第二篇型棒材生产-9章

1、第三篇第三篇 轧制理论与工艺轧制理论与工艺 新钢精神 - 创新 奉献 超越9 9 大、中型型材及复杂断面型材生产大、中型型材及复杂断面型材生产 9.1 初轧开坯9.1.1 初轧开坯生产的历史初轧开坯生产的历史（1）20世纪世纪80年代已近淘汰；年代已近淘汰；（2）现已基本淘汰；）现已基本淘汰；9.1.2 我国初轧及开坯轧机发展方向我国初轧及开坯轧机发展方向（1）1000mm1000mm以上初轧机采用连铸初轧联合开坯工艺；以上初轧机采用连铸初轧联合开坯工艺；（2）特钢钢）特钢钢厂内的部分初轧机及开坯机可考虑继续保留并不断完善，以保证部分特厂内的部分初轧机及开坯机可考虑继续保留并不断完善，以保证部

2、分特殊钢种轧制压缩比的要求，适应特殊钢连铸坯规格大、需要再开坯的要求，保证殊钢种轧制压缩比的要求，适应特殊钢连铸坯规格大、需要再开坯的要求，保证特殊钢产品的生产需要。特殊钢产品的生产需要。（3 3）闲置的开坯机改造：）闲置的开坯机改造：改造为棒材轧机；改造为棒材轧机；改造为中厚板轧机；改造为中厚板轧机；改造为改造为H H型钢轧机型钢轧机9.2 典型产品生产H型钢和工字钢型钢和工字钢钢轨钢轨9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢和工字钢型钢和工字钢H型钢是断面形状类似大写拉丁字母型钢是断面形状类似大写拉丁字母H的一种经济断面型材，又被称为的一种经济断面型材，又被称为万能钢梁、宽边（缘）工字钢

3、或平行边（翼缘）工字钢。万能钢梁、宽边（缘）工字钢或平行边（翼缘）工字钢。H型钢的横断面通常分成为腰部和边部两部分，有时也称腹板和翼缘。型钢的横断面通常分成为腰部和边部两部分，有时也称腹板和翼缘。（1）外形）外形特征特征边部内侧与外侧平行或接近平行，边的端部呈直角平行边工字钢；边部内侧与外侧平行或接近平行，边的端部呈直角平行边工字钢；与腰部高度相同的普通工字钢相比，与腰部高度相同的普通工字钢相比，H H型钢腰部厚度小，边部宽度大宽边工字型钢腰部厚度小，边部宽度大宽边工字钢；钢；腰薄、边宽、翼缘平行、边端呈直角腰薄、边宽、翼缘平行、边端呈直角，（2 2）力学承载特点）力学承载特点断面高度和边宽之

4、比较小，断面形状和尺寸合理，与等高度、相同重量的工字断面高度和边宽之比较小，断面形状和尺寸合理，与等高度、相同重量的工字钢相比，其惯性矩及力学性能要优越得多钢相比，其惯性矩及力学性能要优越得多BackBack9.2 典型产品生产H型钢9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢和工字钢型钢和工字钢（2 2）力学承载及使用特性）力学承载及使用特性断面高度和边宽之比较小，断面形状和尺寸合理，与等高度、相同重量的工字断面高度和边宽之比较小，断面形状和尺寸合理，与等高度、相同重量的工字钢相比，其惯性矩及力学性能要优越得多；钢相比，其惯性矩及力学性能要优越得多；不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示

5、出它的优越性能，可较普通不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能，可较普通工字钢工字钢大大提高承载能力，因此，采用型钢在建筑上可使构件质量减轻大大提高承载能力，因此，采用型钢在建筑上可使构件质量减轻30%60%，用在桥梁上可减轻质量，用在桥梁上可减轻质量15%20%，一般结构可减轻，一般结构可减轻10%25%；由于其边部内侧与外侧平行，边端呈直角，便于拼装组合成各种构件，即美观由于其边部内侧与外侧平行，边端呈直角，便于拼装组合成各种构件，即美观又大方，还可节约焊接和铆接工作量达又大方，还可节约焊接和铆接工作量达25%左右，大大加快工程的建设速度，左右，大大加快工程的建设速度，

6、缩短工期。缩短工期。9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢和工字钢型钢和工字钢（3 3）用途）用途各种民用和工业建筑结构；各种民用和工业建筑结构；各种大跨度的工业厂房和现代化高层建筑；各种大跨度的工业厂房和现代化高层建筑；要求承载能力大、截面稳定性好、跨度大的大型桥梁；要求承载能力大、截面稳定性好、跨度大的大型桥梁；重型设备；重型设备；高速公路；高速公路；舰船骨架；矿山支护；舰船骨架；矿山支护；地基处理和堤坝工程；地基处理和堤坝工程；各种机械零件。各种机械零件。9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢型钢（4 4）产量）产量目前，在发达国家，大型型钢大部分被目前，在发达国家，大型型钢大部

