板带钢的生产ppt课件[文字可编辑]

1、钢铁生产概论钢铁生产概论 第三篇：轧钢生产第三篇：轧钢生产 张朝磊 材料科学与工程学院 材料加工与控制工程系 1 从铁矿石准备到钢产品生产的流程从铁矿石准备到钢产品生产的流程 2 第三篇第三篇 轧钢生产轧钢生产 目标目标 1 1 引言引言 ? 钢的加工成形 ? 轧制定义及历史、轧制理论 ?特点：特点：以钢铁生产流程为主线以钢铁生产流程为主线 突出生产实际与应用突出生产实际与应用 专业性强且通俗易懂专业性强且通俗易懂 ?主要内容：主要内容：炼铁、炼钢、轧钢炼铁、炼钢、轧钢 2 2 钢坯及型线材生产钢坯及型线材生产 3 3 板带钢的生产板带钢的生产 普及钢铁生产知识普及钢铁生产知识 ? 板带钢产品

2、的特点、地位、分类、用途、生产方法、主要技术要求等 ? 中厚板、热轧板带钢、冷轧薄板带钢主要产品特点、生产流程和工艺等 4 4 钢管的生产钢管的生产 3 ?断面形状断面形状 简单，具有使用上的简单，具有使用上的万能性万能性 ?可以随意裁剪与组合、可以弯曲和冲可以随意裁剪与组合、可以弯曲和冲 压加工，还具有包容和覆盖能力压加工，还具有包容和覆盖能力 4 content 板带轧制概述板带轧制概述 板带钢产品的特点及地位板带钢产品的特点及地位 板带钢的分类与用途板带钢的分类与用途 板带钢生产的一般方法板带钢生产的一般方法 板带钢生产的技术要求板带钢生产的技术要求 定义：板带钢是定义：板带钢是 一种宽

3、度与厚度一种宽度与厚度 的比值很大的扁的比值很大的扁 平断面钢材。平断面钢材。 5 板带钢产品的特点及地位板带钢产品的特点及地位 一、板带产品的使用特点及生产特点一、板带产品的使用特点及生产特点 1.板带产品的使用特点板带产品的使用特点 可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构 件，使用灵活方便；件，使用灵活方便； 可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型 工字钢、槽钢等结构件；工字钢、槽钢等结构件； 表面积大，故包容覆盖能力强。表面积大，故包容覆盖能力强。 2.板带材的生产特点板带材的生产特点 平

4、辊轧出平辊轧出 形状简单形状简单 轧制压力大轧制压力大 6 3.3. 板带钢轧制技术的发展板带钢轧制技术的发展 一些重要工业部门的迅速发展对原材料品种与一些重要工业部门的迅速发展对原材料品种与 数量的要求有了巨大增长；数量的要求有了巨大增长； 现代化的技术条件下有可能大量供应品种繁多现代化的技术条件下有可能大量供应品种繁多 、廉价、质优的板带钢。、廉价、质优的板带钢。 7 二、二、板带钢在国民经济中的地位板带钢在国民经济中的地位 板带钢的产量多、用途广、规模大、品种板带钢的产量多、用途广、规模大、品种 全的生产特点，在国民经济中占据着异常重要全的生产特点，在国民经济中占据着异常重要 的地位，对

5、促进生产的发展起着重要作用。统的地位，对促进生产的发展起着重要作用。统 计结果表明，计结果表明，一个国家工业化程度越高，板带一个国家工业化程度越高，板带 钢产量占钢材总产量的比例就越高。钢产量占钢材总产量的比例就越高。 8 板带钢的分类与用途板带钢的分类与用途 一、按规格分一、按规格分 分类 中板 厚 板 厚板 特厚板 厚度范围 (mm) 420 2060 60500 宽度范围 (mm) 6003000 6003000 12005350 6002500 20660 9 附注 齐边钢板 厚460mm 宽12001500 最重250t 最宽可达2800mm0.24薄板（带钢） 极薄带材（箔 0.0

6、010.2 材） 二、按用途分二、按用途分 1. 特厚板及中厚板特厚板及中厚板 分类 代 常见规格范 号围mm 432 832 860 438 分类 汽车大梁板 焊管用板 代常见规格 号范围mm 412 436 436 造船板C 锅炉板g 桥梁板q 容器板R L H 多层式高容器板gc 10 ? 中厚板：是国民经济发展的主要材料，号称万能钢中厚板：是国民经济发展的主要材料，号称万能钢 材，材，弯曲后当作型材，卷起来做管材，焊接成各种弯曲后当作型材，卷起来做管材，焊接成各种 形状形状，作为国民经济的支撑材料。，作为国民经济的支撑材料。 ? 主要用途：机械结构、建筑、车辆、压力容器、桥主要用途：机

7、械结构、建筑、车辆、压力容器、桥 梁、造船、输送管道。梁、造船、输送管道。 11 12 2.热轧带钢 热轧带钢 主要用作冷轧带钢的原料主要用作冷轧带钢的原料 ，其次是作焊管坯、轻，其次是作焊管坯、轻 型型钢及剪切板材的原料。或以厚规格钢卷为原料生型型钢及剪切板材的原料。或以厚规格钢卷为原料生 产厚壁大直径螺旋焊管。产厚壁大直径螺旋焊管。 13 3. 冷轧带钢冷轧带钢 种类 涂层板 压印花纹板 特点典型用途 为防锈和装饰美观，在钢板或镀层上涂各种涂料、 建筑材料各种内外衬板、 层压塑料薄膜。容器、玩具。 表面上有凸凹状（深度在 50100m），给人以美汽车内装饰、家电、钢制 感和舒适感，分别有一

