材料成型概論第三講材料塑性成型的基礎(chǔ)

1、材料成型概論材料成型概論q第一講第一講 材料成型概述材料成型概述q第二講第二講 煉鋼煉鐵生產(chǎn)煉鋼煉鐵生產(chǎn)q第三講第三講 材料塑性成型的基礎(chǔ)材料塑性成型的基礎(chǔ)q第四講第四講 鋼坯型鋼生產(chǎn)鋼坯型鋼生產(chǎn)q第五講第五講 線棒材生產(chǎn)線棒材生產(chǎn)q第六講第六講 板帶鋼生產(chǎn)板帶鋼生產(chǎn)q第七講第七講 鋼管生產(chǎn)鋼管生產(chǎn)q第八講第八講 擠壓拉拔生產(chǎn)擠壓拉拔生產(chǎn)q第九講第九講 鍛壓沖壓生產(chǎn)鍛壓沖壓生產(chǎn)q第十講第十講 材料成型的發(fā)展及應(yīng)用材料成型的發(fā)展及應(yīng)用第三講第三講 材料塑性成型的基礎(chǔ)材料塑性成型的基礎(chǔ) 3.1 塑性變形的基本定律塑性變形的基本定律 3.2 軋制理論基礎(chǔ)軋制理論基礎(chǔ) 3.3 軋機的組成及分類軋機的組

2、成及分類 3.4 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)、工藝流程及工藝制度軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)、工藝流程及工藝制度 3.4.1 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng) 3.4.2 軋鋼軋鋼生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程 3.4.3 軋鋼工藝制度軋鋼工藝制度 3.1 塑性變形的基本定律塑性變形的基本定律n彈塑性共存定律彈塑性共存定律 塑性變形過程中仍然存在一部分彈性變形。塑性變形過程中仍然存在一部分彈性變形。n體積不變定律（忽略氧化廢料損失）體積不變定律（忽略氧化廢料損失） HBL= =hbl， = * 或或 ln(1/)+ ln+ ln=0 上式說明，在一定壓下量下將會得到一定的延伸量和寬展量上式說明，在一定壓下量下將會得到一定的延伸量和寬展量

3、n最小阻力定律最小阻力定律 物體在變形過程中各質(zhì)點總是向著阻力最小的方向流物體在變形過程中各質(zhì)點總是向著阻力最小的方向流動。動。 3.2 軋制理論基礎(chǔ)軋制理論基礎(chǔ)q軋制成型是指金屬軋件通過旋轉(zhuǎn)的軋輥進行塑性軋制成型是指金屬軋件通過旋轉(zhuǎn)的軋輥進行塑性變形，變形，橫斷面積減小長度增加，并獲得要求的斷橫斷面積減小長度增加，并獲得要求的斷面形狀和尺寸面形狀和尺寸，同時改善金屬性能的壓力加工方，同時改善金屬性能的壓力加工方法。法。q( (可實現(xiàn)連續(xù)軋制可實現(xiàn)連續(xù)軋制) )縱軋、橫軋、斜軋?？v軋、橫軋、斜軋。q軋制是冶金生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種金屬塑性軋制是冶金生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種金屬塑性成型方法，約

4、占金屬材料生產(chǎn)總量的成型方法，約占金屬材料生產(chǎn)總量的90%90%。q軋制方法劃分：軋制方法劃分：v按按軋件與軋輥的相對運動軋件與軋輥的相對運動關(guān)系或軋件在變形區(qū)內(nèi)變關(guān)系或軋件在變形區(qū)內(nèi)變形特點劃分：形特點劃分：縱軋、斜軋和橫軋縱軋、斜軋和橫軋。v按按軋制溫度軋制溫度劃分：劃分：熱軋、冷軋熱軋、冷軋。v按軋制產(chǎn)品劃分：按軋制產(chǎn)品劃分：半成品軋制、成品軋制半成品軋制、成品軋制。v按軋制產(chǎn)品的成形特點劃分：按軋制產(chǎn)品的成形特點劃分：一般軋制、一般軋制、 特殊軋制特殊軋制（周期軋制、旋壓軋制、彎曲成形）（周期軋制、旋壓軋制、彎曲成形） 3.2.1 軋制成型的方法軋制成型的方法 鋼坯是生產(chǎn)型鋼、板帶鋼和

5、鋼管等成品軋材的半成鋼坯是生產(chǎn)型鋼、板帶鋼和鋼管等成品軋材的半成品。鋼坯生產(chǎn)在煉鋼和成品軋材生產(chǎn)中承上啟下占品。鋼坯生產(chǎn)在煉鋼和成品軋材生產(chǎn)中承上啟下占有特殊重要的地位。有特殊重要的地位。 目前鋼坯的生產(chǎn)方法有三種：目前鋼坯的生產(chǎn)方法有三種： 軋制法（開坯）軋制法（開坯）：在軋機上把鋼錠軋成各種斷面形：在軋機上把鋼錠軋成各種斷面形狀的鋼坯。狀的鋼坯。 鍛壓法鍛壓法：用鍛錘或水壓機把鋼錠鍛成各種鋼坯。：用鍛錘或水壓機把鋼錠鍛成各種鋼坯。 連鑄法連鑄法：直接把鋼水澆鑄成各種斷面形狀和尺寸規(guī)：直接把鋼水澆鑄成各種斷面形狀和尺寸規(guī)格的鋼坯。格的鋼坯。半成品軋制半成品軋制 將鋼錠或鋼坯軋制成材的過程叫成

