軋制工程學(xué)PPT課件

1、5.1 棒、線材品種 簡單斷面型鋼一般成根供應(yīng)，又稱棒材，主要包括圓鋼和螺紋鋼筋。近年來，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，小型棒材亦可成卷供應(yīng)。棒材的品種按斷面形狀分為圓形、方形、六角形以及建筑用螺紋鋼筋等幾種。 棒材的概念小型軋機(jī)生產(chǎn)棒材的規(guī)格 小型軋機(jī)生產(chǎn)圓鋼的范圍一般為1032mm，最小規(guī)格可至6mm。近年來，小型棒材軋機(jī)生產(chǎn)鋼筋的上限擴(kuò)大至52mm，而合金鋼小型軋機(jī)產(chǎn)品的上限加大至75mm，甚至80mm。第1頁/共67頁 線材是熱軋生產(chǎn)中斷面最小，長度最長而且成盤卷狀交貨的產(chǎn)品。線材的品種按斷面形狀分為圓形、六角形、方形、螺紋圓形、扁形、梯形及Z字形等，主要是圓形和螺紋圓形。常見的盤條多為圓斷面，

2、異形斷面盤條生產(chǎn)量較少。 線材的概念及種類線材的規(guī)格 圓形線材的規(guī)格為538mm。經(jīng)常生產(chǎn)的是513mm。對于高速線材軋機(jī)來說，幾乎只生產(chǎn)圓形和螺紋圓形線材。有的高速線材軋機(jī)為擴(kuò)大成盤交貨的大尺寸盤條，研制開發(fā)了相應(yīng)的粗線成卷、冷卻收集設(shè)備，成品直接從中軋或粗軋機(jī)組上軋出，盤條規(guī)格已擴(kuò)大到22mm、3040mm以至4460mm。第2頁/共67頁 棒、線材的斷面形狀最主要的還是圓形。棒、線材的用途非常廣泛，可直接用作建筑材料，以及用來加工機(jī)械零件、汽車零件，或用來拉絲成為金屬制品，冷鐓制成螺釘、螺母等。除建筑螺紋鋼筋和線材等可直接被應(yīng)用的成品之外，一般棒、線材都要經(jīng)過深加工才能制成成品。棒、線材

3、深加工的方式有：鍛造、拉拔、擠壓、切削等。為了便于進(jìn)行這些深加工，加工之前有時(shí)需要進(jìn)行退火、酸洗等處理。加工后為保證使用時(shí)的機(jī)械性能，還要進(jìn)行淬火、正火或滲碳等熱處理。有些產(chǎn)品還要進(jìn)行鍍層、噴漆、涂層等表面處理。棒線材的應(yīng)用第3頁/共67頁5.2 小型棒材生產(chǎn)工藝小型棒材軋機(jī)的布置 小型軋機(jī)種類繁多，軋機(jī)的類型和布置方式多種多樣，當(dāng)前在運(yùn)行的主要是：連續(xù)式、半連續(xù)式和橫列式小型軋機(jī) 連續(xù)式小型軋機(jī)的年產(chǎn)量在3060萬噸之間。所用的坯料規(guī)格為130mm130mm150mm150mm，也有160mm160mm，甚至180mm180mm，坯料單重1.52.5噸。第4頁/共67頁 軋制線多為平-立交替

4、布置，實(shí)現(xiàn)全線的無扭轉(zhuǎn)軋制，以利于提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。機(jī)架的多少按照一個(gè)機(jī)架軋制一道的原則確定。軋機(jī)多為偶數(shù)道次組合，對于不同的坯料規(guī)格和成品尺寸有18架、20架、22架甚至24架的小型軋機(jī)，但軋制線由18個(gè)機(jī)架組成的小型軋機(jī)是當(dāng)今最典型的碳素鋼小型軋機(jī)。 速度可調(diào)、微張力和無張力軋制是現(xiàn)代全連續(xù)式小型軋機(jī)的明顯特點(diǎn)。粗軋和中軋的部分機(jī)架為微張力控制，中軋的部分機(jī)架和精軋機(jī)組為無張力控制，機(jī)架之間設(shè)有氣動(dòng)立式上活套，以實(shí)現(xiàn)無張力軋制保證產(chǎn)品的尺寸精度。活套的多少與產(chǎn)品的規(guī)格、孔型設(shè)計(jì)都有關(guān)系。連續(xù)式軋機(jī)一般設(shè)置610個(gè)活套，甚至有的多達(dá)12個(gè)活套。全連續(xù)式小型軋機(jī)的特點(diǎn)第5頁/共67頁半連續(xù)式

5、小型軋機(jī) 連續(xù)式和半連續(xù)式的差別主要在粗軋機(jī)，半連續(xù)式小型軋機(jī)的粗軋機(jī)多為一架或兩架三輥式軋機(jī)，采用箱形共軛孔型軋制。半連續(xù)式小型軋機(jī)粗軋機(jī)的另一種形式是機(jī)架橫移的二輥可逆式軋機(jī)，這種軋機(jī)只能單根軋制，軋機(jī)的產(chǎn)量受到限制。1-加熱爐；2-粗軋機(jī)；3、5、7、9、10-飛剪；4-第一中軋機(jī)組；6-第二中軋機(jī)組；8-精軋機(jī)組；11-水冷器；12-冷床；13-冷剪第6頁/共67頁橫列式小型軋機(jī) 橫列式軋機(jī)軋線一般由一架或兩架三輥式400軋機(jī)和一列5架250軋機(jī)組成,在軋后僅有簡易的冷床、冷剪和簡易收集臺(tái)架。多數(shù)橫列式小型軋機(jī)采用邊長5570mm的小方坯，產(chǎn)品為1225mm的圓鋼和螺紋鋼。年產(chǎn)量在21