8、面压花纹和两面压花的，家具、建材、车内装饰、 一面压花的是在一个平整辊上刻花纹得到的。桌上装饰。 铁损值和磁通密度比一般冷轧钢板好，无取向性， 能做成紧凑的体积小的铁心。它有两种使用方法：变压器铁心。 冲压后即使用和冲压后在700下退火后使用。 有较良好的加工性能，同时保证高的抗拉强度。汽车上的各种内外衬板， 一般要加Ti、Ni、V等元素，并在制造工艺中施加可以提高汽车安全性和减 特殊处理。轻车体重量。 冷轧板表面镀上锌，俗称白铁皮，锌层具有防锈屋面板、板壁等建筑用材、 的作用。镀锌板可以作为彩色涂层板的原料。家电、家具、汽车。 经过镀锡形成锡板，俗称马口铁，厚度 0.15mm ， 表面光洁度

9、从光亮到灰暗不同，无锡板是可以代各种罐头盒。 替镀锡板的电解铬酸处理板。 低级电工用板 高强度板 镀锌板 镀锡板及无锡板 14 15 三、按化学成分三、按化学成分 1.普通碳素钢普通碳素钢 按技术条件按技术条件 甲类钢甲类钢(A)保证力学性能保证力学性能 乙类钢乙类钢(B)保证化学成分保证化学成分 特类钢特类钢(C)保证力学性能、化学成分保证力学性能、化学成分 按含碳量按含碳量 低碳钢：低碳钢：C%0.6% 16 2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢 普通含锰钢：普通含锰钢：Mn%：0.50.8% 根据含碳量的高低：根据含碳量的高低：08钢、钢、10钢、钢、15钢、钢、 20钢钢85钢钢 eg：1

10、0钢，表示平均含碳量为钢，表示平均含碳量为0.1%。 较高含锰量：较高含锰量：Mn：0.81.2% 在普通含锰量钢后面在普通含锰量钢后面+Mn eg：10Mn钢、钢、85 Mn钢。钢。 17 3.碳素工具钢碳素工具钢 钢号头钢号头+“T”，数字以含碳量的千分之几表示，数字以含碳量的千分之几表示， 钢号后钢号后+“A”表示表示P、S含量不超过含量不超过0.03%的优质钢。的优质钢。 4.普通低合金钢普通低合金钢 含碳量在含碳量在0.100.20%之间并含有一定量的之间并含有一定量的Si、Mn 、V、Ti、Nb等合金元素。等合金元素。 如：如：16Mn、09SiV、10MnTi、10MnNb 18

11、 5.合金钢合金钢 按合金元素含量分按合金元素含量分 低合金钢低合金钢3.5%以下以下 中合金钢中合金钢3.510% 高合金钢高合金钢10%以上以上 19 板带钢生产的一般方法板带钢生产的一般方法 一、单张轧制生产一、单张轧制生产 在一张一张的状态下进行，用于在一张一张的状态下进行，用于 中厚板生产中厚板生产。由于厚度。由于厚度 较大，只能采用单张轧制的生产方法。为了减小变形抗力，较大，只能采用单张轧制的生产方法。为了减小变形抗力， 中厚板的轧制采用热轧的方法。分为单机座和双机座。中厚板的轧制采用热轧的方法。分为单机座和双机座。 二、成卷轧制生产二、成卷轧制生产 1.1. 热轧带钢生产热轧带钢

12、生产 2.2. 冷轧带钢生产冷轧带钢生产 20 板带钢生产的技术要求板带钢生产的技术要求 “尺寸精确板形好、表面光洁性能高” 一、尺寸要求精确一、尺寸要求精确 尺寸包括长度、宽度和厚度，其中厚度最为主要尺寸包括长度、宽度和厚度，其中厚度最为主要 1.原因原因 厚度一经轧成，不能像长度和宽度那样有修剪的余地。此外，厚度的厚度一经轧成，不能像长度和宽度那样有修剪的余地。此外，厚度的 微小变化势必引起其使用性能和金属消耗的波动。微小变化势必引起其使用性能和金属消耗的波动。 2.负偏差轧制负偏差轧制 在产品标准中规定了钢材尺寸的波动范围，即允许钢材实际尺寸与公在产品标准中规定了钢材尺寸的波动范围，即允

13、许钢材实际尺寸与公 称尺寸（理想尺寸）之间有一定偏差，如果成品钢材按小于公称尺寸轧制称尺寸（理想尺寸）之间有一定偏差，如果成品钢材按小于公称尺寸轧制 ，则称为负偏差轧制。优点：节约金属，提高产量。，则称为负偏差轧制。优点：节约金属，提高产量。 21 二、板形要求良好二、板形要求良好 在钢板的技术条件中对钢板的在钢板的技术条件中对钢板的 不平度不平度提出要求，以钢板自由放在平台提出要求，以钢板自由放在平台 上，不施加任何外力的情况下，钢板的上，不施加任何外力的情况下，钢板的浪形和瓢曲程度浪形和瓢曲程度的大小来度量。板的大小来度量。板 形要平坦，无浪形瓢曲才好使用。形要平坦，无浪形瓢曲才好使用。

