1、金属压力加工概论轧钢生产工艺的基本问题轧钢生产工艺的基本问题 第一节第一节 轧制产品简介轧制产品简介 第二节第二节 轧钢主要设备轧钢主要设备 第三节第三节 连轧技术简介连轧技术简介 第四节第四节 轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统及工艺流程 第五节第五节 轧制生产工艺过程的制定轧制生产工艺过程的制定 金属压力加工概论第一节第一节 轧制产品简介轧制产品简介 1、轧制产品的分类、轧制产品的分类 根据轧材的根据轧材的断面形状的特征断面形状的特征，分为型材、，分为型材、线材、板材、带材、管材和特殊类型等。线材、板材、带材、管材和特殊类型等。根据根据加工方式加工方式，轧制产品分为热轧材和，轧制产品分为热
2、轧材和冷轧材两大类。冷轧材两大类。金属压力加工概论型钢及分类型钢及分类 按断面形状分按断面形状分 按用途分按用途分 简单断面型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢简单断面型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢 等等 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；常用型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽常用型钢：方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢等钢、工字钢等 特殊用途型钢：钢轨、钢板、球扁钢、窗特殊用途型钢：钢轨、钢板、球扁钢、窗框钢等框钢等 按生产方法分：按生产方法分：轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢等。轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢等。型钢：全长具有一定断面形状和尺寸的型钢：全长具有一定断面
3、形状和尺寸的实心实心钢材。钢材。金属压力加工概论板带钢及分类板带钢及分类 板带钢：是一种宽度与厚度比值板带钢：是一种宽度与厚度比值(BH值值)很大的很大的扁平断面钢材，包括板片和带卷。扁平断面钢材，包括板片和带卷。按制造方法分：热轧板带钢按制造方法分：热轧板带钢;冷轧板带钢；冷轧板带钢；按用途分：锅炉板、桥梁板、造船板、汽车板、镀按用途分：锅炉板、桥梁板、造船板、汽车板、镀层板、电工钢板等。层板、电工钢板等。按厚度分按厚度分 厚板：属于热轧钢板，厚厚板：属于热轧钢板，厚4500毫米或以上，毫米或以上，一般是成张供应。一般是成张供应。薄板：薄板：热轧、冷轧皆可生产薄板，厚热轧、冷轧皆可生产薄板，
4、厚0.2 4毫米。可剪成定尺长度供应，也可成卷供应。毫米。可剪成定尺长度供应，也可成卷供应。极薄带材极薄带材(箔材箔材)：属于冷轧产品，一般厚度为：属于冷轧产品，一般厚度为0.2 0.001毫米，常以带卷供应。毫米，常以带卷供应。金属压力加工概论钢管钢管 钢管：凡是全长为中空断面且长度与周长之比钢管：凡是全长为中空断面且长度与周长之比值较大的钢材称为钢管。值较大的钢材称为钢管。钢管的规格：用其外形尺寸钢管的规格：用其外形尺寸(外径或边长外径或边长)和壁厚和壁厚(或或内径内径)表示。表示。钢管的断面形状：一般为圆形，也有方形、矩形、钢管的断面形状：一般为圆形，也有方形、矩形、椭圆形等多种异型钢管
5、及变断面钢管。椭圆形等多种异型钢管及变断面钢管。按制造方法分：无缝钢管、焊接按制造方法分：无缝钢管、焊接(有缝有缝)钢管及冷轧钢管及冷轧与冷拔钢管。与冷拔钢管。金属压力加工概论 2、轧制产品的规格、轧制产品的规格 各种产品的规格大多是采用名称后面加上能够各种产品的规格大多是采用名称后面加上能够反映产品几何特点的尺寸来描述。反映产品几何特点的尺寸来描述。如圆钢如圆钢50表示直径为表示直径为50mm的圆钢，的圆钢，扁钢扁钢10150表示厚为表示厚为10mm、宽为、宽为150mm的扁钢。的扁钢。少数产品采用每米质量加其名称表示，如少数产品采用每米质量加其名称表示，如75kg重轨。重轨。金属压力加工概
