钢铁冶金概论--轧钢

1、钢铁冶金概论钢铁冶金概论 -轧钢钢钢 铁铁 工工 业业 发发 展展一一. . 概概 述述二二. . 轧制理论基础轧制理论基础三三. . 轧钢生产基本问题轧钢生产基本问题四四. . 钢坯和型、线材生产钢坯和型、线材生产五五. . 板带材生产板带材生产六六. . 钢管生产钢管生产主主 要要 内内 容容一一. . 概概 述述1.1.金属成型方法金属成型方法2.2.金属压力加工的方法金属压力加工的方法 1.1.金属成型方法金属成型方法（1）质量减少的方法）质量减少的方法： 车、刨、铣、磨、钻、剪切、气割、电切、蚀刻车、刨、铣、磨、钻、剪切、气割、电切、蚀刻等；等；（2）质量增加的方法：）质量增加的方法

2、： 铸造、电解沉积、焊接与铆接、烧结与胶结铸造、电解沉积、焊接与铆接、烧结与胶结等；等；（3）质量保持不变的方法：）质量保持不变的方法： 金属压力加工（金属压力加工（轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压）。）。 2.2.金属压力加工的方法金属压力加工的方法 金属压力加工金属压力加工： 金属在受到外力作用并不破坏自身完整性的条件下，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。与尺寸的加工方法。 金属压力加工的分类：金属压力加工的分类： 靠靠压力压力作用使金属

3、产生塑性变形：作用使金属产生塑性变形：锻造、轧制、挤压锻造、轧制、挤压； 靠靠拉力拉力作用使金属产生塑性变型：作用使金属产生塑性变型：拉拔、冲压拉拔、冲压等。等。 （1）轧制）轧制 轧制的定义：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。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：轧制的方式： a.纵轧纵轧 b.斜轧斜轧 c.横轧横轧 a.纵轧：轧件纵轴线与轧辊轴线垂直，两个工作轧辊的纵轧：轧件纵轴线与轧辊轴线垂直，两个工作轧辊的 旋旋 转方向相反（转方向相反（型线材

4、型线材、板带材板带材等）；等）；b.斜轧：轧件的纵轴线与轧辊轴线成一定的倾斜角，两个斜轧：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（轧辊的旋转方向相同（无缝管生产无缝管生产）；）；c.横轧：轧件纵轴线与轧辊轴线平行，两个工作轧辊的旋横轧：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（圆形断面的各种转方向相同（圆形断面的各种轴类轴类等等回转体回转体）。）。（2）挤压）挤压 金属在挤压缸中受推力的作用使之从模孔中挤出的金属在挤压缸中受推力的作用使之从模孔中挤出的过程。挤压可分为过程。挤压可分为正挤压正挤压和和反挤压反挤压。正挤压正挤压反挤压反挤压（3）锻造）锻造 金

5、属在锻锤或压力机上受到压缩而产生变形的过程。金属在锻锤或压力机上受到压缩而产生变形的过程。（棒材、饼材、环材棒材、饼材、环材等）等）自由锻造自由锻造模模 锻锻1锤头；锤头；2砧座；砧座；3锻件；锻件；4上模；上模；5下模下模（4）冲压）冲压 金属板料在压力机金属板料在压力机冲头的作用下冲入凹模冲头的作用下冲入凹模中的过程。（各种中的过程。（各种杯形杯形件件和和壳体壳体等）等）1冲头；冲头；2模子；模子；3压圈；压圈；4 产品产品（5）拉拔）拉拔 金属受前端的拉力作用使之从模孔中拉出的过程。金属受前端的拉力作用使之从模孔中拉出的过程。（型材型材、线材线材和和管材管材）二二. .轧制理论基础轧制理

6、论基础1.1.简单轧制与非简单轧制简单轧制与非简单轧制2.2.变形区的主要参数变形区的主要参数3.3.纵轧变形的表示方法纵轧变形的表示方法4.4.纵轧时轧辊咬入轧件的条件纵轧时轧辊咬入轧件的条件5.5.纵轧时的轧制压力纵轧时的轧制压力6.6.纵轧时的传动力矩纵轧时的传动力矩1.1.简单轧制与非简单轧制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具有下列条件的轧制过程称为简单轧制简单轧制。 （1 1）两个轧辊都被电动机带动，且两轧辊直径相同，转速）两个轧辊都被电动机带动，且两轧辊直径相同，转速 相等，

7、轧辊为刚性；相等，轧辊为刚性； （2 2）被轧制的金属上只有轧辊所施加的压力，即不存在前后）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；拉力或推力，且被轧制的金属作等速运动； （3 3）被轧制的金属性质均匀一致，即变形温度一致，变形）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。抗力一致，变形一致。（1 1）单辊传动的轧机，如）单辊传动的轧机，如周期式叠轧薄板轧机周期式叠轧薄板轧机；（2 2）附有外力（张力或推力）的）附有外力（张力或推力）的连续式轧机连续式轧机；（3 3）轧制速度在一个道次中发生变化的轧机，如）轧制速度在一个道

8、次中发生变化的轧机，如初轧机初轧机；（4 4）上下轧辊直径不相等的轧机，如）上下轧辊直径不相等的轧机，如三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机；（5 5）在非矩形断面孔型中的轧制，如在）在非矩形断面孔型中的轧制，如在椭、菱、立方孔型椭、菱、立方孔型 中的轧制。中的轧制。生产实际中的非简单轧制情况生产实际中的非简单轧制情况1 1）轧制时的变形区：）轧制时的变形区：图示图示ABCD所围所围成的区域；成的区域；2 2）接触弧长度（咬入弧长度）（）接触弧长度（咬入弧长度）（l l）：）： 轧件和轧辊相接触的圆弧的水平投影长轧件和轧辊相接触的圆弧的水平投影长度；度； R轧辊工作半径；轧辊工作半径； h该道次的压下