14、例如，对普通中厚板，其每米长度上的瓢曲度不得大于例如，对普通中厚板，其每米长度上的瓢曲度不得大于 15mm，优质，优质 板不大于板不大于10mm，对普通薄板原则上不大于，对普通薄板原则上不大于20mm。 22 三、表面要求光洁三、表面要求光洁 无论是厚板或薄板，表面皆不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝无论是厚板或薄板，表面皆不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝 、夹杂和压入氧化铁皮。、夹杂和压入氧化铁皮。 危害：缺陷不仅损害板制件的外观，而且往往破坏性能或成为产生破裂和危害：缺陷不仅损害板制件的外观，而且往往破坏性能或成为产生破裂和 锈蚀的策源地，成为应力集中的薄弱环节。锈蚀的策源地

15、，成为应力集中的薄弱环节。 例如：例如： 硅钢片表面的氧化铁皮和表面的光洁度就直接败坏磁性，深冲钢板硅钢片表面的氧化铁皮和表面的光洁度就直接败坏磁性，深冲钢板 表面的氧化铁皮会使冲压件表面粗糙甚至开裂，并使冲压工具迅速磨表面的氧化铁皮会使冲压件表面粗糙甚至开裂，并使冲压工具迅速磨 损。损。 对于不锈钢板等特殊用途的板带，还可提出特殊的技术要求。对于不锈钢板等特殊用途的板带，还可提出特殊的技术要求。 23 四、四、性能要求较高性能要求较高 根据钢板用途的不同，对钢板和钢带的性能要求不同：根据钢板用途的不同，对钢板和钢带的性能要求不同： 对对力学性能力学性能的要求包括对强度、塑性、硬度、韧性的要的

16、要求包括对强度、塑性、硬度、韧性的要 求。求。 对绝大多数的钢板、钢带产品而言力学性能是最基本的对绝大多数的钢板、钢带产品而言力学性能是最基本的 要求；要求； 工艺性能包括冷弯、焊接、深冲等性能。例如一般结构工艺性能包括冷弯、焊接、深冲等性能。例如一般结构 钢板只要求具备较好的钢板只要求具备较好的工艺性能工艺性能，如冷弯、焊接性能等，而，如冷弯、焊接性能等，而 对力学性能的要求不很严格。对力学性能的要求不很严格。 电机和变压器用钢对磁感强度、铁磁损失等电机和变压器用钢对磁感强度、铁磁损失等物理性能物理性能提提 出要求；出要求； 不锈钢板、钢带等对防腐、防锈、耐酸、耐热等不锈钢板、钢带等对防腐、

17、防锈、耐酸、耐热等化学性化学性 能能提出要求。提出要求。 24 从铁矿石准备到钢产品生产的流程从铁矿石准备到钢产品生产的流程 25 中厚板生产中厚板生产 一、一、中厚板轧机的型式及布置中厚板轧机的型式及布置 1. 中厚板轧机的型式中厚板轧机的型式 产量约占板带钢产量的产量约占板带钢产量的1520% 1）二辊可逆式轧机二辊可逆式轧机：旧式轧机精度差，弃用。：旧式轧机精度差，弃用。 2）三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机：上下轧辊直径：上下轧辊直径700850mm，中辊直径，中辊直径500550mm,辊身长辊身长 度度18002300mm，现有部分中小型企业使用。，现有部分中小型企业使用。 3）四辊可逆

18、式轧机四辊可逆式轧机：现代：现代应用最广泛应用最广泛的轧机，集中了二辊和三辊劳特式轧机和的轧机，集中了二辊和三辊劳特式轧机和 优点，既降低了轧制力，又大大增强了轧制刚性。适合于轧制宽度较宽，精度优点，既降低了轧制力，又大大增强了轧制刚性。适合于轧制宽度较宽，精度 和板形要求较严的中厚板。和板形要求较严的中厚板。 4）万能式轧机万能式轧机：一侧或两侧具有一对或两对产辊的可逆式轧机。：一侧或两侧具有一对或两对产辊的可逆式轧机。 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。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。 实际使用：适用轧件宽厚比实际使用：适用轧件宽厚

19、比(B/H)小于小于6070时，若时，若B/H70则易产生纵向弯曲。则易产生纵向弯曲。 5）复合式轧机复合式轧机：即能轧中厚板又能轧板坯。：即能轧中厚板又能轧板坯。 26 2. 中厚板轧机的布置中厚板轧机的布置 1）单机架轧机：四辊式为主，各种形式轧机）单机架轧机：四辊式为主，各种形式轧机 2）双机架轧机双机架轧机：现代中厚板轧机的主要型式现代中厚板轧机的主要型式，由两架轧机分别完成粗轧和精轧的任务，由两架轧机分别完成粗轧和精轧的任务 优点：轧机产量高，产品表面质量，尺寸精度，板型好。优点：轧机产量高，产品表面质量，尺寸精度，板型好。 一般组合：二辊轧机和四辊轧机一般组合：二辊轧机和四辊轧机

20、四辊轧机和四辊轧机四辊轧机和四辊轧机 3）连续式：专门生产中厚板的连续式中厚板轧机，只有美国钢铁公司日内瓦于）连续式：专门生产中厚板的连续式中厚板轧机，只有美国钢铁公司日内瓦于 1945 年建成的年建成的3350mm半连续式轧机一套，用于大量生产薄而宽品格规格单一的中厚板。半连续式轧机一套，用于大量生产薄而宽品格规格单一的中厚板。 27 二、二、 中厚板生产工艺中厚板生产工艺 1. 一般中厚板生产流程一般中厚板生产流程 原料的准备和加热原料的准备和加热 轧制：除鳞轧制：除鳞+粗轧粗轧+精轧精轧 精整：矫直精整：矫直+冷却冷却+ 检查检查+剪切剪切+热处理热处理 28 2. 特殊中厚板生产流程特

