中厚板生产.

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1、2.中厚板生产,1,中厚板发展的历史及发展现状,中厚板轧机的型式与布置,中厚板生产工艺流程及车间平面布置,中厚板的生产工艺,产品缺陷及处理,3,2.1 中厚板发展的历史及发展现状,19世纪初：在二辊周期式薄板轧机上生产小块中板； 1850年：采用二辊可逆式轧机； 1864年：美国创建世界上第一套三辊劳特式轧机； 1891年：美国世界上第一套四辊可逆式厚板轧机； 1918年：卢肯斯钢铁公司科茨维尔厂建成第一套5mm以上的特宽厚板轧机，5230mm 四辊式； 1907年：美国创建了第一架万能式厚板轧机。,一、中厚板发展的历史,4,20世纪 50年代：工业发达国家完成技术改造，新建了一批低刚度轧机；

2、 60年代：4700mm为主的大刚度双架轧机； 70年代：5500mm为主的特宽型单机架轧机，以满足石油、天然气等长距离输送大直径管线用钢； 80年代以后：数量减少，但质量和生产技术提高了。,1、轧制技术普遍提高 2、采用连铸坯 3、轧机规模加大 4、控轧控冷相结合 5、板形动态系统控制 6、精整现代化,二、中厚板生产的现状,6,2.2中厚板轧机的型式与布置,一、中厚板轧机的型式,缺点：轧机辊系的刚性差，不便于通过换辊来补偿辊型的剧烈磨损，故精度不高。,1.二辊可逆轧机：旧式轧机,轧辊直径：8001300mm、辊身长度：30005500mm。,优点：低速咬入，高速轧制以增大压下量提高产量，可变

3、速可逆运转，具有初轧机的功能。,7,优点： 采用交流感应电动机传动； 显著降低轧制压力和能耗； 中辊易于更换，便于采用不同凸度的中辊来补偿大辊的磨损，以提高产品精度 及延长轧辊寿命；,缺点：轧机咬入能力弱，辊系刚性不够大，不适合生产宽而厚的产品。,2.三辊劳特式轧机,上下辊直径：700850mm、中辊直径：500550mm、辊身长度18002300mm。,10,11,12,优点： 轧制过程可调速：低速要入，升速轧制，降速抛钢、改善咬入、减小间隙时间； 工作辊直径小：可以减小轧制力和轧制力矩； 有强大的支承辊：牌坊立柱断面面积大，轧机刚度高，可以保证精度。,3.四辊可逆式轧机：应用最广泛,缺点：

4、造价高，有些工厂只做精轧机。,13,14,15,实际使用：适用于轧件宽厚比(B/H)小于6070时。,4.万能式轧机：一侧或两侧带有一对或两对立辊,立辊的作用：消除钢坯（锭）的锥度，轧边、齐边及破鳞。,优点：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。,缺点：立辊与水平辊难以同步运行，增加电气设备的复杂性和操作困难。,16,17,18,二、中厚板轧机的布置,一般组合：二辊轧机+四辊轧机（美国、加拿大、可逆） 四辊轧机+四辊轧机（欧洲、日本）,1.单机架轧机：四辊式为主，各种型式轧机,2.双机架轧机：现代中厚板轧机的主要型式，两机架分别完成粗轧和精轧的任务。,优点：产量高，产品

5、表面、尺寸和板形好，粗轧独立生产，延长轧辊的寿命，粗精轧分配合理。,布置型式：并列式、顺列式,19,20,两架四辊可逆式轧机组成的双机座厚板轧机是现代厚板轧机的最佳方式，其主要原因： 2台四辊轧机可以合理地分配轧制道次和压下量，提高轧机产量； 粗轧机座用四辊机座提供给精轧机座的中间板坯凸度小，提高产品精度； 有效地实施控制轧制； 粗轧机座的辊身长度加长，满足横轧宽展需要，又可在粗轧机座上生产更 宽的产品规格。 eg：德国迪林根双机座厚板轧机。粗轧5500；精轧4800。,2.3中厚板生产工艺流程及车间平面布置,21,一、一般中厚板生产流程,2.3中厚板生产工艺流程及车间平面布置,22,23,抛