6、品軋制。將鋼錠或鋼坯軋制成材的過程叫成品軋制。 按成品材斷面類別可分為：按成品材斷面類別可分為： 型鋼軋制型鋼軋制 棒線材軋制棒線材軋制 板帶鋼軋制板帶鋼軋制 鋼管軋制鋼管軋制 成品軋制成品軋制 成品熱軋通常分為兩個階段：成品熱軋通常分為兩個階段：n粗軋階段粗軋階段采取高溫大壓下量將鋼坯迅采取高溫大壓下量將鋼坯迅速軋成接近成品的毛坯；速軋成接近成品的毛坯；n精軋階段精軋階段以小的變形量將毛坯軋成各以小的變形量將毛坯軋成各種成品，以獲得良好的表面和精確的尺寸。種成品，以獲得良好的表面和精確的尺寸。 成品軋制成品軋制一是獲得具有一定形狀和尺寸的產(chǎn)品一是獲得具有一定形狀和尺寸的產(chǎn)品精確成型；精確成型

7、；二是通過壓力加工改善材料的組織性能二是通過壓力加工改善材料的組織性能改善金屬性能改善金屬性能將軋件加熱到再結(jié)晶溫度以上進行軋將軋件加熱到再結(jié)晶溫度以上進行軋制。變形抗力小，易獲得大變形量。制。變形抗力小，易獲得大變形量。軋件在常溫下進行軋制。產(chǎn)品表面光軋件在常溫下進行軋制。產(chǎn)品表面光潔，尺寸精確。潔，尺寸精確。 3.2.2 軋制成型的作用軋制成型的作用形狀和尺寸的改變形狀和尺寸的改變板坯異型坯成品n澆注后得到的澆注后得到的錠錠坯晶粒較粗大，將其加熱到一定坯晶粒較粗大，將其加熱到一定溫度，進行壓力加工，會使其晶粒細化，從而改溫度，進行壓力加工，會使其晶粒細化，從而改善其機械性能。善其機械性能。

8、 熱軋組織性能的改變熱軋組織性能的改變軋前粗軋前粗大晶粒大晶粒變成細變成細長晶粒長晶粒細晶粒細晶粒出現(xiàn)出現(xiàn)新晶粒新晶粒長大長大形成新形成新晶粒晶粒 最終的晶粒大小由最終的晶粒大小由終軋溫度和變形量終軋溫度和變形量決定。決定。冷軋組織性能的改變冷軋組織性能的改變冷軋時，鋼中晶粒沿軋制方向伸長，形成纖冷軋時，鋼中晶粒沿軋制方向伸長，形成纖維狀組織，導(dǎo)致鋼材各向異性；維狀組織，導(dǎo)致鋼材各向異性；加工硬化，使鋼變硬變脆，很難進一步加工。加工硬化，使鋼變硬變脆，很難進一步加工。退火后再加工。退火后再加工。q以二輥軋制過程作為研究對象以二輥軋制過程作為研究對象 3.2.3 縱軋的變形及表示方法縱軋的變形及

9、表示方法b/2 h/2 ABCD 簡單軋制過程：簡單軋制過程：（1 1）上下軋輥直徑相同）上下軋輥直徑相同（2 2）轉(zhuǎn)速相等）轉(zhuǎn)速相等（3 3）軋輥無切槽）軋輥無切槽（4 4）均為傳動輥）均為傳動輥（5 5）無外力或推力）無外力或推力（6 6）軋輥為剛性的）軋輥為剛性的 （7 7）軋件性質(zhì)均勻）軋件性質(zhì)均勻n變形區(qū)：軋件承受軋輥作用，產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域。變形區(qū)：軋件承受軋輥作用，產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域。n接觸弧長接觸弧長（咬入?。┮牖。很堉茣r，軋件與軋輥相接觸的圓弧軋制時，軋件與軋輥相接觸的圓弧( (弧弧AB ）n咬入角咬入角 ：接觸弧所對應(yīng)的圓心角。接觸弧所對應(yīng)的圓心角。n變形區(qū)（接觸?。╅L

10、度（變形區(qū)（接觸弧）長度（l）：）：接觸弧的水平投影長度。接觸弧的水平投影長度。h = D（1-cos）, cos=1- h /D 當當很小時，很小時， h /R 3.2.3 縱軋的變形及表示方法縱軋的變形及表示方法hRl 3.2.3 縱軋的變形及表示方法縱軋的變形及表示方法0V0lnln1ln111LlBbHhhblHBLhHFFLl）（）nnFFFF 1221110(n 21根據(jù)體積不變定律，軋制前后的工件體積相等：根據(jù)體積不變定律，軋制前后的工件體積相等：n n 道次軋件斷面面積變化關(guān)系道次軋件斷面面積變化關(guān)系：n n 道次軋制后軋件的延伸系數(shù)：道次軋制后軋件的延伸系數(shù)： 3.2.3 縱

11、軋的變形及表示方法縱軋的變形及表示方法n咬入：依靠旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件間的摩擦力將軋件拖咬入：依靠旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件間的摩擦力將軋件拖入輥縫的現(xiàn)象。入輥縫的現(xiàn)象。n受力分析如圖受力分析如圖 咬入條件咬入條件：Px Tx 即：即：tanf =tan 軋輥對軋件的作用力軋輥對軋件的作用力P、T 3.2.4 縱軋咬入條件縱軋咬入條件n軋制過程：靠旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件之間的摩擦力將軋軋制過程：靠旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件之間的摩擦力將軋件拖入輥縫，并使之受到件拖入輥縫，并使之受到產(chǎn)生塑性變形，獲得產(chǎn)生塑性變形，獲得一定形狀、尺寸和性能的壓力加工過程。一定形狀、尺寸和性能的壓力加工過程。n軋制過程三階段：軋制過程三階段：

