材料成型概论第三讲材料塑性成型的基础优秀PPT.ppt

《材料成型概论第三讲材料塑性成型的基础优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料成型概论第三讲材料塑性成型的基础优秀PPT.ppt（77页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、材料成型概论第三讲材料塑性成型的基础你现在浏览的是第一页，共77页第三讲第三讲 材料塑性成型的基础材料塑性成型的基础 3.1 塑性变形的基本定律塑性变形的基本定律 3.2 轧制理论基础轧制理论基础 3.3 轧机的组成及分类轧机的组成及分类 3.4 轧钢生产系统、工艺流程及工艺制度轧钢生产系统、工艺流程及工艺制度 3.4.1 轧钢生产系统轧钢生产系统 3.4.2 轧钢轧钢生产工艺流程生产工艺流程 3.4.3 轧钢工艺制度轧钢工艺制度你现在浏览的是第二页，共77页 3.1 塑性变形的基本定律塑性变形的基本定律n弹塑性共存定律弹塑性共存定律 塑性变形过程中仍然存在一部分弹性变形。塑性变形过程中仍然存

2、在一部分弹性变形。n体积不变定律（忽略氧化废料损失）体积不变定律（忽略氧化废料损失）HBL=hbl，=*或或 ln(1/)+ln+ln=0 上式说明，在一定压下量下将会得到一定的延伸量和宽展量上式说明，在一定压下量下将会得到一定的延伸量和宽展量n最小阻力定律最小阻力定律 物体在变形过程中各质点总是向着阻力最小的方向流动。物体在变形过程中各质点总是向着阻力最小的方向流动。你现在浏览的是第三页，共77页 3.2 轧制理论基础轧制理论基础q轧制成型是指金属轧件通过旋转的轧辊进行塑性轧制成型是指金属轧件通过旋转的轧辊进行塑性变形，变形，横断面积减小长度增加，并获得要求的断横断面积减小长度增加，并获得要

3、求的断面形状和尺寸面形状和尺寸，同时改善金属性能的压力加工方，同时改善金属性能的压力加工方法。法。q(可实现连续轧制可实现连续轧制)纵轧、横轧、斜轧。纵轧、横轧、斜轧。q轧制是冶金生产中应用最为广泛的一种金属塑性轧制是冶金生产中应用最为广泛的一种金属塑性成型方法，约占金属材料生产总量的成型方法，约占金属材料生产总量的90%90%。你现在浏览的是第四页，共77页q轧制方法划分：轧制方法划分：v按按轧轧件件与与轧轧辊辊的的相相对对运运动动关关系系或或轧轧件件在在变变形形区区内内变变形形特点划分：特点划分：纵轧、斜轧和横轧纵轧、斜轧和横轧。v按按轧制温度轧制温度划分：划分：热轧、冷轧热轧、冷轧。v按

4、轧制产品划分：按轧制产品划分：半成品轧制、成品轧制半成品轧制、成品轧制。v按轧制产品的成形特点划分：按轧制产品的成形特点划分：一般轧制、一般轧制、特殊轧制特殊轧制（周期轧制、旋压轧制、弯曲成形）（周期轧制、旋压轧制、弯曲成形）3.2.1 轧制成型的方法轧制成型的方法你现在浏览的是第五页，共77页 钢钢坯坯是是生生产产型型钢钢、板板带带钢钢和和钢钢管管等等成成品品轧轧材材的的半半成成品品。钢钢坯坯生生产产在在炼炼钢钢和和成成品品轧轧材材生生产产中中承承上上启启下下占占有有特特殊殊重重要要的的地位。地位。目前钢坯的生产方法有三种：目前钢坯的生产方法有三种：轧制法（开坯）轧制法（开坯）：在轧机上把钢

5、锭轧成各种断面形状：在轧机上把钢锭轧成各种断面形状的钢坯。的钢坯。锻压法锻压法：用锻锤或水压机把钢锭锻成各种钢坯。：用锻锤或水压机把钢锭锻成各种钢坯。连铸法连铸法：直接把钢水浇铸成各种断面形状和尺寸规：直接把钢水浇铸成各种断面形状和尺寸规格的钢坯。格的钢坯。半成品轧制半成品轧制你现在浏览的是第六页，共77页 将钢锭或钢坯轧制成材的过程叫成品轧制。将钢锭或钢坯轧制成材的过程叫成品轧制。按成品材断面类别可分为：按成品材断面类别可分为：型钢轧制型钢轧制 棒线材轧制棒线材轧制 板带钢轧制板带钢轧制 钢管轧制钢管轧制 成品轧制成品轧制你现在浏览的是第七页，共77页 成品热轧通常分为两个阶段：成品热轧通常

6、分为两个阶段：n粗粗轧轧阶阶段段采采取取高高温温大大压压下下量量将将钢钢坯坯迅迅速速轧成接近成品的毛坯；轧成接近成品的毛坯；n精精轧轧阶阶段段以以小小的的变变形形量量将将毛毛坯坯轧轧成成各各种种成品，以获得良好的表面和精确的尺寸。成品，以获得良好的表面和精确的尺寸。成品轧制成品轧制你现在浏览的是第八页，共77页一是获得具有一定形状和尺寸的产品一是获得具有一定形状和尺寸的产品精确成型；精确成型；二是通过压力加工改善材料的组织性能二是通过压力加工改善材料的组织性能改善金属性能改善金属性能热轧热轧将轧件加热到再结晶温度以上进行轧制。将轧件加热到再结晶温度以上进行轧制。变形抗力小，易获得大变形量。变形