6、0萬噸不等。1-推鋼式加熱爐；2-400三輥式軋機(jī)；3-250橫列式精軋機(jī)；4-單齒條步進(jìn)式冷床；5-冷剪第7頁/共67頁橫列式小型軋機(jī)特點(diǎn) 橫列式軋機(jī)軋制的基本特征是有扭轉(zhuǎn)軋制，終軋速度一般不超過68m/s。速度低，軋件頭尾溫差大，產(chǎn)品尺寸精度低。 雖然軋機(jī)的產(chǎn)量不低，但坯料的規(guī)格小、單重小、收得率低，產(chǎn)品規(guī)格少，尺寸精度差，這些橫列式軋機(jī)所固有的缺點(diǎn)無法克服，特別是使用小規(guī)格的坯料，無法使用連鑄坯。因此，在連鑄技術(shù)的推動(dòng)下，淘汰或者改造現(xiàn)有橫列式小型軋機(jī)是生產(chǎn)發(fā)展的必然。第8頁/共67頁小型連軋機(jī)的類型 隨著連鑄坯的應(yīng)用，坯料斷面越來越大，為了改變連鑄坯的鑄態(tài)組織，最初道次需要有足夠的變形

7、量，因此現(xiàn)在粗軋機(jī)輥徑較大，有的選用到550600mm，粗、中軋的機(jī)型種類較多，有二輥式閉口機(jī)架軋機(jī)、45無扭粗軋機(jī)、緊湊軋機(jī)、懸臂軋機(jī)、三輥行星軋機(jī)、三輥Y型軋機(jī)等。其中二輥式閉口機(jī)架軋機(jī)、懸臂式軋機(jī)應(yīng)用較廣泛。 現(xiàn)代小型車間對精軋機(jī)的要求主要是速度和精度。目前精軋機(jī)最高速度達(dá)18m/s。精軋機(jī)機(jī)型主要有以下幾種剛度較好的機(jī)型：預(yù)應(yīng)力軋機(jī)、短應(yīng)力線軋機(jī)和三輥Y型軋機(jī)。第9頁/共67頁減徑定徑機(jī) 國際上幾個(gè)著名的鋼鐵設(shè)備供應(yīng)商都圍繞這些方面做了大量研究工作，推出了不少新機(jī)型，如摩根公司的RSM和TEKISUN機(jī)組、西馬克公司的HPR定徑機(jī)、達(dá)涅利公司的雙模塊TMB機(jī)組，柯克斯公司的三輥RSB、

8、波米尼公司的懸臂式定徑機(jī)等。 各家設(shè)備結(jié)構(gòu)不同，但提高產(chǎn)品精度的目標(biāo)是一致的，小規(guī)格產(chǎn)品精度可達(dá)0.1mm。 世界著名的減經(jīng)定經(jīng)機(jī)組第10頁/共67頁著名減徑定徑機(jī)組介紹 HPR（High-Precision Rolling，高精度軋制）軋機(jī)是一種既可用于型鋼，又可用于棒材軋制的高精度定徑設(shè)備，產(chǎn)品尺寸精度小于0.1mm。HPR的高剛度性能是基于預(yù)應(yīng)力原理，采用軋輥的預(yù)壓靠來實(shí)現(xiàn)的。第11頁/共67頁著名減徑定徑機(jī)組介紹 美國摩根公司在定減徑機(jī)方面有TEKISUN技術(shù)，該技術(shù)有兩個(gè)機(jī)型，即RSM軋機(jī)和二輥式軋機(jī)。RSM軋機(jī)是由4架懸臂式軋機(jī)組成，采用V形布置。前兩架起減徑作用，后兩架起定徑作用

9、?？蓪?shí)現(xiàn)“自由尺寸”軋制。RSM軋機(jī)采用橢圓-圓孔型系列。第12頁/共67頁著名減徑定徑機(jī)組介紹 柯克斯-達(dá)涅利公司的三輥減徑定徑機(jī)（RSB）由4架三輥Y型軋機(jī)組成，前兩架作為減徑機(jī)使用，后兩架作為定徑機(jī)使用。這種減徑定徑機(jī)的最主要優(yōu)點(diǎn)是，由于采用三輥軋制變形原理，能夠軋制一些高合金鋼，且將材料寬展對軋件精度的影響消除了。適合軋制高變形抗力材料，并適合于低溫軋制。第13頁/共67頁著名減徑定徑機(jī)組介紹 波米尼公司的定徑機(jī)是從定徑導(dǎo)衛(wèi)發(fā)展起來的，這種定徑機(jī)采用了一種具有液壓預(yù)應(yīng)力的懸臂式高精度二輥軋機(jī)。這種軋機(jī)的輥縫可以百分之一毫米為單位精確調(diào)整，輥縫還可以設(shè)定為零；并且由于存在預(yù)應(yīng)力，可以消除