12、咬入階段、咬入階段、 穩(wěn)定軋制階段、穩(wěn)定軋制階段、 和甩出階段和甩出階段. . 3.2.5 軋制過程的軋制過程的三個階段三個階段n1. 咬入階段：軋件前端與軋輥接觸的瞬間起到前端咬入階段：軋件前端與軋輥接觸的瞬間起到前端達到變形區(qū)的出口斷面（軋輥軸心連線）達到變形區(qū)的出口斷面（軋輥軸心連線）n特點：特點：1 )變形區(qū)的長度由零連續(xù)地增加到最大值，即增加到變形區(qū)的長度由零連續(xù)地增加到最大值，即增加到2) 變形區(qū)內(nèi)的合力作用點、力矩皆不斷的變化。變形區(qū)內(nèi)的合力作用點、力矩皆不斷的變化。 3) 軋件對軋輥的壓力軋件對軋輥的壓力P由零值逐漸增加到該軋制條件由零值逐漸增加到該軋制條件下的最大值。下的最大

13、值。4 )變形區(qū)內(nèi)斷面的應(yīng)力狀態(tài)不斷地變化。變形區(qū)內(nèi)斷面的應(yīng)力狀態(tài)不斷地變化。 3.2.5 軋制過程的三個階段軋制過程的三個階段lR hn2. 穩(wěn)定軋制階段：穩(wěn)定軋制階段：n從軋件前端離開軋輥軸心連線開始，到軋件后端從軋件前端離開軋輥軸心連線開始，到軋件后端進入變形區(qū)的入口斷面止。進入變形區(qū)的入口斷面止。n特點：特點： 變形區(qū)的大小、軋件與軋輥的接觸面積，金屬對變形區(qū)的大小、軋件與軋輥的接觸面積，金屬對軋輥的壓力，變形區(qū)內(nèi)各處的應(yīng)力狀態(tài)等都是均軋輥的壓力，變形區(qū)內(nèi)各處的應(yīng)力狀態(tài)等都是均衡的。衡的。 3.2.5 軋制過程的三個階段軋制過程的三個階段n3. 甩出階段：甩出階段：n從軋件后端進入入口

14、斷面時起到軋件完全通過輥縫從軋件后端進入入口斷面時起到軋件完全通過輥縫（軋輥軸心連線）（軋輥軸心連線）n特點：特點：1 ) 變形區(qū)的長度由最大變到最小變形區(qū)的長度由最大變到最小零零。2 ) 變形區(qū)內(nèi)的合力作用點、力矩皆不斷的變化。變形區(qū)內(nèi)的合力作用點、力矩皆不斷的變化。 3 ) 軋件對軋輥的壓力軋件對軋輥的壓力P由最大值變到零。由最大值變到零。4 ) 變形區(qū)內(nèi)斷面的應(yīng)力狀態(tài)不斷地變化。變形區(qū)內(nèi)斷面的應(yīng)力狀態(tài)不斷地變化。 3.2.5 軋制過程的三個階段軋制過程的三個階段 3.3 軋機的組成及分類軋機的組成及分類3.3.1 q直接使軋件產(chǎn)生塑性變形的設(shè)備。直接使軋件產(chǎn)生塑性變形的設(shè)備。 主機列由主

15、電機、傳動機構(gòu)、軋機機座三大部主機列由主電機、傳動機構(gòu)、軋機機座三大部分組成。分組成。 軋機的基本構(gòu)造軋機的基本構(gòu)造驅(qū)動部分：主電機、主軸、齒輪座、接軸等驅(qū)動部分：主電機、主軸、齒輪座、接軸等工作部分：機架、支撐輥、工作輥、壓下裝置工作部分：機架、支撐輥、工作輥、壓下裝置、導(dǎo)衛(wèi)裝置、平衡裝置等、導(dǎo)衛(wèi)裝置、平衡裝置等主電機主電機齒輪座齒輪座主軸主軸聯(lián)接軸聯(lián)接軸支承輥支承輥工作輥工作輥機機 架架壓下裝置壓下裝置 軋機的基本構(gòu)造軋機的基本構(gòu)造q軋輥軋輥：由輥身、輥頸和輥頭三部分組成。由輥身、輥頸和輥頭三部分組成。q輥身輥身軋板帶材的用軋板帶材的用輥身；軋型材的用帶有輥身；軋型材的用帶有組成孔型的型輥

16、輥身。組成孔型的型輥輥身。q輥頸輥頸位于輥身兩側(cè)，用于支承軋輥。位于輥身兩側(cè)，用于支承軋輥。q輥頭輥頭與聯(lián)結(jié)軸相接，用于傳遞扭轉(zhuǎn)力矩使軋輥與聯(lián)結(jié)軸相接，用于傳遞扭轉(zhuǎn)力矩使軋輥旋轉(zhuǎn)的部分。（見圖）旋轉(zhuǎn)的部分。（見圖）機機 架架q由組裝軋輥用的兩個由組裝軋輥用的兩個或或的牌坊組成，它承的牌坊組成，它承受金屬作用在軋輥上的全部壓力，對強度和剛度有受金屬作用在軋輥上的全部壓力，對強度和剛度有較高的要求。較高的要求。q機架有機架有閉口式閉口式和和開口式開口式兩種。閉口式機架主要用在兩種。閉口式機架主要用在軋制負荷大的初軋機和板材軋機上，開口式機架多軋制負荷大的初軋機和板材軋機上，開口式機架多用于像型鋼、