6、论第二节第二节 轧钢主要设备轧钢主要设备 一、轧钢生产与轧钢机械一、轧钢生产与轧钢机械 1、轧钢生产、轧钢生产 轧钢生产：将钢锭或钢坯轧制成钢材的轧钢生产：将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。生产环节。2、轧钢机械、轧钢机械 广义：用于轧制钢材生产工艺全部所需的主要广义：用于轧制钢材生产工艺全部所需的主要和辅助工序成套机组称为轧钢机械。和辅助工序成套机组称为轧钢机械。轧钢机械包括主要设备和辅助设备两大类。轧钢机械包括主要设备和辅助设备两大类。金属压力加工概论 主要设备主要设备 直接使轧件产生塑性变形的设备称直接使轧件产生塑性变形的设备称为主要设备。一般又称为主机，主机由主机列为主要设备。一般又称
7、为主机，主机由主机列组成。组成。辅助设备辅助设备 是指主机列以外的各种设备，它由是指主机列以外的各种设备，它由用于完成一系列辅助工序所需要的机械设备组用于完成一系列辅助工序所需要的机械设备组成。成。金属压力加工概论二、轧钢机的基本组成二、轧钢机的基本组成 主机列包括主电机、传动机构和一个或多个工作主机列包括主电机、传动机构和一个或多个工作机座，如图。机座，如图。主机的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型和特征！主机的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型和特征！轧钢机的传动机构包括：齿轮机座、减速机、轧钢机的传动机构包括：齿轮机座、减速机、飞轮、联接轴、联轴节等部分。飞轮、联接轴、联轴节等部分。金属
8、压力加工概论 轧钢机的工作机座包括：轧钢机的工作机座包括：(1)机架，在其窗口内安装轧辊的轴承。机架，在其窗口内安装轧辊的轴承。(2)轧辊，轧件在其间进行压缩。轧辊，轧件在其间进行压缩。(3)轧辊轴承。轧辊轴承。(4)轧辊调整机构，用来调整轧辊间的距离。轧辊调整机构，用来调整轧辊间的距离。(5)导卫装置，用来保持轧件的进出口方向。导卫装置，用来保持轧件的进出口方向。(6)轨座，机架固定在轨座上，轨座固定在基础轨座，机架固定在轨座上，轨座固定在基础上。上。金属压力加工概论 轧辊的组成：由辊身、辊颈轧辊的组成：由辊身、辊颈和辊头三部分组成。和辊头三部分组成。辊身：是轧制轧件的部位。辊身：是轧制轧件
9、的部位。辊颈：位于辊身两侧，安装辊颈：位于辊身两侧，安装在轴承中，是轧辊的支承部在轴承中，是轧辊的支承部位位 并通过轴承座和压下装置并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。把轧制力传给机架。辊头：与联接轴相连，用以辊头：与联接轴相连，用以传递扭矩使轧辊旋转。传递扭矩使轧辊旋转。金属压力加工概论三、轧钢机的分类三、轧钢机的分类 1、轧钢机按用途可分为、轧钢机按用途可分为 开坯轧机开坯轧机 型钢轧机型钢轧机 板带轧机板带轧机 钢管轧机钢管轧机 特殊轧机特殊轧机 金属压力加工概论(1)初轧机初轧机 将钢锭轧成半成品的轧机，即轧成方坯、扁坯将钢锭轧成半成品的轧机，即轧成方坯、扁坯或板坯等。或板坯等。初
10、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：1150初轧初轧机，表示初轧机的轧辊直径为机，表示初轧机的轧辊直径为1150毫米。毫米。(2)型钢轧机型钢轧机 用于轧制型钢。用于轧制型钢。型钢轧机一般用轧辊直径或齿轮机座中的人字型钢轧机一般用轧辊直径或齿轮机座中的人字齿轮的节圆直径来表示。齿轮的节圆直径来表示。金属压力加工概论(3)板带钢轧机板带钢轧机 用于轧制板、带钢。用于轧制板、带钢。板带钢轧机以轧辊的板带钢轧机以轧辊的辊身长度辊身长度来表示，辊身长来表示，辊身长度决定了在该轧机上所轧板带钢的最大宽度。度决定了在该轧机上所轧板带钢的最大宽度。例如：例如：1200板带钢轧机，表
