(yōu)點(diǎn)：a?減小了鋼板組織、性能的各向異性，提高橫向塑性和沖擊韌性；b.得到更整齊的邊部，無端部收縮，不呈桶形，減少切邊損失，提高成材率；c.減少一次轉(zhuǎn)鋼，提高產(chǎn)量。缺點(diǎn)：組織性能產(chǎn)生各向異性（對于初軋坯精軋：與粗軋無明顯界限雙機(jī)架：第一架為粗軋，第二架為精軋單機(jī)架：無明顯界限，前階段為粗軋，后階段為精軋。作用：繼續(xù)軋制，將板坯軋制為成品，并控制表面質(zhì)量，組織、性能及尺寸要求。精整：定義：為使軋后的鋼材具有一定的尺寸要求，組織、性能而進(jìn)行的一系列工序。（1） 鋼板的軋后冷卻軋后冷卻是指對不同鋼號的鋼板，根據(jù)其不同的厚度和化學(xué)成分，選用不同的冷卻方式、冷卻速度、開冷和終冷溫度，以控制其組織結(jié)構(gòu)和綜合性能，并滿足其質(zhì)量要求。①分類冷卻方式：自然冷卻：矯直后鋼板的冷卻，介質(zhì)：空氣，設(shè)備：冷床控制冷卻：高壓噴水冷卻、層流冷卻、風(fēng)冷、緩冷或堆冷等金屬流動過程：在線冷卻：邊運(yùn)送、邊冷卻離線冷卻：固定在一個地方，冷后v150°C、特厚板（2） 矯直熱矯：700C左右開始熱矯直，150~200C開始表面檢查冷矯熱矯設(shè)備：熱矯直機(jī)：根據(jù)矯直的鋼種、規(guī)格、性能及鋼板的外形質(zhì)量要求（輥式）來確定矯直的工藝參數(shù)（T,Ah矯，n）n=3~5、max=7溫度過高會重新產(chǎn)生瓢曲，T=600~750C，設(shè)定測溫儀。(3)翻板、劃線、剪切①翻板設(shè)備：翻板機(jī)，上下表面檢查，長軸向相反方向轉(zhuǎn)動180°。劃線：剪切前，按線剪切方法：人工劃線：操作人員用粉筆畫出剪切位置小車劃線：利用有軌小車，用簡易機(jī)械手劃出縱橫線光標(biāo)投射：利用光標(biāo)投射裝置將光線投封到鋼板上剪切：切頭、切尾、切邊、部分定尺剪切、取樣機(jī)械分類：結(jié)構(gòu)：鍘刀剪、擺切剪、圓盤剪、滾切剪用途：橫切剪、縱切剪4)鋼板的標(biāo)志目的：防止在以后的存放、運(yùn)輸和使用過程中造成混亂，并保證按爐送鋼制度的延續(xù)性。永久性的鋼?。轰撎?、爐罐號、批號及專用印記醒目的油漆噴?。轰撎?、爐罐號、批號、塊號、生產(chǎn)單位和日期、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)號、鋼板規(guī)格尺寸及專用標(biāo)志。絳綸標(biāo)箋：鋼號、批號和厚度2.5產(chǎn)品缺陷及處理一、 鋼質(zhì)缺陷及處理方法分層：表現(xiàn)形式：在鋼板截面出現(xiàn)平行于軋制面的分層或局部的縫隙；產(chǎn)生原因：原料中有氣泡、氣囊、縮孔、夾雜、嚴(yán)重疏松和嚴(yán)重偏析存在，軋制時不能使其分離的部分得到焊合；處理方法：一般均用切除的方法消除分層缺陷。氣泡：表現(xiàn)形式：鋼板表面無規(guī)律的分布，圓形凸起，外緣圓滑，酸洗后發(fā)亮；產(chǎn)生原因：鋼板內(nèi)部有氣體，軋制后不能焊合而成為缺陷；處理方法：采用切除的方法消除這種缺陷。表面夾雜：表現(xiàn)形式：點(diǎn)狀、塊狀、長條狀分布；紅棕色、淡黃、灰白色；具在一定的深度；產(chǎn)生原因：非金屬夾雜物外和耐火材料軋制后壓入；處理方法：小而淺的修磨、大而深的切除。發(fā)紋：表現(xiàn)形式：長短和形狀沒有規(guī)律、其分布有時是斷續(xù)的，有時是密集的；斷面呈藍(lán)色，有時斷續(xù)灰白色發(fā)狀小細(xì)紋；產(chǎn)生原因：原料皮下氣泡未焊合，軋后暴露；厚鋼板藍(lán)脆溫度剪切；處理方法：切除裂紋和裂縫：表現(xiàn)形式：鋼板表面不規(guī)則形狀破裂，密集的裂紋分布在邊緣，皺紋和魚鱗狀；產(chǎn)生原因：氣泡在軋后的破裂和暴露；原料表面的清理不徹底；處理方法：切除。