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1、板带材生产,常规生产工艺, 板带产品特点、分类及技术要求,1.外形特点：扁平、宽厚比大、表面积大。2.使用特点：（1）包容覆盖能力强（做容器）；（2）可任意裁剪、弯曲、冲压、焊接;（3）利用其为原料生产型钢、钢管。3.生产特点：（1）平辊（带辊型）轧出，调整方便，易自动化；（2）形状简单，可成卷生产，易实现连轧。（3）轧制压力很大，轧机设备复杂，控制技术困难。,一、板带产品的外形、使用与生产特点,板带钢：钢板和带钢的总称。,第一章 概 论,二、板带钢的分类及技术要求,1.板带钢的分类,（1）按厚度分类,国标规定,厚度3mm,厚度3mm,薄板,厚板,厚度大于60mm,厚度为2060mm,厚度为4
2、.020mm,厚度为0.24mm,厚度小于0.2mm,特厚板,厚 板,中 板,薄 板,极薄带,习惯上,中厚板,（2）按产品宽度分类（带钢） 窄带钢：宽度小于600mm；宽钢带：宽度不小于600mm。（3）按用途分类 造船板、锅炉板、汽车板、镀层板（镀锡、镀锌）、电工钢板、深冲板、焊管坯、耐酸耐热板等。（4）按钢种分类 合金钢、低合金钢、不锈钢、碳素钢等。,三、对板带材的技术要求,1.尺寸精度 板带钢尺寸精度包括厚度、宽度、长度精度。尺寸精度主要是指厚度精度，因为它不仅影响到使用性能，而且在生产中难度最大。,尺寸精度要求高,2. 板型,板型要平坦，无浪形瓢曲。由于板带钢既宽且薄，对不均匀变形的敏
3、感性又特别大，所以要保持良好的板形就很不容易。板带愈薄，其不均匀变形的敏感性越大，保持良好板形的困难也就愈大。显然，板形的不良来源于变形的不均，而变形的不均又往往导致厚度的不均，因此板形的好坏往往与厚度精确度也有着直接的关系。,板 型 好,3.表面质量,钢板表面不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化铁皮等缺陷，因为这些缺陷不仅影响轧件的外观形象，而且往往破坏钢板的物理性能或成为产生破裂和锈蚀的缺陷源，成为应力集中的薄弱环节。,表面质量要好,4. 性能,中厚板的性能要求主要包括机械性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。 对于重要用途的结构钢板，要求具有较好的综合性能，即
4、除了有良好的工艺性能，甚至除了有一定的强度和塑性以外，还要求保证一定的化学成分，保证良好的焊接性能、常温或低温冲击韧性或一定的冲压性能，保证一定的金相组织及各向组织均匀性等。,性能要好,对板带技术要求归纳起来就是：,尺寸精确；,板形好；,表面光洁；,性能高。,11.2 板带材轧制技术的发展,1）技术发展的关键： 降低轧制压力，使板带钢易于变形。 2）途径： 1.降低板带钢本身的变形抗力（减少内阻）; 2.改变应力状态，减少应力状态影响系数，减少外摩擦等对金属变形的影响（减少外阻）。 3.控制轧机的变形：增强和控制机架的刚性和辊系的刚性，采用厚度自动控制等技术控制轧辊的变形。,热轧板带材生产中厚
5、板生产,1 轧机型式及其布置,中厚钢板轧机的命名：工作辊辊身长度命名 轧机所能生产成品的最大宽度是轧机规格尺寸减去200300mm。一、轧机型式 中厚钢板轧机型式有：二辊式、三辊劳特式、四辊式、万能式。,1 二辊可逆式轧机,优点：低速咬钢高速轧钢，具有咬入角大、压下量大、产量高。原料的适应性强，既可以轧制大钢锭也可以轧制板坯。,缺点：二辊轧机的辊系刚度较差，钢板厚度公差大。,适于生产厚规格的钢板，作双机架布置中的粗轧机座。,适用范围,2 三辊劳特式轧机,三辊劳特式轧机主传动示意图1-主电动机；2-飞轮；3-减速机；4-齿式联轴节；5-人字齿轮座；6-万向接轴；7-轧辊,由上下两个大直径辊和中间