11、示该轧机轧辊的辊板带钢轧机，表示该轧机轧辊的辊身长度是身长度是1200毫米，能轧最宽约为毫米，能轧最宽约为1000毫米的毫米的板带钢。板带钢。金属压力加工概论金属压力加工概论(4)钢管轧机钢管轧机 用于轧制钢管。用于轧制钢管。钢管轧机以能轧钢管的钢管轧机以能轧钢管的最大外径最大外径来表示，例如：来表示，例如：140轧管机组，表示能生产钢管的最大外径为轧管机组，表示能生产钢管的最大外径为140毫米。毫米。(5)特种轧机特种轧机 轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等。轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等。金属压力加工概论2按轧辊的装配形式分类按轧辊的装配形式分类(1)水平式轧机水平式轧机 指轧辊水
12、平放置的轧机。指轧辊水平放置的轧机。(2)立式轧机（立式轧辊的轧机）立式轧机（立式轧辊的轧机）指轧辊垂直指轧辊垂直放置的轧机。放置的轧机。(3)万能轧机万能轧机 在工作机座中既布置有水平辊又在工作机座中既布置有水平辊又布置有立辊的轧机。布置有立辊的轧机。(4)斜辊轧机斜辊轧机 轧辊倾斜放置的轧机。轧辊倾斜放置的轧机。金属压力加工概论金属压力加工概论金属压力加工概论金属压力加工概论3、按轧钢机的排列方式分类、按轧钢机的排列方式分类 轧钢机的排列方式是依据生产产品及轧制工艺要求来轧钢机的排列方式是依据生产产品及轧制工艺要求来确定的，机座排列的顺序和数量的多少，构成了不同确定的，机座排列的顺序和数量
13、的多少，构成了不同车间布局的特点。车间布局的特点。根据轧钢机排列方式可分为：根据轧钢机排列方式可分为：(1)单机架轧机单机架轧机 轧件在仅有的一个机架中完成轧件在仅有的一个机架中完成轧制。轧制。(2)横列式轧机横列式轧机 数个机架横向排列的轧机。该数个机架横向排列的轧机。该轧机往往由一个电机驱动，轧件依次在各个机轧机往往由一个电机驱动，轧件依次在各个机架中轧制一道或多道。架中轧制一道或多道。(3)纵列式轧机纵列式轧机 数个机架按轧制方向顺序排列，数个机架按轧制方向顺序排列，轧件依次在各个机架中只轧制一道。轧件依次在各个机架中只轧制一道。金属压力加工概论金属压力加工概论(4)连续式轧机连续式轧机
14、 数个机架按轧制方向顺序排列，轧件同时在各数个机架按轧制方向顺序排列，轧件同时在各个机架中轧制且使轧件在每一机架的秒流量体个机架中轧制且使轧件在每一机架的秒流量体积维持不变。积维持不变。(5)半连续式轧机半连续式轧机 一般是指横列式和连续式的组合，但对半连续一般是指横列式和连续式的组合，但对半连续板带钢轧机则是纵列式和连续式的组合。板带钢轧机则是纵列式和连续式的组合。主机系列的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型及特点主机系列的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型及特点!金属压力加工概论四、轧钢辅助设备四、轧钢辅助设备在轧钢生产中，除了轧制工序外，还需要一系列的辅助工序。在轧钢生产中，除了轧制工序
15、外，还需要一系列的辅助工序。例如：例如：在大型轧钢车间中，有表面清理、加热、在大型轧钢车间中，有表面清理、加热、轧制轧制、锯切和矫正等工序。、锯切和矫正等工序。在冷轧带钢车间中，有酸洗、在冷轧带钢车间中，有酸洗、冷轧冷轧、电解清洗、退火、平整、横切、电解清洗、退火、平整、横切、纵切和表面镀层等工序。纵切和表面镀层等工序。按作用分：切断设备、矫直设备、控制轧件尺寸与形状的按作用分：切断设备、矫直设备、控制轧件尺寸与形状的设备、表面加工设备、改善组织性能设备、输送设备、包设备、表面加工设备、改善组织性能设备、输送设备、包装设备等装设备等金属压力加工概论辅助设备数量大、种类多！辅助设备数量大、种类多
16、！金属压力加工概论第三节第三节 连轧技术简介连轧技术简介 1、连轧概述、连轧概述 连续轧制简称连轧，它是一根轧件同时在几连续轧制简称连轧，它是一根轧件同时在几架顺序排列的轧机中进行轧制。架顺序排列的轧机中进行轧制。连轧在金属板带材生产中占有重要地位！连轧在金属板带材生产中占有重要地位！连轧和单机架轧制相比较，具有生产效率高、金属连轧和单机架轧制相比较，具有生产效率高、金属消耗少、产品质量高和成本低等优点。消耗少、产品质量高和成本低等优点。但连轧存在投资大、建设周期长及控制技术要求高但连轧存在投资大、建设周期长及控制技术要求高等问题。等问题。金属压力加工概论金属压力加工概论二、连轧遵循的基本规律