17、線材等經(jīng)常換輥的軋機上。用于像型鋼、線材等經(jīng)常換輥的軋機上。q機架上安裝有：軋輥軸承、壓下裝置、平衡裝置、機架上安裝有：軋輥軸承、壓下裝置、平衡裝置、導(dǎo)衛(wèi)裝置等。導(dǎo)衛(wèi)裝置等。由機架底座和上橫梁組成，其優(yōu)點是制造簡單，由機架底座和上橫梁組成，其優(yōu)點是制造簡單，裝卸、換輥方便。其缺點是強度和剛度較低，軋輥輥跳值較裝卸、換輥方便。其缺點是強度和剛度較低，軋輥輥跳值較大。由于型鋼的品種規(guī)格繁多，型鋼軋機，尤其是中小型軋大。由于型鋼的品種規(guī)格繁多，型鋼軋機，尤其是中小型軋機，大部分選用開口式軋機。機，大部分選用開口式軋機。為一整體鑄件制成，優(yōu)點是強度和剛度較高，輥為一整體鑄件制成，優(yōu)點是強度和剛度較高，

18、輥跳值較小。其缺點是制造較困難，裝卸、換輥不方便。軋制跳值較小。其缺點是制造較困難，裝卸、換輥不方便。軋制壓力較大或?qū)埣叽缫筝^嚴的軋鋼機常用閉口式機架，壓力較大或?qū)埣叽缫筝^嚴的軋鋼機常用閉口式機架，例如初軋機、鋼板軋機、冷軋機等。例如初軋機、鋼板軋機、冷軋機等。機機 架架齒輪機座齒輪機座 主電機主電機q齒輪機座齒輪機座是把電動機的動力傳遞分配到各個軋輥是把電動機的動力傳遞分配到各個軋輥上，使軋輥互相朝著相反方向旋轉(zhuǎn)的裝置。上，使軋輥互相朝著相反方向旋轉(zhuǎn)的裝置。q二輥或四輥式軋機的齒輪機座有兩個齒輪，通常由二輥或四輥式軋機的齒輪機座有兩個齒輪，通常由直徑相等的人字齒輪所組成，下齒輪為

19、主動的。直徑相等的人字齒輪所組成，下齒輪為主動的。q主電機主電機逐步發(fā)展：逐步發(fā)展：水力水力蒸汽蒸汽電力電力q類型：類型：感應(yīng)電動機感應(yīng)電動機、同步電動機同步電動機和和直流電動機直流電動機。q軋制運轉(zhuǎn)狀態(tài)：軋制運轉(zhuǎn)狀態(tài)：不變速不變速、變速可逆變速可逆和和變速不可逆變速不可逆。聯(lián)接軸聯(lián)接軸 聯(lián)軸節(jié)聯(lián)軸節(jié)q聯(lián)接軸聯(lián)接軸用于將轉(zhuǎn)動從電動機或齒輪座傳遞給軋輥用于將轉(zhuǎn)動從電動機或齒輪座傳遞給軋輥q聯(lián)軸節(jié)聯(lián)軸節(jié)用于將主機列中的傳動軸連接起來，分為用于將主機列中的傳動軸連接起來，分為連接電動機軸與減速箱軸的電動機聯(lián)軸節(jié)，連接減連接電動機軸與減速箱軸的電動機聯(lián)軸節(jié)，連接減速箱軸與齒輪機座軸的主聯(lián)軸節(jié)之分。速箱

20、軸與齒輪機座軸的主聯(lián)軸節(jié)之分。 3.3.2 軋機的分類軋機的分類q按用途劃分按用途劃分q按軋機結(jié)構(gòu)劃分按軋機結(jié)構(gòu)劃分q按布置方式劃分按布置方式劃分q按軋制工序劃分按軋制工序劃分軋機按軋機按用途用途分類分類q軋機型式按用途劃分為：軋機型式按用途劃分為：表表3 31 1v初軋機、型鋼軋機、板帶鋼軋機、鋼管軋機和特殊用初軋機、型鋼軋機、板帶鋼軋機、鋼管軋機和特殊用途軋機（鋼球軋機、環(huán)形件軋機）途軋機（鋼球軋機、環(huán)形件軋機）v初軋機、型鋼軋機以軋輥的初軋機、型鋼軋機以軋輥的名義直徑名義直徑表示型號（命表示型號（命名）。名）。v板帶鋼軋機以軋輥板帶鋼軋機以軋輥輥身長度輥身長度表示型號（命名）。表示型號（

21、命名）。v鋼管軋機以其所軋制的鋼管鋼管軋機以其所軋制的鋼管最大外徑最大外徑表示型號表示型號( (命名命名) )。v特種軋機特種軋機 軋制車輪、輪箍、鋼球、齒輪、軸承環(huán)等軋制車輪、輪箍、鋼球、齒輪、軸承環(huán)等軋機按軋機按軋輥裝配形式軋輥裝配形式分類分類q按軋輥的數(shù)目、放置、大小來區(qū)分軋機的基本型式按軋輥的數(shù)目、放置、大小來區(qū)分軋機的基本型式為：為：表表3 32 2v水平式軋機水平式軋機：二輥軋機、三輥軋機、四輥軋機、六：二輥軋機、三輥軋機、四輥軋機、六輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機、行星軋機等輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機、行星軋機等v立式軋機立式軋機：軋輥垂直放置的軋機：軋輥垂直放置的軋機v萬能