6、丸底层涂料钢板是未经热处理的，但船用和桥梁用钢板有的需正火热处理后进行抛丸底层涂料处理，在机械性能测试前应先进行热处理，然后再抛丸和油漆。 抛丸：形成一定的粗糙度。,24,二、特殊中厚板生产流程,25,特殊中厚板生产流程的特点： 原料和轧成的钢板均需要经过超声波探伤检查，以确保钢板的内在质量； 一些重用要途的钢板为保证表面质量和尺寸精度，用户要求按抛丸底层涂料钢板交货可缩短施工周期； 不锈钢除固溶处理外，有时还要求酸洗钝化后交货。,26,三、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 -板坯场 -主电室 -轧辊间 -轧钢跨 -精整跨 -成品库 1-室壮炉 2-连续式炉 3

7、-高压水除磷 4-粗轧机 5-精轧机 6-矫直机 7-冷床 8-切头剪 9-双边剪 10-部分剪 11-堆垛机 12-定尺剪 13-超声波探伤设备 14-压平机 15-淬火机 16-热处理炉 17-涂装机 18-抛丸设备,27,鞍钢2500mm中板线工艺流程,鞍钢4300mm厚板线工艺流程,28,2.4中厚板的生产工艺,2.4.1原料准备,2.4.2原料的加热,29,30,2.4中厚板的生产工艺,1.原料种类,2.4.1原料准备,31,厚度尺寸尽可能小； 原料的宽度尺寸尽量大； 原料的长度应尽可能接近加热炉的最大允许长度。,2.原料设计,32,1.加热的目的 提高钢的塑性，降低变形抗力； 使坯

8、料内外温度均匀； 改变金属的结晶组织，保证生产需要的机械和物理性能。,2.4.2原料的加热,33,2.加热的要求 满足工艺规范的需要； 沿长度和断面均匀； 减少加热时氧化烧损。,34,推钢式（热滑轨式） 连续炉 步进式,按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。,3.加热炉型式,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。,均热炉：多用于由钢锭直接轧制特厚板。,35,优点：设备简单、操作容易掌握、投资少； 缺点：钢坯在水梁上滑动产生擦伤；加热时间长，钢坯氧化，脱碳严重；容易粘钢；不能空出炉。,推钢式,36,靠动梁的上、下、前、后平移动作而实现的，故炉长不受

9、限，操作灵活，易于空出炉。不会造成钢坯划痕，加热效率高。便于调整坯料间隙和加热时间，易于调整出炉节奏，适应冷装坯，冷热混合坯在炉内的加热条件控制。,步进式,加热工艺制度,加热温度：满足轧制工艺规范的温度； 加热速度：单位时间内钢在加热时的温度变化 加热时间：精确确定困难，影响因素多 炉温制度及炉内气氛的选择与控制,37,38,估算公式：=CH H坯料厚度cm 加热时间h C系数，h/cm,低碳钢 0.10.15 中碳钢 0.150.2 低合金钢 0.150.2 高碳钢 0.200.30 高级工具钢 0.30.4,39,加热制度 钢在加热炉内加热时的温度变化过程叫钢的加热制度。 一段式加热制度：

10、只有一个加热段； 二段式加热制度：加热段+均热段 预热段+加热段 三段式加热制度：预热段+加热段+均热段 多段式加热制度：预热段+多个加热段+均热段,2.4.3轧制,除鳞-粗轧-精轧 或 成型轧制-展宽轧制-伸长轧制,40,（1）除鳞 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； 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。 除鳞原理：利用高压水的强烈冲击作用，去除表面的氧化铁皮。,41,42,高压水除鳞装置示意图,43,(2) 粗轧（展宽轧制）,粗轧阶段的主要任务：将板

11、坯或扁锭展宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸。,44,(3) 精轧,45,全纵轧法：钢板的延伸方向与原料(钢锭或钢坯)纵轴方向相一致的轧制方法。原料的宽度稍大于或等于成品钢板的宽度时采用。,中厚板轧制方法,46,全横轧法：钢板的延伸方向与原料的纵轴方向相垂直的轧制方法。板坯长度大于或等于钢板宽度时采用。,47,1.粗轧,48,区别轧钢的方法：纵轧、横轧、斜轧,纵向轧制示意图1-轧辊；2-轧件,纵轧：钢板的延伸方向与原料纵轴方向重合的轧制。,49,横向轧制示意图 a-横轧齿轮示意图；b-楔横轧示意图 1-轧件；2-齿形轧辊；3-带楔形横的轧辊；4-导板,横轧：钢板延伸方向与原料纵轴方向垂直的轧制。