7、分被H H型钢所代替，特别是主要产钢国型钢所代替，特别是主要产钢国家的家的H H型钢产量占钢材总量的型钢产量占钢材总量的4 48 8; ; 日本是世界上日本是世界上H H型钢产量最高的国家，型钢产量最高的国家，H H型钢占型钢产量的型钢占型钢产量的5050左右，而左右，而普通工字钢产量占型钢产量的普通工字钢产量占型钢产量的2.3%2.3%。我国仅约占我国仅约占0.4%;0.4%;莱钢、马钢、包钢、攀钢、鞍钢等莱钢、马钢、包钢、攀钢、鞍钢等9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢型钢生产国家：超过生产国家：超过2020个个; ;轧机数量：超过轧机数量：超过110110万套；万套；年产能：超过年

8、产能：超过20002000万吨；万吨； （5 5）国内需求：）国内需求：年需年需500500万吨以上；万吨以上；（6 6）新工艺技术发展）新工艺技术发展H H型钢连轧技术型钢连轧技术近终形连铸坯轧制近终形连铸坯轧制H H型钢技术型钢技术自由尺寸自由尺寸H H型钢型钢(Size Free HBeam(Size Free HBeam；控制轧制和在线热处理技术控制轧制和在线热处理技术9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢型钢（4 4）产量）产量生产国家：超过生产国家：超过2020个个; ;轧机数量：超过轧机数量：超过110110万套；万套；年产能：超过年产能：超过20002000万吨；万吨； （

9、5 5）国内需求：）国内需求：年需年需500500万吨以上；万吨以上；（6 6）新工艺技术发展）新工艺技术发展H H型钢连轧技术型钢连轧技术近终形连铸坯轧制近终形连铸坯轧制H H型钢技术型钢技术自由尺寸自由尺寸H H型钢型钢(Size Free HBeam(Size Free HBeam；控制轧制和在线热处理技术控制轧制和在线热处理技术9.2 典型产品生产9.2.1.1 H型钢发展趋势型钢发展趋势发展薄翼缘、薄腹板发展薄翼缘、薄腹板H H型钢；型钢；开发带有控轧控冷工艺技术的开发带有控轧控冷工艺技术的H H型钢生产方法一钢多能、柔性轧制；型钢生产方法一钢多能、柔性轧制；生产过程实现连续、自动化

10、、张力控制；生产过程实现连续、自动化、张力控制；实现连铸连轧；实现连铸连轧；一种坯料轧制多种规格；一种坯料轧制多种规格；快速换辊，提高轧制节奏；快速换辊，提高轧制节奏；提高铸坯单重，提高轧制效率提高铸坯单重，提高轧制效率采用变辊距矫直机，提高矫直能力，减少矫直盲点；采用变辊距矫直机，提高矫直能力，减少矫直盲点；9.2 典型产品生产9.2.1.2 H型钢分类型钢分类（1 1）按产品边宽分类可分为：）按产品边宽分类可分为：宽边、中边和窄边宽边、中边和窄边H型钢型钢宽边：边宽宽边：边宽b 腰高腰高h；中边：边宽中边：边宽b 1 1/2腰高腰高h;窄边：窄边：边宽边宽b 1 1/2腰高腰高h;（2 2

11、）按用途分类：）按用途分类：H H型钢梁、型钢梁、H H型钢柱、型钢柱、H H型钢桩、厚边型钢桩、厚边H H型钢梁型钢梁宽边宽边H H型钢作为柱材（其高度与腿宽之比为型钢作为柱材（其高度与腿宽之比为1:11:1）柱型）柱型H H型钢；型钢；一般以窄边一般以窄边H H型钢作为梁材（其高度与腿宽之比为型钢作为梁材（其高度与腿宽之比为2:12:13:13:1）梁型）梁型H H型钢型钢（3 3）按生产方式分类：）按生产方式分类：焊接焊接H H型钢型钢、轧制轧制H H型钢；型钢；（4 4）按尺寸规格分类：）按尺寸规格分类：大号大号H H型钢：腰高在型钢：腰高在700mm700mm以上；以上；中号中号H

12、H型钢：腰高在型钢：腰高在300300700mm700mm；小号小号H H型钢：腰高小于型钢：腰高小于300mm300mm9.2 典型产品生产9.2.1.3 H型钢生产方法型钢生产方法 焊接焊接H H型钢：它是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组型钢：它是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组上将边部和腰部焊接在一起。上将边部和腰部焊接在一起。 优点：可以生产各种难以轧制的优点：可以生产各种难以轧制的H H型钢断面，生产操作灵活，适合小批量、型钢断面，生产操作灵活，适合小批量、多品种的市场需求。多品种的市场需求。缺点：焊接缺点：焊接H H型钢有金属消耗大，生产的经济效益低

13、，不易保证产品性能型钢有金属消耗大，生产的经济效益低，不易保证产品性能均匀等均匀等9.2 典型产品生产9.2.1.3 H型钢生产方法型钢生产方法 轧制轧制H H型钢：需要在万能孔型中轧制，型钢：需要在万能孔型中轧制，H H型钢的腰部在上下水平辊之间进行轧型钢的腰部在上下水平辊之间进行轧制，边部则在水平辊侧面和立辊之间使其同时轧制成形。制，边部则在水平辊侧面和立辊之间使其同时轧制成形。 万能轧机机架后设置轧边端机，俗称轧边机，以便加工边端并控制变宽。万能轧机机架后设置轧边端机，俗称轧边机，以便加工边端并控制变宽。用万能轧机轧制H型钢（a)万能轧边端可逆连轧；(b)万能粗轧孔；(c) 轧边机；(d