10、機(jī)架間的間隙；同時(shí)可以精確地進(jìn)行孔型的軸向調(diào)整，以滿足高精度軋制的要求。 第14頁/共67頁棒材軋制新技術(shù)（1）直接使用連鑄坯 （2）采用步進(jìn)式加熱爐（3）連鑄坯熱送熱裝（4）低溫軋制（5）無頭軋制（6）切分軋制（7）棒材軋后熱芯回火工藝第15頁/共67頁 切分軋制的原理是在軋制過程中用軋輥或其他方法將軋件沿縱向剖分成兩條或多條軋件，變單條軋制為多條軋制。 切分軋制采用的方式主要有兩種： 1）切分輪法；先用特殊的孔型將軋件軋成準(zhǔn)備切成的形狀，再在軋機(jī)的出口處安裝不傳動(dòng)的切分輪，利用其側(cè)向分力將軋件切開。這種方法在連軋機(jī)上普遍采用，是目前切分軋制的主要方法。 2）輥切法：利用軋輥孔型的特殊設(shè)計(jì)，

11、在變形過程中將軋件分開。這種方法不需要其他輔助設(shè)備，操作簡單，但要求軋輥的強(qiáng)度和韌性，要求軋輥孔型設(shè)計(jì)合理準(zhǔn)確。切分軋制的原理及其方式第16頁/共67頁5.3 線材生產(chǎn)工藝和高速線材生產(chǎn)線材的分類 1）軟線 指普通低碳鋼熱軋圓盤條，含碳量不大于0.25%以下?，F(xiàn)在的牌號(hào)主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的Q195、Q215、Q235和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中所規(guī)定的10、15、20號(hào)鋼等。 軟線產(chǎn)品根據(jù)用途不同一般分為拉拔和建筑用線材兩種，二者的性能和組織要求均不同。拔絲用線材要經(jīng)受很大的拉拔變形，要求線材強(qiáng)度低、塑性好，金相組織珠光體含量越少越好，基體為含量較多的大塊狀鐵素體。鐵素體晶粒要求粗大一些，這樣

12、，可得到低強(qiáng)度、高塑性，適于冷拉拔的性能。而建筑用線材則要求有較高的抗拉強(qiáng)度和一定的韌性，所以其組織晶粒度要求細(xì)小，盡可能多地提高珠光體含量。第17頁/共67頁 2）硬線 通常把用優(yōu)質(zhì)碳素鋼中含碳量不小于0.45%的中高碳鋼軋制的線材稱為硬線，對于變形抗力與硬線相當(dāng)?shù)牡秃辖痄摗⒑辖痄摷澳承Ｓ娩摼€材也可歸類為硬線。如制繩鋼絲用盤條、針織布鋼絲用盤條、輪胎鋼絲、琴鋼絲等專用盤條。硬線一般碳含量偏高，泛指45號(hào)以上的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、4070Mn、T8MnA、T9A、T10等。 硬線主要供給金屬制品行業(yè)作為原料，廣泛應(yīng)用于加工低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線、輪胎鋼絲及鋼簾線、中高強(qiáng)度的緊固件等。為

13、了保證硬線產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足后繼工序制品加工用戶的需要，在原料、加熱、軋制、冷卻各工序的質(zhì)量控制上應(yīng)給予足夠的重視。 鋼坯加熱應(yīng)防止表面脫碳，是硬線產(chǎn)品的基本要求。第18頁/共67頁 3）焊線 指焊接用盤條，包括碳素焊條鋼用盤條和合金焊條鋼用盤條。碳素焊條鋼用盤條主要的牌號(hào)有H08A、H08E和H08C三種。 焊線鋼是專門供制造不同用途和要求的焊條用的鋼。鋼的成分隨所焊材質(zhì)不同而不同。焊線鋼大多拔制成焊絲，做各種焊條的原料，少部分直接使用盤條。焊絲質(zhì)量的好壞對焊接件使用中的安全有較大的影響。焊接后的焊縫應(yīng)滿足質(zhì)量要求，有足夠的力學(xué)性能和不出氣孔。因而對鋼的化學(xué)成分有嚴(yán)格要求。同時(shí)，為保證焊絲有均

14、勻一致的性能，不允許有超出標(biāo)準(zhǔn)的成分偏析。 由于焊線鋼盤條軋制后一般需要拉拔，其性能和組織要求與拉絲用的低碳鋼類似。第19頁/共67頁 4）合金鋼線材 指各種合金鋼和合金含量高的專用鋼盤條，如軸承鋼盤條GCr6、GCr9、GCr15；合金結(jié)構(gòu)鋼盤條20Mn、20CrMnSi等；不銹鋼盤條1Cr18Ni9Ti、1Cr13等，以及合金工具鋼盤條。低合金鋼線材一般劃歸為硬線，如有特殊性能也可劃入合金鋼類。 線材也可按用途分為兩類：一類是直接使用的，多用作建筑材料；一類是深加工后使用的，用來拉絲成為金屬制品或冷鐓制成螺釘、螺母等。第20頁/共67頁對線材的質(zhì)量要求1）橢圓度及尺寸精度 線材不但要求較高