7、抗力小，易获得大变形量。冷轧冷轧轧件在常温下进行轧制。产品表面光洁，轧件在常温下进行轧制。产品表面光洁，尺寸精确。尺寸精确。3.2.2 轧制成型的作用轧制成型的作用你现在浏览的是第九页，共77页形状和尺寸的改变形状和尺寸的改变板坯异型坯成品你现在浏览的是第十页，共77页n浇注后得到的浇注后得到的锭锭坯晶粒较粗大，将其加热到一定温度，坯晶粒较粗大，将其加热到一定温度，进行压力加工，会使其晶粒细化，从而改善其机械性进行压力加工，会使其晶粒细化，从而改善其机械性能。能。热轧组织性能的改变热轧组织性能的改变轧前粗轧前粗大晶粒大晶粒变成细变成细长晶粒长晶粒细晶粒细晶粒出现出现新晶粒新晶粒长大长大形成新形

8、成新晶粒晶粒 最终的晶粒大小由最终的晶粒大小由终轧温度和变形量终轧温度和变形量决定。决定。你现在浏览的是第十一页，共77页冷轧组织性能的改变冷轧组织性能的改变冷轧时，钢中晶粒沿轧制方向伸长，形成纤维冷轧时，钢中晶粒沿轧制方向伸长，形成纤维状组织，导致钢材各向异性；状组织，导致钢材各向异性；加工硬化，使钢变硬变脆，很难进一步加工。加工硬化，使钢变硬变脆，很难进一步加工。退火后再加工。退火后再加工。你现在浏览的是第十二页，共77页q以二辊轧制过程作为研究对象以二辊轧制过程作为研究对象 3.2.3 纵轧的变形及表示方法纵轧的变形及表示方法 简单轧制过程：简单轧制过程：（1 1）上下轧辊直径相同）上下

9、轧辊直径相同（2 2）转速相等）转速相等（3 3）轧辊无切槽）轧辊无切槽（4 4）均为传动辊）均为传动辊（5 5）无外力或推力）无外力或推力（6 6）轧辊为刚性的）轧辊为刚性的 （7 7）轧件性质均匀）轧件性质均匀你现在浏览的是第十三页，共77页n变形区：轧件承受轧辊作用，产生塑性变形的区域。变形区：轧件承受轧辊作用，产生塑性变形的区域。n接触弧长接触弧长（咬入弧）咬入弧）：轧制时，轧件与轧辊相接触的圆弧轧制时，轧件与轧辊相接触的圆弧(弧弧AB）n咬入角咬入角：接触弧所对应的圆心角。接触弧所对应的圆心角。n变形区（接触弧）长度（变形区（接触弧）长度（l）：）：接触弧的水平投影长度。接触弧的水平

10、投影长度。h=D（1-cos）,cos=1-h/D 当当很小时，很小时，h/R 3.2.3 纵轧的变形及表示方法纵轧的变形及表示方法你现在浏览的是第十四页，共77页 3.2.3 纵轧的变形及表示方法纵轧的变形及表示方法你现在浏览的是第十五页，共77页根据体积不变定律，轧制前后的工件体积相等：根据体积不变定律，轧制前后的工件体积相等：n n 道次轧件断面面积变化关系道次轧件断面面积变化关系：n n 道次轧制后轧件的延伸系数：道次轧制后轧件的延伸系数：3.2.3 纵轧的变形及表示方法纵轧的变形及表示方法你现在浏览的是第十六页，共77页n咬咬入入：依依靠靠旋旋转转的的轧轧辊辊与与轧轧件件间间的的摩摩

11、擦擦力力将将轧轧件件拖拖入辊缝的现象。入辊缝的现象。n n自然咬入条件自然咬入条件n受力分析如图受力分析如图 咬入条件咬入条件：Px Tx 即：即：tanf=tan 轧辊对轧件的作用力轧辊对轧件的作用力P、T 3.2.4 纵轧咬入条件纵轧咬入条件你现在浏览的是第十七页，共77页n轧轧制制过过程程：靠靠旋旋转转的的轧轧辊辊与与轧轧件件之之间间的的摩摩擦擦力力将将轧轧件件拖拖入入辊辊缝缝，并并使使之之受受到到压压缩缩产产生生塑塑性性变变形形，获获得得一一定形状、尺寸和性能的压力加工过程。定形状、尺寸和性能的压力加工过程。n轧制过程三阶段：轧制过程三阶段：咬入阶段、咬入阶段、稳定轧制阶段、稳定轧制阶

12、段、和甩出阶段和甩出阶段.3.2.5 轧制过程的轧制过程的三个阶段三个阶段你现在浏览的是第十八页，共77页n1.咬咬入入阶阶段段：轧轧件件前前端端与与轧轧辊辊接接触触的的瞬瞬间间起起到到前前端端达到变形区的出口断面（轧辊轴心连线）达到变形区的出口断面（轧辊轴心连线）n特点：特点：1)变形区的长度由零连续地增加到最大值，即增加到变形区的长度由零连续地增加到最大值，即增加到2)变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。3)轧件对轧辊的压力轧件对轧辊的压力P由零值逐渐增加到该轧制条件由零值逐渐增加到该轧制条件下的最大值。下的最大值。4)变形区内断面的应力状态不断

