型材軋制工藝基礎(chǔ)2015課件

1、2022/9/41材料成形工藝學(xué)（下）高秀華東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2022/9/42軋制理論與工藝第8章 型材軋制工藝基礎(chǔ)第9章 大、中型型材及復(fù)雜斷面型材 生產(chǎn)第10章 棒線材生產(chǎn)型材和棒線材生產(chǎn)課程內(nèi)容2022/9/438 型材軋制工藝基礎(chǔ) 2022/9/458.1 型材分類及生產(chǎn)特點(diǎn)一.型材及分類1.型材的定義 經(jīng)過(guò)塑性加工變形、具有一定斷面形狀和尺寸的直條實(shí)心金屬材成為型材。 復(fù)雜斷面型材和棒線材統(tǒng)稱為型材。2022/9/46 認(rèn)識(shí)型鋼品種作用：機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)、橋梁建筑、汽車、鐵路車輛制造和造船等。我國(guó)型材占鋼材總產(chǎn)量的50左右 規(guī)格：斷面形狀和尺寸的總稱,形狀有1

2、500多種，尺寸規(guī)格達(dá)到3900多個(gè) 2022/9/47型鋼斷面形式2022/9/488.1 型材分類及生產(chǎn)特點(diǎn)2.型材的發(fā)展 世界型材的發(fā)展1783年，英國(guó)人科特（H.Cort)創(chuàng)造了第一臺(tái)帶孔型二輥式軋機(jī)，生產(chǎn)方、圓、扁和半圓鋼；20世紀(jì)30年代，軋制板帶材的技術(shù)和產(chǎn)量超過(guò)了型材；世界發(fā)達(dá)國(guó)家型材占鋼材總量的1/3；2022/9/4103.型材分類（1）按生產(chǎn)方式分類 熱軋型材、冷彎型材、冷軋型材、冷拔型材、擠壓型材、鍛壓型材、熱彎型材、焊接型材、特殊軋制型材。 2022/9/4122022/9/414圓鋼直徑表示扁鋼寬厚度2022/9/4152022/9/4162022/9/417槽鋼2

3、022/9/418H型鋼高頻焊接H型鋼2022/9/420重 軌2022/9/4212022/9/423二、型材生產(chǎn)特點(diǎn)（1）品種規(guī)格多。型鋼品種與規(guī)格目前已達(dá)萬(wàn)個(gè)以上，軋輥儲(chǔ)備量大，換輥較頻繁，管理工作比較復(fù)雜。（2）斷面形狀差異大。大多數(shù)是復(fù)雜斷面型材，不僅斷面形狀復(fù)雜，而且互相之間斷面形狀差異很大。2022/9/424二、型材生產(chǎn)特點(diǎn)（3）斷面形狀復(fù)雜。在軋制過(guò)程中存在嚴(yán)重的不均勻變形；孔型各部存在明顯的輥徑差；非對(duì)稱斷面在孔型內(nèi)受力、變形不均；斷面各分支部分接觸軋輥和變形的非同時(shí)性；斷面各處溫度不均勻，而產(chǎn)生軋后冷卻收縮不均 勻，造成軋件彎曲和扭轉(zhuǎn)；工具磨損也不均勻，軋件尺寸難以精確計(jì)

4、算；軋機(jī)調(diào)整、導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)、安裝復(fù)雜。2022/9/4262022/9/427二、型材生產(chǎn)特點(diǎn)（4）軋機(jī)結(jié)構(gòu)和軋機(jī)布置形式多種多樣。在結(jié)構(gòu)型式上：二輥式軋機(jī)、三輥式軋機(jī)、四輥萬(wàn)能軋機(jī)、多輥孔型軋機(jī)、Y型軋機(jī)、45軋機(jī)和懸臂式軋機(jī)等。在軋機(jī)布置形式上：橫列式、順列式、棋盤式、半連續(xù)式及連續(xù)式布置等。2022/9/4282022/9/430型鋼軋制的咬入條件2022/9/4318.2 型材軋制中的咬入條件當(dāng)軋件先與孔型側(cè)壁接觸，這樣孔型側(cè)壁對(duì)軋件有一個(gè)夾持作用，此時(shí)，實(shí)現(xiàn)軋輥咬入軋件的條件應(yīng)滿足： 2022/9/4328.2 型材軋制中的咬入條件當(dāng)為90時(shí)，即與平輥上軋輥矩形軋件時(shí)的咬入條件相同。