15、的斷面尺寸精度，而且要求沿整根軋件長度方向尺寸均勻一致。 高速線材軋機(jī)產(chǎn)品的直徑偏差達(dá)到0.15mm毫無困難，甚至可以精確到0.1mm、0.05mm。第21頁/共67頁對線材的質(zhì)量要求2）表面質(zhì)量 線材對表面缺陷、脫碳層深度、氧化鐵皮等均有一定要求。線材表面要求光潔和不得有妨礙使用的缺陷，無論是直接用于建筑還是深加工成各類制品，其耳子、裂紋、折疊、結(jié)疤、夾層等直接影響使用性能的缺陷都是絕對不允許有。 第22頁/共67頁3）組織性能 對需深加工的線材，要求軋件全長性能符合要求且均勻一致。為此，產(chǎn)品在出廠前要檢驗(yàn)機(jī)械性能、顯微組織、非金屬夾雜和晶粒度等。對進(jìn)一步深加工有利的金相組織，可省略硬線的鉛

16、浴淬火，省略或簡化螺釘、鉚釘用線材的退火，提高軟線線材的拉絲性能等。通常，限制某些鋼種含碳量波動(dòng)不得大于0.05%，對化學(xué)成分偏析和非金屬夾雜的大小與分布亦有較高要求。 第23頁/共67頁 對線材質(zhì)量要求更多的是必須滿足后部工序的使用性能。線材用途不同其質(zhì)量要求也各有側(cè)重，如冷鐓材除了對力學(xué)性能有嚴(yán)格要求外，最主要的是要求冷鐓不開裂，而要想保證不開裂就要嚴(yán)格控制夾雜及表面裂紋、折疊、劃傷等會(huì)造成開裂的缺陷；焊條鋼盤條的質(zhì)量要求最主要的是對化學(xué)成分及偏析要嚴(yán)格控制；對拉拔用線材，因?yàn)橄Ｍ軠p少拉拔道次，故對線材尺寸精度要求高，線材生產(chǎn)中要采用高精度軋制；硬線、輪胎用線材，進(jìn)一步加工時(shí)要求減少斷線

17、，提高強(qiáng)度，在線材生產(chǎn)中就必須嚴(yán)格控制成分，并采取措施消除表面缺陷和內(nèi)部偏析，以及控制冷卻。易切削鋼要提高刀具壽命和車削效率，就需要控制線材的夾雜物。不同用途線材的質(zhì)量要求第24頁/共67頁線材生產(chǎn)特點(diǎn)（1）坯料 線材的坯料現(xiàn)在各國都以連鑄坯為主。目前，線材坯料斷面形狀一般為方形，邊長120150mm，坯料長度一般較長，最大長度為22m。 連鑄坯最常見的表面缺陷是針孔及氧化結(jié)疤，連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量常以偏析、中心疏松和裂紋的有無和輕重為判斷依據(jù)。連鑄坯對中心疏松、縮孔、裂紋、皮下氣泡及非金屬夾雜等都有一定的要求，我國目前用的連鑄小方坯對此有專門的評級(jí)方法。（2）加熱第25頁/共67頁（3）軋制 目

18、前線材軋機(jī)成品出口速度已達(dá)100m/s以上，并正向著更高的速度發(fā)展。線材軋機(jī)的高速是通過小輥徑、高轉(zhuǎn)速得到的。目前新式線材精軋機(jī)軋輥輥徑僅為152mm，而軋制速度高達(dá)140m/s。 由于從坯料到成品，總延伸較大，每架軋機(jī)只軋一道，因此現(xiàn)代化線材軋機(jī)一般為2128架，多數(shù)為25架，分為粗、中、精軋機(jī)組，有時(shí)精軋還分為兩組。為平衡各機(jī)架的生產(chǎn)能力和保證產(chǎn)品精度，粗軋多采用較大延伸，較低轉(zhuǎn)速和多線軋制，而精軋則采用較小延伸，較高軋速和多路單線軋制方法，即設(shè)置數(shù)列精軋機(jī)組，每組同時(shí)只軋一根線材。（4）精整 線材一般的精整工藝流程如下： 精軋吐絲機(jī)散卷控制冷卻集卷檢查包裝第26頁/共67頁線材軋機(jī)類型及

19、其布置 某廠雙線線材軋機(jī)的平面布置圖15-第15架軋機(jī)（粗軋機(jī)組）；611-第611架軋機(jī)（一中軋機(jī)組）；1213-第1213架軋機(jī)（二中軋機(jī)組）；1419-第1419架軋機(jī)（預(yù)精軋機(jī)組）；2029-第2029架軋機(jī)（精軋機(jī)組）；30-斯太爾摩冷卻線第27頁/共67頁（1） 粗軋機(jī)組和中軋機(jī)組 高速線材軋機(jī)粗軋機(jī)類型較多，有擺鍛式軋機(jī)、三輥行星軋機(jī)（簡稱PSW軋機(jī)）、三輥式Y(jié)型軋機(jī)、45軋機(jī)、平-立交替布置的二輥軋機(jī)、緊湊式二輥軋機(jī)和水平二輥式粗軋機(jī)等機(jī)型。 高速線材軋機(jī)中軋機(jī)（包括預(yù)精軋機(jī)組）機(jī)型也比較多，主要有三輥式Y(jié)型軋機(jī)、45無扭軋機(jī)、水平二輥式軋機(jī)、雙支點(diǎn)平-立交替布置的無扭軋機(jī)、懸