13、地变化。变形区内断面的应力状态不断地变化。3.2.5 轧制过程的三个阶段轧制过程的三个阶段你现在浏览的是第十九页，共77页n2.稳定轧制阶段：稳定轧制阶段：n从从轧轧件件前前端端离离开开轧轧辊辊轴轴心心连连线线开开始始，到到轧轧件件后后端端进入变形区的入口断面止。进入变形区的入口断面止。n特点：特点：变形区的大小、轧件与轧辊的接触面积，金属对变形区的大小、轧件与轧辊的接触面积，金属对轧辊的压力，变形区内各处的应力状态等都是均轧辊的压力，变形区内各处的应力状态等都是均衡的。衡的。3.2.5 轧制过程的三个阶段轧制过程的三个阶段你现在浏览的是第二十页，共77页n3.甩出阶段：甩出阶段：n从从轧轧件

14、件后后端端进进入入入入口口断断面面时时起起到到轧轧件件完完全全通通过过辊辊缝缝（轧辊轴心连线）（轧辊轴心连线）n特点：特点：1)变形区的长度由最大变到最小变形区的长度由最大变到最小零零。2)变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。3)轧件对轧辊的压力轧件对轧辊的压力P由最大值变到零。由最大值变到零。4)变形区内断面的应力状态不断地变化。变形区内断面的应力状态不断地变化。3.2.5 轧制过程的三个阶段轧制过程的三个阶段你现在浏览的是第二十一页，共77页 3.3 轧机的组成及分类轧机的组成及分类3.3.1 轧钢机轧钢机 n直接使轧件产生塑性变形的设备。直接使

15、轧件产生塑性变形的设备。主主机机列列由由主主电电机机、传传动动机机构构、轧轧机机机机座座三三大大部部分组成。分组成。你现在浏览的是第二十二页，共77页 轧机的基本构造轧机的基本构造驱动部分：主电机、主轴、齿轮座、接轴等驱动部分：主电机、主轴、齿轮座、接轴等工作部分：机架、支撑辊、工作辊、压下装置工作部分：机架、支撑辊、工作辊、压下装置、导卫装置、平衡装置等、导卫装置、平衡装置等主电机主电机齿轮座齿轮座主轴主轴联接轴联接轴支承辊支承辊工作辊工作辊机机 架架压下装置压下装置你现在浏览的是第二十三页，共77页 轧机的基本构造轧机的基本构造n轧辊轧辊：由辊身、辊颈和辊头三部分组成。由辊身、辊颈和辊头三

16、部分组成。n辊身辊身轧板带材的用轧板带材的用平辊平辊辊身；轧型材的用带有辊身；轧型材的用带有轧槽轧槽组成孔型的型辊辊身。组成孔型的型辊辊身。n辊颈辊颈位于辊身两侧，用于支承轧辊。位于辊身两侧，用于支承轧辊。n辊头辊头与联结轴相接，用于传递扭转力矩使轧辊与联结轴相接，用于传递扭转力矩使轧辊旋转的部分。（见图）旋转的部分。（见图）你现在浏览的是第二十四页，共77页你现在浏览的是第二十五页，共77页机机 架架n由组装轧辊用的两个由组装轧辊用的两个铸铁铸铁或或铸钢铸钢的牌坊组成，它承受金的牌坊组成，它承受金属作用在轧辊上的全部压力，对强度和刚度有较高的要属作用在轧辊上的全部压力，对强度和刚度有较高的要

17、求。求。n机架有机架有闭口式闭口式和和开口式开口式两种。闭口式机架主要用在轧制两种。闭口式机架主要用在轧制负荷大的初轧机和板材轧机上，开口式机架多用于像型负荷大的初轧机和板材轧机上，开口式机架多用于像型钢、线材等经常换辊的轧机上。钢、线材等经常换辊的轧机上。n机架上安装有：轧辊轴承、压下装置、平衡装置、导机架上安装有：轧辊轴承、压下装置、平衡装置、导卫装置等。卫装置等。你现在浏览的是第二十六页，共77页开口式机架开口式机架开口式机架开口式机架由机架底座和上横梁组成，其优点是制造简单，装卸、由机架底座和上横梁组成，其优点是制造简单，装卸、换辊方便。其缺点是强度和刚度较低，轧辊辊跳值较大。由于型钢

18、换辊方便。其缺点是强度和刚度较低，轧辊辊跳值较大。由于型钢的品种规格繁多，型钢轧机，尤其是中小型轧机，大部分选用开口的品种规格繁多，型钢轧机，尤其是中小型轧机，大部分选用开口式轧机。式轧机。闭口式机架闭口式机架闭口式机架闭口式机架为一整体铸件制成，优点是强度和刚度较高，辊跳为一整体铸件制成，优点是强度和刚度较高，辊跳值较小。其缺点是制造较困难，装卸、换辊不方便。轧制压力值较小。其缺点是制造较困难，装卸、换辊不方便。轧制压力较大或对轧件尺寸要求较严的轧钢机常用闭口式机架，例如初较大或对轧件尺寸要求较严的轧钢机常用闭口式机架，例如初轧机、钢板轧机、冷轧机等。轧机、钢板轧机、冷轧机等。机机 架架你现