21、殊中厚板生产流程 特殊中厚板：原料和轧成特殊中厚板：原料和轧成 的钢板均需经超声波探伤的钢板均需经超声波探伤 检查，以确保内在质量，检查，以确保内在质量， 保证表面质量，偏差尺寸保证表面质量，偏差尺寸 ，抛丸处理，不锈钢酸洗，抛丸处理，不锈钢酸洗 钝化处理等。钝化处理等。 原料的准备和加热原料的准备和加热 轧制：除鳞轧制：除鳞+粗轧粗轧+精轧精轧 精整：矫直精整：矫直+冷却冷却+ 检查检查+剪切剪切+热处理热处理 29 原料准备和加热原料准备和加热 1.原料种类原料种类 扁钢扁钢 锭锭 连铸连铸 坯坯 2.原料设计原料设计 厚度尺寸尽可能小；厚度尺寸尽可能小； 初轧初轧 坯坯 压铸压铸 板坯板

22、坯 原料的宽度尺寸尽量大；原料的宽度尺寸尽量大； 原料的长度应尽可能接近加热炉原料的长度应尽可能接近加热炉 的最大允许长度。的最大允许长度。 3.加热的目的加热的目的 4.加热的要求加热的要求 满足工艺规范的需要；满足工艺规范的需要； 沿长度和断面均匀；沿长度和断面均匀； 减少加热时氧化烧损。减少加热时氧化烧损。 提高钢的塑性，降低变形抗力；提高钢的塑性，降低变形抗力； 使坯料内外温度均匀；使坯料内外温度均匀； 30 改变金属的结晶组织，保证生产需要的机械和物理性能。改变金属的结晶组织，保证生产需要的机械和物理性能。 5.加热炉型式 加热炉型式 按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种

23、。按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。 推钢式（热滑轨式）推钢式（热滑轨式） 连续炉连续炉 步进式步进式 室状炉：特重、特轻、特厚、特短的板坯，或多品种、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。少批量及合金钢，生产灵活。 均热炉：多用于由钢锭直接轧制特厚板。均热炉：多用于由钢锭直接轧制特厚板。 31 推钢式推钢式 优点：设备简单、操作容优点：设备简单、操作容 易掌握、投资少；易掌握、投资少； 缺点：钢坯在水梁上缺点：钢坯在水梁上 滑动产生擦伤；加热时间长滑动产生擦伤；加热时间长 ，钢坯氧化，脱碳严重；容，钢坯氧化，脱碳严重；容 易粘钢；不能空出

24、炉。易粘钢；不能空出炉。 步进式步进式 靠动梁的上、下、前、后靠动梁的上、下、前、后 平移动作而实现的，故炉长不平移动作而实现的，故炉长不 受限，操作灵活，易于空出炉受限，操作灵活，易于空出炉 。不会造成钢坯划痕，加热效。不会造成钢坯划痕，加热效 率高。便于调整坯料间隙和加率高。便于调整坯料间隙和加 热时间，易于调整出炉节奏，热时间，易于调整出炉节奏， 适应冷装坯，冷热混合坯在炉适应冷装坯，冷热混合坯在炉 内的加热条件控制。内的加热条件控制。 32 除鳞除鳞 氧化铁皮：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；一次氧化铁皮（炉生）：在

25、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。二次氧化铁皮（次生）：在轧制过程中钢板表面生成，厚度很薄。 除鳞目的：除去表面的氧化铁皮以获得有良的表面质量。除鳞目的：除去表面的氧化铁皮以获得有良的表面质量。 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。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。 33 三、三、 中厚板生产的主要轧制方式中厚板生产的主要轧制方式 （一）轧制方式：（一）轧制方式： 1. 全纵轧法：（基本不用）全纵轧法：（基本不用） 钢板延伸方向与原料纵轴方向相重合的轧制。受材料宽度和横向性能差影响，不用。钢

26、板延伸方向与原料纵轴方向相重合的轧制。受材料宽度和横向性能差影响，不用。 2. 全横轧法：横轧至成品。全横轧法：横轧至成品。 横轧法：钢板延伸方向与原料纵轴方向相垂直的轧制。横轧法：钢板延伸方向与原料纵轴方向相垂直的轧制。 3. 横纵轧法（综合轧制法）：先横轧展宽至所需宽展后再转横纵轧法（综合轧制法）：先横轧展宽至所需宽展后再转90进行纵轧至完成。进行纵轧至完成。 4. 纵横纵轧法纵横纵轧法 5. 角轧纵轧法角轧纵轧法 （二）几种不同轧制方法的变形特点、产品性能、成材率比较：（二）几种不同轧制方法的变形特点、产品性能、成材率比较： 1.1. 性能方面：全横轧法全纵轧法钢板横向性能极低，带来钢板

27、和组织性能的严重各向性能方面：全横轧法全纵轧法钢板横向性能极低，带来钢板和组织性能的严重各向 异性。横纵轧法改善了钢的各向异性。异性。横纵轧法改善了钢的各向异性。 2.2. 变形特点：不同轧制阶段和沿不同变形方向。变形特点：不同轧制阶段和沿不同变形方向。 34 （三）（三）轧制规程制定（设计）轧制规程制定（设计） 中厚板轧制规程主要包括压下制度、速度制度、温度制度和辊型制度。中厚板轧制规程主要包括压下制度、速度制度、温度制度和辊型制度。 轧制规程设计就是根据钢板的技术要求、原料条件温度条件和生产设备的实际情况轧制规程设计就是根据钢板的技术要求、原料条件温度条件和生产设备的实际情况 ，运用数学公