9、量，该道次的压下量， hHh。3 3）咬入角（）咬入角（）：）：轧件和轧辊所接触轧件和轧辊所接触的圆弧对应的轧辊的圆心角。的圆弧对应的轧辊的圆心角。4 4）压下量、轧辊直径和咬入角的关系压下量、轧辊直径和咬入角的关系 h hD D（1 1coscos）2.2.变形区的主要参数变形区的主要参数hRlhR/3.3.纵轧变形的表示方法纵轧变形的表示方法 绝对变形量表示方法绝对变形量表示方法 压下量压下量 宽展量宽展量 延伸量延伸量 相对变形量表示方法相对变形量表示方法 压下率压下率 宽展率宽展率 延伸率延伸率%100LLl%100HhH%100BBb 变形系数表示法变形系数表示法 压下系数压下系数

10、宽展系数宽展系数 延伸系数延伸系数 生产实际中生产实际中根据体积不变定律根据体积不变定律hHBbLlhHhLl LBbBnFF0lFLFn01）轧辊与轧件开始接触时的受力分析）轧辊与轧件开始接触时的受力分析4.4.纵轧时轧辊咬入轧件的条件纵轧时轧辊咬入轧件的条件a 轧辊受力分析轧辊受力分析b 轧件受力分析轧件受力分析2）实现自然咬入的条件）实现自然咬入的条件 其中：其中： 咬入力咬入力 TX=Tcos 推出力推出力 PX= Psin 因为因为 T= Pf， f = tg 实现自然咬入的条件为：实现自然咬入的条件为： TX PX tg tg 或或 当当TX PX时，则轧件不能实现自然咬入；时，则

11、轧件不能实现自然咬入； 当当TX PX时，咬入临界状态（平衡状态）；时，咬入临界状态（平衡状态）；当当TX PX时时 ，轧件可实现自然咬入。，轧件可实现自然咬入。3) 3) 实际生产中实际生产中, ,改善咬入的措施改善咬入的措施: : (1)(1)减小咬入角的方法减小咬入角的方法 用楔形钢坯进行轧制用楔形钢坯进行轧制, ,使使有利于咬入；有利于咬入； 带钢压下：以带钢压下：以咬入后，将轧辊压下，以增加咬入后，将轧辊压下，以增加增加压下量；增加压下量； 冲力送入冲力送入( (强迫送入强迫送入) )，使轧件冲向轧辊，将轧件前端压扁成楔形；，使轧件冲向轧辊，将轧件前端压扁成楔形； （2 2）提高摩擦

12、角的方法）提高摩擦角的方法 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）；或滚花的轧辊）； 降低轧辊咬入轧件时的速度，以增加摩擦角；降低轧辊咬入轧件时的速度，以增加摩擦角； 减小孔型侧壁斜度的角度。减小孔型侧壁斜度的角度。5.5.纵轧时的轧制压力纵轧时的轧制压力1 1）轧制压力轧制压力的概念的概念 通常所说的轧制压通常所说的轧制压力是指用测压仪在压下力是指用测压仪在压下螺丝下实测的总压力，螺丝下实测的总压力，即轧件塑性变形时作用即轧件塑性变形时作用在轧辊上的总压力的垂在轧辊上的总压力的垂直分量。直分量。简单

13、轧制条件下的合力方向简单轧制条件下的合力方向2）轧制压力的确定）轧制压力的确定FpP lBF P轧制压力；轧制压力； 平均单位压力；平均单位压力； F接触面积，接触面积，p6.6.纵轧时的传动力矩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：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： MMZMf+Mk+Md式中：式中： MZ轧制力矩，即用于轧件塑性变形所需的力矩；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；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

14、的摩擦力矩；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。动力矩，即轧辊速度变化时的惯性力矩。三三. 轧钢生产基本问题轧钢生产基本问题1.1.轧制钢材的品种及用途轧制钢材的品种及用途2.2.轧钢机轧钢机3.3.轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统及工艺流程 根据钢材形状特征的不同，根据钢材形状特征的不同，可将钢材分为可将钢材分为型钢、线材、钢板、型钢、线材、钢板、带钢、钢管带钢、钢管及及特殊钢材特殊钢材等等。1. 轧制钢材的品种及用途轧制钢材的品种及用途1）型钢：）型钢： （3035） 全长具有一定断面形状和尺寸的实心钢材，称之为型钢。全长具有一定断面形状和尺寸

15、的实心钢材，称之为型钢。 按其断面形状分：按其断面形状分： * * 简单断面型钢（方钢、圆钢、扁钢、角钢等）；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）。复杂断面型钢（槽钢、工字钢、钢轨等）。 按其用途分：按其用途分： * * 常用型钢（方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢等）；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）。特殊用途型钢（钢轨、钢桩、球扁钢、窗框钢、汽车挡圈等）。 按其生产方法分：按其生产方法分： * * 轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢等。轧制型钢、弯曲型钢、焊接

16、型钢等。 简单断面型钢简单断面型钢简简 单单 断断 面面 型型 钢钢方钢：用方钢：用断面边长尺寸的毫米数断面边长尺寸的毫米数表示规格，规格范围：表示规格，规格范围：4 4250mm250mm， 可用来制造各种设备的零部件等。可用来制造各种设备的零部件等。圆钢：用圆钢：用断面直径的毫米数断面直径的毫米数表示规格，规格范围：表示规格，规格范围：5 5350mm350mm， 5.55.59mm9mm，称为线材，用于拔制钢丝、制造钢丝绳、金属网、，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；电焊条芯、弹簧、辐条、钉子等； 101025mm25mm，建筑钢筋、螺栓等；，建