22、軋機萬能軋機：在工作機座中既布置有水平輥又布置有：在工作機座中既布置有水平輥又布置有立輥的軋機。立輥的軋機。q斜輥軋機斜輥軋機：軋輥傾斜放置的軋機，三輥穿孔機、三：軋輥傾斜放置的軋機，三輥穿孔機、三輥輥軋管軋管機等。機等。q按軋機布置型式劃分：按軋機布置型式劃分：表表3 33 3單機架式：單機架式：軋件在僅有的一個機架中完成軋制。軋件在僅有的一個機架中完成軋制。 橫列式：橫列式：數(shù)個機架橫向排列的軋機，該軋機往往由一個電機驅(qū)動，數(shù)個機架橫向排列的軋機，該軋機往往由一個電機驅(qū)動，軋件一次在各個機架中軋制一道或多道。軋件一次在各個機架中軋制一道或多道。 縱（串）列式：縱（串）列式：數(shù)個機架按軋制方

23、向順序排列，軋件依次在各個數(shù)個機架按軋制方向順序排列，軋件依次在各個機架中只軋制一道。機架中只軋制一道。 連續(xù)式：連續(xù)式：數(shù)個機架按軋制方向順序排列，軋件同時在各個機架中數(shù)個機架按軋制方向順序排列，軋件同時在各個機架中軋制且使軋件在每一機架的秒流量體積維持不變。軋制且使軋件在每一機架的秒流量體積維持不變。 半連續(xù)式：半連續(xù)式：一般是指橫列式和連續(xù)式的組合，但對半連續(xù)板帶鋼一般是指橫列式和連續(xù)式的組合，但對半連續(xù)板帶鋼軋機則是縱列式和連續(xù)式的組合。軋機則是縱列式和連續(xù)式的組合。 平立交替式、平立交替式、4545無扭式無扭式軋機按軋機按布置型式布置型式分類分類軋機布置型式示意圖軋機布置型式示意圖q

24、按軋制階段劃分：按軋制階段劃分：粗軋機（組）粗軋機（組） 中軋機（組）中軋機（組）預(yù)精軋機（組）預(yù)精軋機（組）精軋機（組）精軋機（組）減定徑機（組）減定徑機（組）軋機按軋機按軋制階段軋制階段分類分類寶鋼初軋機寶鋼初軋機雙機架串列布置雙機架串列布置大揚程二輥可逆式大揚程二輥可逆式 上輥最大開度上輥最大開度1900mm 上輥工作開度上輥工作開度1700mm最大軋制力最大軋制力3000噸噸寶鋼初軋機寶鋼初軋機6VH連軋機連軋機6VH連軋機連軋機機架立機架立-平交替布置平交替布置每臺軋機單獨傳動每臺軋機單獨傳動設(shè)有快速換輥裝置設(shè)有快速換輥裝置最大軋制速度：最大軋制速度：2.23m/s孔型系統(tǒng)：孔型系統(tǒng)

25、：菱菱- -方方/園園-橢圓橢圓-園園 活套工作圖活套工作圖馬鋼馬鋼CSP軋機軋機工作輥工作輥F1-F2 F1-F2 950/8202000mm 高鉻鑄鋼高鉻鑄鋼 F3-F4 750/6602000mm 高鉻鑄鐵高鉻鑄鐵 F5-F7 F5-F7 620/5402000mm 合合金灰鑄鐵金灰鑄鐵“無限冷硬無限冷硬”型復(fù)合澆注（型復(fù)合澆注（ICDP）支撐輥支撐輥 F1-F7 F1-F7 1500/13701800mm 鍛鋼鍛鋼 馬鋼馬鋼H型鋼開坯軋機型鋼開坯軋機二輥可逆式二輥可逆式輥身直徑輥身直徑9501300mm輥長輥長 2800mm 20輥軋機輥軋機 (森吉米爾軋機森吉米爾軋機)輥徑進一步減小

26、輥徑進一步減小廣泛用于軋制難變形材廣泛用于軋制難變形材 q從鐵礦石開采到生產(chǎn)出各種各樣的鋼材為止，必須從鐵礦石開采到生產(chǎn)出各種各樣的鋼材為止，必須經(jīng)過經(jīng)過煉鐵煉鐵、煉鋼煉鋼和和軋鋼軋鋼三個階段，各個階段又包括三個階段，各個階段又包括很多復(fù)雜的工序。很多復(fù)雜的工序。q下圖為從煉鐵、煉鋼到軋制成材為止的生產(chǎn)工藝簡下圖為從煉鐵、煉鋼到軋制成材為止的生產(chǎn)工藝簡圖。圖。 3.4.1 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng) 寶鋼工藝流程圖：寶鋼工藝流程圖： 高爐高爐轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐連鑄連鑄連軋連軋q根據(jù)不同的根據(jù)不同的原料來源原料來源、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及及生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模，將初，將初軋機或連鑄機與各種成品軋機配套設(shè)置，組成各種

27、軋機或連鑄機與各種成品軋機配套設(shè)置，組成各種軋材生產(chǎn)系統(tǒng)。軋材生產(chǎn)系統(tǒng)。q按按生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模劃分有：大型、中型及小型生產(chǎn)系統(tǒng)。劃分有：大型、中型及小型生產(chǎn)系統(tǒng)。q按按產(chǎn)品種類產(chǎn)品種類劃分有：板帶鋼、型鋼、合金鋼及混合劃分有：板帶鋼、型鋼、合金鋼及混合生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)系統(tǒng)。 3.4.1 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)熱軋線材、熱軋棒材、熱軋熱軋線材、熱軋棒材、熱軋H型鋼、熱軋型鋼型鋼、熱軋型鋼v型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模往往不很大，就規(guī)模而言可分型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模往往不很大，就規(guī)模而言可分為大型、中型和小型三種生產(chǎn)系統(tǒng)。為大型、中型和小型三種生產(chǎn)系統(tǒng)。v年產(chǎn)年產(chǎn)100100萬萬t t以上的稱大型生產(chǎn)系統(tǒng)；年產(chǎn)