19、在浏览的是第二十七页，共77页齿轮机座齿轮机座 主电机主电机n齿轮机座齿轮机座是把电动机的动力传递分配到各个轧辊上，是把电动机的动力传递分配到各个轧辊上，使轧辊互相朝着相反方向旋转的装置。使轧辊互相朝着相反方向旋转的装置。n二辊或四辊式轧机的齿轮机座有两个齿轮，通常由二辊或四辊式轧机的齿轮机座有两个齿轮，通常由直径相等的人字齿轮所组成，下齿轮为主动的。直径相等的人字齿轮所组成，下齿轮为主动的。n主电机主电机逐步发展：逐步发展：水力水力蒸汽蒸汽电力电力n类型：类型：感应电动机感应电动机、同步电动机同步电动机和和直流电动机直流电动机。n轧制运转状态：轧制运转状态：不变速不变速、变速可逆变速可逆和和

20、变速不可逆变速不可逆。你现在浏览的是第二十八页，共77页联接轴联接轴 联轴节联轴节n联接轴联接轴用于将转动从电动机或齿轮座传递给轧辊用于将转动从电动机或齿轮座传递给轧辊n联轴节联轴节用于将主机列中的传动轴连接起来，分为连接电用于将主机列中的传动轴连接起来，分为连接电动机轴与减速箱轴的电动机联轴节，连接减速箱轴与齿动机轴与减速箱轴的电动机联轴节，连接减速箱轴与齿轮机座轴的主联轴节之分。轮机座轴的主联轴节之分。你现在浏览的是第二十九页，共77页 3.3.2 轧机的分类轧机的分类q按用途划分按用途划分q按轧机结构划分按轧机结构划分q按布置方式划分按布置方式划分q按轧制工序划分按轧制工序划分你现在浏览

21、的是第三十页，共77页轧机按轧机按用途用途分类分类q轧机型式按用途划分为：轧机型式按用途划分为：表表3 31 1v初初轧轧机机、型型钢钢轧轧机机、板板带带钢钢轧轧机机、钢钢管管轧轧机机和和特特殊殊用用途途轧轧机（钢球轧机、环形件轧机）机（钢球轧机、环形件轧机）v初轧机、型钢轧机以轧辊的初轧机、型钢轧机以轧辊的名义直径名义直径表示型号（命名）。表示型号（命名）。v板带钢轧机以轧辊板带钢轧机以轧辊辊身长度辊身长度表示型号（命名）。表示型号（命名）。v钢管轧机以其所轧制的钢管钢管轧机以其所轧制的钢管最大外径最大外径表示型号表示型号(命名命名)。v特种轧机特种轧机 轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等

22、轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等你现在浏览的是第三十一页，共77页你现在浏览的是第三十二页，共77页轧机按轧机按轧辊装配形式轧辊装配形式分类分类q按按轧轧辊辊的的数数目目、放放置置、大大小小来来区区分分轧轧机机的的基基本本型型式式为为：表表3 32 2v水水平平式式轧轧机机：二二辊辊轧轧机机、三三辊辊轧轧机机、四四辊辊轧轧机机、六六辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机、行星轧机等辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机、行星轧机等v立式轧机立式轧机：轧辊垂直放置的轧机：轧辊垂直放置的轧机v万万能能轧轧机机：在在工工作作机机座座中中既既布布置置有有水水平平辊辊又又布布置置有有立立辊辊的轧机。的轧机。q斜斜辊

23、辊轧轧机机：轧轧辊辊倾倾斜斜放放置置的的轧轧机机，三三辊辊穿穿孔孔机机、三三辊辊轧管轧管机等。机等。你现在浏览的是第三十三页，共77页你现在浏览的是第三十四页，共77页你现在浏览的是第三十五页，共77页q按轧机布置型式划分：按轧机布置型式划分：表表3 33 3单机架式：单机架式：轧件在仅有的一个机架中完成轧制。轧件在仅有的一个机架中完成轧制。横横列列式式：数数个个机机架架横横向向排排列列的的轧轧机机，该该轧轧机机往往往往由由一一个个电电机机驱驱动动，轧件一次在各个机架中轧制一道或多道。轧件一次在各个机架中轧制一道或多道。纵纵（串串）列列式式：数数个个机机架架按按轧轧制制方方向向顺顺序序排排列列

24、，轧轧件件依依次次在在各各个个机机架中只轧制一道。架中只轧制一道。连连续续式式：数数个个机机架架按按轧轧制制方方向向顺顺序序排排列列，轧轧件件同同时时在在各各个个机机架架中中轧轧制制且且使轧件在每一机架的秒流量体积维持不变。使轧件在每一机架的秒流量体积维持不变。半半连连续续式式：一一般般是是指指横横列列式式和和连连续续式式的的组组合合，但但对对半半连连续续板板带带钢钢轧轧机机则是纵列式和连续式的组合。则是纵列式和连续式的组合。平立交替式、平立交替式、4545无扭式无扭式轧机按轧机按布置型式布置型式分类分类你现在浏览的是第三十六页，共77页轧机布置型式示意图轧机布置型式示意图你现在浏览的是第三十