17、筑钢筋、螺栓等； 3030200mm200mm，机械用零件；，机械用零件； 5050350mm350mm，无缝钢管的坯料。，无缝钢管的坯料。扁钢：用扁钢：用断面厚度和宽度断面厚度和宽度来表示规格，厚度：来表示规格，厚度：4 460mm,60mm,宽度：宽度：1010200mm200mm。 薄板坯、焊管坯、机械制造业等。薄板坯、焊管坯、机械制造业等。六角钢：以六角钢：以六角形内接圆的直径尺寸六角形内接圆的直径尺寸表示规格，内接圆直径为表示规格，内接圆直径为7 780mm,80mm, 多用于制造螺帽和工具。多用于制造螺帽和工具。角钢：分等边、不等边角钢两种，用角钢：分等边、不等边角钢两种，用边长的

18、尺寸边长的尺寸表示规格，表示规格， 规格范围：等边角钢：规格范围：等边角钢：N N0 02 2N N0 02525（边长的（边长的1/101/10） 不等边角钢：不等边角钢：N N0 02.5/1.62.5/1.6N N0 025/16 (25/16 (长边长长边长/ /短边长的短边长的1/101/10）。）。 多用于金属结构、桥梁、机械制造和造船业等。多用于金属结构、桥梁、机械制造和造船业等。棒棒 线线 材材复杂断面型钢复杂断面型钢工字钢：工字钢规格以工字钢：工字钢规格以腰高的腰高的1 11010表示，一般的工字钢有表示，一般的工字钢有N N0 01010N N0 06363； 工字钢广泛应

19、用于建筑或其他金属结构。工字钢广泛应用于建筑或其他金属结构。槽钢：规格以槽钢：规格以腰高的腰高的1 11010表示，一般的槽钢有表示，一般的槽钢有N N0 05 5N N0 04040； 槽钢应用于工业建筑、桥梁和车辆制造等。槽钢应用于工业建筑、桥梁和车辆制造等。钢轨：以钢轨：以每米单位重量每米单位重量表示。表示。5 524kg/m24kg/m，称为轻轨；，称为轻轨；2424120kg/m120kg/m，称为重轨；，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。业结构部件。T T字钢：以字钢

20、：以腿宽腿宽表示，如腿宽表示，如腿宽200mm200mm表示为表示为 T T200200，规格：，规格：T T2020T T400400 。T T字钢用于金字钢用于金 属结构、飞机制造及其它特殊用途。属结构、飞机制造及其它特殊用途。 Z Z字钢：以字钢：以腰部的高度腰部的高度表示，如腰高表示，如腰高300mm300mm，表示为，表示为Z Z300300；它应用于制造铁路车辆、；它应用于制造铁路车辆、 工业建筑和农业机械等。工业建筑和农业机械等。复复 杂杂 断断 面面 型型 钢钢重重 轨轨桥梁用钢桥梁用钢奥运鸟巢奥运鸟巢 2）板带钢：）板带钢： （5060以上）以上） 板带钢是一种宽度与厚度（板

21、带钢是一种宽度与厚度（B/H值）很大的扁平断面钢材。值）很大的扁平断面钢材。（1）按制造方法分为）按制造方法分为热轧板带热轧板带和和冷轧板带冷轧板带；（2）按用途可分为）按用途可分为锅炉板锅炉板、桥梁板桥梁板、造船板造船板、汽车板汽车板、镀锡板镀锡板、电工钢板电工钢板等；等；（3）按产品厚度分为：）按产品厚度分为： 厚板厚板: 热轧钢板，厚热轧钢板，厚4500mm或以上，宽至或以上，宽至5000mm，长达，长达25000mm以上，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。成张供应；主要用于锅炉、造船、车辆、桥梁、槽罐、化工装置等。 420mm，中板；，中板；2060m

22、m，厚板；，厚板；60mm以上，特厚板。以上，特厚板。 薄板薄板 : 热轧、冷轧都可生产薄板，厚热轧、冷轧都可生产薄板，厚0.24mm，宽至，宽至2800mm，可剪成定尺或，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。成卷供应。用于汽车、电机、变压器、仪表外壳、家用电器等。 极薄带材极薄带材: 或者称箔材，属于冷轧产品，一般厚度为或者称箔材，属于冷轧产品，一般厚度为0.20.001mm或以下，宽或以下，宽 度为度为20600mm，以带卷供应。用于精密仪器、电容器等。，以带卷供应。用于精密仪器、电容器等。 板板 卷卷彩涂板彩涂板冷轧镀锌板冷轧镀锌板船板钢船板钢锅炉容器用

23、钢板锅炉容器用钢板3）钢管：）钢管：（816） 凡是全长为中空断面且长度与周长之比较大的钢材称为钢管。凡是全长为中空断面且长度与周长之比较大的钢材称为钢管。 钢管规格用其钢管规格用其外形尺寸（外径或边长）外形尺寸（外径或边长）和和壁厚（或内径）壁厚（或内径）表示。各种钢管的表示。各种钢管的规格按直径和壁厚的组合很多，其外径最小可达规格按直径和壁厚的组合很多，其外径最小可达0.1mm，大至，大至4000mm；壁厚薄；壁厚薄达达0.01mm，厚至，厚至100mm. （1）按用途分为）按用途分为管道用钢管道用钢、锅炉用钢锅炉用钢、地质钻探管地质钻探管、化工用管化工用管、轴承用管轴承用管、注射注射 针