結(jié)疤：表現(xiàn)形式：塊狀或片狀產(chǎn)生原因：原料在清理時的深寬比不當(dāng)，或者表面毛刺沒有清除掉。處理方法：輕微的結(jié)疤可以采用修磨進(jìn)行清理；對于較嚴(yán)重的結(jié)疤則應(yīng)切除；應(yīng)加強(qiáng)對原料表面的清理和檢查二、 操作缺陷及處理方法凸包：表現(xiàn)形式：周期性的局部凸起；產(chǎn)生原因：軋輥或矯直輥表面的掉肉或表面硬度不夠被硬物壓出凹坑所致；處理方法：凸起不超過允許偏差范圍，可以進(jìn)行修磨或降級處理；凸起較嚴(yán)重和范圍較大的應(yīng)判為廢品，并通知有關(guān)工序換輥麻點(diǎn)：黑麻點(diǎn)：表現(xiàn)形式：鋼板表面的局部呈黑色蜂窩狀的粗糙凹坑面，一般多為小塊狀或密集的麻面；產(chǎn)生原因：原料在加熱時，燃料噴漬侵蝕表面光麻點(diǎn)：表現(xiàn)形式：鋼板表面出現(xiàn)局部塊狀和連續(xù)的粗糙平面，或者出現(xiàn)灰白色光面凹坑；產(chǎn)生原因：由于氧化嚴(yán)重，在軋制時氧化鐵皮全部或部分脫落。處理方法：采用輕微的修磨，嚴(yán)重的應(yīng)采用切除。預(yù)防辦法：控制好加熱爐的溫度波動及高溫氧化階段的濕度、氣氛和時間，并在軋制時加強(qiáng)除鱗，盡可能將原料表面氧化鐵皮除盡。氧化鐵皮壓入：表現(xiàn)形式：在軋制完成后，鋼板表面粘附一層灰黑色或紅棕色氧化鐵皮，一般成塊狀或條狀。其深度較光麻點(diǎn)淺；產(chǎn)生原因：原料表面有氧化鐵皮或在軋制過程中產(chǎn)生的再生氧化鐵皮沒有除盡，軋制時壓入；處理方法：軋制時加強(qiáng)除鱗；輕的修磨；妨礙檢查質(zhì)量切除。劃傷：表現(xiàn)形式：鋼板表面有低于軋制面的直線或橫向溝痕；長短不一、部位不定分布，連續(xù)或間斷。劃傷處的傷口，有的有氧化現(xiàn)象（高溫），而有的則露出金屬光澤（低溫）；產(chǎn)生原因：縱向：軋制時的護(hù)、導(dǎo)板或輥道的尖角部分與鋼板接觸橫向：鋼板在橫移過程中所造成處理方法：輕微的劃傷可以不處理或修磨，嚴(yán)重的劃傷要切除對造成劃傷的設(shè)備要及時調(diào)整或處理。壓痕：表現(xiàn)形式：鋼板的表面呈現(xiàn)出不同形狀和大小的凹坑；產(chǎn)生原因：軋制過程中，軋輥的表面有粘合硬物（焊渣、鐵皮等），或者有小件異物掉在軋件上；處理方法：輕微修磨、嚴(yán)重切除本章小結(jié)一、重點(diǎn)內(nèi)容1.板帶鋼按規(guī)格分類2.中厚板軋機(jī)的型式及其布置3.中厚板生產(chǎn)工藝流程及各工序主要任務(wù)二、基本點(diǎn)：中厚板的精整及缺陷處理2.6中厚鋼板組織性能控制2.6.1組織與性能的關(guān)系：結(jié)論：材料的性能是由材料的組織決定的。金屬材料的性能有:物理性能，化學(xué)性能，力學(xué)性能，工藝性能等對于任何鋼材最基本的性能要求是強(qiáng)度。鋼的組織狀態(tài)是獲得所需要的力學(xué)性能與工藝性能的關(guān)鍵。鋼的成分、冶金、加工工藝因素、組織、性能的關(guān)系如圖：影響軋材力學(xué)與工藝性能的因素關(guān)系圖2.6.2控制軋制（1）概念：通過控制加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數(shù)，控制奧氏體的狀態(tài)和相變產(chǎn)物的組織狀態(tài)，從而達(dá)到控制鋼材組織性能的目的。（2）控制軋制工藝的類型奧氏體再結(jié)晶區(qū)的控制軋制（又稱I型控制軋制）特點(diǎn)：軋制全部在奧氏體再結(jié)晶區(qū)內(nèi)進(jìn)行（950°C以上）?？