5、當(dāng)角小于90時(shí)，極限咬入角增大了 倍，這說(shuō)明孔型中軋制時(shí)，孔型側(cè)壁斜度角越小對(duì)咬入越有利。 2022/9/4338.3 孔型軋制時(shí)的金屬變形一、軋制特征型棒材軋制的共同特征是：孔型軋制軋件的變形特征：除延伸外，還有明顯的寬展，呈三維變形狀態(tài)。坯料形狀：方坯、矩形坯和異形坯。孔型：兩輥孔型、三輥孔型、萬(wàn)能孔型在孔型中，軋件的變形特征：沿寬展方向上，1）壓下率不一致；2）軋輥的工作直徑和輥面線速度不一致；3）軋輥與軋件的接觸弧長(zhǎng)不一致，呈現(xiàn)出復(fù)雜的三維變形狀態(tài)，存在明顯的不均勻變形。2022/9/434二、軋制變形參數(shù)孔型充滿度: B1是軋后件寬，Bc是允許極限值，常用軋槽寬;軋件的寬展，常用寬展

6、系數(shù)B1/B0和寬展率1表示;延伸系數(shù)F0/F1，延伸率為1;前滑系數(shù)為Dw/Dc，前滑率為 2022/9/435孔型軋制時(shí)各參數(shù)的定義2022/9/436三、孔型軋制時(shí)的延伸和寬展一般，不均勻壓下會(huì)使延伸效率下降，而孔型側(cè)壁的約束使延伸效率上升。在軋制棒線材時(shí)，為提高延伸效率，采用中心兩側(cè)壓下均勻，側(cè)壁約束較大的孔型。孔型的高寬比大，側(cè)壁斜度小，孔型中的充滿度大，則軋件側(cè)面的自由表面小，這些條件都加強(qiáng)了寬向的約束，可以提高延伸效率。與平輥軋制一致的就是：輥件高比小，摩擦系數(shù)小，延伸效率提高。2022/9/437三、孔型軋制時(shí)的延伸和寬展軋件在孔型中軋制，壓下不均勻的孔型將加大寬展。在壓下量較

7、小時(shí)，凹孔型的寬展大于凸孔型，隨延伸增加，孔型兩側(cè)的約束作用逐漸增強(qiáng)，有利于延伸，凹孔型的寬展逐漸小于凸孔型。2022/9/4388.4 型材軋制工藝2022/9/439軋鋼的基本工藝流程2022/9/440軋鋼的基本工藝流程2022/9/441軋鋼的基本工藝流程2022/9/442 1）型鋼生產(chǎn)的工藝流程坯料加熱軋制切斷切斷冷卻熱處理檢查捆扎出廠清理矯直精 整2022/9/443型鋼生產(chǎn)工藝流程鋼的冶煉鐵的冶煉鋼的澆鑄模鑄鋼錠連鑄鋼坯成品型鋼型鋼軋機(jī)初軋機(jī)2022/9/4448.4 型材軋制工藝開(kāi)坯種類：連鑄坯斷面形狀：方、矩形、異型坯清理：火焰熱裝熱送、直接軋制2022/9/4458.4

8、型材軋制工藝加熱軋制爐子：步進(jìn)式爐粗軋、中軋、精軋精整傳統(tǒng)：熱鋸切定尺、定尺矯直新式：長(zhǎng)尺冷卻、長(zhǎng)尺矯直、冷鋸切工藝2022/9/4462022/9/4478.5 型材軋機(jī)及其布置形式一、 型材軋機(jī)分類型材軋機(jī)一般用軋輥名義直徑（或傳動(dòng)軋輥的人字齒輪節(jié)圓直徑）命名。一個(gè)軋鋼車間，往往有若干列或若干架軋機(jī)，通常以最后一架精軋機(jī)的軋輥名義直徑作為軋鋼機(jī)的標(biāo)稱。型材軋機(jī)按其用途和軋輥名義直徑不同可分為軌梁軋機(jī)、大型型材軋機(jī)、中型型材軋機(jī)、小型型材軋機(jī)、線材軋機(jī)等。2022/9/448型材軋機(jī)按軋輥名義直徑的分類2022/9/4498.5 型材軋機(jī)及其布置形式一、 型材軋機(jī)命名與分類型材軋機(jī)按輥數(shù)分：