28、以上的稱大型生產(chǎn)系統(tǒng)；年產(chǎn)3030100100萬萬t t稱中型生產(chǎn)系統(tǒng)；年產(chǎn)稱中型生產(chǎn)系統(tǒng)；年產(chǎn)3030萬萬t t以下的稱小型生產(chǎn)以下的稱小型生產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)。型鋼、線棒材生產(chǎn)系統(tǒng)型鋼、線棒材生產(chǎn)系統(tǒng)熱軋中厚板、熱軋薄板和鋼帶、冷軋薄板和鋼帶熱軋中厚板、熱軋薄板和鋼帶、冷軋薄板和鋼帶v近代板帶鋼生產(chǎn)由于廣泛采用先進的連續(xù)軋制方法，近代板帶鋼生產(chǎn)由于廣泛采用先進的連續(xù)軋制方法，生產(chǎn)規(guī)模越來越大?，F(xiàn)代化寬帶鋼熱連軋機年產(chǎn)量生產(chǎn)規(guī)模越來越大?，F(xiàn)代化寬帶鋼熱連軋機年產(chǎn)量達達300300600600萬萬t t。v采用連鑄板坯作為軋制板帶鋼的原料是今后發(fā)展的采用連鑄板坯作為軋制板帶鋼的原料是今后發(fā)展的必然趨

29、勢。必然趨勢。板帶鋼生產(chǎn)系統(tǒng)板帶鋼生產(chǎn)系統(tǒng)v一個鋼鐵企業(yè)中可同時生產(chǎn)板帶鋼、型鋼或鋼管時一個鋼鐵企業(yè)中可同時生產(chǎn)板帶鋼、型鋼或鋼管時稱為混合生產(chǎn)系統(tǒng)。稱為混合生產(chǎn)系統(tǒng)。v無論在大型、中型和小型的企業(yè)中，混合系統(tǒng)都比無論在大型、中型和小型的企業(yè)中，混合系統(tǒng)都比較多。較多。v優(yōu)點可以滿足多品種的需要，但對產(chǎn)量和質(zhì)量的提優(yōu)點可以滿足多品種的需要，但對產(chǎn)量和質(zhì)量的提高上不如單一的生產(chǎn)系統(tǒng)。高上不如單一的生產(chǎn)系統(tǒng)?；旌箱撋a(chǎn)系統(tǒng)混合鋼生產(chǎn)系統(tǒng)v合金鋼的合金鋼的用途用途、鋼種特性鋼種特性及及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝都比較特殊，都比較特殊，材料也比較稀貴，產(chǎn)量不大而產(chǎn)品種類繁多。材料也比較稀貴，產(chǎn)量不大而產(chǎn)品種類繁

30、多。v常屬中型或小型的型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)或混合生產(chǎn)系統(tǒng)。常屬中型或小型的型鋼生產(chǎn)系統(tǒng)或混合生產(chǎn)系統(tǒng)。v各種軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)組成見下表。各種軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)組成見下表。合金鋼生產(chǎn)系統(tǒng)合金鋼生產(chǎn)系統(tǒng)q軋材生產(chǎn)系統(tǒng)的軋材生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)展：v向大型化、連續(xù)化、自動化方向發(fā)展。向大型化、連續(xù)化、自動化方向發(fā)展。v工藝流程經(jīng)歷了工藝流程經(jīng)歷了“長流程長流程”到到“短流程短流程”的發(fā)展過的發(fā)展過程。程。v目前目前“長流程長流程”和和“短流程短流程”共存。共存。v長流程主要吃鐵水，短流程主要吃廢鋼。長流程主要吃鐵水，短流程主要吃廢鋼。 3.4.1 軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng) q軋鋼生產(chǎn)工藝過程：軋鋼生產(chǎn)工藝過程： 由鋼錠或

31、鋼坯軋成具有一定規(guī)格和性能的鋼材的由鋼錠或鋼坯軋成具有一定規(guī)格和性能的鋼材的一系列加工工序的組合。一系列加工工序的組合。v在提高質(zhì)量和產(chǎn)量的同時，力求降低成本是制定在提高質(zhì)量和產(chǎn)量的同時，力求降低成本是制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的軋鋼生產(chǎn)工藝過程的總?cè)蝿?wù)總?cè)蝿?wù)和和總依據(jù)總依據(jù)。v碳素鋼、合金鋼、鋼材冷軋的基本典型生產(chǎn)工藝碳素鋼、合金鋼、鋼材冷軋的基本典型生產(chǎn)工藝流程如下圖所示。流程如下圖所示。 3.4.2 軋鋼生產(chǎn)工藝流程軋鋼生產(chǎn)工藝流程 普碳鋼的生產(chǎn)工藝流程：普碳鋼的生產(chǎn)工藝流程：分為四個基本類型分為四個基本類型1 1）采用采用連鑄坯連鑄坯的生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是不需要大的開的生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程

32、，其特點是不需要大的開坯機，無論是板帶或型鋼一般多一次加熱軋出成品，工藝坯機，無論是板帶或型鋼一般多一次加熱軋出成品，工藝先進，已得到廣泛的應(yīng)用。先進，已得到廣泛的應(yīng)用。2) 2) 采用采用鑄錠的大型鑄錠的大型生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是需大型的初生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是需大型的初軋機，鋼錠重量大，一般采用熱錠作業(yè)及二次或三次加熱軋機，鋼錠重量大，一般采用熱錠作業(yè)及二次或三次加熱軋制的方式。軋制的方式。3) 3) 采用采用鑄錠的中型鑄錠的中型生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是一般有生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是一般有650650一一900mm900mm二輥或三輥開坯機，通常采用冷錠作業(yè)及二輥或三輥開坯機，