20、臂平-立輥交替布置的無扭軋機(jī)五種。第28頁/共67頁（2）精軋機(jī) 現(xiàn)代線材生產(chǎn)主要采用45高速無扭精軋機(jī)組和Y型精軋機(jī)。1）Y型三輥連續(xù)式無扭軋機(jī) Y型軋機(jī)有3個(gè)互成120的盤狀軋輥。Y型軋機(jī)的整個(gè)機(jī)組一般由414架軋機(jī)組成，相鄰兩架相互倒置180，軋件在交替軋制中無須扭轉(zhuǎn)，每架軋機(jī)間保持恒微的拉鋼軋制，軋制速度一般達(dá)到60m/s左右。第29頁/共67頁Y型三輥連續(xù)式無扭軋機(jī)的特點(diǎn) 普通線材軋機(jī)軋輥是相互平行的，軋輥對軋件僅兩個(gè)方向壓縮，而Y型軋機(jī)軋輥中心線互成120，這樣就有條件采用三角形孔型系統(tǒng)。一般是三角形-弧邊三角形-弧邊三角形-圓形，對某些合金鋼亦可采用弧邊三角形-圓形孔型系統(tǒng)。三角

21、形孔型系統(tǒng)對軋件實(shí)行3個(gè)方向的壓縮，對提高金屬塑性十分有利；同時(shí)相鄰軋機(jī)的軋輥方位相互錯(cuò)開，在軋制過程中，對軋件進(jìn)行6個(gè)方向壓縮，變形十分均勻。 進(jìn)入Y型軋機(jī)的坯料一般是圓形，也有六角形坯料，軋制中軋件角部位置經(jīng)常變化，故各部分的溫度比較均勻，易去除氧化鐵皮，產(chǎn)品表面質(zhì)量好，軋制精度高。 Y型三輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，孔型加工困難、孔型磨損后需要整體更換組合體，需要大量備用機(jī)架，而且軋輥傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，Y型軋機(jī)多用于軋制有色金屬或特殊合金，在鋼材生產(chǎn)上采用不多。第30頁/共67頁Y型線材精軋機(jī)組的孔型系統(tǒng) 第31頁/共67頁2）45連續(xù)式無扭軋機(jī) 45無扭轉(zhuǎn)精軋機(jī)組根據(jù)軋機(jī)結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)型式分為懸

22、臂式與框架式兩種。 懸臂式45無扭轉(zhuǎn)高速機(jī)組的特點(diǎn)是：機(jī)架布置緊湊，軋輥以懸臂方式敞露在整體之外，軋輥軸線與地面成一定的角度，相鄰機(jī)架互成90。各對軋輥通過內(nèi)齒或外齒輪傳動(dòng)，同時(shí)采用小直徑輥環(huán)，提高了道次延伸率和產(chǎn)品尺寸精度。單線軋制年產(chǎn)量為3035萬噸。 框架式45無扭轉(zhuǎn)高速機(jī)組機(jī)架為閉口框架式，該機(jī)組由8個(gè)機(jī)架組成，成組傳動(dòng)，相鄰各架軋輥互成90；軋輥直徑一般為260mm，輥身長290mm。第32頁/共67頁5.3.5 軋制線材的孔型及延伸量的分配軋制線材的孔型 高速線材軋機(jī)的粗、中軋機(jī)組的設(shè)備大多是水平二輥式軋機(jī)順列布置，粗、中軋機(jī)組的軋制工藝采用單線或多線軋制，除中軋最末一兩架外，其他

23、各架的孔型對所有規(guī)格都是共用的。 由奇數(shù)道次組成的粗、中軋機(jī)組的延伸孔型系統(tǒng)，以選擇箱（變態(tài)箱）-橢圓（雙弧橢圓）-圓-橢圓-圓的組合孔型系統(tǒng)最理想，也可選用箱-橢圓-方-橢圓-圓的組合系統(tǒng) 由偶數(shù)道次組成的粗、中軋機(jī)組的延伸孔型系統(tǒng)，以選擇橢圓-圓-橢圓-圓的組合孔型系統(tǒng)為理想，也可選用箱-箱-橢圓-方-橢圓-圓的組合孔型系統(tǒng)。第33頁/共67頁軋制線材的孔型 粗軋機(jī)組為緊湊式軋機(jī)單線軋制的粗、中軋延伸孔型系統(tǒng)，則應(yīng)選擇箱（平）-箱（平）-箱（平）-六角-方-橢圓-圓的組合孔型系統(tǒng)。 現(xiàn)代高速線材軋機(jī)的預(yù)精軋、精軋機(jī)組多采用橢圓-圓孔型系統(tǒng)。 第34頁/共67頁延伸量的分配 在粗軋階段，除應(yīng)

24、注意前兩道次鋼坯表面氧化鐵皮厚、摩擦系數(shù)小和咬入困難外，還應(yīng)充分利用金屬在高溫階段塑性好、變形抗力小的特點(diǎn)和這一階段對軋件尺寸精度要求不甚嚴(yán)格的條件，通常采用較大的延伸系數(shù)；在中軋階段，既要繼續(xù)利用金屬在此較高溫度下變形抗力小和塑性較好的特點(diǎn)，又要保持軋件尺寸穩(wěn)定，以便保證中、精軋工藝穩(wěn)定，通常采用中等的延伸系數(shù)。 第35頁/共67頁 成品直徑為5.5mm，采用不同孔型系統(tǒng)的線材粗、中軋軋機(jī)的延伸系數(shù)。第36頁/共67頁控制軋制1）二段變形制度。 粗軋?jiān)趭W氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，通過反復(fù)變形及再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒；中軋及精軋?jiān)?50以下軋制，是在相的未再結(jié)晶區(qū)變形，其累計(jì)變形量為60%70%；在Ar

