轧钢生产工艺轧钢生产工艺: :板带钢生产 板带钢生产是材料成型专业板带钢生产是材料成型专业的一门重要的专业技术课。通过课堂的一门重要的专业技术课。通过课堂理论教学使学生掌握板带钢生产的基理论教学使学生掌握板带钢生产的基本知识，理解相关的基本概念、基本本知识，理解相关的基本概念、基本理论及其运算方法；熟悉轧制板带钢理论及其运算方法；熟悉轧制板带钢的生产工艺；掌握轧制力矩的计算和的生产工艺；掌握轧制力矩的计算和压下规程的制定方法，为今后从事专压下规程的制定方法，为今后从事专业技术工作、解决生产实际问题及学业技术工作、解决生产实际问题及学习新的科学技术奠定必要的基础。习新的科学技术奠定必要的基础。轧制产品根据断面形状分为四大类：轧制产品根据断面形状分为四大类：型钢型钢 板带钢板带钢钢管钢管 特殊类型钢材特殊类型钢材板带钢生产特点板带钢生产特点一、热轧板带材短流程、高效率化。一、热轧板带材短流程、高效率化。1.1.常规生产工艺的革新常规生产工艺的革新2.2.薄板坯连铸连轧技术薄板坯连铸连轧技术3.3.薄带连续铸轧技术薄带连续铸轧技术体现在三方面：体现在三方面：常规生产工艺常规生产工艺连 铸高炉加热炉转 炉轧 制 常规生产工艺的革新常规生产工艺的革新薄板坯连铸连轧技术薄板坯连铸连轧技术薄带连续铸轧技术薄带连续铸轧技术二、生产过程连续化二、生产过程连续化例如：例如： 热轧生产实现了连续轧制、连铸连轧、热送热轧生产实现了连续轧制、连铸连轧、热送热装等技术；冷轧生产实现了全连续冷连轧无热装等技术；冷轧生产实现了全连续冷连轧无头轧制、酸洗和冷轧的联合、酸洗冷轧脱头轧制、酸洗和冷轧的联合、酸洗冷轧脱脂退火精整的大联合。脂退火精整的大联合。三、采用自动控制不断提高产品精度和板形质量三、采用自动控制不断提高产品精度和板形质量采用技术：采用技术：1.1.液压厚度自动控制；液压厚度自动控制；2.2.高效控制板形的轧机；高效控制板形的轧机；3.3.计算机技术的应用。计算机技术的应用。四、发展合金钢种及控轧控冷与热处理技术四、发展合金钢种及控轧控冷与热处理技术目的：目的：提高钢材的性能。提高钢材的性能。五、开发研究不对称轧制技术五、开发研究不对称轧制技术1、不对称的种类、不对称的种类 轧制速度不对称、轧辊直径的不对称、驱动轧制速度不对称、轧辊直径的不对称、驱动的不对称、辊面系数的不对称、轧制材料（复的不对称、辊面系数的不对称、轧制材料（复合板）的不对称等。合板）的不对称等。2、开发的目的、开发的目的 大幅度降低轧制压力；增大压下量，减少道大幅度降低轧制压力；增大压下量，减少道次与轧程（冷轧有轧程）；生产薄带；提高板次与轧程（冷轧有轧程）；生产薄带；提高板带的厚度精度。带的厚度精度。第一章第一章 概概 论论1.2 原料选择及连铸与轧制衔接工艺原料选择及连铸与轧制衔接工艺 1.1 板带产品特点、分类及技术要求板带产品特点、分类及技术要求1.3 板带材轧制技术的发展板带材轧制技术的发展1.1 1.1 板带产品特点、分类及技术要求板带产品特点、分类及技术要求1 1. .外形特点：扁平、宽厚比大、表面积大。外形特点：扁平、宽厚比大、表面积大。2.2.使用特点：使用特点：（1 1）包容覆盖能力强（做容器）；）包容覆盖能力强（做容器）；（2 2）可任意裁剪、弯曲、冲压、焊接）可任意裁剪、弯曲、冲压、焊接; ;（3 3）利用其为原料生产型钢、钢管。）利用其为原料生产型钢、钢管。3.3.生产特点：生产特点：（1 1）平辊（带辊型）轧出，调整方便，易自动化；）平辊（带辊型）轧出，调整方便，易自动化；（2 2）形状简单，可成卷生产，易实现连轧。）形状简单，可成卷生产，易实现连轧。（3 3）轧制压力很大，轧机设备复杂，控制技术困难。）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。