24、管针管等；等； （2）按制造方法分为）按制造方法分为无缝钢管无缝钢管、焊接（有缝）钢管焊接（有缝）钢管及及冷轧与冷拔管冷轧与冷拔管； （3）按管端形态可分为）按管端形态可分为光管光管和和车丝（带螺纹的）管车丝（带螺纹的）管； （4）按外径和壁厚之比的不同分为）按外径和壁厚之比的不同分为特厚管特厚管、厚壁管厚壁管、薄壁管薄壁管和和极薄壁管极薄壁管。 钢管的用途：钢管的用途： 无缝钢管：高压用管、化工用管、油井用管、炮管、枪管、，也用于航空、机电、无缝钢管：高压用管、化工用管、油井用管、炮管、枪管、，也用于航空、机电、 仪器仪表元件等；仪器仪表元件等； 焊接钢管：煤气管、水道用管、自行车和汽车用管

25、等。焊接钢管：煤气管、水道用管、自行车和汽车用管等。钢管钢管管线钢管线钢螺旋焊管螺旋焊管2. 2. 轧钢机轧钢机1）轧钢机的基本组成：）轧钢机的基本组成： 轧制钢材的设备称为轧钢机。轧钢机由轧制钢材的设备称为轧钢机。轧钢机由轧辊轧辊、工作机工作机架架、齿轮机座齿轮机座、联接轴和联轴节联接轴和联轴节、主电机主电机等组成。等组成。（1）轧辊：）轧辊：1辊身；辊身；2辊颈；辊颈；3辊头辊头（2）工作机架）工作机架a闭口式机架闭口式机架 (初轧机和板材轧机初轧机和板材轧机) b开口式机架开口式机架（型钢、线材轧机）（型钢、线材轧机） 2） 轧钢机的分类：轧钢机的分类：（1 1）按轧机的用途分类）按轧机

26、的用途分类初轧机：以初轧机：以轧辊直径大小轧辊直径大小命名，例如：命名，例如：11501150初轧机；初轧机；型钢轧机：以型钢轧机：以轧辊直径轧辊直径或或齿轮机座中的人字齿轮的节圆直径齿轮机座中的人字齿轮的节圆直径来表示，来表示， 例如例如: 800: 800轧机；轧机；板带钢轧机：以板带钢轧机：以轧辊的辊身长度轧辊的辊身长度来表示，例如：来表示，例如：17001700板带钢轧机；板带钢轧机；钢管轧机：以钢管轧机：以能轧钢管的最大外径能轧钢管的最大外径来表示，例如：来表示，例如：140140轧管机组；轧管机组；特种轧机：轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等。特种轧机：轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮

27、、轴承环等。（2 2）按轧辊的装配形式分类）按轧辊的装配形式分类: :水平式轧机：轧辊水平式轧机：轧辊水平放置水平放置的轧机，例如二辊轧机、三辊的轧机，例如二辊轧机、三辊 轧机、四辊轧机、十六辊轧机等；轧机、四辊轧机、十六辊轧机等；立式轧机：轧辊立式轧机：轧辊垂直放置垂直放置的轧机；的轧机；万能轧机：工作机座中即布置万能轧机：工作机座中即布置水平辊水平辊又布置又布置立辊立辊的轧机；的轧机；斜辊轧机：轧辊斜辊轧机：轧辊倾斜放置倾斜放置的轧机。的轧机。（3 3）按轧辊的排列方式分类：）按轧辊的排列方式分类：可逆式可逆式750750轧机轧机中轧中轧6504架架精轧精轧4006架架棒线材连轧机棒线材连

28、轧机厚板轧机厚板轧机3 3 轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统轧钢生产系统板带钢生产系统板带钢生产系统型钢生产系统型钢生产系统混合生产系统混合生产系统合金钢生产系统合金钢生产系统原料准备原料准备加热加热轧轧 制制精精 整整热处理热处理钢锭、钢钢锭、钢坯、连铸坯、连铸坯坯变形温度变形温度变形程度变形程度变形速度变形速度加热温度加热温度加热速度加热速度加热时间加热时间冷却、矫直、冷却、矫直、热处理、检查热处理、检查等工序等工序轧钢工艺流程轧钢工艺流程现代钢铁生产流程一览现代钢铁生产流程一览四四. 钢坯和型、线材生产钢坯和型、线材生产1.1.钢坯生产钢坯生产2.2.型钢生产型钢

29、生产3.3.线材生产线材生产1.1.钢坯生产钢坯生产钢坯的钢坯的生产方法生产方法轧制法轧制法锻压法锻压法连铸法连铸法在在初轧（或开坯）机初轧（或开坯）机上将钢锭上将钢锭轧成各种断面形状的钢坯，最早采用。轧成各种断面形状的钢坯，最早采用。用用锻锤（或水压机）锻锤（或水压机）把钢锭把钢锭锻制成各种钢坯，多用于合金钢坯上。锻制成各种钢坯，多用于合金钢坯上。采用采用连续铸造法连续铸造法直接把钢水浇铸成直接把钢水浇铸成各种断面形状和尺寸规格的钢坯。各种断面形状和尺寸规格的钢坯。初轧的工艺流程初轧的工艺流程钢锭钢锭均热均热初轧初轧火焰火焰清理清理剪切剪切冷却冷却钢坯钢坯精整精整板坯、大方坯板坯、大方坯小方