14、)万能精轧机1水平辊；2轧边辊；3立辊；4水平辊万能万能轧机轧机轧边机轧边机9.2 典型产品生产H型钢在万能轧机中的状态型钢在万能轧机中的状态9.2 典型产品生产9.2.1.3 H型钢生产方法型钢生产方法 轧制轧制H H型钢：实际生产方法型钢：实际生产方法将万能轧机和边端机组成一组可逆连轧机，使轧件往复轧制若干次；将万能轧机和边端机组成一组可逆连轧机，使轧件往复轧制若干次；或者是将几架万能轧机和或者是将几架万能轧机和1 12 2架轧边端机组成一组连轧机组，每道次施加相架轧边端机组成一组连轧机组，每道次施加相应的压下量，将坯料轧成所需规格形状和尺寸的产品。应的压下量，将坯料轧成所需规格形状和尺寸

15、的产品。在轧件边部，由于水平辊侧面与轧件之间有滑动，故轧辊磨损比较大。为了在轧件边部，由于水平辊侧面与轧件之间有滑动，故轧辊磨损比较大。为了保证轧辊重车后的轧辊能恢复原来的形状，除万能成品孔型外，上下水平辊保证轧辊重车后的轧辊能恢复原来的形状，除万能成品孔型外，上下水平辊的侧面及其相应的立辊表面都有的侧面及其相应的立辊表面都有3 31010的倾角，即万能粗轧机和中轧机的倾角，即万能粗轧机和中轧机的立辊是双圆锥形。成品万能孔型，又叫万能精轧孔，其水平辊侧面与水平的立辊是双圆锥形。成品万能孔型，又叫万能精轧孔，其水平辊侧面与水平辊轴线垂直或有很小的倾角，一般在辊轴线垂直或有很小的倾角，一般在0 0

16、 0.30.3，立辊呈圆柱状。，立辊呈圆柱状。适当改变万能孔型中的水平辊和立辊压下量，便能获得不同规格的适当改变万能孔型中的水平辊和立辊压下量，便能获得不同规格的H H型钢。型钢。9.2 典型产品生产9.2.1.4 H型钢生产概况型钢生产概况18831883年，西蒙申请轧制年，西蒙申请轧制H H型钢轧机专利；型钢轧机专利；19021902年德国年德国: :第一台带旋转立辊和单独设置轧边端机的第一台带旋转立辊和单独设置轧边端机的H H型钢轧机；型钢轧机；万能轧机发展阶段：万能轧机发展阶段： 第一阶段：第一阶段：19501950年前：发展缓慢，仅约年前：发展缓慢，仅约7 7套套H H型钢轧机；型钢

17、轧机； 第二阶段：第二阶段：1950195019701970年：建成约年：建成约6060套套H H型钢轧机；型钢轧机； 第三阶段：第三阶段：19701970年以后计算机技术应用连续化、自动化、连铸坯材料以年以后计算机技术应用连续化、自动化、连铸坯材料以及扩大品种方向发展。及扩大品种方向发展。日本产量最大，日本产量最大，国内：国内：2020世纪世纪7070年代起步年代起步 起始：焊接起始：焊接H H型钢；轧制：型钢；轧制：19911991年马鞍山钢铁公司年马鞍山钢铁公司9.2 H型钢生产发展历程莱钢莱钢H型钢轧线型钢轧线马钢马钢100万吨万吨H型钢轧线型钢轧线9.2 典型产品生产9.2.1.5

18、H型钢生产工艺流程型钢生产工艺流程连铸坯初轧坯连铸坯初轧坯加热加热除鳞除鳞开坯开坯锯切锯切万能粗轧机组万能粗轧机组万能精轧机组万能精轧机组锯切锯切冷却冷却辊矫辊矫检查检查卧矫卧矫打印打印包装包装堆垛堆垛p 小规格小规格H型钢多选用放坯；大规格型钢多选用放坯；大规格H型钢多选用异型坯型钢多选用异型坯9.2 典型产品生产9.2.1.5 H型钢的生产工艺过程工序型钢的生产工艺过程工序加热：加热：12001250出炉；加热决定出炉；加热决定H型钢生产和质量；型钢生产和质量； H型钢：腰薄边厚，终轧后腰部与边部温差约型钢：腰薄边厚，终轧后腰部与边部温差约150 ，故要求加热温差小，故要求加热温差小，要求

19、要求30 30 ；除鳞：除鳞：180MPa高压水除鳞高压水除鳞开坯机：连辊可逆式轧机，需轧制开坯机：连辊可逆式轧机，需轧制713道次；道次；热锯：去除头尾形状不规则部分热锯：去除头尾形状不规则部分万能粗轧机：轧制数道次；万能粗轧机：轧制数道次；万能精轧机：一道次成形万能精轧机：一道次成形冷床放置：立冷冷床放置：立冷H型钢加热型钢加热H型钢粗轧型钢粗轧H型钢精轧型钢精轧H型钢冷却型钢冷却运输线上运输线上锯切锯切冷床冷床9.2 典型产品生产9.2.1.6 H型钢孔型设计型钢孔型设计H H型钢轧制方法型钢轧制方法（1 1）一类是在二辊式轧机上轧出异型坯后在四辊万能轧机上精轧；）一类是在二辊式轧机上轧