17、二、连轧遵循的基本规律 机架间秒流量相等机架间秒流量相等 连轧时，随着轧件断面的减连轧时，随着轧件断面的减小，轧制速度递增。小，轧制速度递增。连轧条件：轧件在轧制连轧条件：轧件在轧制线上每一机架的线上每一机架的秒流量秒流量保持不变，即为一个常保持不变，即为一个常数。该常数称为数。该常数称为连轧常连轧常数数（mm3/s）。）。金属压力加工概论 这个条件一破坏就会造成拉钢或堆钢，从而破坏了这个条件一破坏就会造成拉钢或堆钢，从而破坏了变形的平衡状态。变形的平衡状态。若若C前前C后后，会产生堆钢；堆钢会导致薄带折叠，或，会产生堆钢；堆钢会导致薄带折叠，或引起其他设备事故。引起其他设备事故。若若C前前C
18、后后，会产生拉钢。拉钢会使轧件横断面收缩，会产生拉钢。拉钢会使轧件横断面收缩，严重时会造成轧件破断事故；严重时会造成轧件破断事故；金属压力加工概论第四节第四节 轧钢生产系统及工艺流程轧钢生产系统及工艺流程金属压力加工概论一、轧钢生产系统一、轧钢生产系统 轧钢生产系统轧钢生产系统：在组织生产时，根据原料来源、：在组织生产时，根据原料来源、产品种类以及生产规模的不同，将初轧机或连产品种类以及生产规模的不同，将初轧机或连续铸锭轧制与各种成品轧机配套设备组成各种续铸锭轧制与各种成品轧机配套设备组成各种轧钢生产系统。轧钢生产系统。分类：分类：按生产规模划分：有大型、中型及小型生产系按生产规模划分：有大型
19、、中型及小型生产系统；统；按产品种类划分：有板带钢、型钢、钢管、合按产品种类划分：有板带钢、型钢、钢管、合金钢及混合生产系统。金钢及混合生产系统。金属压力加工概论 钢板生产系统钢板生产系统 组成钢板生产系统的基本轧机主要是板坯初轧组成钢板生产系统的基本轧机主要是板坯初轧机和成品钢板轧机。选择这类系统轧机的依据是对机和成品钢板轧机。选择这类系统轧机的依据是对产品的数量要求和品种规格的要求。产品的数量要求和品种规格的要求。型钢生产系统型钢生产系统 组成型钢生产系统的基本轧机主要是初轧机、组成型钢生产系统的基本轧机主要是初轧机、中小型钢坯轧机和相应的各类成品型钢轧机。企业中小型钢坯轧机和相应的各类成
20、品型钢轧机。企业生产规模的大小和地区对产品品种规格要求是选择生产规模的大小和地区对产品品种规格要求是选择和决定这类生产系统轧机组成的基本依据。和决定这类生产系统轧机组成的基本依据。金属压力加工概论 钢管生产系统钢管生产系统 组成这种系统的基本轧机是初轧机、管坯组成这种系统的基本轧机是初轧机、管坯轧机和成品钢管轧机。依据钢管产量的大小轧机和成品钢管轧机。依据钢管产量的大小和规格多少的不同，确定初轧机的大小和坯和规格多少的不同，确定初轧机的大小和坯轧机、成品轧机的型式。轧机、成品轧机的型式。混合生产系统混合生产系统 包括生产型钢、钢板、钢管或其中任何包括生产型钢、钢板、钢管或其中任何两种轧制品的轧
21、钢车间组成的轧钢生产系统两种轧制品的轧钢车间组成的轧钢生产系统称之混合生产系统。称之混合生产系统。金属压力加工概论 各种轧钢生产系统组成示例见表各种轧钢生产系统组成示例见表6-3。每一种生产系统的车间组成、轧机配置每一种生产系统的车间组成、轧机配置及生产工艺过程各有千秋！及生产工艺过程各有千秋！金属压力加工概论二、轧钢生产工艺过程二、轧钢生产工艺过程 由钢锭或钢还轧制成具有一定规格和性能的钢由钢锭或钢还轧制成具有一定规格和性能的钢材的一系列加工工序的组合，称为轧钢生产工材的一系列加工工序的组合，称为轧钢生产工艺过程。艺过程。合理的轧制生产工艺能够达到合理的轧制生产工艺能够达到高产高产、优质优质
22、和和低低耗耗的目的。的目的。从轧钢生产过程的各个阶段来看，可有轧制前从轧钢生产过程的各个阶段来看，可有轧制前的准备、加热、轧制、精整及热处理等工序。的准备、加热、轧制、精整及热处理等工序。金属压力加工概论金属压力加工概论 合金钢生产工艺过程的特点：合金钢生产工艺过程的特点：工艺过程一般比较复杂。工艺过程一般比较复杂。开坯生产和成品生产一般都采用分段进行的生开坯生产和成品生产一般都采用分段进行的生产方式；产方式；在工序上比碳素钢多出了原料准备中的退火、在工序上比碳素钢多出了原料准备中的退火、轧制后的热处理、酸洗等工序，以及在开坯中有轧制后的热处理、酸洗等工序，以及在开坯中有时还要采用锻造来代替轧