25、3附近終軋，可以得到具有大量變形帶的奧氏體未再結(jié)晶晶粒，相變以后能得到細(xì)小的鐵素體晶粒。2）三段變形制度。 粗軋?jiān)趭W氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，中軋?jiān)?50以下的未再結(jié)晶區(qū)軋制，變形量為70%。精軋?jiān)贏r3與Ar1之間的雙相區(qū)軋制。這樣得到細(xì)小的鐵素體晶粒及具有變形帶的未再結(jié)晶奧氏體晶粒，相變后得到細(xì)小的鐵素體晶粒并有亞結(jié)構(gòu)及位錯(cuò)。為了實(shí)現(xiàn)各段變形，必須嚴(yán)格控制各段溫度，在加熱時(shí)溫度不要過高，避免奧氏體晶粒長大，并避免在部分再結(jié)晶區(qū)中軋制形成混晶組織，破壞鋼的韌性。第37頁/共67頁控制冷卻 不同開軋溫度時(shí)各機(jī)架上的軋件溫度變化曲線（坯料尺寸105mm105mm，線材直徑5.5mm）1-開軋溫度1150

26、；2-開軋溫度1050，3-開軋溫度850；4-加熱爐；5-粗軋機(jī)組；6-中軋機(jī)組；7-精軋機(jī)組（8架）第38頁/共67頁含碳0.5%鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線w(C)=0.5%，w(Si)=0.53%，w(Mn)=0.23%第39頁/共67頁 為得到索氏體組織，理想上應(yīng)使相變在630左右發(fā)生（曲線a）。而實(shí)際生產(chǎn)中完全等溫轉(zhuǎn)變是難以達(dá)到的。鉛浴淬火（曲線b）近似上述曲線，但由于線材內(nèi)外溫度不可能與鉛浴淬火槽的溫度立即達(dá)到一致，故其室溫組織內(nèi)就有先共析鐵素體和一部分粗大的珠光體。線材控制冷卻（曲線c）則是根據(jù)上述原理將終軋溫度高達(dá)10001100的線材出軋輥后立即通過水冷區(qū)急冷至相變溫度。此時(shí)加工硬化的

27、效果被部分保留，相變的形核率增大，得到較細(xì)的鐵素體和珠光體，此后減慢冷卻速度，使其類似等溫轉(zhuǎn)變。從而得到索氏體+較少鐵素體+片狀珠光體的室溫組織。圖中曲線d是自然冷卻時(shí)線材的溫度曲線，高溫區(qū)停留時(shí)間長，組織內(nèi)部存在相當(dāng)數(shù)量的先共析鐵素體和粗大的片狀珠光體，成品表面氧化鐵皮厚，性能差且不均勻。第40頁/共67頁穿水冷卻線材斷面溫度的變化簡圖第41頁/共67頁 線材軋后以很短的時(shí)間強(qiáng)烈冷卻，使線材表面溫度急劇降至馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度以下，使鋼的表面層產(chǎn)生馬氏體，在線材出冷卻段以后，利用中心部分殘留的熱量以及由相變釋放出來的熱量使線材表面層的溫度上升，達(dá)到一個(gè)平衡溫度。使表面馬氏體回火，最終得到中心為

28、索氏體，表面為回火馬氏體的組織。 第42頁/共67頁線材控制冷卻工藝要求 線材軋后冷卻的目的主要是得到產(chǎn)品所要求的組織和性能，使其性能均勻和減少二次氧化鐵皮的生成量，因此對線材冷卻的要求是：1）二次鐵皮要少，以減少金屬消耗和二次加工前的酸耗和酸洗時(shí)間；2）冷卻速度要適當(dāng)，要根據(jù)不同品種，控制冷卻工藝參數(shù)，得到所需要的組織；3）要求整根軋件性能均勻。 一般線材軋后控制冷卻過程可分為三個(gè)階段，第一階段的目的是為相變作組織準(zhǔn)備及減少二次氧化鐵皮生成量。一般采用快速冷卻冷卻到相變前溫度，此溫度稱為吐絲溫度；第二階段為相變過程，主要控制冷卻速度；第三階段為相變完了，有時(shí)考慮到固溶元素的析出，采用慢冷，一

29、般采用空冷。第43頁/共67頁線材控制冷卻工藝的類型標(biāo)準(zhǔn)斯太爾摩運(yùn)輸機(jī)示意圖1精軋機(jī)組；2冷卻水箱；3吐絲機(jī)；4風(fēng)機(jī)；5送風(fēng)室；6集卷筒 斯太爾摩控制冷卻工藝為了適用不同鋼種的需要，具有三種冷卻形式。這三種類型的水冷段相同，依據(jù)運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)不同而分標(biāo)準(zhǔn)型冷卻、緩慢型冷卻和延遲型冷卻。 第44頁/共67頁 緩慢型冷卻是為了滿足標(biāo)準(zhǔn)型冷卻無法滿足的低碳鋼和合金鋼之類的低冷卻速度要求而設(shè)計(jì)的。它與標(biāo)準(zhǔn)型冷卻的不同之處是在運(yùn)輸機(jī)前部加了可移動(dòng)的帶有加熱燒嘴的保溫爐罩。由于采用了燒嘴加熱和慢速輸送，緩慢冷卻斯太爾摩運(yùn)輸機(jī)可使散卷線材以很緩慢的冷卻速度冷卻。它的運(yùn)輸速度為0.051.4m/s，冷卻速