20、出异型坯后在四辊万能轧机上精轧；（2 2）一类是采用连铸坯，在二辊开坯机和四辊万能轧机上精轧；）一类是采用连铸坯，在二辊开坯机和四辊万能轧机上精轧；孔型设计：孔型设计：（1 1）二辊式轧机开坯时的孔型设计与工字钢孔型设计相同；）二辊式轧机开坯时的孔型设计与工字钢孔型设计相同；（2 2）重点：万能轧机孔型设计，包括辊型设计和压下规程设计：）重点：万能轧机孔型设计，包括辊型设计和压下规程设计：水平辊直径与立辊直径的选择：水平辊直径与立辊直径的选择：H H型钢边宽型钢边宽b b越大，水平辊越大；立辊直径取决于轧辊越大，水平辊越大；立辊直径取决于轧辊强度；强度；水平辊与立辊辊身长度设计：水平辊辊身取决

21、于所轧产品腰高，立辊辊身取决于产品水平辊与立辊辊身长度设计：水平辊辊身取决于所轧产品腰高，立辊辊身取决于产品变宽。变宽。水平辊侧面锥度和立辊辊面锥度确定：锥度抑制，成品孔型约约水平辊侧面锥度和立辊辊面锥度确定：锥度抑制，成品孔型约约0 015,15,成品前的万成品前的万能孔型约能孔型约4 40 08 80 09.2 典型产品生产9.2.1.6 H型钢孔型设计型钢孔型设计H H型钢轧制方法型钢轧制方法（1 1）一类是在二辊式轧机上轧出异型坯后在四辊万能轧机上精轧；）一类是在二辊式轧机上轧出异型坯后在四辊万能轧机上精轧；（2 2）一类是采用连铸坯，在二辊开坯机和四辊万能轧机上精轧；）一类是采用连铸

22、坯，在二辊开坯机和四辊万能轧机上精轧；压下规程设计：压下规程设计： 原则：各道次轧件腰部和边部的延伸相等或接近相等。原则：各道次轧件腰部和边部的延伸相等或接近相等。若腰部的延伸系数比边部的延伸系数大得多，则腰部将会出波浪；若腰部的延伸系数比边部的延伸系数大得多，则腰部将会出波浪；边部的延伸系数比腰部的延伸系数大得多，则边部将出波浪或导致腰裂；边部的延伸系数比腰部的延伸系数大得多，则边部将出波浪或导致腰裂；腰部的延伸系数与边部延伸系数相差很大时，可能使边部和腰部分开，完全不能轧制腰部的延伸系数与边部延伸系数相差很大时，可能使边部和腰部分开，完全不能轧制在万能孔型中为保证在万能孔型中为保证H H型

23、钢正常轧制，必须使腰部和边部横断面积的相对变化相同或型钢正常轧制，必须使腰部和边部横断面积的相对变化相同或接近相同接近相同“对称轧制原则对称轧制原则”：使轧件的断面对称轴和轧辊孔型的对称轴一致。：使轧件的断面对称轴和轧辊孔型的对称轴一致。9.2 典型产品生产9.2.2 钢轨钢轨（1）钢轨横断面由轨头、轨腰、轨底组成；）钢轨横断面由轨头、轨腰、轨底组成；（2）规格表示：以每米长度的重量来表示）规格表示：以每米长度的重量来表示（578kg/m；）常用规格：；）常用规格：9、12、15、22、30、38、43、50、60、75kg/m;（3）分类：轻轨、重轨、吊车轨等）分类：轻轨、重轨、吊车轨等轻轨

24、：轻轨：30kg/m钢轨，短途、轻载、低钢轨，短途、轻载、低速专线速专线;重轨重轨: 30kg/m以上，长途、重载、高速以上，长途、重载、高速（4）发展：百米重轨）发展：百米重轨（5）使用缺陷：断裂、踏面磨损（踏面：车）使用缺陷：断裂、踏面磨损（踏面：车轮与钢轨的接触部分轮与钢轨的接触部分 ）踏面剥离、压溃）踏面剥离、压溃等等（5）强韧化途径：合金化、热处理化）强韧化途径：合金化、热处理化38kg/m钢轨断面图钢轨断面图9.2 典型产品生产9.2.2 钢轨钢轨 重轨生产工艺流程举例重轨生产工艺流程举例9.2 典型产品生产-典型重轨车间布置9.2 典型产品生产-典型重轨车间布置(攀钢)9.2 典

25、型产品生产9.2.2.1 重轨的轧制方法重轨的轧制方法两辊轧制法（采用箱形帽形轨形孔型系统）两辊轧制法（采用箱形帽形轨形孔型系统）直轧法直轧法斜轧法斜轧法万能孔型法（采用万能轧机轧制）上下对称轧制。轧件尺寸精确，轧件内部万能孔型法（采用万能轧机轧制）上下对称轧制。轧件尺寸精确，轧件内部残余应力小，轨底加工好，轧机调整灵活）残余应力小，轨底加工好，轧机调整灵活） 轧制钢轨的孔型系统轧制钢轨的孔型系统9.2 典型产品生产9.2.2.2 重轨的冷却重轨的冷却（1）重轨轧后冷却方式：）重轨轧后冷却方式：自然冷却：采用无氢冶炼方法时（转炉冶炼钢和真空脱气法），重轨轧后可直自然冷却：采用无氢冶炼方法时（转