28、式或图表进行人工计算或计算机计算，来确定各道次的实际压下量，空载，运用数学公式或图表进行人工计算或计算机计算，来确定各道次的实际压下量，空载 辊缝，轧制速度等参数，并在轧制过程中加以修正和应变处理，达到充分发挥设备潜力辊缝，轧制速度等参数，并在轧制过程中加以修正和应变处理，达到充分发挥设备潜力 ，提高产量，保证质量，操作方便，设备安全的目的。，提高产量，保证质量，操作方便，设备安全的目的。 在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次的压下量在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次的压下量 设计的方法和步骤：设计的方法和步骤： ，确定各道次的压下量分配率及各道次能耗负荷分配比。，确定各道次的压下量

29、分配率及各道次能耗负荷分配比。 制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度。制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度。 计算轧制力、轧制力矩及总传动力矩。计算轧制力、轧制力矩及总传动力矩。 校验轧辊等部件的强度和电机功率。校验轧辊等部件的强度和电机功率。 进行必要的修正和应变处理。进行必要的修正和应变处理。 35 典型中厚板车间平面布置图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日本住友金属鹿岛制铁所厚板工厂平面布置 -板坯场板坯场 -主电室主电室 -轧辊间轧辊间 -轧钢跨轧钢跨 -精整跨精整跨 -成品库成品库 1-室壮炉室壮炉 2-连续式炉连续式炉 3-高压水

30、除磷高压水除磷 4-粗轧机粗轧机 5-精轧机精轧机 6-矫直机矫直机 7-冷床冷床 8-切头剪切头剪 9-双边剪双边剪 10-部分剪部分剪 11-堆垛机堆垛机 12-定尺剪定尺剪 13-超声波探伤设备超声波探伤设备 14-压平机压平机 15-淬火淬火 机机 16-热处理炉热处理炉 17-涂装机涂装机 18-抛丸设备抛丸设备 36 热轧板带钢生产热轧板带钢生产 一、现代热连轧机技术发展的特点和趋势一、现代热连轧机技术发展的特点和趋势 1. 1. 提高轧机生产能力和扩大产品规格提高轧机生产能力和扩大产品规格 1）增大板坯重量：为提高轧机的生产能力，不断提高板坯厚度和长度）增大板坯重量：为提高轧机的

31、生产能力，不断提高板坯厚度和长度 H 0max=360mm (700300mm); Lmax=15m (912m);Gmax=45.7t(2740t) 2）增加精轧机座数目，实行升速轧制）增加精轧机座数目，实行升速轧制 过去连轧机精轧机组机架数为六架，近年来均采用七架，预留八架，九架过去连轧机精轧机组机架数为六架，近年来均采用七架，预留八架，九架 位置。增加机架数目可以：位置。增加机架数目可以： 减轻分配给各架轧机的负荷，提高轧制速度，改善带钢表面形状和质量。减轻分配给各架轧机的负荷，提高轧制速度，改善带钢表面形状和质量。 加大精轧坯的厚度，减少粗轧机的轧制道次，减少板坯的温度降，提高产加大精

32、轧坯的厚度，减少粗轧机的轧制道次，减少板坯的温度降，提高产 量。量。 可生产更薄的带钢可生产更薄的带钢 轧制速度由过去轧制速度由过去610m/s 20m/s；产品厚度扩大到；产品厚度扩大到0.820mm；宽度达；宽度达 2300mm。 37 3）快速换辊装置）快速换辊装置 普遍采用的快速换辊装置，使原来的换工作辊由普遍采用的快速换辊装置，使原来的换工作辊由30多分钟缩短到多分钟缩短到57分钟，轧机分钟，轧机 产量提高了产量提高了58%。 最近又出现了不停轧快速换辊技术，既在精轧机组中有意识地多增设了一个机最近又出现了不停轧快速换辊技术，既在精轧机组中有意识地多增设了一个机 座。这一机座仅仅是为

33、了在换辊时，或某台机座发生故障时不致停轧而设置的，并不座。这一机座仅仅是为了在换辊时，或某台机座发生故障时不致停轧而设置的，并不 是为了增加轧制道次。这样可以始终保持处于轧制状况的机座数不变，并可依次地换是为了增加轧制道次。这样可以始终保持处于轧制状况的机座数不变，并可依次地换 辊。辊。 另外：在切头飞剪机和卷取机上也有快速整体换剪刃装置和快换卷简的装置。另外：在切头飞剪机和卷取机上也有快速整体换剪刃装置和快换卷简的装置。 4 4）增大主电机功率）增大主电机功率 随着板坯厚度的增加和轧制速度的提高，要求增加主电机的传递扭矩来强化过随着板坯厚度的增加和轧制速度的提高，要求增加主电机的传递扭矩来强

34、化过 程。粗轧机座的主电机功率达程。粗轧机座的主电机功率达10000kw10000kw，精轧机座的主电机功率达，精轧机座的主电机功率达8000800012000kw12000kw。 由于大功率可控硅整流装置的出现，新建的热带钢连轧机都采用了可控硅供电。由于大功率可控硅整流装置的出现，新建的热带钢连轧机都采用了可控硅供电。 5）设置近距离卷取机和强力型宽带卷取机）设置近距离卷取机和强力型宽带卷取机 由于带钢厚度范围不断增加，仅用调节冷却水来控制产品的卷取温度有一定的困由于带钢厚度范围不断增加，仅用调节冷却水来控制产品的卷取温度有一定的困 难，同时，较薄的带钢在运输辊道上长距离运输容易出事故。有的