板带钢：钢板和带钢的总称。第一章第一章 概概 论论二、板带钢的分类及技术要求二、板带钢的分类及技术要求 1.板带钢的分类板带钢的分类（1）按厚度分类）按厚度分类 国国标标规规定定厚度厚度3mm厚度厚度3mm薄薄板板厚厚板板厚度大于厚度大于60mm厚度为厚度为2060mm厚度为厚度为4.020mm厚度为厚度为0.24mm厚度小于厚度小于0.2mm特厚板特厚板 厚厚 板板中中 板板薄薄 板板极薄带极薄带 习惯上中中厚厚板板（2）按产品宽度分类（带钢）按产品宽度分类（带钢） 窄带钢：宽度小于窄带钢：宽度小于600mm600mm；宽钢带：宽度；宽钢带：宽度不小于不小于600mm600mm。（3）按用途分类）按用途分类 造船板、锅炉板、汽车板、镀层板（镀造船板、锅炉板、汽车板、镀层板（镀锡、镀锌）、电工钢板、深冲板、焊管坯、锡、镀锌）、电工钢板、深冲板、焊管坯、耐酸耐热板等。耐酸耐热板等。（4）按钢种分类）按钢种分类 合金钢、低合金钢、不锈钢、碳素钢等。合金钢、低合金钢、不锈钢、碳素钢等。三、对板带材的技术要求三、对板带材的技术要求 1.尺寸精度尺寸精度 板带钢尺寸精度包括厚度、宽度、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，而度，因为它不仅影响到使用性能，而且在生产中难度最大。且在生产中难度最大。尺寸精度要求高尺寸精度要求高2. 板型板型 板型要平坦，无浪形瓢曲。板型要平坦，无浪形瓢曲。由于板带钢既宽且薄，对不均匀变形的敏感性由于板带钢既宽且薄，对不均匀变形的敏感性又特别大，所以要保持良好的板形就很不容易。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。度也有着直接的关系。板板 型型 好好3.表面质量表面质量 钢板表面不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、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，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，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，成为应力集中的薄破裂和锈蚀的缺陷源，成为应力集中的薄弱环节。弱环节。 表面质量要好表面质量要好4. 性能性能 中中厚厚板板的的性性能能要要求求主主要要包包括括机机械械性性能能、工工艺艺性性能能和某些钢板的特殊物理或化学性能。和某些钢板的特殊物理或化学性能。 对对于于重重要要用用途途的的结结构构钢钢板板，要要求求具具有有较较好好的的综综合合性性能能，即即除除了了有有良良好好的的工工艺艺性性能能，甚甚至至除除了了有有一一定定的的强强度度和和塑塑性性以以外外，还还要要求求保保证证一一定定的的化化学学成成分分，保保证证良良好好的的焊焊接接性性能能、常常温温或或低低温温冲冲击击韧韧性性或或一一定定的的冲冲压压性性能能，保保证证一一定定的的金金相相组组织织及及各各向组织均匀性等。向组织均匀性等。 性能要好性能要好 对板带技术要求归纳起来就是：对板带技术要求归纳起来就是：尺寸精确；尺寸精确；板形好；板形好；表面光洁；表面光洁；性能高。性能高。1.2 1.2 原料选择及连铸与轧制衔接工艺原料选择及连铸与轧制衔接工艺 1.1.原料种类：钢锭、初轧坯、连铸坯（常用）原料种类：钢锭、初轧坯、连铸坯（常用）2.2.各种原料的特点：三种原料的特点如书中表各种原料的特点：三种原料的特点如书中表1 11 1所述。所述。连铸坯的优点：节省工序（生了铸锭、均热、开坯等工序）；连铸坯的优点：节省工序（生了铸锭、均热、开坯等工序）； 节约金属消耗，提高成材率；节约金属消耗，提高成材率； 节约燃料，降低成本；节约燃料，降低成本； 改善金属组织；改善金属组织； 改善了劳动条件。