12、,50,斜向轧制示意图 a-斜轧无缝钢管示意图；b-斜轧周期断面轴示意图 1-轧辊；2-轧件；3-芯棒；4-仿行板,斜轧：轧辊的纵轴线倾斜相互成一定角度，轧件旋转前进，金属主要沿轧件的纵轴线方向延伸。,51,全纵轧法 全纵轧法：当板坯的宽度大于或等于钢板宽度时，即可不用宽展而直接纵轧成成品的轧制方法。 优点：产量高、且钢锭头部缺陷不致扩展到钢板长度上； 缺点：由于轧制中钢板只向一个方向延伸，使钢中偏析夹杂等呈明显条带状分布，钢板组织和性能存在严重的各向异性，使横向性能（冲击韧性）太低，以致往往不合理，加之板坯宽度与钢板宽度也难得正好适应，所以这种轧制法实际用的不多。,52,横轧-纵轧法：先将板

13、坯展宽至所需宽度以后再转90进行纵轧直至完成。 优点：提高横向性能；减少各向异性；适合以连铸坯为原料； 缺点：易产生桶形，增加切边量。,横轧-纵轧法（综合轧制法）,53,54,55,角轧：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。 送入角：=1545 优点：可以改善咬入条件，提高压下量并减小咬入时冲击力，有利于设备维护。 缺点：由于拨钢延长轧制时间降低了产量，送入角及钢板形状难以正确控制，增大切损，降低成材率。,角轧-纵轧法,56,57,将钢坯长度轧至毛边钢板宽度时，回转90后进行横轧至获得成品。 优点：由于两个方向得到变形，有利于提高钢板性能； 缺点：当原料的宽度与长度均小于钢板

14、宽度时才适合，为了保证钢板的尺寸和性能必须保证纵向与横向变形的分配。,纵轧-横轧法,58,59,全横轧法：将板坯进行横轧直至轧成成品的轧制方法。 适用于板坯长度大于或等于钢板宽度时采用。 优点： a.减小了钢板组织、性能的各向异性，提高横向塑性和冲击韧性； b.得到更整齐的边部，无端部收缩，不呈桶形，减少切边损失，提高成材率； c.减少一次转钢，提高产量。 缺点：组织性能产生各向异性（对于初轧坯）。,全横轧法,60,双机架：第一架为粗轧，第二架为精轧 单机架：无明显界限，前阶段为粗轧，后阶段为精轧。 作用：继续轧制，将板坯轧制为成品，并控制表面质量，组织、性能及尺寸要求。,2.精轧：与粗轧无明

15、显界限,61,2.5平面形状控制,平面形状控制：钢板的矩形化控制。 在成形轧制和展宽轧制阶段，不能认为是平面变形（即无宽展变形），轧制中轧件在横向也发生了变形，并且变形是不均匀的，轧后钢板的平面形状不再是矩形。,分析,62,2.5.1厚板轧制的特征与平面形状,厚板轧制过程可分成下述三个阶段 ： (1)第1阶段(成形轧制)：为了除去板坯表面清理等凸凹不平的影响，得到正确的板坯厚度，提高后面展宽轧制的精度，首先将板坯在长度方向上轧制14道次。 (2)第2阶段(展宽轧制)：为了得到既定的轧制宽度，将板坯转动90，沿成形轧制时的宽度方向进行轧制。 (3)第3阶段(精轧/伸长轧制)：再一次转动90，回到

16、板坯的长度方向，轧制到要求的厚度。,63,中厚板轧制过程,64,轧制过程中的平面形状改变 a-成形轧制后； b-展宽轧制后,65,轧制结束时的钢板平面形状 a-展宽比小，长度方向轧制比大； b-展宽比大，长度方向轧制比小,66,2.5.2 平面形状控制方法,（1）MAS轧制法 (日本水岛平面形状控制系统Miznshims Automotic Plan View Patten Control System)（整形MAS轧制法） 通过对轧制结束时钢板平面形状的定量预测来预防不良形状的出现，得到接近于矩形的平面形状。切头、尾、边的收得率损失由5.5%下降为1.1%。,控制原理,67,MAS轧制法是根据最终中厚板的平面形状，预先规定轧制各阶段的板坯形状，在第一阶段成形轧制的最后一道，沿轧制方向给出既定的厚度变化，为了对成品头尾端部形状进行控制，在展宽轧制的最后一道也给出既定的厚度变化，以此来实