35、热带钢的卷取难，同时，较薄的带钢在运输辊道上长距离运输容易出事故。有的热带钢的卷取 机上专门设置了近距离卷取带钢的卷取机，距末架精轧机座机上专门设置了近距离卷取带钢的卷取机，距末架精轧机座6070m，卷取，卷取 0.52.5mm。强力卷取机卷取较厚的带钢，可卷。强力卷取机卷取较厚的带钢，可卷2.325.4mm的带钢，最大厚度可的带钢，最大厚度可 达达30mm。 38 2. 2. 提高产品质量，降低生产成本提高产品质量，降低生产成本 1）采用步进式加热炉）采用步进式加热炉 消除带推钢机的五段连续式加热炉产生的黑印。消除带推钢机的五段连续式加热炉产生的黑印。 2 2）采用轧制润滑剂）采用轧制润滑剂

36、 在热轧带钢时，采用一种高黏度的合成润滑剂，它能在热状态下发生聚合作用，使在热轧带钢时，采用一种高黏度的合成润滑剂，它能在热状态下发生聚合作用，使 工作辊与带钢的接触面上形成一种保护膜，可以提高轧辊的使用寿命，减小轧制力，降工作辊与带钢的接触面上形成一种保护膜，可以提高轧辊的使用寿命，减小轧制力，降 低能量消耗，改善带钢表面质量。低能量消耗，改善带钢表面质量。 3 3）实行控制轧制）实行控制轧制 控轧生产优质热轧带钢的经济而有效的方法。控轧生产优质热轧带钢的经济而有效的方法。 4）热轧）热轧温轧工艺温轧工艺 即在精轧机组和卷取机之间又增加了一套三架附加机组，带钢经精轧机组轧制后，即在精轧机组和

37、卷取机之间又增加了一套三架附加机组，带钢经精轧机组轧制后， 用附加的冷却装置来冷却带钢，然后用附加机组低温轧制，而压下量必须在用附加的冷却装置来冷却带钢，然后用附加机组低温轧制，而压下量必须在65%以上，以上， 最后用特设的近距离卷取机卷取。最后用特设的近距离卷取机卷取。 5）采用返回轧制，增加轧制道次）采用返回轧制，增加轧制道次 所谓返回轧制是在粗轧机组的第一架，有的包括第二，第三架上沿同一方向轧制两所谓返回轧制是在粗轧机组的第一架，有的包括第二，第三架上沿同一方向轧制两 道。道。 6）增加机座刚度）增加机座刚度 机座刚度对板材成品精度有很大的关系。机座刚度对板材成品精度有很大的关系。 39

38、 3. 3. 采用自动控制系统和计算机控制采用自动控制系统和计算机控制 热带钢连轧机是钢铁中计算机控制最成熟最有效的一个部门，其自动化程度标志热带钢连轧机是钢铁中计算机控制最成熟最有效的一个部门，其自动化程度标志 着一个国家的工业技术水平。从板坯库的自动管理，轧制过程，直到卷取后称量以及着一个国家的工业技术水平。从板坯库的自动管理，轧制过程，直到卷取后称量以及 产品的跟踪等。产品的跟踪等。 40 二、热轧板带新技术二、热轧板带新技术 热轧带产品占据汽车，家电，涂镀层，优质焊管等质量要求高的薄板市场，新技术：热轧带产品占据汽车，家电，涂镀层，优质焊管等质量要求高的薄板市场，新技术： 1.连铸坯的

39、热装（连铸坯的热装（DHCR）和直接热轧（）和直接热轧（HDR）实现了工序间的连续化，具有节能，省）实现了工序间的连续化，具有节能，省 投资，缩短交货期等一系列优点，效果显著；投资，缩短交货期等一系列优点，效果显著； 2.在线调宽，采用重型立辊，定宽压力机实现大侧压，重型立辊每道次压下是一般为在线调宽，采用重型立辊，定宽压力机实现大侧压，重型立辊每道次压下是一般为 150mm，定宽压力机每道次宽度压下量可达，定宽压力机每道次宽度压下量可达350mm以上；以上； 3.宽度自动控制，宽度精度可达宽度自动控制，宽度精度可达5mm以下；以下； 4.液压厚度自动控制（液压厚度自动控制（AGC），带钢全长

40、上的厚度精度已达），带钢全长上的厚度精度已达30； 5.板形控制，研制开发了板形控制，研制开发了 HC，CVC，PC等许多机型和板型仪，仅可实现板形的闭环控等许多机型和板型仪，仅可实现板形的闭环控 制；制； 6.控制轧制和控制冷却，使钢材具有所要求的金相组织和更好的力学性能。控制轧制和控制冷却，使钢材具有所要求的金相组织和更好的力学性能。 7.卷板箱和保温罩，以减少温降，缩小带钢头尾温差。卷板箱和保温罩，以减少温降，缩小带钢头尾温差。 8.全液压卷取机，助卷棍，液压伸缩采用踏步控制，卷筒多级涨缩。全液压卷取机，助卷棍，液压伸缩采用踏步控制，卷筒多级涨缩。 9. .无头轧制，将粗轧后的带坯在中间