6、一个小直径辊所组成，上下辊为主动辊；而中辊可升降，为从动辊，靠上下辊摩擦带动。,轧机组成,轧制过程：由轧机的两个动作完成的。（1）利用中辊升降和升降台实现轧件的往返轧制；（2）利用上辊进行压下量调整，得到每道次的压下量。,优点,适用范围,用于生产4.020mm中板，或者作为双机布置中的粗轧机使用。,设备投资少、建厂快、轧机辊系刚度比二辊可逆式轧机大，因而生产的钢板精度也高些。,缺点,中辊直径小、从动，因而咬入能力较弱；轧机辊系的刚度还不够大，产品的产量和质量都差。,3 四辊可逆式轧机,四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图 1-电动机；2-传动轴；3-接轴移出缸；4-接轴平衡装置；5-万向接
7、轴；6-工作机座,V-H轧机的精轧机,万能式轧机轧制过程示意图,4 万能式轧机,二、中厚板轧机的布置,有三种：（）单机架布置（）双机架布置（主要布置形式）（）半连续或连续式布置,布置形式,单机架,单机架中厚板轧机，一个机架既是粗轧机，又是精轧机。 采用单机架生产，只要按规程勤换辊，钢板表面质量是可以保证的。因此，有些新建厂因限于产量和投资，先采用单机架，预留第二架位置，将来扩建成双机架。,三辊劳特式轧机,二辊式轧机,四辊式轧机,淘汰,改造,单机架,双机架,双机架中厚钢板轧机呈纵列式布置，前一架为粗轧机，后一架为精轧机。 优点：粗、精轧制道次分配合理、产量高；使进入精轧机的来料断面较均匀，质量好
8、；粗轧可以独立生产，较灵活。,四辊式四辊式,二辊式四辊式,三辊式四辊式,组成型式,半连续或连续式,连续式中厚钢板轧机，用于大量生产薄而宽、品种单一的中厚板，不适合于多品种生产。因此，这种轧机未得到很快发展。,三、典型的中厚板车间简介,图 宝钢5000宽厚板轧钢车间,1-板坯二次切割线；2-连续式加热炉 3-高压水除鳞箱；4-精轧机； 5-加速冷却装置； 6-热矫直机； 7-宽冷床；8-特厚板冷床； 9-检查修磨台架； 10-超声波探伤装置；11-切头剪；12-双边剪和剖分剪；13-定尺剪；14-横移修磨台架；15-冷矫直机；16-压力矫直机；17-热处理线；18-涂漆线,2 中厚钢板生产工艺,
9、一般中厚板生产流程,一 原料,用于生产中厚钢板的原料有扁钢锭、初轧板坯、锻压坯、压铸坯和连铸板坯几种。 原料尺寸的原则是：（1）原料的厚度尺寸在保证钢板压缩比的前提下应尽可能小。 （2）原料的宽度尺寸应尽量大，使横轧操作容易。（3）原料的长度应尽可能接近原料的最大允许长度。,种类,尺寸,二、加热,加热炉的形式,连续式加热炉,室式加热炉,均热炉,推钢式加热炉,步进式加热炉,三、轧制,1 除鳞 （1）除鳞的作用和方法 除鳞的作用是：去除板坯表面的一次和二次氧化铁皮。,高压水除鳞,立辊破鳞高压水除鳞,方法一,方法二,(2)除鳞机及其布置,用于去除一次氧化铁皮的除鳞设备通常装在离加热炉出炉辊道较近的地