26、炉冶炼钢和真空脱气法），重轨轧后可直接放置冷床上冷却；接放置冷床上冷却； 放置方法：侧卧，使相邻重轨头、底相接，冷却至放置方法：侧卧，使相邻重轨头、底相接，冷却至200以下时，方可吊下冷以下时，方可吊下冷床进行矫直。矫直温度要求低于床进行矫直。矫直温度要求低于100.100.缓冷：其他情况下，为去除钢轨中的氢，防止冷却过程氢析出而造成的白点缺缓冷：其他情况下，为去除钢轨中的氢，防止冷却过程氢析出而造成的白点缺陷，将重轨放在缓冷坑中冷却，或在保温炉中进行保温，以使氢从重轨中缓慢陷，将重轨放在缓冷坑中冷却，或在保温炉中进行保温，以使氢从重轨中缓慢析出。析出。 方法一：在冷床上冷至磁性转变点温度以下

27、，侧卧翻正，吊至缓冷坑；重轨入坑温度为方法一：在冷床上冷至磁性转变点温度以下，侧卧翻正，吊至缓冷坑；重轨入坑温度为550600 ，随坑封闭缓冷时间，随坑封闭缓冷时间5 56 6小时，温度降至小时，温度降至300300后开盖坑内再后开盖坑内再冷冷1.5h，以，以减少温度应力，冷至减少温度应力，冷至100以下温度矫直；以下温度矫直； 方法二：等温炉保温：冷至方法二：等温炉保温：冷至550600 后入炉保温后入炉保温2 23h,3h,再随炉冷却至再随炉冷却至200200后出炉。后出炉。9.2 典型产品生产9.2.2.3 重轨轨端及轨头全长淬火重轨轨端及轨头全长淬火技术需求：技术需求：自然冷却：采用无

28、氢冶炼方法时（转炉冶炼钢和真空脱气法），重轨轧后可直自然冷却：采用无氢冶炼方法时（转炉冶炼钢和真空脱气法），重轨轧后可直接放置冷床上冷却；接放置冷床上冷却； 放置方法：侧卧，使相邻重轨头、底相接，冷却至放置方法：侧卧，使相邻重轨头、底相接，冷却至200以下时，方可吊下冷以下时，方可吊下冷床进行矫直。矫直温度要求低于床进行矫直。矫直温度要求低于100.100.缓冷：其他情况下，为去除钢轨中的氢，防止冷却过程氢析出而造成的白点缺缓冷：其他情况下，为去除钢轨中的氢，防止冷却过程氢析出而造成的白点缺陷，将重轨放在缓冷坑中冷却，或在保温炉中进行保温，以使氢从重轨中缓慢陷，将重轨放在缓冷坑中冷却，或在保温

29、炉中进行保温，以使氢从重轨中缓慢析出。析出。 方法一：在冷床上冷至磁性转变点温度以下，侧卧翻正，吊至缓冷坑；重轨入坑温度为方法一：在冷床上冷至磁性转变点温度以下，侧卧翻正，吊至缓冷坑；重轨入坑温度为550600 ，随坑封闭缓冷时间，随坑封闭缓冷时间5 56 6小时，温度降至小时，温度降至300300后开盖坑内再后开盖坑内再冷冷1.5h，以，以减少温度应力，冷至减少温度应力，冷至100以下温度矫直；以下温度矫直； 方法二：等温炉保温：冷至方法二：等温炉保温：冷至550600 后入炉保温后入炉保温2 23h,3h,再随炉冷却至再随炉冷却至200200后出炉。后出炉。9.2 典型产品生产9.2.2.

30、3 重轨轨端及轨头全长淬火重轨轨端及轨头全长淬火9.2 典型产品生产9.2.2.3 重轨轨端及轨头全长淬火重轨轨端及轨头全长淬火轨端淬火：轨端淬火：必要性：火车车轮两根重轨接头处产生较大的振动和冲击，因此要求必要性：火车车轮两根重轨接头处产生较大的振动和冲击，因此要求重轨端部有足够的强度、韧性和耐磨性，避免轨端过早报废而影响整重轨端部有足够的强度、韧性和耐磨性，避免轨端过早报废而影响整根重轨寿命；根重轨寿命；工艺：将重轨两端工艺：将重轨两端80100mm长的一段放在长的一段放在2500Hz的感应加热的感应加热器内快速加热至器内快速加热至880920，然后喷水冷却至然后喷水冷却至450480，再