25、七页，共77页q按轧制阶段划分：按轧制阶段划分：粗轧机（组）粗轧机（组）中轧机（组）中轧机（组）预精轧机（组）预精轧机（组）精轧机（组）精轧机（组）减定径机（组）减定径机（组）轧机按轧机按轧制阶段轧制阶段分类分类你现在浏览的是第三十八页，共77页宝钢初轧机宝钢初轧机双机架串列布置双机架串列布置大扬程二辊可逆式大扬程二辊可逆式 上辊最大开度上辊最大开度1900mm 上辊工作开度上辊工作开度1700mm最大轧制力最大轧制力3000吨吨轧辊尺寸轧辊尺寸轧辊尺寸轧辊尺寸1350-11503100mm1350-11503100mm主电机功率主电机功率主电机功率主电机功率25000KW/25000KW/台

26、台台台你现在浏览的是第三十九页，共77页宝钢初轧机宝钢初轧机6VH连轧机连轧机6VH连轧机连轧机机架立机架立-平交替布置平交替布置每台轧机单独传动每台轧机单独传动设有快速换辊装置设有快速换辊装置最大轧制速度：最大轧制速度：2.23m/s孔型系统：孔型系统：菱菱-方方/园园-椭圆椭圆-园园 你现在浏览的是第四十页，共77页活套工作图活套工作图你现在浏览的是第四十一页，共77页马钢马钢CSP轧机轧机工作辊工作辊F1-F2 F1-F2 950/8202000mm 高铬铸钢高铬铸钢 F3-F4 750/6602000mm 高铬铸铁高铬铸铁 F5-F7 F5-F7 620/5402000mm 合合金灰铸

27、铁金灰铸铁“无限冷硬无限冷硬”型复合浇注（型复合浇注（ICDP）支撑辊支撑辊 F1-F7 F1-F7 1500/13701800mm 锻钢锻钢 你现在浏览的是第四十二页，共77页马钢马钢H型钢开坯轧机型钢开坯轧机二辊可逆式二辊可逆式辊身直径辊身直径9501300mm辊长辊长 2800mm 你现在浏览的是第四十三页，共77页20辊轧机辊轧机(森吉米尔轧机森吉米尔轧机)辊径进一步减小辊径进一步减小广泛用于轧制难变形材广泛用于轧制难变形材 你现在浏览的是第四十四页，共77页q从从铁铁矿矿石石开开采采到到生生产产出出各各种种各各样样的的钢钢材材为为止止，必必须须经经过过炼炼铁铁、炼炼钢钢和和轧轧钢钢三

28、三个个阶阶段段，各各个个阶阶段段又又包包括括很很多复杂的工序。多复杂的工序。q下图为从炼铁、炼钢到轧制成材为止的生产工艺简图。下图为从炼铁、炼钢到轧制成材为止的生产工艺简图。3.4.1 轧钢生产系统轧钢生产系统 你现在浏览的是第四十五页，共77页你现在浏览的是第四十六页，共77页 宝钢工艺流程图：宝钢工艺流程图：高炉高炉转炉转炉连铸连铸连轧连轧你现在浏览的是第四十七页，共77页q根根据据不不同同的的原原料料来来源源、产产品品结结构构及及生生产产规规模模，将将初初轧轧机机或或连连铸铸机机与与各各种种成成品品轧轧机机配配套套设设置置，组组成成各各种种轧材生产系统。轧材生产系统。q按按生产规模生产规

29、模划分有：大型、中型及小型生产系统。划分有：大型、中型及小型生产系统。q按按产产品品种种类类划划分分有有：板板带带钢钢、型型钢钢、合合金金钢钢及及混混合合生生产系统。产系统。3.4.1 轧钢生产系统轧钢生产系统你现在浏览的是第四十八页，共77页热轧线材、热轧棒材、热轧热轧线材、热轧棒材、热轧H型钢、热轧型钢型钢、热轧型钢n型钢生产系统的规模往往不很大，就规模而言可分型钢生产系统的规模往往不很大，就规模而言可分为大型、中型和小型三种生产系统。为大型、中型和小型三种生产系统。n年产年产100100万万t t以上的称大型生产系统；年产以上的称大型生产系统；年产3030100100万万t t称称中型生

30、产系统；年产中型生产系统；年产3030万万t t以下的称小型生产系统。以下的称小型生产系统。型钢、线棒材生产系统型钢、线棒材生产系统你现在浏览的是第四十九页，共77页热轧中厚板、热轧薄板和钢带、冷轧薄板和钢带热轧中厚板、热轧薄板和钢带、冷轧薄板和钢带v近代板带钢生产由于广泛采用先进的连续轧制方法，近代板带钢生产由于广泛采用先进的连续轧制方法，生产规模越来越大。现代化宽带钢热连轧机年产量生产规模越来越大。现代化宽带钢热连轧机年产量达达300300600600万万t t。v采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的必采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的必然趋势。然趋势。板带钢生产系统板带

31、钢生产系统你现在浏览的是第五十页，共77页v一个钢铁企业中可同时生产板带钢、型钢或钢管时一个钢铁企业中可同时生产板带钢、型钢或钢管时称为混合生产系统。称为混合生产系统。v无论在大型、中型和小型的企业中，混合系统都比较无论在大型、中型和小型的企业中，混合系统都比较多。多。v优点可以满足多品种的需要，但对产量和质量的提高优点可以满足多品种的需要，但对产量和质量的提高上不如单一的生产系统。上不如单一的生产系统。混合钢生产系统混合钢生产系统你现在浏览的是第五十一页，共77页v合金钢的合金钢的用途用途、钢种特性钢种特性及及生产工艺生产工艺都比较特殊，材都比较特殊，材料也比较稀贵，产量不大而产品种类繁多。