10、方，其设备为高压水除鳞箱。 去除二次氧化铁皮的高压水集管设置在粗、精轧机前后。两套除鳞装置共用一个高压水源。在辊道的上下各设有两排或三排喷射集管，喷嘴装在喷头端部，喷嘴轴线与铅垂线约成515迎着板坯前进方向布置。上集管根据板坯厚度的变化设计成可以升降的形式。 除鳞贯穿整个轧制过程中。,图 高压水除鳞装置示意图,粗轧阶段的主要任务：将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸。,2 粗轧（展宽轧制）,全纵轧法,综合轧制法,全横轧制法,角轧纵轧法,展宽的方法,（1）全纵轧法： 定义：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。 适用范围：当原料的宽度稍大于或等于成品钢板的宽度时采
11、用。 特点：操作简单所以产量高，轧制钢锭时钢锭头部的缺陷不致扩展到钢板的全长上去（优点）。轧件始终沿着一个方面延伸，使钢中偏析和夹杂等呈明显的带状分布，带来钢板组织和性能的各向异性，使横向性能(尤其是冲击性能)降低。,（2）全横轧法： 定义：钢板的延伸方向与原料的 纵轴方向相垂直的轧制方法。 适用范围：用于板坯长度大于或等于钢板宽度时。 特点：如果用初轧板坯作原料，那么由于初轧时轧件的延伸方向与厚板轧制时的延伸方向相垂直，因而大大地改善钢板的各向异性，显著改善钢板的横向性能。因此全横轧法经常用于以初轧坯为原料的中厚板生产。但由于受到钢坯长度规格数量的限制，调整钢板宽度的灵活性小。,（3）综合轧
12、制法（横轧纵轧法）： 首先纵轧12道次，平整板坯（成形或整形轧制），再将板坯转90进行横轧，将板坯宽度延伸至钢板所需宽度（展宽轧制），然后再转90进行纵轧（延伸轧制）。 优点：板坯宽度不受钢板宽度的限制，比较灵活；轧件在横向有一定的延伸，改善了钢板的横向性能。 缺点：轧件共有两次90旋转，因此使产量有所降低；并易使钢板成桶形，增加切边损失，降低成材率。板坯横向延伸率还不大，横向性能仍然偏低。,（4）角轧纵轧法（角轧法） 定义：将轧件纵轴（长边）与轧辊轴线成一定角度送入轧辊进行轧制的方法。 操作方法：控制其送入角在1545范围内变化，每一对角线轧制12道后即更换到另一对角线进行轧制。,图 角轧,
13、轧件每轧制一道，其轧后宽度计算公式： 式中 B1、B2轧制前、后钢板的宽度； 该道次的送入角； 该道的延伸系数。,B2=B1/1+sin2(2-1)1/2,角轧的优点：是可以改善咬入条件、减少咬入时产生的巨大冲击力，而且角轧时轧件和轧辊的接触宽度小于横轧，因而也使轧制压力减少，从而改善了板形、提高于产量。角轧纵轧法由于使轧件在纵、横两个方向上都得到变形，因而能改善轧件的各向异性。缺点：需要拨钢，因而使轧制周期延长，降低了产量，而且送入角及钢板形状难以控制，使切损增大、成材率降低，劳动强度大、操作复杂、难以实现自动化。适用范围：因此角轧纵轧法只用在用钢锭作原料的三辊劳特式轧机上。,3 精轧,主要
14、任务,控制钢板厚度,板形,表面质量和性能,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,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)：再一次转动90，回
15、到板坯的长度方向，轧制到要求的厚度。,中厚板轧制过程,轧制过程中的平面形状改变 a-成形轧制后； b-展宽轧制后,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,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。,控制原理,例如：(1)当预报的边部形状为凸形时，在成形轧制最后一道次的厚度调整中，要使板坯中心部分薄一些。,(2) 当预报的边部形状为凹形时，在成形轧制最后一道次的厚度调整中，要使板坯中心部分厚一些。,凹形头尾部形状控制的MAS轧制原理,