30、坯小方坯剪剪切切钢坯钢坯轧制轧制弧形连铸机工艺流程示意图弧形连铸机工艺流程示意图1 1盛钢桶；盛钢桶；2 2中间罐；中间罐；3 3结晶器；结晶器；4 4夹棍；夹棍；5 5冷却水喷嘴；冷却水喷嘴；6 6拉矫装置；拉矫装置；7 7切割装置；切割装置；8 8铸坯；铸坯；9 9二次冷却区二次冷却区981 2 34 6 7 5连铸坯生产连铸坯生产2.2.型钢生产型钢生产 1 1）型钢生产的工艺流程）型钢生产的工艺流程坯坯料料加加热热轧轧制制切切断断切切断断冷冷却却热处理热处理检检查查捆捆扎扎出出厂厂清清理理矫矫直直精精 整整2 2）型钢轧机的布置）型钢轧机的布置a 单机座单机座b 横列式横列式c 棋盘式

31、棋盘式d 越野式越野式e 顺列示顺列示f 半连续式半连续式g 连续式连续式1-电机电机2-减速机减速机3-齿轮座齿轮座4-轧机轧机3.3.线材生产线材生产原料原料准备准备称称重重装装料料加加热热粗粗轧轧剪剪头头中中轧轧剪剪头头预预精精轧轧剪剪头头精精轧轧水水冷冷吐吐丝丝空空冷冷集集卷卷检检验验包包装装称重称重挂牌挂牌卸卸卷卷入入库库1) 生产工艺流程生产工艺流程2) 线材轧机的布置形式线材轧机的布置形式a横列式人工操作横列式人工操作b二列式围盘操作二列式围盘操作c半连续式围盘操作半连续式围盘操作d半连续复二重式半连续复二重式e连续式平立粗轧机组连续式平立粗轧机组f连续式连续式45无扭精无扭精轧

32、机组轧机组线材生产线材生产五五. 板带材生产板带材生产1.1.中厚板生产中厚板生产2.2.热轧薄板带钢生产热轧薄板带钢生产3.3.冷轧板带钢生产冷轧板带钢生产1 1. .中厚板生产中厚板生产 我国现有中厚板轧机我国现有中厚板轧机2323套，其中宽厚板轧机套，其中宽厚板轧机3 3套，辊身长度套，辊身长度4m4m以上轧机仅以上轧机仅2 2套套。轧机规格及技轧机规格及技术装备水平与国外相比，差距较大。术装备水平与国外相比，差距较大。 鞍钢鞍钢厚板厂处于国内领先地位；厚板厂处于国内领先地位； 宝钢宝钢5m轧机采用世界最先进工艺与设备，试轧机采用世界最先进工艺与设备，试车成功。车成功。年产能力年产能力粗

33、轧机精轧机万t/a万吨合计一现现 有有 中中 厚厚 板板 轧轧 机机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

34、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1101109 马鞍山钢铁公司中板厂2350二辊2300四辊1975.4351985757510 天津天盾有限公司2400四辊2400四辊1960/1998.2322003(产)404011 上海浦钢铁集团公司中板厂2350三辊劳特2350四辊1959(22.5)/197047(70)2006年停07012 济南钢铁集团公司中板

35、厂2400三辊劳特2500四辊1960.7/1988.1260606013 济南钢铁集团公司中厚板厂3200四辊3500四辊1998.2荷兰二手802001年底建成四辊精轧10010014 酒泉钢铁公司中板厂-3000四辊1998.950505015 五矿营口中板有限责任公司2450四辊2700四辊1972.6/1987.9242003年4月改造增产40万吨，2800，949416 邯郸钢铁公司中板厂-3000四辊1974.1361991年6月707017 鞍钢集团公司中板厂?二辊3500四辊1936/1993.6482003年6月改造808018 南京钢铁集团公司中板厂2350三辊劳特250

36、0四辊1986三辊/1994.960808019 江西新余钢铁公司中板厂2400三辊劳特2500四辊1978.11/1994.936808020 安阳钢铁集团公司中板厂-2800四辊1974.11/1996.542808021 柳州钢铁集团公司中板厂2300三辊劳特2800四辊1974.9/1998.754(80)2004年改造2800，60万吨1358022 韶关钢铁集团公司中板厂2500四辊1971251996年126565昆明钢铁公司中板厂-2300三辊劳特1971.5；1820020023 山西临汾钢铁公司中板厂-2300三辊劳特1989.511(24)2005,1将2300三辊改造为

37、3000四辊轧机7024无锡兆顺不锈钢中板有限公司20江苏无锡锡金中板厂-2300三辊劳特1995.11800序号轧机规格及型式投产日期企业改造日期2003年产能力年产能力粗轧机精轧机万t/a万吨二二 新新建建中中厚厚板板轧轧机机1 17 74 45 51宝钢宽厚板轧机一期：5000四辊 2005. 4140成品板厚度将增至400m m , 视市场定进度二期180万吨2沙钢宽厚板轧机5000四辊2005年12月1503南钢炉卷轧机38002004年9月100(75万t板材25万t带卷)4安阳带有卷取炉的四辊可逆轧机35002005年5月11020055韶钢炉卷轧机35002005年1月1006

38、新余3800四辊2005年初80建粗轧机，热处理炉1507湘钢38002005年12月建成1508淄博340020051009铁本江苏国力3500四辊3500四辊200515010河南安阳永兴3500200513011辽宁北台钢铁集团公司35002004年11月15012宁波建龙3500双机架350035002005120已经签约13福建福鼎地区龙安2800二辊2350四辊2006年底8014河北武安文峰28003300改3000 2250改2800四辊 2004年5月120首钢2-4辊二手15河北霸州新利钢铁公司25002500200465改造日期序号企业轧机规格及型式投产日期在建在建2套套