32、料也比较稀贵，产量不大而产品种类繁多。v常属中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。常属中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。v各种轧钢生产系统组成见下表。各种轧钢生产系统组成见下表。合金钢生产系统合金钢生产系统你现在浏览的是第五十二页，共77页你现在浏览的是第五十三页，共77页q轧材生产系统的轧材生产系统的发展发展：v向大型化、连续化、自动化方向发展。向大型化、连续化、自动化方向发展。v工艺流程经历了工艺流程经历了“长流程长流程”到到“短流程短流程”的发展过程。的发展过程。v目前目前“长流程长流程”和和“短流程短流程”共存。共存。v长流程主要吃铁水，短流程主要吃废钢。长流程主要吃铁水，短流

33、程主要吃废钢。3.4.1 轧钢生产系统轧钢生产系统 你现在浏览的是第五十四页，共77页q轧钢生产工艺过程：轧钢生产工艺过程：由钢锭或钢坯轧成具有一定规格和性能的钢材的一由钢锭或钢坯轧成具有一定规格和性能的钢材的一系列加工工序的组合。系列加工工序的组合。v在提高质量和产量的同时，力求降低成本是制定轧在提高质量和产量的同时，力求降低成本是制定轧钢生产工艺过程的钢生产工艺过程的总任务总任务和和总依据总依据。v碳素钢、合金钢、钢材冷轧的基本典型生产工艺流碳素钢、合金钢、钢材冷轧的基本典型生产工艺流程如下图所示。程如下图所示。3.4.2 轧钢生产工艺流程轧钢生产工艺流程你现在浏览的是第五十五页，共77页

34、你现在浏览的是第五十六页，共77页 普碳钢的生产工艺流程：普碳钢的生产工艺流程：分为四个基本类型分为四个基本类型1 1）采用采用连铸坯连铸坯的生产系统工艺流程，其特点是不需要大的开的生产系统工艺流程，其特点是不需要大的开坯机，无论是板带或型钢一般多一次加热轧出成品，工艺坯机，无论是板带或型钢一般多一次加热轧出成品，工艺先进，已得到广泛的应用。先进，已得到广泛的应用。2)2)采用采用铸锭的大型铸锭的大型生产系统工艺流程，其特点是需大型的初轧机，生产系统工艺流程，其特点是需大型的初轧机，钢锭重量大，一般采用热锭作业及二次或三次加热轧制的方式。钢锭重量大，一般采用热锭作业及二次或三次加热轧制的方式。

35、3)3)采用采用铸锭的中型铸锭的中型生产系统工艺流程，其特点是一般有生产系统工艺流程，其特点是一般有650650一一900mm900mm二辊或三辊开坯机，通常采用冷锭作业及二次加二辊或三辊开坯机，通常采用冷锭作业及二次加热，轧制方式，锭重一般在热，轧制方式，锭重一般在1 14t4t，可以生产碳素钢及合金，可以生产碳素钢及合金钢钢材。钢钢材。4)4)采用采用铸锭的小型铸锭的小型生产系统工艺流程，其特点是通常在中、生产系统工艺流程，其特点是通常在中、小轧机上用冷小钢锭经一次加热，直接轧制成材。小轧机上用冷小钢锭经一次加热，直接轧制成材。你现在浏览的是第五十七页，共77页你现在浏览的是第五十八页，共

36、77页合金钢的生产工艺流程合金钢的生产工艺流程 合金合金钢的钢的生产生产工艺流程较复杂，工艺流程较复杂，在工序上比在工序上比碳钢多铸碳钢多铸坯的坯的退火退火、轧制轧制后的后的退火退火、酸洗酸洗等工序，等工序，以及在开以及在开坯中有时采用锻造代替轧坯中有时采用锻造代替轧制。制。你现在浏览的是第五十九页，共77页你现在浏览的是第六十页，共77页钢材冷加工的生产工艺流程钢材冷加工的生产工艺流程 它包括冷轧和冷拔它包括冷轧和冷拔 其特点是必须有加其特点是必须有加工前的工前的酸洗酸洗 和和 加工后的加工后的退火退火相配合，相配合，以组成冷加工生产线。以组成冷加工生产线。你现在浏览的是第六十一页，共77页

37、q热轧工艺系统热轧工艺系统 坯料准备坯料准备加热加热轧制轧制冷却冷却精整精整验收入库验收入库q首先首先选择坯料的种类、材质、规格，进行质量检查和表选择坯料的种类、材质、规格，进行质量检查和表面处理等。根据坯料的材质及成品的要求选择合理的面处理等。根据坯料的材质及成品的要求选择合理的加热设备和加热工艺制度对坯料进行加热。其次制定加热设备和加热工艺制度对坯料进行加热。其次制定合理的变形程度、变形温度和变形速度工艺制度，进合理的变形程度、变形温度和变形速度工艺制度，进行产品的塑性成型加工，以获得形状正确、尺寸精确、行产品的塑性成型加工，以获得形状正确、尺寸精确、表面完整光洁产品。接着成型后精整包括冷