9、二輥：開(kāi)坯機(jī)（二輥可逆式粗軋機(jī)、鋼坯連軋機(jī)） 軋邊機(jī)（萬(wàn)能粗軋機(jī)組輔助機(jī)架） 一般型鋼孔型軋制三輥：一般型鋼孔型軋制多輥：孔型由三個(gè)以上軋槽組成2022/9/450二、型材軋機(jī)的典型布置形式1、橫列式大多數(shù)用一臺(tái)交流電機(jī)同時(shí)傳動(dòng)數(shù)架三輥式軋機(jī);在一列軋機(jī)上進(jìn)行多道次穿梭軋制。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低、建廠快、產(chǎn)品品種靈活、可生產(chǎn)復(fù)雜斷面產(chǎn)品、操作簡(jiǎn)單、小批量多品種適應(yīng)性強(qiáng)等。 缺點(diǎn)：1）產(chǎn)品尺寸精度不高，品種規(guī)格受限制。2）軋件需要橫移和翻鋼，故長(zhǎng)度不能長(zhǎng)。間隙時(shí)間長(zhǎng)，軋件溫降大，因而軋件長(zhǎng)度和壁厚均受限制。3）不便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。2022/9/451二、型材軋機(jī)的典型布置形式2022/9/45

10、2二、型材軋機(jī)的典型布置形式 2、順列式順列式軋機(jī)多為水平立式和多輥軋機(jī)順列布置13個(gè)平行縱列中軋機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，每架只軋一道，但不能形成連軋。優(yōu)點(diǎn)： 每架只軋一道，機(jī)架閉口式，軋機(jī)剛度大，產(chǎn)品尺寸精度高； 每架速度可單獨(dú)調(diào)整，軋機(jī)能力可得到發(fā)揮，產(chǎn)量高； 機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，調(diào)整亦比較方便。2022/9/453二、型材軋機(jī)的典型布置形式 2、順列式缺點(diǎn)：軋機(jī)布置比較分散，機(jī)架間的距離加大，廠房很長(zhǎng)，軋件溫降仍然較大，不適于軋制小型或壁薄的產(chǎn)品；機(jī)架數(shù)目多，投資大，建廠較慢。2022/9/454二、型材軋機(jī)的典型布置形式3、棋盤式 前幾架軋件較短時(shí)采用順列式，后幾架精軋機(jī)布置成兩橫列，各架軋機(jī)

11、互相錯(cuò)開(kāi)，兩列軋輥轉(zhuǎn)向相反，各架軋機(jī)可單獨(dú)傳動(dòng)或兩架成組傳動(dòng)，軋件在機(jī)架間靠斜輥道橫移。這種軋機(jī)布置緊湊，適于中小型型鋼生產(chǎn)。2022/9/455二、型材軋機(jī)的典型布置形式2022/9/456二、型材軋機(jī)的典型布置形式4、半連續(xù)式。 介于連軋和其他形式軋機(jī)之間。其中一種粗軋為連續(xù)式，精軋為橫列式；另一種粗軋為橫列式或其他形式，精軋為連續(xù)式。2022/9/457二、型材軋機(jī)的典型布置形式 5、連續(xù)式 各架軋機(jī)縱向緊密排列成為連軋機(jī)組。每架軋機(jī)可單獨(dú)傳動(dòng)或集體傳動(dòng)，每架只軋一道。一根軋件可在數(shù)架軋機(jī)上同時(shí)軋制，各機(jī)架間遵循秒流量保持相等原則。優(yōu)點(diǎn)：軋制速度快、產(chǎn)量高；軋機(jī)緊密排列，間隙時(shí)間短，軋件溫降小，對(duì)軋制小規(guī)格和輕型薄壁產(chǎn)品有利；由于軋件長(zhǎng)度不受機(jī)架間距限制，故在保