30、度為0.2510/s，它適用于處理低碳鋼、低合金鋼和合金鋼之類的線材。 延遲型冷卻是在標(biāo)準(zhǔn)型冷卻的基礎(chǔ)上，結(jié)合緩慢型冷卻的工藝特點(diǎn)加以改進(jìn)而成。它在運(yùn)輸機(jī)的兩側(cè)裝上隔熱的保溫層側(cè)墻，并在兩側(cè)保溫墻上方裝有可靈活開閉的保溫罩蓋。當(dāng)保溫罩蓋打開時(shí)，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)型冷卻；若關(guān)閉保溫罩蓋，降低運(yùn)輸機(jī)速度，又能達(dá)到緩慢型冷卻效果。它的運(yùn)輸速度為0.051.4m/s，冷卻速度為110/s，它適用于碳鋼、低合金鋼和某些合金鋼線材。 第45頁/共67頁施洛曼控制冷卻工藝 施洛曼冷卻工藝的線材溫度變化及水冷區(qū)布置1線材中心溫度；2線材表面溫度；3雙層冷卻水管；4表面溫度計(jì)；5精軋機(jī)組；6儀表操縱盤；7圓盤飛剪；8成

31、圈器；K1K8正向噴頭；A1A6反向噴頭第46頁/共67頁 第一種型式是經(jīng)過水冷后的垂直線圈和水平線圈進(jìn)行空氣自然冷卻。它適合各種碳素鋼，用調(diào)節(jié)水冷及改變線圈放置方法和圈距來控制冷卻速度。 第二種形式是低速空氣冷卻，線圈僅是呈水平狀放置。 第三種型式為適合某些特殊需要緩冷的鋼種，吐絲后面加保溫罩，罩內(nèi)可裝燒嘴進(jìn)行加熱保溫。 第四種型式用于要求低溫收集的鋼種，在運(yùn)輸機(jī)的后部加了冷卻罩，可根據(jù)冷卻需要采用噴水、空氣、蒸汽或噴空氣蒸汽混合氣的方法進(jìn)行冷卻。 第五種型式主要用于處理奧氏體和鐵素體不銹鋼。奧氏體鋼（不經(jīng)水冷）、鐵素體鋼（經(jīng)水冷）經(jīng)過一段空氣冷卻后，在一個(gè)輥道式連續(xù)退火爐內(nèi)加熱并保溫，然后

32、在第二運(yùn)輸帶進(jìn)入水池急冷。施洛曼控冷工藝風(fēng)冷段有五種型式 第47頁/共67頁施洛曼五種冷卻工藝流程a自然冷卻；b低速空氣冷卻；c緩慢冷卻；d噴水冷卻；e水池急冷1保溫罩；2冷卻罩；3連續(xù)式退火爐；4水冷池第48頁/共67頁高速線材生產(chǎn) 高速線材生產(chǎn)一般工藝流程如下： 鋼坯運(yùn)入成批稱重入庫存放爐前上料鋼坯質(zhì)量檢查單根稱重加熱粗軋切頭尾中軋預(yù)精軋（軋間水冷）切頭尾精軋（軋間水冷）穿水冷卻吐絲成圈散卷控冷集卷切頭尾壓緊打捆稱重卸卷入庫第49頁/共67頁某高速線材廠的軋機(jī)平面布置簡圖1-上料臺(tái)架；2-步進(jìn)梁式加熱爐；3-高壓水除鱗裝置；4-粗軋機(jī)組；5-飛剪；6-中軋機(jī)組；7-飛剪；8-預(yù)精軋機(jī)組；9

33、-水冷段；10-測徑儀；11-飛剪；12-精軋機(jī)組；13-水冷段；14-減定徑機(jī)組；15-水冷段；16-測徑儀；17-夾送輥吐絲機(jī)；18-散卷冷卻運(yùn)輸線；19-集卷站；20-PF鉤式運(yùn)輸線；21-壓緊打捆機(jī)；22-卸卷站第50頁/共67頁 在產(chǎn)品品種上，高速線材軋機(jī)不但能生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，還能生產(chǎn)幾乎所有鋼種的盤條；除能生產(chǎn)圓斷面光面盤條外，還可以生產(chǎn)相應(yīng)斷面的螺紋盤條，邊長為516mm的方斷面盤條和內(nèi)切圓直徑為516mm的六角盤條。 近年來，通過軋制中的水冷和相應(yīng)的變形分配所形成的控制軋制工藝，與軋后控制冷卻相配合，使高速線材軋機(jī)對產(chǎn)品顯微組織及力學(xué)性能的控制水平更高。高速線材軋機(jī)產(chǎn)品性能