38、却、矫直、表面完整光洁产品。接着成型后精整包括冷却、矫直、剪切、质量检查、修磨、热处理、标记和包装、入库剪切、质量检查、修磨、热处理、标记和包装、入库等。等。3.4.2 轧钢生产工艺流程轧钢生产工艺流程 六大工序六大工序你现在浏览的是第六十二页，共77页q冷轧工艺系统冷轧工艺系统坯料准备坯料准备酸洗酸洗轧制轧制退火退火精整精整验收入库验收入库首先首先选择坯料的种类、材质、规格，进行质量检查、酸选择坯料的种类、材质、规格，进行质量检查、酸洗去除表面氧化铁皮等处理。其次根据坯料的材质及成洗去除表面氧化铁皮等处理。其次根据坯料的材质及成品的要求制定合理的压下规程和变形速度工艺制度，进品的要求制定合理

39、的压下规程和变形速度工艺制度，进行产品的塑性成型加工，以获得形状正确、尺寸精确、行产品的塑性成型加工，以获得形状正确、尺寸精确、表面完整光洁产品。接着进行退火等热处理和矫直、剪表面完整光洁产品。接着进行退火等热处理和矫直、剪切等精整、质量检查、修磨、标记和包装、入库等。切等精整、质量检查、修磨、标记和包装、入库等。3.4.2 轧钢生产工艺流程轧钢生产工艺流程 六大工序六大工序你现在浏览的是第六十三页，共77页q精精整整包包括括很很多多工工序序环环节节，不不同同轧轧材材生生产产线线其其精精整整包包含的工序环节是不同的。含的工序环节是不同的。但必包括：但必包括：定尺材定尺材剪切剪切 矫直矫直 检验

40、检验 标记标记 包装包装 卷卷 材材卷取卷取 检验检验 标记标记 包装包装 3.4.2 轧钢生产工艺流程轧钢生产工艺流程 六大工序六大工序你现在浏览的是第六十四页，共77页 3.4.3 轧钢工艺制度轧钢工艺制度q原料准备及加热工艺制度原料准备及加热工艺制度1.1.原料准备原料准备 钢锭、钢坯和连铸坯优缺点比较，见下表。钢锭、钢坯和连铸坯优缺点比较，见下表。n对对原原料料的的要要求求：种种类类、尺尺寸寸和和重重量量；成成分分、力力学学性性能能、表表面状态等技术要求。面状态等技术要求。n内内部部缺缺陷陷有有：偏偏析析、气气泡泡、缩缩孔孔、疏疏松松、内内部部裂裂纹纹及及非非金金属夹杂等。属夹杂等。n

41、表面缺陷有表面缺陷有：裂纹、气孔、结疤、皮下气泡等。：裂纹、气孔、结疤、皮下气泡等。n表面缺陷的清理表面缺陷的清理：火焰、电弧、风铲和砂轮研磨清理。：火焰、电弧、风铲和砂轮研磨清理。你现在浏览的是第六十五页，共77页你现在浏览的是第六十六页，共77页 3.4.3 轧钢工艺制度轧钢工艺制度2.2.原料加热原料加热加热的目的加热的目的：使原料具有足够的塑性，减小变形抗力；：使原料具有足够的塑性，减小变形抗力；改善金属内部组织，以便于轧制。改善金属内部组织，以便于轧制。热轧的温度范围热轧的温度范围：开轧温度：开轧温度 低于固相线低于固相线NJE100NJE100150150 终轧温度终轧温度 对亚共

42、析钢高于对亚共析钢高于GSGS线线5050100100加加热热时时间间和和加加热热速速度度：加加热热时时间间取取决决于于坯坯料料装装炉炉前前的的温温度度、钢种、加热炉的加热条件及加热速度等。钢种、加热炉的加热条件及加热速度等。加热速度取决于钢的性质和坯料断面尺寸的大小。加热速度取决于钢的性质和坯料断面尺寸的大小。加热缺陷的防止加热缺陷的防止：氧化铁皮；过热；过烧；熔化；脱碳；氧化铁皮；过热；过烧；熔化；脱碳；加热不均匀加热不均匀你现在浏览的是第六十七页，共77页你现在浏览的是第六十八页，共77页轧制轧制工艺工艺制度（工艺规程）制度（工艺规程）q任务：精确成型、改善金属性能任务：精确成型、改善金

43、属性能q精确成型方面影响因素：精确成型方面影响因素：压下制度压下制度、轧辊孔型设计（型钢）轧辊孔型设计（型钢）轧辊辊型设计（板带钢）、轧机调整等轧辊辊型设计（板带钢）、轧机调整等 变形温度等变形温度等 q改善金属性能方面影响因素：改善金属性能方面影响因素：（力学性能、工艺性能（力学性能、工艺性能 及及 特殊的物理化学性能）特殊的物理化学性能）变形温度、变形程度变形温度、变形程度你现在浏览的是第六十九页，共77页轧制轧制工艺工艺制度（工艺规程）制度（工艺规程）q任务：精确成型、改善金属性能任务：精确成型、改善金属性能q精确成型方面影响因素：精确成型方面影响因素：压下制度压下制度、轧辊孔型设计（型

44、钢）轧辊孔型设计（型钢）轧辊辊型设计（板带钢）、轧机调整等轧辊辊型设计（板带钢）、轧机调整等 变形温度等变形温度等 q改善金属性能方面影响因素：改善金属性能方面影响因素：（力学性能、工艺性能（力学性能、工艺性能 及及 特殊的物理化学性能）特殊的物理化学性能）变形温度、变形程度变形温度、变形程度你现在浏览的是第七十页，共77页轧制轧制工艺工艺制度（工艺规程）制度（工艺规程）q工艺制度主要包括：工艺制度主要包括：温度制度温度制度、压下制度压下制度（压下规程）（压下规程）速度制度速度制度、张力制度张力制度n主主要要是是根根据据产产品品品品种种规规格格、材材质质、产产品品技技术术条条件件、原原料料条条