39、5米宽厚板轧机：宝钢，沙钢，年产能力米宽厚板轧机：宝钢，沙钢，年产能力290万吨。万吨。在建在建3套炉卷轧机（带有卷取炉的四辊可逆轧机）：南京、安阳和韶关，产能套炉卷轧机（带有卷取炉的四辊可逆轧机）：南京、安阳和韶关，产能310万吨。万吨。在建在建35003800轧机轧机7套（新余、湘钢、淄博、铁本、永兴、北台、宁波建龙），产能套（新余、湘钢、淄博、铁本、永兴、北台、宁波建龙），产能880万吨。万吨。在建在建25002800轧机轧机3套，能力套，能力265万吨。万吨。(1)(1)中厚板轧机的结构形式中厚板轧机的结构形式二辊可逆式轧机二辊可逆式轧机三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机四辊可逆式轧机四辊可

40、逆式轧机万能式轧机万能式轧机(2)(2)中厚板轧机的布置中厚板轧机的布置 a 单机架轧机单机架轧机 b 双机架轧机双机架轧机粗轧粗轧精轧精轧（四辊式四辊式）（四辊式四辊式）（三辊式四辊式）（三辊式四辊式）（二辊式四辊式）（二辊式四辊式）F3F4F5F6F7立辊E1C 半连续式或连续式轧机半连续式或连续式轧机F1F2(3)(3)中中厚板生产的工艺流程厚板生产的工艺流程原料原料加热加热除鳞除鳞轧制轧制冷矫冷矫 冷床冷床热矫热矫层流冷却层流冷却冷床冷床剪切剪切喷印喷印包装包装轧制轧制 中厚板的轧制过程大致可分为中厚板的轧制过程大致可分为粗轧粗轧和和精轧。精轧。（1 1）全纵轧法）全纵轧法 当板坯宽度

41、大于或等于钢板宽度时，即可不用展宽而直接纵轧成当板坯宽度大于或等于钢板宽度时，即可不用展宽而直接纵轧成成品。成品。（2 2）横轧纵轧法或综合轧制法）横轧纵轧法或综合轧制法 先进行横轧将板坯展宽至所需宽度以后再转先进行横轧将板坯展宽至所需宽度以后再转90进行纵轧完成。进行纵轧完成。（3 3）角轧纵轧法）角轧纵轧法 所谓角轧即是轧件的纵轴与轧辊轴线呈一定角度送入轧辊进行轧所谓角轧即是轧件的纵轴与轧辊轴线呈一定角度送入轧辊进行轧制的方法。制的方法。（4 4）全横轧法）全横轧法 即将板坯进行横轧直至轧成成品。即将板坯进行横轧直至轧成成品。鞍钢厚板工艺流程鞍钢厚板工艺流程鞍钢厚板轧制过程鞍钢厚板轧制过程

42、SlabMother (As-rolled) Plate Daughter Plates1. Broadsiding Passes轧至目标宽度轧至目标宽度2. Finishing Passes 轧至目标厚度轧至目标厚度Turn 90oTurn 90oww厚板轧制厚板轧制厚板矫直厚板矫直厚板冷床厚板冷床（1 1）板带材生产流程的技术进步）板带材生产流程的技术进步2.2.热轧薄板带钢生产热轧薄板带钢生产原料原料(2) (2) 常规热轧带钢生产的工艺过程：常规热轧带钢生产的工艺过程：加热加热高压水除鳞高压水除鳞高压水除鳞高压水除鳞冷却冷却卷取卷取飞剪飞剪检查包装检查包装粗轧机粗轧机精轧机精轧机连铸机

43、连铸机隧道式加热炉隧道式加热炉精轧机精轧机层流冷却层流冷却除鳞箱除鳞箱卷取机卷取机飞剪飞剪摆动剪摆动剪结结晶晶器器 CSP工艺（工艺（Compact Strip Production ） 西马克公司开发出的西马克公司开发出的CSP工艺工艺,也可称为也可称为紧凑式热带钢紧凑式热带钢生产工艺生产工艺。 1989年，第年，第一条薄板坯连铸连轧线在美国克劳弗茨维尔厂投入工业化生产。以后世界薄一条薄板坯连铸连轧线在美国克劳弗茨维尔厂投入工业化生产。以后世界薄板坯连铸连轧工艺得到迅猛发展，现今产能占宽带钢产品比例的板坯连铸连轧工艺得到迅猛发展，现今产能占宽带钢产品比例的21.4%。我。我国国珠江、邯郸、包

44、头珠江、邯郸、包头钢铁公司等都采用此种工艺。钢铁公司等都采用此种工艺。 （3 3）薄板带钢的连铸连轧技术）薄板带钢的连铸连轧技术 ISP工艺（工艺（Inline Strip Production ） ISP工艺，即在线热带生产工艺。工艺，即在线热带生产工艺。 1992年年1月在意大利的阿尔维迪月在意大利的阿尔维迪公司建成世界上第一条生产线，该类生产线是目前世界上最短的薄板坯公司建成世界上第一条生产线，该类生产线是目前世界上最短的薄板坯连铸连轧生产线。世界上已经建成连铸连轧生产线。世界上已经建成5条。条。连铸机连铸机摆动剪摆动剪粗轧机粗轧机感应加热炉感应加热炉卷取箱卷取箱精轧机精轧机层流冷却层流