41、辊道上焊接起来，在精轧机组实现全无头轧制。无头轧制，将粗轧后的带坯在中间辊道上焊接起来，在精轧机组实现全无头轧制。 41 42 43 三、三、热带钢连轧机的工艺过程热带钢连轧机的工艺过程 1.原料选择与加热原料选择与加热 1)原料原料 板坯的厚度要选得适当，一般为板坯的厚度要选得适当，一般为150250mm，最厚可达，最厚可达300350mm。 板坯的宽度决定于成品宽度，要比成品宽度大板坯的宽度决定于成品宽度，要比成品宽度大50mm左右。目前，左右。目前，B 0=21302240mm ，连铸坯，连铸坯B 0=2300mm。现代热带钢连轧机的最大辊身长度 。现代热带钢连轧机的最大辊身长度2300

42、2500mm。 板坯的长度取决于板坯重量和加热炉的宽度，加热时分单排加热，双排加热，钢卷板坯的长度取决于板坯重量和加热炉的宽度，加热时分单排加热，双排加热，钢卷 的单位宽度重量的大小是衡量钢卷重量或板坯重量的指标。一般达到的单位宽度重量的大小是衡量钢卷重量或板坯重量的指标。一般达到1525kg/mm, max=36kg/mm。 2）加热）加热 一般加热温度为一般加热温度为12501280，开轧温度为，开轧温度为11801220。 44 45 板坯库板坯库 加热炉加热炉 46 除鳞机除鳞机 定宽压力机定宽压力机 47 2. 粗轧粗轧 1）作用）作用 粗轧机组的作用是将不同尺寸的板坯轧成粗轧机组的

43、作用是将不同尺寸的板坯轧成2040mm的连轧坯，以供精轧机组的连的连轧坯，以供精轧机组的连 轧坯的温度必须保持在规定的范围内。轧坯的温度必须保持在规定的范围内。 2）除磷）除磷 连铸坯的规格一般是固定的，因此若要改变成品规格，必须要有能力较强的破磷机连铸坯的规格一般是固定的，因此若要改变成品规格，必须要有能力较强的破磷机 座，其压下量达座，其压下量达50100mm，以便生产多种宽度的成品。，以便生产多种宽度的成品。 经破鳞机破碎后的氧化铁皮，立即用高压水清除掉。高压水装置紧接在破磷机座之经破鳞机破碎后的氧化铁皮，立即用高压水清除掉。高压水装置紧接在破磷机座之 后，高压水压力一般为后，高压水压力

44、一般为120150Pa，高压水喷嘴与板坯表面垂直方向成，高压水喷嘴与板坯表面垂直方向成1015o，喷出，喷出 的角度与板坯的横向成的角度与板坯的横向成15o时效果好。时效果好。 3）粗轧机组）粗轧机组 热带连轧机根据其粗轧机组的布置形式分为全连续式，半连续式和热带连轧机根据其粗轧机组的布置形式分为全连续式，半连续式和 3/4连续式三大类。连续式三大类。 其轧机类型为二辊，四辊式。其轧机类型为二辊，四辊式。 48 粗轧机组头两道由于轧制力粗轧机组头两道由于轧制力 小，咬入条件往往是限制压小，咬入条件往往是限制压 下量的主要因素。为改善咬下量的主要因素。为改善咬 入条件，头几架采用二辊式入条件，头

45、几架采用二辊式 机座，后机架由于轧制力较机座，后机架由于轧制力较 大，轧件较薄，必须考虑板大，轧件较薄，必须考虑板 形和保证带钢侧边质量，一形和保证带钢侧边质量，一 般采用四辊万能式轧机。般采用四辊万能式轧机。 在粗轧机组最后一架后面，在粗轧机组最后一架后面， 一般装有测厚仪，以便作为一般装有测厚仪，以便作为 精轧机组计算机控制的轧入精轧机组计算机控制的轧入 信号。信号。 49 50 51 52 二辊粗轧机二辊粗轧机 四辊粗轧机四辊粗轧机 53 3. 精轧精轧 1）精轧机组前没有切头正剪，装置两组剪刃，一组为弧开剪刃便于切头，一组为直）精轧机组前没有切头正剪，装置两组剪刃，一组为弧开剪刃便于切

46、头，一组为直 剪刃剪切尾部。剪刃剪切尾部。 进入精轧的坯料带有粗轧形成的“舌形”和“鱼尾”。这种形状的头尾长度随着 精轧机组总压下量的增加而增加。在运输过程中设备部件的缝隙中发生卡钢事故。另精轧机组总压下量的增加而增加。在运输过程中设备部件的缝隙中发生卡钢事故。另 “舌形”和“鱼尾”部分比其它部分温度低，轧制时将产生很大的冲击，加快轧辊的 磨损以及产生有害的扭转震动。磨损以及产生有害的扭转震动。 54 2）除鳞：现在轧机在正简剪与第一架轧机之间设置高压水除鳞箱，精轧机前几架之前）除鳞：现在轧机在正简剪与第一架轧机之间设置高压水除鳞箱，精轧机前几架之前 设高压水喷嘴。设高压水喷嘴。 水压水压15