33、通常采用冷錠作業(yè)及二次加熱，軋制方式，錠重一般在二次加熱，軋制方式，錠重一般在1 14t4t，可以生產(chǎn)碳素鋼，可以生產(chǎn)碳素鋼及合金鋼鋼材。及合金鋼鋼材。4) 4) 采用采用鑄錠的小型鑄錠的小型生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是通常在中、生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程，其特點是通常在中、小軋機上用冷小鋼錠經(jīng)一次加熱，直接軋制成材。小軋機上用冷小鋼錠經(jīng)一次加熱，直接軋制成材。合金鋼的生產(chǎn)工藝流程合金鋼的生產(chǎn)工藝流程 合金合金鋼的鋼的生產(chǎn)生產(chǎn)工藝流程較復(fù)雜，工藝流程較復(fù)雜， 在工序上比在工序上比碳鋼多鑄碳鋼多鑄坯的坯的、 軋制軋制后的后的、等工序，等工序， 以及在開以及在開坯中有時采用鍛造代替軋坯中有時采用鍛造代替軋制。

34、制。鋼材冷加工的生產(chǎn)工藝流程鋼材冷加工的生產(chǎn)工藝流程 它包括冷軋和冷拔它包括冷軋和冷拔 其特點是必須有加其特點是必須有加工前的工前的 和和 加工后的加工后的相配合，相配合， 以組成冷加工生產(chǎn)線。以組成冷加工生產(chǎn)線。q熱軋工藝系統(tǒng)熱軋工藝系統(tǒng) 坯料準備坯料準備加熱加熱軋制軋制冷卻冷卻精整精整驗收入庫驗收入庫q首先首先選擇坯料的種類、材質(zhì)、規(guī)格，進行質(zhì)量檢查和選擇坯料的種類、材質(zhì)、規(guī)格，進行質(zhì)量檢查和表面處理等。根據(jù)坯料的材質(zhì)及成品的要求選擇合理表面處理等。根據(jù)坯料的材質(zhì)及成品的要求選擇合理的加熱設(shè)備和加熱工藝制度對坯料進行加熱。其次制的加熱設(shè)備和加熱工藝制度對坯料進行加熱。其次制定合理的變形程度

35、、變形溫度和變形速度工藝制度，定合理的變形程度、變形溫度和變形速度工藝制度，進行產(chǎn)品的塑性成型加工，以獲得形狀正確、尺寸精進行產(chǎn)品的塑性成型加工，以獲得形狀正確、尺寸精確、表面完整光潔產(chǎn)品。接著成型后精整包括冷卻、確、表面完整光潔產(chǎn)品。接著成型后精整包括冷卻、矯直、剪切、質(zhì)量檢查、修磨、熱處理、標記和包裝、矯直、剪切、質(zhì)量檢查、修磨、熱處理、標記和包裝、入庫等。入庫等。 3.4.2 軋鋼生產(chǎn)工藝流程軋鋼生產(chǎn)工藝流程 六大工序六大工序q冷軋工藝系統(tǒng)冷軋工藝系統(tǒng)坯料準備坯料準備酸洗酸洗軋制軋制退火退火精整精整驗收入庫驗收入庫n首先首先選擇坯料的種類、材質(zhì)、規(guī)格，進行質(zhì)量檢查、選擇坯料的種類、材質(zhì)、

36、規(guī)格，進行質(zhì)量檢查、酸洗去除表面氧化鐵皮等處理。其次根據(jù)坯料的材質(zhì)酸洗去除表面氧化鐵皮等處理。其次根據(jù)坯料的材質(zhì)及成品的要求制定合理的壓下規(guī)程和變形速度工藝制及成品的要求制定合理的壓下規(guī)程和變形速度工藝制度，進行產(chǎn)品的塑性成型加工，以獲得形狀正確、尺度，進行產(chǎn)品的塑性成型加工，以獲得形狀正確、尺寸精確、表面完整光潔產(chǎn)品。接著進行退火等熱處理寸精確、表面完整光潔產(chǎn)品。接著進行退火等熱處理和矯直、剪切等精整、質(zhì)量檢查、修磨、標記和包裝、和矯直、剪切等精整、質(zhì)量檢查、修磨、標記和包裝、入庫等。入庫等。 3.4.2 軋鋼生產(chǎn)工藝流程軋鋼生產(chǎn)工藝流程 六大工序六大工序q精整包括很多工序環(huán)節(jié)，不同軋材生產(chǎn)

37、線其精整精整包括很多工序環(huán)節(jié)，不同軋材生產(chǎn)線其精整包含的工序環(huán)節(jié)是不同的。包含的工序環(huán)節(jié)是不同的。但必包括：但必包括： 定尺材定尺材剪切剪切 矯直矯直 檢驗檢驗 標記標記 包裝包裝 卷卷 材材卷取卷取 檢驗檢驗 標記標記 包裝包裝 3.4.2 軋鋼生產(chǎn)工藝流程軋鋼生產(chǎn)工藝流程 六大工序六大工序 3.4.3 軋鋼工藝制度軋鋼工藝制度q原料準備及加熱工藝制度原料準備及加熱工藝制度1.1.原料準備原料準備 鋼錠、鋼坯和連鑄坯優(yōu)缺點比較，見下表。鋼錠、鋼坯和連鑄坯優(yōu)缺點比較，見下表。v對原料的要求對原料的要求：種類、尺寸和重量；成分、力學性能、：種類、尺寸和重量；成分、力學性能、表面狀態(tài)等技術(shù)要求。表