34、的高度均一性是其重要特點(diǎn)，目前普遍可以達(dá)到同根線材抗拉強(qiáng)度波動(dòng)不大于2.5%，同牌號(hào)線材抗拉強(qiáng)度波動(dòng)不大于4%。 經(jīng)控制冷卻的線材，其表面的次生氧化鐵皮量比常規(guī)軋制的產(chǎn)品少得多，僅為產(chǎn)品重量的0.2%0.6%，而且是易于酸洗清除的魏氏體FeO組織。第51頁/共67頁高速線材軋機(jī)機(jī)型 所謂高速軋機(jī)，一般是指最大軋制速度高于40m/s的軋機(jī)。 高速軋機(jī)的特點(diǎn)是：高速、單線、無扭、微張力、組合結(jié)構(gòu)、碳化鎢輥環(huán)和自動(dòng)化。其產(chǎn)品特點(diǎn)是盤重大、精度高、質(zhì)量好。 高速軋機(jī)僅僅是高速線材生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一。其機(jī)型按每個(gè)機(jī)架的軋輥大小來劃分，可分為大輥徑（250290mm）和小輥徑（152210mm）兩種；按軋

35、輥中心線相對于地面布置的角度來劃分，可分為15/75、45、平-立交替二輥式等；按軋輥的支撐狀況分，可分為雙支點(diǎn)（三輥式和框架式）和懸臂式兩種。而45高速軋機(jī)，按機(jī)架間軋輥交匯位置不同，又分為側(cè)交和頂交兩種；按其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不同，又分為外齒傳動(dòng)和內(nèi)齒傳動(dòng)兩種。 上述各種機(jī)型可概括為三輥式、15/75、45、平立交替式四種。第52頁/共67頁高速線材生產(chǎn)的工藝特點(diǎn) 高速線材軋機(jī)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)可以概括為連續(xù)、高速、無扭和控冷。其中高速軋制是最主要的工藝特點(diǎn)。大盤重、高精度、性能優(yōu)越則是高速線材軋機(jī)的產(chǎn)品特點(diǎn)。 軋制速度高，生產(chǎn)效率高，成本低。以目前共存的幾代軋機(jī)為例，一套軋制速度為100m/s的機(jī)組年

36、產(chǎn)量為27.5萬噸，而一套50m/s的機(jī)組年產(chǎn)量16萬噸，前者為后者的1.7倍左右。從使用坯料情況看，受第一架入口速度的限制，當(dāng)出口速度一定時(shí)，延伸系數(shù)即已確定。因此，軋制速度為100m/s的機(jī)組其坯料斷面面積是50m/s機(jī)組的2倍。后者受連鑄坯斷面不能過小的限制，有可能需采用初軋坯，使成本大大增加。第53頁/共67頁一：是保證實(shí)現(xiàn)高速的條件；二：是解決高速實(shí)現(xiàn)后產(chǎn)生的問題。高速軋機(jī)線材生產(chǎn)技術(shù)中“高速”對工藝的要求第54頁/共67頁（1）實(shí)現(xiàn)高速首先是設(shè)備，精軋機(jī)、夾送輥、吐絲機(jī)要能適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。對無扭軋制來說，限制軋制速度的主要因素是設(shè)備。近幾年，為了達(dá)到更高的軋制速度，精軋機(jī)都在進(jìn)行強(qiáng)化

37、：軋機(jī)精度提高，輥軸加粗，潤滑油量加大，軋機(jī)間距拉開。（3）軋機(jī)間的張力對軋件精度影響極大，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)無張力和微張力軋制。 在預(yù)精軋必須實(shí)現(xiàn)無張力，在中軋和粗軋通常設(shè)置3個(gè)活套。（2）在工藝上保證高速的主要條件是原料質(zhì)量、軋件精度、軋件溫度。高精度、高質(zhì)量的軋件是保證不產(chǎn)生軋制故障最根本的條件。 第55頁/共67頁高速線材產(chǎn)品的質(zhì)量控制 對線材質(zhì)量要求更多的是必須滿足后部工序的使用性能。一般線材交貨技術(shù)條件規(guī)定的質(zhì)量內(nèi)容有：外形及尺寸精度；表面質(zhì)量及氧化鐵皮；截面質(zhì)量及金相組織；化學(xué)成分及力學(xué)性能。 線材用途不同其質(zhì)量要求也各有側(cè)重，如冷鐓材除對力學(xué)性能有嚴(yán)格要求外，最主要的是要求冷鐓不開裂，而要想保證不開裂就要嚴(yán)格控制夾雜及表面裂紋、折疊、劃傷等會(huì)造成開裂的缺陷。焊條鋼盤條的質(zhì)量要求最主要的是對化學(xué)成分及偏析要嚴(yán)格控制。第56頁/共67頁高速線材軋機(jī)生產(chǎn)的熱軋盤條的質(zhì)量控制 通常包括兩個(gè)方面的內(nèi)容： 盤條的尺寸外形，即尺寸精度及外表形貌； 盤條的內(nèi)部質(zhì)量，即化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)性能。前者主要由盤條軋制技術(shù)控制，后者則除去軋制技術(shù)之外，還嚴(yán)重地受煉鋼工序的影響。第57頁/共67頁影響熱軋盤條尺寸精度的因素軋制工序是控制尺寸精度的主要環(huán)節(jié)。 軋件的溫度變化將影響變形抗力和寬展，從而造成軋件尺寸的波動(dòng)。 張力在熱軋線材