47、0kg/cm 2破除次生氧化铁皮。 破除次生氧化铁皮。 3）轧制温度）轧制温度 终轧温度对产品质量有直接影响。为保证终轧温度，必须控制进入精轧机组连铸坯温度终轧温度对产品质量有直接影响。为保证终轧温度，必须控制进入精轧机组连铸坯温度 ，一般为，一般为1050105011001100，终轧温度控制在，终轧温度控制在850850900900。 4）机座之间有活套支持器）机座之间有活套支持器 一是缓冲金属流量的变化，给控制调整以时间，防止成叠进钢，造成事故。一是缓冲金属流量的变化，给控制调整以时间，防止成叠进钢，造成事故。 二是调节各架轧制速度以保持连机常数。当工艺参数产生波动时发生信号和命二是调节

48、各架轧制速度以保持连机常数。当工艺参数产生波动时发生信号和命 令，以便快速进行调整。令，以便快速进行调整。 三是带钢能在一定范围内保持恒定的小张力。三是带钢能在一定范围内保持恒定的小张力。 7 7、设有液压弯辊装置，灵活控制辊型和板型。、设有液压弯辊装置，灵活控制辊型和板型。 8 8、设有小车横移式换辊机构。、设有小车横移式换辊机构。 9 9、精轧机组后装有、精轧机组后装有X X射线测厚仪，测宽仪。射线测厚仪，测宽仪。 55 精轧机精轧机 56 4. 轧后冷却及卷取轧后冷却及卷取 在热轧带钢连轧机上轧后卷取是目前广泛采用的方法。在热轧带钢连轧机上轧后卷取是目前广泛采用的方法。 成卷生产能够提高

49、轧制速成卷生产能够提高轧制速 度，增加轧件长度，保证高生产率和低成本。度，增加轧件长度，保证高生产率和低成本。卷取形式为地下辊式卷取机。卷取形式为地下辊式卷取机。 卷取机距精轧末架距离约卷取机距精轧末架距离约150190m，卷取温度控制在，卷取温度控制在550650（在此温度范围（在此温度范围 内钢板的组成相已给定形，可以缓慢冷却，缓慢冷却还可以减少带钢的内应力）。卷取内钢板的组成相已给定形，可以缓慢冷却，缓慢冷却还可以减少带钢的内应力）。卷取 温度过高会因卷取后的再结晶和缓慢冷却而产生粗晶粒和磷化物的集聚。尤其是对合金温度过高会因卷取后的再结晶和缓慢冷却而产生粗晶粒和磷化物的集聚。尤其是对合

50、金 元素较多的带材，若不降到相变完成温度下，则卷取后的冷却速度随钢卷内位置不同而元素较多的带材，若不降到相变完成温度下，则卷取后的冷却速度随钢卷内位置不同而 不同，因而钢卷内机械性能的不均匀性就会增大。卷取温度越低，带钢的机械性能和延不同，因而钢卷内机械性能的不均匀性就会增大。卷取温度越低，带钢的机械性能和延 伸率降低，带钢的加工性能变坏。伸率降低，带钢的加工性能变坏。 卷取机数目为三台，交替工作。卷取机数目为三台，交替工作。（一台备用或处理事故）。强力型卷取机（一台备用或处理事故）。强力型卷取机（ h=1620mm，甚至 ，甚至 2230mm 带钢），近距离卷取机（距末架带钢），近距离卷取机

51、（距末架6070m 处，卷取处，卷取 h2.5mm带钢。 带钢。 卷取机低速卷取机低速12m/s咬入，随轧机辊道同步升速至最高轧制速度。咬入，随轧机辊道同步升速至最高轧制速度。 57 层流冷却层流冷却 58 地下卷取机地下卷取机 59 60 61 62 钢卷在检查站上开卷，经钢卷在检查站上开卷，经 夹送辊送入剪切机切头，夹送辊送入剪切机切头， 或剪切试样，剪切下的带或剪切试样，剪切下的带 头，不需经过摆动辊道，头，不需经过摆动辊道， 直接落入废料筐内由吊车直接落入废料筐内由吊车 运走，剪下的试样则在摆运走，剪下的试样则在摆 动辊道上由旋转取样机送动辊道上由旋转取样机送 到试样筐内。到试样筐内。

52、 卷取机出口打捆机卷取机出口打捆机 形式形式 打捆圈数打捆圈数 一圈或两圈打捆时间一圈或两圈打捆时间 三圈打捆时间三圈打捆时间 最小外径钢卷的一圈打捆时间最小外径钢卷的一圈打捆时间 气动气动 1-3 30s 60s 35s 63 板卷库板卷库 64 冷轧薄板带钢生产冷轧薄板带钢生产 一、冷轧薄板带钢生产工艺概述一、冷轧薄板带钢生产工艺概述 1. 产品特征产品特征 金属在再结晶温度下的轧制变形过程称为冷轧，一般指带钢不加热而在室温下的直金属在再结晶温度下的轧制变形过程称为冷轧，一般指带钢不加热而在室温下的直 接轧制过程。接轧制过程。 可生产厚度更小的薄板可生产厚度更小的薄板 带材沿宽度和长度方向能获得均匀的厚度，板形更好。带材沿宽度和长度方向能获得均匀的厚度，板形更好。 冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到表面质量好，表面光洁的产品。冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到表面质量好，表面光洁的产品。 带材经冷轧后，进行不同的热处理，可以得到不同力学性能的产品。带材经冷轧后，进行不同的热处理，可以得到不同力学性能的产品。 一般冷轧板的厚度在一般冷轧板的厚度在0.150.3mm，宽度在，宽度在4002000mm，冷轧极薄带的厚度为，冷轧极薄带的厚度为 0.050.001mm。 需求量最大的、具有代表性的冷轧产品有：深冲板、涂层板、电工用硅钢板等。需求量最大的、具有代