刂茩C(jī)理：它是通過奧氏體晶粒的形變、再結(jié)晶的反復(fù)進(jìn)行使奧氏體再結(jié)晶晶粒細(xì)化，相變后能得到均勻的較細(xì)小的鐵素體珠光體組織。奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的控制軋制（又稱II型控軋）控制機(jī)理：軋后的奧氏體晶粒不發(fā)生再結(jié)晶，變形使晶粒沿軋制方向拉長，晶粒內(nèi)產(chǎn)生大量滑移帶和位錯，增大了有效晶界面積。相變時，鐵素體晶核不僅在奧氏體晶粒邊界上、而且也在晶內(nèi)變形帶上形成（這是II型控制軋制最重要的特點(diǎn)），從而獲得更細(xì)小的鐵素體晶粒，使熱軋鋼板的綜合機(jī)械性能、尤其是低溫沖擊韌性有明顯的提高。兩相區(qū)的控制軋制（也稱III型控制軋制）控制機(jī)理：軋材在兩相區(qū)中，變形時形成了拉長的未再結(jié)晶奧氏體晶粒和加工硬化的鐵素體晶粒，相變后就形成了由未再結(jié)晶奧氏體晶粒轉(zhuǎn)變生成的軟的多邊形鐵素體晶粒和經(jīng)變形的硬的鐵素體晶粒的混合組織，從而使材料的性能發(fā)生變化?？刂栖堉品诸愂疽鈭D：al型-高溫控制軋制；bll型-低溫控制軋制；cIII型-(Y+a)兩相區(qū)控制軋制2.6.3軋制工藝參數(shù)的控制坯料的加熱制度：坯料的最高加熱溫度的選擇應(yīng)考慮對原始奧氏體晶粒大小、晶粒均勻程度、碳化物的溶解程度以及開軋溫度和終軋溫度的要求。對一般軋制，加熱的最高溫度不能超過奧氏體晶粒急劇長大的溫度，如軋制低碳中厚板一般不超過1250r。但對控軋I型或II型都應(yīng)降低加熱溫度(I型控軋比一般軋制低100?300°C),尤其要避免高溫保溫時間過長，不使變形前晶粒過分長大，為軋制前提供盡可能小的原始晶粒，以便最終得到細(xì)小晶粒和防止出現(xiàn)魏氏組織。中間待溫時板坯厚度的控制：采用兩階段控制軋制時，第一階段是在完全再結(jié)晶區(qū)軋制，之后，進(jìn)行待溫或快冷，以防止在部分再結(jié)晶區(qū)軋制，這一溫度范圍隨鋼的成分不同，波動在1000?870C。待溫后，在未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行第二階段的控制軋制。在第二階段，即待溫后到成品厚度的總變形率應(yīng)大于40%?50%以上?？倝合侣试酱?一般不大于65%)，則鐵素體晶粒越細(xì)小，彈性極限和強(qiáng)度就越高，脆性轉(zhuǎn)變溫度越低，所以，中間待溫后的鋼板厚度(即中間厚度)是很重要的一個參數(shù)。道次變形量和終軋溫度的控制：在完全再結(jié)晶區(qū)，每道次的變形量必須大于再結(jié)晶臨界變形量的上限，以確保發(fā)生完全再結(jié)晶。在未再結(jié)晶區(qū)軋制時，加大總變形量，以增多奧氏體晶粒中滑移帶和位錯密度、增大有效晶界面積，為鐵素體相變形核創(chuàng)造有利條件。在(Y+a)兩相區(qū)控制軋制時，在壓下量較小階段增大變形量，鋼的強(qiáng)度提高很快。當(dāng)變形量大于30%時，再加大壓下量則強(qiáng)度提高比較平緩，而韌性得到明顯改善。2.6.4控制軋制的優(yōu)點(diǎn)(1)使鋼材的強(qiáng)度和低溫韌性提高；(2)節(jié)省能源，使生產(chǎn)工藝簡化；充分發(fā)揮微量合金元素的作用缺點(diǎn)：會增大軋機(jī)的負(fù)荷，影響軋機(jī)的產(chǎn)量。2.6.5控制冷卻概念：控制冷卻是利用軋后的余熱，以一定的控制手段控制其冷卻速度，從而獲得所需要的組織和性能的方法。