38、面狀態(tài)等技術(shù)要求。v內(nèi)部缺陷有內(nèi)部缺陷有：偏析、氣泡、縮孔、疏松、內(nèi)部裂紋及：偏析、氣泡、縮孔、疏松、內(nèi)部裂紋及非金屬夾雜等。非金屬夾雜等。v表面缺陷有表面缺陷有：裂紋、氣孔、結(jié)疤、皮下氣泡等。：裂紋、氣孔、結(jié)疤、皮下氣泡等。v表面缺陷的清理表面缺陷的清理：火焰、電弧、風鏟和砂輪研磨清理。：火焰、電弧、風鏟和砂輪研磨清理。 3.4.3 軋鋼工藝制度軋鋼工藝制度2.2.原料加熱原料加熱加熱的目的加熱的目的：使原料具有足夠的塑性，減小變形抗力；：使原料具有足夠的塑性，減小變形抗力； 改善金屬內(nèi)部組織，以便于軋制。改善金屬內(nèi)部組織，以便于軋制。熱軋的溫度范圍熱軋的溫度范圍：開軋溫度：開軋溫度 低于固

39、相線低于固相線NJE100NJE100150150 終軋溫度終軋溫度 對亞共析鋼高于對亞共析鋼高于GSGS線線5050100100加熱時間和加熱速度加熱時間和加熱速度：加熱時間取決于坯料裝爐前的溫加熱時間取決于坯料裝爐前的溫度、鋼種、加熱爐的加熱條件及加熱速度等。度、鋼種、加熱爐的加熱條件及加熱速度等。 加熱速度取決于鋼的性質(zhì)和坯料斷面尺寸的大小。加熱速度取決于鋼的性質(zhì)和坯料斷面尺寸的大小。加熱缺陷的防止加熱缺陷的防止：氧化鐵皮；過熱；過燒；熔化；脫碳；氧化鐵皮；過熱；過燒；熔化；脫碳； 加熱不均勻加熱不均勻軋制軋制工藝工藝制度（工藝規(guī)程）制度（工藝規(guī)程） q任務(wù)：精確成型、改善金屬性能任務(wù)：

40、精確成型、改善金屬性能q精確成型方面影響因素：精確成型方面影響因素： 壓下制度壓下制度、軋輥孔型設(shè)計（型鋼）軋輥孔型設(shè)計（型鋼） 軋輥輥型設(shè)計（板帶鋼）、軋機調(diào)整等軋輥輥型設(shè)計（板帶鋼）、軋機調(diào)整等 變形溫度等變形溫度等 q改善金屬性能方面影響因素：改善金屬性能方面影響因素： （力學性能、工藝性能（力學性能、工藝性能 及及 特殊的物理化學性能）特殊的物理化學性能） 變形溫度、變形程度變形溫度、變形程度軋制軋制工藝工藝制度（工藝規(guī)程）制度（工藝規(guī)程） q任務(wù)：精確成型、改善金屬性能任務(wù)：精確成型、改善金屬性能q精確成型方面影響因素：精確成型方面影響因素： 壓下制度壓下制度、軋輥孔型設(shè)計（型鋼）軋

41、輥孔型設(shè)計（型鋼） 軋輥輥型設(shè)計（板帶鋼）、軋機調(diào)整等軋輥輥型設(shè)計（板帶鋼）、軋機調(diào)整等 變形溫度等變形溫度等 q改善金屬性能方面影響因素：改善金屬性能方面影響因素： （力學性能、工藝性能（力學性能、工藝性能 及及 特殊的物理化學性能）特殊的物理化學性能） 變形溫度、變形程度變形溫度、變形程度軋制軋制工藝工藝制度（工藝規(guī)程）制度（工藝規(guī)程） q工藝制度主要包括：工藝制度主要包括：溫度制度溫度制度、壓下制度壓下制度（壓下規(guī)程）（壓下規(guī)程）速度制度速度制度、張力制度張力制度q主要是根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格、材質(zhì)、產(chǎn)品技術(shù)條件、主要是根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格、材質(zhì)、產(chǎn)品技術(shù)條件、原料條件、設(shè)備機械特性和動力特性，運

42、用數(shù)學解原料條件、設(shè)備機械特性和動力特性，運用數(shù)學解析法或數(shù)值分析法或圖表法進行計算，確定各機架析法或數(shù)值分析法或圖表法進行計算，確定各機架各道次的變形量（壓下量）、輥縫設(shè)定值、軋制溫各道次的變形量（壓下量）、輥縫設(shè)定值、軋制溫度、軋制速度和張力以及在線調(diào)整控制方法。度、軋制速度和張力以及在線調(diào)整控制方法。v對于熱軋系統(tǒng)主要內(nèi)容是確定加熱爐各段加熱溫度、對于熱軋系統(tǒng)主要內(nèi)容是確定加熱爐各段加熱溫度、加熱速度和加熱時間，軋機的開軋溫度和終軋溫度，加熱速度和加熱時間，軋機的開軋溫度和終軋溫度，控制冷卻的冷卻速度、時間和溫度。控制冷卻的冷卻速度、時間和溫度。v制定的依據(jù)是坯料尺寸、鋼種及技術(shù)條件、產(chǎn)品規(guī)制定的依據(jù)是坯料尺寸、鋼種及技術(shù)條件、產(chǎn)品規(guī)格及組織性能要