31、利用，再利用自身余热回火，从而得到索氏体组织，使重轨端部得到所要求的性能。自身余热回火，从而得到索氏体组织，使重轨端部得到所要求的性能。 弊端：对轨端局部淬火，难以满足弯道、隧道等特殊地段对轨头全长弊端：对轨端局部淬火，难以满足弯道、隧道等特殊地段对轨头全长的性能要求，且加上干线铁路上的钢轨已由短轨焊接为长轨，故轨端的性能要求，且加上干线铁路上的钢轨已由短轨焊接为长轨，故轨端淬火逐渐为轨头全长淬火所替代淬火逐渐为轨头全长淬火所替代； 9.2 典型产品生产9.2.2.3 重轨轨端及轨头全长淬火重轨轨端及轨头全长淬火钢轨全长淬火：钢轨全长淬火：目的：提高整根重轨头部的强度、韧性和耐磨性，以适应高速

32、重载列目的：提高整根重轨头部的强度、韧性和耐磨性，以适应高速重载列车运行线路和弯道、隧道等特殊地段的要求。车运行线路和弯道、隧道等特殊地段的要求。 轨头全长淬火的重轨与未经处理的重轨相比，可提高使用寿命两倍以轨头全长淬火的重轨与未经处理的重轨相比，可提高使用寿命两倍以上。上。淬火工艺：淬火工艺：（1）轧后余热淬火；（）轧后余热淬火；（2）重新加热淬火；淬火后自身余）重新加热淬火；淬火后自身余热回火；。热回火；。热源：电感应加热和火焰加热两种；热源：电感应加热和火焰加热两种；淬火介质：水、汽水混合物、油；淬火介质：水、汽水混合物、油；淬火要求：重轨头部踏面下为索氏体组织，并呈帽形分布，有一定的淬

33、火要求：重轨头部踏面下为索氏体组织，并呈帽形分布，有一定的淬透深度，各部冷却均匀，残余应力小，处理后重轨的弯曲度小，便淬透深度，各部冷却均匀，残余应力小，处理后重轨的弯曲度小，便于矫直。于矫直。9.2 典型产品生产9.2.2.3 重轨轨端及轨头全长淬火重轨轨端及轨头全长淬火钢轨全长淬火工艺：钢轨全长淬火工艺：余热淬火：利用终轧后的温度对重轨进行淬火，该工艺生产率高，成余热淬火：利用终轧后的温度对重轨进行淬火，该工艺生产率高，成本低并且占地面积小。本低并且占地面积小。 工艺要求：要求生产节奏稳定，并能够根据来料的温度波动自动调节工艺要求：要求生产节奏稳定，并能够根据来料的温度波动自动调节淬火时间

34、和用水量，以保证得到稳定的组织和性能。淬火时间和用水量，以保证得到稳定的组织和性能。重新加热淬火：单独的淬火生产线，生产组织灵活，投资占地面积大重新加热淬火：单独的淬火生产线，生产组织灵活，投资占地面积大等问题。等问题。 淬火后需重新矫直。淬火后需重新矫直。矫直：辊式矫直机；最先进的矫直方法：带有水平辊和立辊的联合矫矫直：辊式矫直机；最先进的矫直方法：带有水平辊和立辊的联合矫直机组，可同时矫直立弯和旁弯。直机组，可同时矫直立弯和旁弯。9.2 典型产品生产9.2.2.4 重轨的轨端加工重轨的轨端加工 钢轨的轨端加工包括铣头、钻眼等工序以及轨端高频感应淬火钢轨的轨端加工包括铣头、钻眼等工序以及轨端

35、高频感应淬火等构成专用加工线。等构成专用加工线。9.2 典型产品生产9.2.3 经济断面型材和深加工型材经济断面型材和深加工型材 经济断面型材定义：经济断面型材定义：指断面类似普通断面的型材，但断面各部分金属分布更为合理指断面类似普通断面的型材，但断面各部分金属分布更为合理或减少钢材的断面面积，既能保证使用要求，又可节约金属的钢材，使用时的经济或减少钢材的断面面积，既能保证使用要求，又可节约金属的钢材，使用时的经济效益要高于普通型材的型材。效益要高于普通型材的型材。种类：种类：（1）按照形状和用途分：）按照形状和用途分：H型钢：用途广泛，发展迅速，品种规格日益增多；型钢：用途广泛，发展迅速，品

36、种规格日益增多；轻型薄壁型材：轻型工字钢、轻型槽钢和角钢等轻型薄壁型材：轻型工字钢、轻型槽钢和角钢等专用经济断面型材：专一用途型材，重轨、垫板、汽车轮辋、汽车挡圈、槽帮钢、专用经济断面型材：专一用途型材，重轨、垫板、汽车轮辋、汽车挡圈、槽帮钢、吊车轨、轻轨、帽型钢、球扁钢、钢桩、履带板、吊车轨、轻轨、帽型钢、球扁钢、钢桩、履带板、U形钢、叶片钢、船用窗框钢等，形钢、叶片钢、船用窗框钢等，用途广泛：铁路运输、汽车制造、机械制造、船舶制造、建筑行业等用途广泛：铁路运输、汽车制造、机械制造、船舶制造、建筑行业等（2）根据生产方式分：纵轧、冷弯、热弯、楔横轧和斜轧等断面型材。）根据生产方式分：纵轧、冷