機(jī)理：機(jī)理：細(xì)化相變前的奧氏體組織，阻止或延遲碳化物在冷卻過程中過早析出，使其在鐵素體中彌散析出，提高強(qiáng)度。同時減小珠光體團(tuán)的尺寸，細(xì)化珠光體片層間距，改善鋼材包括塑性、韌性等在內(nèi)的綜合力學(xué)性能。(1)鋼材軋后的控制冷卻過程：分為三個階段：一次冷卻、二次冷卻、三次冷卻一次冷卻：一次冷卻是指從終軋開始到變形奧氏體向鐵素體或滲碳體開始轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)的控制。方法：一般采用快速冷卻。一次冷卻的目的：控制變形奧氏體的組織狀態(tài)，阻止晶粒長大或碳化物過早析出形成網(wǎng)狀碳化物，固定由于變形引起的位錯，增加變形奧氏體相變時的過冷度，為變形奧氏體向鐵素體或滲碳體和珠光體的轉(zhuǎn)變做組織上的準(zhǔn)備。二次冷卻由奧氏體向鐵素體或滲碳體析出的相變階段的控制。二次冷卻的目的：控制鋼材相變時的冷卻溫度和冷卻速度以及停止控冷的溫度，以保證獲得要求的相變組織和性能。二次冷卻根據(jù)鋼種和組織性能要求不同，冷卻速度可以在很大范圍內(nèi)變化，各種冷卻速度可以通過等溫相變、爐冷、緩冷、風(fēng)冷、水冷和空冷等不同的冷卻方式得到，二次冷卻的終冷溫度一般是控制到相變結(jié)束。2.6.6控軋控冷工藝對中厚板生產(chǎn)的要求：確保坯料快速和均勻加熱的多段式加熱爐；軋機(jī)的強(qiáng)度和剛度大；具有使軋件進(jìn)行冷卻待溫的功能；（軋機(jī)前后工作輥道要長，待溫設(shè)備及中間快冷裝置）有足夠長度的軋后輸出輥道和軋后快速冷卻裝置；具備必要的測溫、測壓、測厚、測寬、測長等測量儀表及顯示裝置。技能操作1：換輥及軋機(jī)的調(diào)整換輥操作：方法：利用牽引臺車將舊輥拉出，整個臺架橫向移動一個必要的距離，使預(yù)先吊放在臺架上的一對新工作輥移向并對準(zhǔn)牌坊窗口，再用電動齒輪齒條臺車將新工作輥推入預(yù)定位置，換輥時間10分鐘左右。軋機(jī)調(diào)整（1）二輥軋機(jī)軋輥調(diào)整：下輥水平度調(diào)整：用水平儀檢查下輥水平度。用墊片墊于軸承座下，以調(diào)整下輥水平度。上輥水平度調(diào)整：在下輥基礎(chǔ)上，用內(nèi)卡尺在輥身據(jù)距輥端100mm處測量兩端輥縫，若超過0.5mm則要單側(cè)進(jìn)行調(diào)整。（2）四輥軋機(jī)調(diào)整：調(diào)整順序及方法：下支持輥水平度調(diào)整:下工作輥輥面標(biāo)高的調(diào)整（高出機(jī)架輥15?20mm）上、下工作輥平行度調(diào)整（抬起上工作輥，在輥縫兩側(cè)距輥身端部100mm處放入直徑5?8mm的低碳鋼或鉛塊，緩慢下壓使上輥壓至3?5mm后抬起上輥進(jìn)行測量，兩者之差不得大于0.5mm,否則要打開電磁離合器，單獨(dú)調(diào)整壓下螺絲）。2.7軋制規(guī)程制定（設(shè)計(jì)）中厚板軋制規(guī)程主要包括壓下制度、速度制度、溫度制度和輥型制度。軋制規(guī)程設(shè)計(jì) 根據(jù)鋼板的技術(shù)要求、原料條件、溫度條件和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，運(yùn)用數(shù)學(xué)公式或圖表進(jìn)行人工計(jì)算或計(jì)算機(jī)計(jì)算，來確定各道次的實(shí)際壓下量，空載輥縫，軋制速度等參數(shù)，并在軋制過程中加以修正和應(yīng)變處理，達(dá)到充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高產(chǎn)量，保證質(zhì)量，操作方便，設(shè)備安全的目的。