45、冷却圆盘式圆盘式卷取机卷取机结结晶晶器器 FTSRQ工艺后改为工艺后改为FTSC，称之为生产高质量产品的灵活性薄板坯轧制，称之为生产高质量产品的灵活性薄板坯轧制，是由意大利达涅利公司开发出的又一种薄板坯连铸连轧工艺。是由意大利达涅利公司开发出的又一种薄板坯连铸连轧工艺。 加拿大安大略省的阿尔戈马钢铁公司建成投产了产量为加拿大安大略省的阿尔戈马钢铁公司建成投产了产量为200万万t/a的双流铸的双流铸机机FTSR生产线。世界上已经建成生产线。世界上已经建成7条。我国条。我国唐钢、本钢和通钢唐钢、本钢和通钢薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧生产线即是采用该工艺。生产线即是采用该工艺。隧道式隧道式加热炉加热

46、炉感应加感应加热炉热炉粗轧机粗轧机温度温度控制器控制器精轧机精轧机层流冷却层流冷却除鳞箱除鳞箱除鳞箱除鳞箱卷取机卷取机飞剪飞剪摆动剪摆动剪结结晶晶器器连铸机连铸机FTSRQ工艺工艺（Flexible Thin Slab Rolling for Quality）第一代第一代 ASP(ASP(鞍钢鞍钢1700) 1700) 工艺流程图工艺流程图连铸机连铸机步进式步进式加热炉加热炉除鳞除鳞R1保温罩保温罩R2热卷箱热卷箱飞剪飞剪精轧机精轧机层流冷却层流冷却结结晶晶器器卷取机卷取机LF炉炉转炉转炉连铸机连铸机 步进式步进式加热炉加热炉除鳞除鳞粗轧机粗轧机保温罩保温罩除鳞除鳞精轧机精轧机层流层流冷却冷却

47、结结晶晶器器中包中包转炉转炉 LF炉炉RH炉炉卷取机卷取机第二代第二代 ASP(ASP(鞍钢鞍钢2150)2150)工艺流程图工艺流程图本钢薄板坯本钢薄板坯17001700生产线粗轧机生产线粗轧机鞍钢鞍钢1780mm1780mm热轧带钢生产线热轧带钢生产线1）年生产能力：）年生产能力：350（420）万）万t 原料：来源于二炼钢板坯铸机，一炼钢大板坯铸机 厚度：230m，宽度：9501650mm，长度：911m， 重量：Max.30.6t。2）产品：）产品：主要是低碳、碳素结构钢、低合金钢、管线钢等 厚度：1.219mm，宽度：8001630mm，卷重：Max30t 单位卷重：Max23kg/

48、mm，成材率：97.5%。3）主要设备组成）主要设备组成 （1）3座步进式加热炉；（2）1台定宽压力机；（3）2架粗轧机 （4）1套中间坯保温罩；（5）1台切头飞剪；（6）7机架精轧机组 （7）1套层流冷却装置；（8）3台卷取机；（9）1套钢卷运输系统 （10）2条分卷平整机组；（11）1条横切机组3.3.冷轧板带钢生产冷轧板带钢生产1 1）冷轧的含义）冷轧的含义 金属学说法：加工温度低于该钢种在特定变形条件下的再结晶温金属学说法：加工温度低于该钢种在特定变形条件下的再结晶温度的压力加工称为度的压力加工称为“冷加工冷加工”； 工业上的习惯：坯料事先不经过再加热的常温轧制过程。工业上的习惯：坯料

49、事先不经过再加热的常温轧制过程。2 2）冷轧的工艺特点）冷轧的工艺特点 （1）冷轧中的加工硬化；）冷轧中的加工硬化； （2）冷轧中的工艺冷却和润滑；）冷轧中的工艺冷却和润滑； （3）冷轧中的张力轧制。）冷轧中的张力轧制。3）冷轧机的基本形式冷轧机的基本形式 (1) (1) 冷轧机按轧辊辊系结构分为冷轧机按轧辊辊系结构分为二辊式二辊式、四辊式四辊式和和多辊式多辊式冷轧机冷轧机 a-二辊；二辊； b-四辊；四辊； c-六辊；六辊； d-十二辊；十二辊； e-二十辊二十辊(2)(2)按机架布置形式分有按机架布置形式分有单机架可逆式单机架可逆式和和多机架串列式多机架串列式冷轧机冷轧机 a-四辊可逆式；

50、四辊可逆式； b-二十辊可逆式；二十辊可逆式； c-偏八辊可逆式；偏八辊可逆式； d-五机架串列式五机架串列式(3)(3)为适应特殊品种和高质量冷轧带钢生产又有为适应特殊品种和高质量冷轧带钢生产又有特殊形式特殊形式的冷轧机的冷轧机 a-Y形机架；形机架；b-摆动机架；摆动机架；c-CBS机架；机架；d-泰勒机架；泰勒机架；e-异步轧机异步轧机(4) (4) 冷连轧机冷连轧机 a-常规冷连轧机；常规冷连轧机； b-改进的冷连轧机；改进的冷连轧机； c-全连续式冷轧机全连续式冷轧机(5) (5) 全连续式冷轧机全连续式冷轧机 a-单一全连续冷轧机；单一全连续冷轧机；b-酸洗酸洗-冷轧联合机组；冷轧

51、联合机组；c-酸洗酸洗-冷轧冷轧-连续退火联合生产线连续退火联合生产线4）冷轧的工艺流程）冷轧的工艺流程原料原料酸洗酸洗轧制轧制退火退火平整平整镀锌镀锌彩涂彩涂1开卷机焊接机活套1冷连轧机组卷取机2开卷机飞剪活套2酸洗机组冷轧冷轧CDCM工艺流程图工艺流程图单机可逆轧制单机可逆轧制六六. 钢管生产钢管生产1.1.钢管的生产方法钢管的生产方法2.2.自动轧管机组工艺自动轧管机组工艺3.3.冷轧无缝钢管生产简介冷轧无缝钢管生产简介4.4.焊接钢管生产焊接钢管生产1.1.钢管的生产方法钢管的生产方法1 1）热加工无缝钢管的生产方法）热加工无缝钢管的生产方法（1 1）热轧法）热轧法 如在如在自动轧管机