37、弯、热弯、楔横轧和斜轧等断面型材。9.2 典型产品生产9.2.3 经济断面型材和深加工型材经济断面型材和深加工型材 深加工高精度型材：深加工高精度型材：指用冷轧、冷拔、冷弯等加工方法，用板带、热轧型材或棒线指用冷轧、冷拔、冷弯等加工方法，用板带、热轧型材或棒线材做原料而制成的各种断面形状的型材。材做原料而制成的各种断面形状的型材。 特点：特点：一般具有光滑的表面（一般具有光滑的表面（0.8m）、平整度、高尺寸精度和优良的力学性能或者具有）、平整度、高尺寸精度和优良的力学性能或者具有热轧型材所不能获得的断面形状。热轧型材所不能获得的断面形状。比热轧型材利用率高，并且重量小、强度大、性能好，可以满

38、足许多特殊的需要。比热轧型材利用率高，并且重量小、强度大、性能好，可以满足许多特殊的需要。用途广泛：现代轻工业、建筑业、机械制造业、汽车和船舶等交通工具制造业的原材用途广泛：现代轻工业、建筑业、机械制造业、汽车和船舶等交通工具制造业的原材料等料等发展趋势：比重将继续增大，将得到更为广泛的应用。发展趋势：比重将继续增大，将得到更为广泛的应用。9.3 大型型材轧机的典型布置方式 绝大多数为横列式和串列式，以生产绝大多数为横列式和串列式，以生产H型钢为主的万能轧机有少量的半连型钢为主的万能轧机有少量的半连续式布置。续式布置。9.3.1串列式串列式 典型的串列式大型型钢轧机多数为万能轧机典型的串列式大

39、型型钢轧机多数为万能轧机。 轧机机组组成的最常见方式：轧机机组组成的最常见方式：粗轧机为一台或两台二辊可逆式开坯机（简称粗轧机为一台或两台二辊可逆式开坯机（简称BD机）；机）；中轧机：一组万能轧边端万能中轧机：一组万能轧边端万能3机架可逆连轧机组（简称机架可逆连轧机组（简称UEU机组）或者是一机组）或者是一组或两组万能轧边端可逆连轧机组（简称组或两组万能轧边端可逆连轧机组（简称EU ）；）；精轧机：一台成品万能轧机（简称精轧机：一台成品万能轧机（简称Uf轧机）轧机）大型型钢轧机布置形式发展：大型型钢轧机布置形式发展：各架万能轧机可根据需要很方便的转换成两辊轧机；各架万能轧机可根据需要很方便的转

40、换成两辊轧机；以生产以生产H型钢为主时，不设置万能精轧机型钢为主时，不设置万能精轧机 9.3 大型型材轧机的典型布置方式9.3.2横列式横列式 以一列式和两列式为最多以一列式和两列式为最多。（1）两列式布置：）两列式布置： BD机一般为两辊可逆式开坯机，第二列的轧机为三辊轧机。机一般为两辊可逆式开坯机，第二列的轧机为三辊轧机。（2）一列式布置：）一列式布置： 机架一般是三辊轧机机架一般是三辊轧机因生产灵活，具有很高的灵活性因生产灵活，具有很高的灵活性9.3 大型型材轧机的典型布置方式9.3.3半连续式半连续式 半连续式布置的轧机一般多见于万能连轧机半连续式布置的轧机一般多见于万能连轧机。布置形

41、式：在万能半连轧机组前有一台或两台二辊可逆开坯机，万能轧机有布置形式：在万能半连轧机组前有一台或两台二辊可逆开坯机，万能轧机有59架万架万能轧机和能轧机和23架轧边端机（架轧边端机（E）组成。）组成。设备条件上看：万能连轧机更适合薄壁的设备条件上看：万能连轧机更适合薄壁的H型钢生产型钢生产但实际上，由于轧辊冷却水造成轧件温降过大，导致优势并不明显。但实际上，由于轧辊冷却水造成轧件温降过大，导致优势并不明显。二辊孔型与四辊万能孔型轧制凸缘型钢的区别二辊孔型与四辊万能孔型轧制凸缘型钢的区别一、一、 凸缘型钢的轧制特点及使用万能孔型轧制凸缘型凸缘型钢的轧制特点及使用万能孔型轧制凸缘型钢的优点钢的优点

42、1 1、 二辊孔型轧法二辊孔型轧法轧制凸缘型钢的轧法及轧不出凸缘型轧制凸缘型钢的轧法及轧不出凸缘型钢的原因钢的原因 困难在于轧出薄而且高的边部，只有采用带开闭口边的孔型，困难在于轧出薄而且高的边部，只有采用带开闭口边的孔型，这种孔型存在的问题如下：这种孔型存在的问题如下：（1 1）除腰部外，孔型横断面上各处变形程度不同；）除腰部外，孔型横断面上各处变形程度不同；（2 2）轧件的边部必须带有一定的斜度，不能轧出内外侧均无斜度）轧件的边部必须带有一定的斜度，不能轧出内外侧均无斜度的平行边；的平行边；二辊孔型轧法二辊孔型轧法问题问题（3 3）轧辊消耗大，其原因一是辊环直径大，二是斜度小时）轧辊消耗大