設(shè)計(jì)的方法和步驟：①在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗(yàn)分配各道次的壓下量，確定各道次的壓下量分配率及各道次能耗負(fù)荷分配比。②制定速度制度，計(jì)算軋制時間并確定逐道次軋制溫度③計(jì)算軋制力、軋制力矩及總傳動力矩。④校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率。⑤進(jìn)行必要的修正和應(yīng)變處理。2.7.1壓下制度：軋制總道次數(shù)n:單機(jī)架為奇數(shù)，雙機(jī)架為偶數(shù)（兩機(jī)架的軋制節(jié)奏要平衡）。n=根據(jù)從坯料到成品鋼板厚度上的總壓下量和平均壓下量，參照類似的壓下規(guī)程來確定道次壓下量受設(shè)備能力和產(chǎn)品質(zhì)量兩方面因素限制：設(shè)備能力方面：①咬入條件：當(dāng)軋制溫度大于700°C,軋制速度V小于5m/s時鋼制軋輥f=1.05-0.005T-0.056V冷硬鑄鐵軋輥f=0.094-0.005T-0.056V最大咬入角與V關(guān)系表Vm/s00.51.01.52.02.53.5?最大咬入角252322.522211711二輥和四輥可逆軋機(jī)速度可調(diào)，可以采用低速咬入，所以實(shí)際的咬入角可增加到22~25。，即咬入條件不是限制壓下量的主要因素。②軋輥及輥徑的強(qiáng)度條件：二輥軋機(jī)最大軋制壓力取決于軋輥輥身強(qiáng)度，利用軋輥許用彎曲應(yīng)力來計(jì)算的最大允許軋制力。D軋輥直徑mm，L輥身長度mm，l輥徑長度mm，Rb---軋輥許用彎曲應(yīng)力Pa，B 鋼板寬度mm常用軋輥Rb與材質(zhì)關(guān)系鑄鐵MPa合金鑄鐵球墨鑄鐵碳素鑄鐵碳素鍛鋼合金鍛鋼70~8080~90100~120100~120120~140140~200所以由輥身強(qiáng)度來確定的最大道次壓下量應(yīng)滿足下式:P——平均單位壓力四輥軋機(jī)承受軋制壓力Pmax取決于支撐輥輥頸的彎曲強(qiáng)度，由支承輥輥頸強(qiáng)度計(jì)算的最大軋制力如下式：R0—輥徑許用彎曲應(yīng)力即軋輥許用應(yīng)力.d—支承輥輥頸的直徑mm|一支承輥長度mm忽略四輥軋機(jī)附加摩擦力矩,從輥頸出發(fā)可能得到的最大允許軋制力矩。粗軋道次壓下量較大，按傳動輥輥頸許用的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì)算的最大允許軋制力如下：d,R—為傳動（多為工作輥）輥頸和傳動輥半徑主電機(jī)的過載能力和發(fā)熱能力也要進(jìn)行校核，一般以過載電流來限制最大壓下量。主電機(jī)能力限制：指電機(jī)允許溫升和過載能力限制過載能力限制發(fā)熱能力校核⑵鋼板性能質(zhì)量的制約成形軋制開始各道次采用較大的變形，可能會影響除鱗效果，影響鋼板表面質(zhì)量，但可以強(qiáng)化軋制過程中奧氏體再結(jié)晶及晶粒細(xì)化，提高鋼板的綜合性能；伸長道次的終軋道次壓下量偏大，可能會影響成品鋼板的板形精度，但對促進(jìn)奧氏體相變細(xì)化，提高鋼板強(qiáng)用性有好處。因此，分配道次時，不但要考慮到咬入條件和軋輥強(qiáng)度等條件的限制，還要考慮到壓下量對產(chǎn)品尺寸精度和性能質(zhì)量的影響⑶道次分配規(guī)律：二/四輥軋機(jī)，由于不受咬入條件的限制，除磷道次之后可以采用大壓下量軋制，隨著鋼坯溫度降低，逐漸變小，最后1~2道次為保證板形和厚度精度，用較小的壓下量。雙機(jī)架的粗軋機(jī)承擔(dān)總變形量的75%以上。2.7.2速度制度：中厚板軋制速度制度主要有兩種形式，