23、钢等。时还要采用锻造来代替轧钢等。金属压力加工概论第五节第五节 轧制生产工艺过程的制定轧制生产工艺过程的制定一、初轧生产与成品生产一、初轧生产与成品生产1、初轧生产、初轧生产定义：将钢锭轧成各种形状和尺寸的钢坯定义：将钢锭轧成各种形状和尺寸的钢坯的生产过程叫半成品生产，也叫开坯生产的生产过程叫半成品生产，也叫开坯生产（初轧生产）。（初轧生产）。作用：作用：通过初轧，可焊合铸态坯料中的疏松、气通过初轧，可焊合铸态坯料中的疏松、气泡等缺陷，改变铸态组织，提高坯料内部质量；泡等缺陷，改变铸态组织，提高坯料内部质量；按照后续工序的要求轧成具有一定形状和按照后续工序的要求轧成具有一定形状和尺寸的初轧钢坯
24、。尺寸的初轧钢坯。金属压力加工概论 重重lt以上的大钢锭一般都在各类初轧机上开坯，以上的大钢锭一般都在各类初轧机上开坯，而小钢锭可以在三辊开坯轧机而小钢锭可以在三辊开坯轧机(如如650轧机、轧机、500轧机上轧机上)开坯。开坯。金属压力加工概论2、成品生产、成品生产 将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产过程叫成品生将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产过程叫成品生产。产。如型钢生产、钢管生产、钢板生产等都是成品生产。如型钢生产、钢管生产、钢板生产等都是成品生产。在成品生产过程中，通常有两个轧制阶段：在成品生产过程中，通常有两个轧制阶段：一是一是粗轧阶段粗轧阶段，采取高温大压下量将钢坯迅速，采取高温大压下量将钢坯
25、迅速轧成接近成品的毛坯；轧成接近成品的毛坯；二是二是精轧阶段精轧阶段，以小变形量将毛坯轧成各种成，以小变形量将毛坯轧成各种成品，从而得到良好的表面和精确的尺寸。品，从而得到良好的表面和精确的尺寸。金属压力加工概论二、轧材生产工艺过程的制定二、轧材生产工艺过程的制定 1、热轧生产的最基本工序、热轧生产的最基本工序 金属压力加工概论 三、轧制制度的确定三、轧制制度的确定 热轧板带材工艺制度主要包括热轧板带材工艺制度主要包括变形制度变形制度、速度制度速度制度和和温度制度温度制度。1、变形制度、变形制度 确定变形制度的实质是制定压下制度和进行轧辊辊型确定变形制度的实质是制定压下制度和进行轧辊辊型设计。
26、设计。板带轧制的变形制度又叫压下制度、压下规程，其主板带轧制的变形制度又叫压下制度、压下规程，其主要内容是：确定轧制方式、总变形量、轧制道次和道要内容是：确定轧制方式、总变形量、轧制道次和道次变形量。次变形量。金属压力加工概论 变形制度的内容如：变形制度的内容如：初轧机的压下规程、初轧机的压下规程、钢板轧制的压下规程、钢板轧制的压下规程、型钢轧机的孔型设计、型钢轧机的孔型设计、钢管轧机轧制表的部分内容。等钢管轧机轧制表的部分内容。等 变形制度对轧机产量、产品质量起重要作用！变形制度对轧机产量、产品质量起重要作用！金属压力加工概论 2、变形温度、变形温度 确定轧制时的温度区间，即开轧温度到终轧确
27、定轧制时的温度区间，即开轧温度到终轧温度区间温度范围。温度区间温度范围。温度制度是否合理对轧机产量、设备安全及温度制度是否合理对轧机产量、设备安全及产品质量有直接影响。产品质量有直接影响。金属压力加工概论3、变形速度的确定、变形速度的确定 主要内容是选择轧制主要内容是选择轧制速度，也就是确定各速度，也就是确定各道次的轧制速度以及道次的轧制速度以及每道中不同阶段的速每道中不同阶段的速度。度。速度制度的内容如：速度制度的内容如：初轧机的速度规程、初轧机的速度规程、连轧机各架速度的确连轧机各架速度的确定、定、不调速轧机轧制速度不调速轧机轧制速度的确定。的确定。等。等。金属压力加工概论 此外，还有张力制度及辊形制度。此外，还有张力制度及辊形制度。【例例】滚珠轴承钢的生产工艺过程滚珠轴承钢的生产工艺过程 金属压力加工概论ENDEND谢谢