改善了劳动条件。连铸坯的缺点：只适用镇静钢；连铸坯的缺点：只适用镇静钢； 受压缩比限制，不适用生产厚板；受压缩比限制，不适用生产厚板； 规格难灵活控制规格难灵活控制( (与初轧坯比较）。与初轧坯比较）。一、原料选择一、原料选择二、连铸与轧制衔接工艺二、连铸与轧制衔接工艺 钢铁生产工艺流程正向着连续化、钢铁生产工艺流程正向着连续化、紧凑化、自动化的方向发展。紧凑化、自动化的方向发展。 关键：实现钢水铸造凝固和变形关键：实现钢水铸造凝固和变形过程的连续化（即连铸连轧）。过程的连续化（即连铸连轧）。衔接存在的问题：产量的匹配、铸坯规衔接存在的问题：产量的匹配、铸坯规格的匹配、生产节奏的匹配、温度的衔格的匹配、生产节奏的匹配、温度的衔接、铸坯表面质量和性能的传递和调控接、铸坯表面质量和性能的传递和调控技术。技术。产量、规格和节奏匹配是基本条件，质产量、规格和节奏匹配是基本条件，质量控制是基础，温度与热能的衔接是技量控制是基础，温度与热能的衔接是技术关键。术关键。 按照温度曲线，根据冶金学特点，连铸与连轧工按照温度曲线，根据冶金学特点，连铸与连轧工序的衔接模式有五种类型：序的衔接模式有五种类型：（1 1）连续铸轧工艺：铸坯在铸造的同时进行轧制。（如：）连续铸轧工艺：铸坯在铸造的同时进行轧制。（如：方式方式1 1）（2 2）连铸坯直接轧制工艺：高温铸坯不需进加热炉加热，）连铸坯直接轧制工艺：高温铸坯不需进加热炉加热，略经补偿加热即可直接轧制。（如：方式略经补偿加热即可直接轧制。（如：方式1 1）特点：连铸坯温度在特点：连铸坯温度在A3A3线以上（线以上（11001100左右），无正式加左右），无正式加热工序，铸坯热轧前无相变（奥氏体铁素体奥氏体的热工序，铸坯热轧前无相变（奥氏体铁素体奥氏体的相变，保留粗大奥氏体晶粒，需轧制细化）。相变，保留粗大奥氏体晶粒，需轧制细化）。（3 3）连铸坯直接热装轧制工艺：高温铸坯温度保持在）连铸坯直接热装轧制工艺：高温铸坯温度保持在11001100A3A3之间以奥氏体状态装入加热炉之间以奥氏体状态装入加热炉, ,加热到轧制温度加热到轧制温度后进行轧制。如：方式后进行轧制。如：方式2 2。（4 4）低温热装工艺：铸坯冷至）低温热装工艺：铸坯冷至A3A3线或线或A1A1线以下温度进行装线以下温度进行装炉。如：方式炉。如：方式3 3、4 4。（5 5）常规冷装炉轧制工艺：连铸坯冷至室温后，装入加热）常规冷装炉轧制工艺：连铸坯冷至室温后，装入加热炉加热后轧制。炉加热后轧制。一般将温度一般将温度400400作为热装的最低温界限。作为热装的最低温界限。1 1连铸与轧制衔接模式连铸与轧制衔接模式总结：总结：（1 1）（）（2 2）为直接轧制，（）为直接轧制，（3 3）（）（4 4）为热送）为热送热装轧制。热装轧制。热装和直接轧制的特点：热装和直接轧制的特点：利用冶金热能，节约能源；利用冶金热能，节约能源；例如：例如：500500装炉时，节能装炉时，节能0.25106KJ/t0.25106KJ/t，600600装炉时，节能装炉时，节能0.34106KJ/t0.34106KJ/t，800800装炉时，节能装炉时，节能0.514106KJ/t0.514106KJ/t，直接轧制比，直接轧制比冷装炉节能冷装炉节能80808585。提高成材率，节约金属消耗；（加热时间短，提高成材率，节约金属消耗；（加热时间短，烧损少）烧损少）简化生产工艺流程；简化生产工艺流程；大大缩短生产周期；大大缩短生产周期；提高产品质量。（氧化铁皮少，无加热滑道提高产品质量。（氧化铁皮少，无加热滑道轨迹）轨迹）实现连铸连轧的主要技术环节：实现连铸连轧的主要技术环节：铸坯温度保证与输送技术；（关键技术）铸坯温度保证与输送技术；（关键技术）自由程序（灵活）轧制技术；自由程序（灵活）轧制技术；生产计划管理技术；生产计划管理技术；工艺设备的可靠性技术。