52、组自动轧管机组、周期式轧管机组、连轧管机组、三辊轧管机组、减、周期式轧管机组、连轧管机组、三辊轧管机组、减径或扩径机组上生产无缝钢管等。径或扩径机组上生产无缝钢管等。（2 2）热挤压法）热挤压法 热挤压法主要用于生产低塑性的高合金钢管、有色金属及难变形的稀热挤压法主要用于生产低塑性的高合金钢管、有色金属及难变形的稀有金属管材和一些特殊用途的异形断面管材。有金属管材和一些特殊用途的异形断面管材。2 2）冷加工无缝钢管的生产方法）冷加工无缝钢管的生产方法 用冷加工方法生产无缝钢管主要有冷轧、冷拔和冷旋压法。用冷加工方法生产无缝钢管主要有冷轧、冷拔和冷旋压法。3 3）焊管生产方法）焊管生产方法 焊管

53、生产的实质是：将管坯（钢板或带钢）用不同成型方法弯曲成所焊管生产的实质是：将管坯（钢板或带钢）用不同成型方法弯曲成所需要的钢管形状，然后用不同的焊接方法将其焊接成钢管。需要的钢管形状，然后用不同的焊接方法将其焊接成钢管。2.2.自动轧管机组工艺自动轧管机组工艺 按机组所生产的产品规格范围，自动轧管机组可分为以下按机组所生产的产品规格范围，自动轧管机组可分为以下三类：三类：小型机组小型机组 生产钢管外径为生产钢管外径为3838150mm150mm，壁厚为，壁厚为2.52.53.0mm3.0mm。中型机组中型机组 生产钢管外径为生产钢管外径为4040250mm250mm，最小壁厚为，最小壁厚为3.

54、53.54mm4mm。大型机组大型机组 生产钢管外径为生产钢管外径为250250529mm529mm，最小壁厚为，最小壁厚为4.54.55mm5mm。 自动轧管机组是目前我国热轧无缝钢管的主要生产方法自动轧管机组是目前我国热轧无缝钢管的主要生产方法之一，它具有设备简单、产品范围广、质量好和生产率高等之一，它具有设备简单、产品范围广、质量好和生产率高等优点。优点。其生产工艺流程为其生产工艺流程为管坯管坯剪断剪断冷定心冷定心加热加热穿孔穿孔轧管轧管 热定心热定心均整均整定径定径冷却冷却矫直矫直切管切管再加热再加热减径减径检查检查入库入库加热加热（1 1）管坯准备）管坯准备 管坯直径为管坯直径为70

55、70120mm120mm。表面检查清理后在。表面检查清理后在1000t1000t剪断机上切成工艺要求剪断机上切成工艺要求的定尺长度（的定尺长度（8008001200mm1200mm）。）。（2 2）管坯定心）管坯定心 定心指在管坯前端端面中心钻或冲一个小孔穴。其目的在于避免穿孔时定心指在管坯前端端面中心钻或冲一个小孔穴。其目的在于避免穿孔时毛管壁厚不均。毛管壁厚不均。（3 3）管坯加热）管坯加热 必须严格保证加热温度和加热均匀。必须严格保证加热温度和加热均匀。（4 4）管坯穿孔）管坯穿孔 穿孔的作用是将管坯穿成空心毛管。穿孔机种类很多，其中辊式穿孔机穿孔的作用是将管坯穿成空心毛管。穿孔机种类很

56、多，其中辊式穿孔机使用最广。轧辊为双锥形，两轧辊旋转方向相同，穿孔时管坯做螺旋运动在使用最广。轧辊为双锥形，两轧辊旋转方向相同，穿孔时管坯做螺旋运动在顶头与轧辊的碾轧下穿成毛管。顶头与轧辊的碾轧下穿成毛管。（5 5）毛管轧制）毛管轧制 穿孔后的毛管送到自动轧管机上进行轧制。其目的是使毛管减壁延伸，穿孔后的毛管送到自动轧管机上进行轧制。其目的是使毛管减壁延伸，使壁厚接近或等于成品尺寸。使壁厚接近或等于成品尺寸。 自动轧管机由主机、前台和后台组成。主机是二辊不可逆的纵轧机，自动轧管机由主机、前台和后台组成。主机是二辊不可逆的纵轧机，其特点是工作辊后设一对高速回送辊。工作辊的作用是轧管，回送辊的作用

57、其特点是工作辊后设一对高速回送辊。工作辊的作用是轧管，回送辊的作用是将毛管由后台送至前台。前台的作用是将毛管对正孔型并翻转是将毛管由后台送至前台。前台的作用是将毛管对正孔型并翻转9090。后台。后台的作用是安装和支撑顶杆。的作用是安装和支撑顶杆。（6 6）钢管的均整）钢管的均整 均整的目的是消除壁厚不均和管子椭圆度。均整机结构及工作过程与均整的目的是消除壁厚不均和管子椭圆度。均整机结构及工作过程与穿孔机相似，但变形量很小。穿孔机相似，但变形量很小。（7 7）钢管的定径）钢管的定径 定径的目的是为获得直径准确、外形圆正的平直钢管。因此，需要用定径的目的是为获得直径准确、外形圆正的平直钢管。因此，需要用无芯棒连轧方法对其外圆进行加工借以达到成品要求。无芯棒连轧方法对其外圆进行加工借以达到成品要求。（8 8）钢管的减径）