45、件件、设设备备机机械械特特性性和和动动力力特特性性，运运用用数数学学解解析析法法或或数数值值分分析析法法或或图图表表法法进进行行计计算算，确确定定各各机机架架各各道道次次的的变变形形量量（压压下下量量）、辊辊缝缝设设定定值值、轧轧制制温温度度、轧轧制制速度和张力以及在线调整控制方法。速度和张力以及在线调整控制方法。你现在浏览的是第七十一页，共77页v对对于于热热轧轧系系统统主主要要内内容容是是确确定定加加热热炉炉各各段段加加热热温温度度、加加热热速速度度和和加加热热时时间间，轧轧机机的的开开轧轧温温度度和和终终轧轧温温度度，控控制制冷却的冷却速度、时间和温度。冷却的冷却速度、时间和温度。v制制

46、定定的的依依据据是是坯坯料料尺尺寸寸、钢钢种种及及技技术术条条件件、产产品品规规格格及及组组织织性性能能要要求求、金金属属的的塑塑性性、变变形形抗抗力力和和导导热热性性等材料特性。等材料特性。v对对于于冷冷轧轧系系统统是是指指退退火火制制度度，主主要要包包括括退退火火温温度度和和退退火时间。火时间。轧制轧制温度温度制度制度你现在浏览的是第七十二页，共77页v压压下下制制度度是是轧轧制制制制度度最最基基本本的的核核心心内内容容，直直接接关关系着产品的质量、轧机的产量及经济效益。系着产品的质量、轧机的产量及经济效益。v对于型钢和钢管生产系统指对于型钢和钢管生产系统指孔型设计孔型设计和和压下规程压下

47、规程。v对于板带钢生产系统指对于板带钢生产系统指辊型设计辊型设计和和压下规程压下规程。v压压下下制制度度的的主主要要内内容容是是选选择择坯坯料料类类型型和和尺尺寸寸，选选择择轧轧制制方方式式，确确定定总总变变形形量量和和轧轧制制道道次次数数，合合理理分分配配各各道道次次变变形形量量，确确定定轧轧制制温温度度和和轧轧制制速速度度，计计算算咬咬入入条条件件、轧轧制制力力能能参参数数和和轧轧辊辊校校核核，设设计计孔孔型型或或辊辊型型，确确定定辊辊缝缝设设定值及调整方法等。定值及调整方法等。轧制轧制压下压下制度制度你现在浏览的是第七十三页，共77页v速速度度制制度度的的主主要要内内容容是是确确定定轧轧

48、制制咬咬入入速速度度、轧轧制制速速度和抛尾速度，计算轧制时间。度和抛尾速度，计算轧制时间。v对于多道次可逆轧制，绘制轧制速度图。对于多道次可逆轧制，绘制轧制速度图。v对于连续轧制，计算各机架轧制速度及连轧常数。对于连续轧制，计算各机架轧制速度及连轧常数。v轧轧制制速速度度主主要要影影响响轧轧机机产产量量，连连轧轧过过程程的的连连轧轧关关系系影影响响轧轧件件尺尺寸寸和和产产品品尺尺寸寸精精度度。还还通通过过加加工工硬硬化化和和再再结结晶晶影影响产品的组织性能。响产品的组织性能。轧制轧制速度速度制度制度你现在浏览的是第七十四页，共77页轧制轧制张力张力制度制度v张张力力制制度度主主要要内内容容是是

49、确确定定连连轧轧过过程程的的各各机机架架间间张张力力以以及及活套器张力控制方法。活套器张力控制方法。v对对于于某某一一机机架架，轧轧机机出出口口处处作作用用在在轧轧件件上上张张力力称称为为前前张力，轧机入口处作用在轧件上张力称为后张力张力，轧机入口处作用在轧件上张力称为后张力v张力的张力的主要作用主要作用有：有：调节连轧关系，保持轧制过程稳定；调节连轧关系，保持轧制过程稳定；调节轧件尺寸，保持轧件平直，防止轧件跑偏；调节轧件尺寸，保持轧件平直，防止轧件跑偏；你现在浏览的是第七十五页，共77页 3 复习题复习题1 1.什么是轧制成型，简述其特点？什么是轧制成型，简述其特点？2 2.轧轧制制成成型

50、型有有几几种种分分类类方方法法，按按轧轧件件与与轧轧辊辊的的相相对对运运动动关系将轧制方法划分为哪几种？关系将轧制方法划分为哪几种？3 3.画图说明纵轧、斜轧、横轧的特点及其生产的产品。画图说明纵轧、斜轧、横轧的特点及其生产的产品。4 4.板带材按产品厚度分成几类，并说明各类产品厚度尺寸范围。板带材按产品厚度分成几类，并说明各类产品厚度尺寸范围。5 5.通用型材主要有哪几种？通用型材主要有哪几种？圆钢和线材直径尺寸范围是多少？圆钢和线材直径尺寸范围是多少？你现在浏览的是第七十六页，共77页 3 复习题复习题3.3.简述普碳钢的生产工艺流程。简述普碳钢的生产工艺流程。4.4.简述轧制制度和压下制