43、，其原因一是辊环直径大，二是斜度小时轧辊的车削量大，三是辊面上线速度差大；轧辊的车削量大，三是辊面上线速度差大；（4 4）动力消耗大；）动力消耗大；（5 5）产品尺寸精度低；）产品尺寸精度低；（6 6）轧制效率低，对轧边部来说，两道才能顶一道；）轧制效率低，对轧边部来说，两道才能顶一道；（7 7）闭口边的楔卡使轧件边宽拉缩严重。）闭口边的楔卡使轧件边宽拉缩严重。 难以轧出平行边、宽边的薄腰难以轧出平行边、宽边的薄腰H H型钢的原因：型钢的原因：（1 1）由于孔型的侧壁不能无斜度轧不出平行边；）由于孔型的侧壁不能无斜度轧不出平行边； （2 2）辊径差太大轧不出宽边；）辊径差太大轧不出宽边； （3

44、 3）二辊轧机总是要多配几个孔型，辊身长度大，弹跳二辊轧机总是要多配几个孔型，辊身长度大，弹跳大不能轧薄腰。大不能轧薄腰。二辊孔型轧法二辊孔型轧法问题问题二. 万能孔型轧法的优点(1)(1)立辊直接压下，可直接轧制薄而高的平行边。立辊直接压下，可直接轧制薄而高的平行边。(2)(2)轧制过程中轧件的边高拉缩小，要求的坯料高度小，因此可轧制过程中轧件的边高拉缩小，要求的坯料高度小，因此可以不用或少用异形坯，减少总道次数。以不用或少用异形坯，减少总道次数。(3)(3)改变辊缝，就可以轧出厚度不同的产品。另外通过轧边端孔改变辊缝，就可以轧出厚度不同的产品。另外通过轧边端孔型的调整，可以改变边部的宽度。

45、型的调整，可以改变边部的宽度。(4)(4)孔型中的辊面线速度差小，轧辊的磨损较小并且均匀。另外孔型中的辊面线速度差小，轧辊的磨损较小并且均匀。另外轧辊的几何形状简单，容易使用具有高耐磨性能的轧辊。轧辊轧辊的几何形状简单，容易使用具有高耐磨性能的轧辊。轧辊的加工和组装也比较简单。的加工和组装也比较简单。（5 5）轧制过程一般是在对称压下的情况下进行，变形相轧制过程一般是在对称压下的情况下进行，变形相对比较均匀。对比较均匀。（6 6）不依靠孔型的侧压和楔卡使轧件变形，因此轧件的）不依靠孔型的侧压和楔卡使轧件变形，因此轧件的表面划伤较小，轧制动力消耗小。表面划伤较小，轧制动力消耗小。二. 万能孔型轧

46、法的优点一、轧件在万能孔型中的变形特点腰部和边部的变形区形状近似于平辊轧板。腰部和边部的变形区形状近似于平辊轧板。边部和腰部边部和腰部的变形互相影响。的变形互相影响。 腰部全后滑。腰部全后滑。 边部的变形区长，立辊先接触轧件。边部的变形区长，立辊先接触轧件。 轧制后边端不齐，外侧宽展大。轧制后边端不齐，外侧宽展大。万能孔型轧后轧件边端的形状二、轧件在轧边端孔型中的变形特点二、轧件在轧边端孔型中的变形特点 轧边端过程是典型的高件轧制。轧边端过程是典型的高件轧制。变形不能渗透，双鼓形边端局部加厚，在后续万能孔型中产生不均匀压下；变形不能渗透，双鼓形边端局部加厚，在后续万能孔型中产生不均匀压下；强迫

47、宽展，边宽恢复；强迫宽展，边宽恢复；水平辊侧面与立辊不均匀磨损；水平辊侧面与立辊不均匀磨损；轧边端时变形区内轧件的断面形状是窄而高，压下量轧边端时变形区内轧件的断面形状是窄而高，压下量一旦过大，轧件边部会出现塑性失稳而弯曲，将达不一旦过大，轧件边部会出现塑性失稳而弯曲，将达不到轧边端的目的。到轧边端的目的。 轧边端时轧件与轧辊的接触面很窄，压下量小，接触轧边端时轧件与轧辊的接触面很窄，压下量小，接触面积很小，在万能面积很小，在万能轧边端往复可逆轧制时存在着张轧边端往复可逆轧制时存在着张力饱和现象。力饱和现象。 轧制H型钢时孔型设计原则 在万能孔型中，轧件边部的压下率应略大于腰部。在万能孔型中，

48、轧件边部的压下率应略大于腰部。 轧边端的压下量应尽量小，只要轧平即可。轧边端的压下量应尽量小，只要轧平即可。为保证咬入，万能孔型前的来料内腔应略小于水平辊的为保证咬入，万能孔型前的来料内腔应略小于水平辊的宽度，差值为宽度，差值为1 12mm2mm。一般常规轧制，成品孔型侧面的斜度在一般常规轧制，成品孔型侧面的斜度在0 02020分之间，其分之间，其他万能孔型侧壁的斜度在他万能孔型侧壁的斜度在4 4度度1010度之间。度之间。大、中型型钢生产技术大、中型型钢生产技术连铸异型坯及连铸坯直接热装轧制连铸异型坯及连铸坯直接热装轧制u缓解开坯机的压力；缓解开坯机的压力；u减少开坯机的异型孔型数量，减少轧制道次；减少开坯机的异型孔型数