工艺设备的可靠性技术。铸坯输送与温度保证技术如图铸坯输送与温度保证技术如图1 13 3所示。所示。利用液芯潜热，使铸坯保持更高更均匀的温度；利用液芯潜热，使铸坯保持更高更均匀的温度；在保证充分冷却不致拉漏的前提下，合理控制在保证充分冷却不致拉漏的前提下，合理控制钢流速度和冷却制度来保加热温度，将铸坯钢流速度和冷却制度来保加热温度，将铸坯完全凝固的时刻控制在连铸机冶金长度的末完全凝固的时刻控制在连铸机冶金长度的末端，否则还要降温。端，否则还要降温。具体方法：采用上部强冷，下部缓冷的变化冷具体方法：采用上部强冷，下部缓冷的变化冷却制度，提高整体温度；却制度，提高整体温度；不对板坯的边部喷水，使液芯尾端两侧呈凸起不对板坯的边部喷水，使液芯尾端两侧呈凸起形（通常中心呈凸形），提高边角温度；形（通常中心呈凸形），提高边角温度；边部减少冷却水量，中部适当加大水量，消除边部减少冷却水量，中部适当加大水量，消除温差。温差。2 2铸坯温度保证与输送技术铸坯温度保证与输送技术 连铸板坯的输送保温技术连铸板坯的输送保温技术在连铸生产中，用保温罩将铸坯的两侧在连铸生产中，用保温罩将铸坯的两侧罩起来，减少边角部的散热。罩起来，减少边角部的散热。在连铸坯外部的运送过程中，使用固定在连铸坯外部的运送过程中，使用固定保温罩和绝热辊道。保温罩和绝热辊道。近来研制了板坯运输保温车。近来研制了板坯运输保温车。板坯边部补偿加热技术板坯边部补偿加热技术采用以下几种：采用以下几种：连铸机内绝热技术（与常规相比边部温连铸机内绝热技术（与常规相比边部温度提高度提高200200）；）；如图如图1 18 8所示。所示。在火焰切割机附近采用板坯边部加热装在火焰切割机附近采用板坯边部加热装置。置。加热方式：电感应加热或煤气烧嘴加热。加热方式：电感应加热或煤气烧嘴加热。两种方式的比较见表两种方式的比较见表1 13 3所示。所示。1.3 1.3 板带材轧制技术的发展板带材轧制技术的发展 1）技术发展的关键：技术发展的关键： 降低轧制压力，使板带钢易于变形。降低轧制压力，使板带钢易于变形。 2）途径：）途径： 1.降低板带钢本身的变形抗力降低板带钢本身的变形抗力; 2.改变应力状态，减少应力状态影响系数，减改变应力状态，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）。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辊系的刚性，采用厚度自动控制等技术控制轧辊的变形。的变形。 课堂小结课堂小结 通过本次课程的学习知道该课的重要性，了解板带钢的发展方向，重点掌握板带钢的分类方法及技术要求。 熟悉轧钢常用的原料，掌握连铸与轧制衔接模式及特点 ，熟悉连铸与轧制在衔接和匹配上存在的问题及如何克服这些问题的措施 。 熟悉板带钢轧机的发展演变过程，对各种形式的轧机有所了解，并了解在板带生产中的新轧机和新技术，为以后的学习奠定基础。布置作业布置作业第一章 习题一、填空题一、填空题1.板带钢主要按 来进行分类。2.我国按厚度将板带钢分为 、 、 三类。3.对板带钢的技术要求有 、 、 、 四方面。4.尺寸精度主要是指 精度。5.板形的好坏与 有直接关系。6.轧钢常用的原料有 、 、 三种，板带常用的是 。7.板带钢轧制的突出特点是 极大。8.板带钢热轧时重点在降低 ，冷轧时重点降低 。9.降低外阻的主要措施是 、 、 ，其中主要是 。二、问答题二、问答题1.连铸与连轧工序的衔接模式有哪几种类型？2.什么是连铸坯直接轧制工艺，有何特点？3. 连铸坯热送热装和直接轧制的主要优点有哪些？参考资料参考资料轧钢生产3000问-冶金工业出版社