钢铁轧制加工未来发展趋势

材料加工基础论文

题目：钢铁轧制加工现状及发展趋势

学院：材料科学与工程

专业班级：冶金工程03班

学生姓名：刘世焱

学号：20133183

指导老师：信运昌

2016年10月31日

钢铁轧制加工现状及发展趋势

近年来，大多钢材生产厂家从一味地追求产量，转至降低成本，提高经济效益，节约能耗和提高质量的方向发展。为此，一系列轧钢新工艺、新技术相继被研发并投入使用。本文针对热轧带钢、冷轧带钢等,从工艺、装备、产品等方面总结了中国钢铁轧制技术的发展情况。同时，指出了我国轧钢厂今后要大力开发节能减排、创新性和前沿性新技术、新装备,推动钢铁工业的可持续发展。

关键词：热轧带钢，冷轧带钢，关键技术，可持续发展

1.热轧带钢技术发展状况

自1924年第一台带钢热连轧机投产以来，连轧带钢技术得到了很大的发展。热轧带钢生产工艺过程包括原料准备、加热、粗轧、卷板、焊接、精轧、冷却、飞剪、卷取等。现代热带连轧机精轧机组大多是6~8架组成，但粗轧机组组成和布置不同，由此热带连轧机主要区分为全连续式、半连续式和3/4连续式。1.1热轧工艺装备关键技术

（1）无头轧制(EndlessWeldingRolling)

无头轧制就是将加热到开轧温度的钢坯，在加热炉及粗轧机之间用移动式焊机将钢坯头尾焊接起来，实现钢坯在轧机中的连续轧制。无头轧制的采用是为了满足生产各种热轧薄板的需要。与常规的分批次轧制工艺相比，无头轧制是一种具有成本效益的工艺。

（2）ASR技术

无取向硅钢热轧板形控制的ASR技术可用来满足冷轧硅钢片日趋严苛的板形质量要求，ASR非对称自补偿工作辊偏摆控制功能开发与窜辊策略的实现是大型工业生产应用ASR技术的重要条件。在分析提出ASR板形控制技术应用要求基础上，在1700热连轧机过程控制系统MAC机新增了一系列寄存器和编制、修改梯形图程序，开发了记忆功能，实现了ASR偏摆控制功能和特定窜辊策略，可适应多种宽度无取向硅钢连续编排的大工业生产方式。

（3）CVC技术(continuouslyvariablecrown）

在轧机机型确定的情况下，辊形是板形控制最直接、最活跃的因素。自20世纪80年代开始，我国引进的多套热连轧、冷连轧机采用国外提供的轴向移位变凸度工作辊辊形，如三次连续变凸度进行板形控制。事实证明，对辊形的特性进行分析研究并结合实际生产情况进行改进，对提高板形控制水平尤为重要。（4）在线制造

连铸板坯宽度、热轧带钢宽度及平直度的在线测量非常重要。目前，板带轧制中的在线制造已经广泛应用于热轧主传动在线监测、热轧带钢表面在线检测和热轧钢板厚度在线测量以及板带轧制在线控制等环节。

（5）现代建模方法

通过合理的建模，我们可以对板带微观组织结构进行分析和预测。通过热轧中带钢温度的预测模型，可对生产速度和喷水压力等环节进行精确控制，并且对于加强预测轧制力模型的精确度有至关重要的作用。

1.2热轧带钢产品

基于新的热连轧宽带钢生产线，我国开发出了18.4mm厚X80管线钢、4mm~8mm 厚屈服900MPa高强结构用钢；实现了薄板坯连铸连轧线大批量生产高精度薄和超薄规格板带，在大型油气管线工程建设、汽车、集装箱、火车车厢及工程机械轻量化制造及生产应用的减量化方面发挥了重要作用。

2.冷轧带钢技术现状

冷轧生产主要工序包括酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分级分类、成品包装。冷轧带钢是以热轧带钢为坯料,经进一步冷轧制成,产品大多成卷,并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂。成卷冷轧薄板生产效率高,使用方便,有利于后续加工。因此应用广泛,已逐渐取代同样厚度的热叠轧薄板。我国通过引进、消化吸收、自主集成和开发，极大地提高了冷轧生产效率，大幅度提高了冷轧产品质量；运用自动化、智能化控制技术及高精度检测技术，显著提高了冷轧产品的尺寸精度和板形质量。

2.1冷轧工艺特点

(1)加工温度低，轧制中产生不同程度的加工硬化。

(2)张力轧制，防止跑偏，保持板形，降低变形抗力，调整电机负荷。

(3)冷轧过程中采用工艺润滑和冷却。

(4)冷轧产品须中间退火或成品退火。

2.2冷轧产品

(1)汽车板，如IF,BH,CQ,DQ等深冲板。

(2)高强钢板，如双相钢，复相钢等。

(3)电工用钢，如无取向，取向，高牌号到中低牌号硅钢片。

(4)建筑用钢板，如热镀锌板，电镀锌板，彩涂板等。

(5)包装用钢板，如镀锡板，有机涂层板等。

(6)不锈钢板，如耐腐蚀板，装饰板，厨房用板等。

(7)家电用板，如洗衣机类，冰箱空调类等。

3.未来发展趋势

据目前我国轧制生产的情况来看，钢铁轧制加工应该进一步优化产品结构，实现稳定、低成本、高效率地生产量大面广的板带产品，以及高强和超高强、高韧性、低屈强比、耐火、耐候及特殊用途的各类高性能钢板。形成结合中国资源特点并可持续发展的、满足低碳经济与节能减排要求的高效、优质、新型钢材产品的开发机制，使产品适应各层次、各阶段、多方面用户的要求。

新型塑性加工处理方法

塑性加工处理方法对钢材制品的性能有极大的影响，下面就简单地介绍几种方法。

1.多向锻造技术

多向锻造技术是大塑性变形法中一种代表性工艺。目前大塑性变形法已被国际材料学界公认为是制备块体纳米和超细晶材料的最有前途的方法。

多向锻造大塑性变形能强烈细化组织，使材料力学性能得到很大提高。同时由于外加载荷轴变化使得锻件各方向变形程度和力学性能相同，避免了挤压、轧制等其它常规成形工艺通常出现的各向异性。

2.高压扭转法

高压扭转法是在变形体高度方向施加压力的同时，通过主动摩擦作用在其横截面上施加一扭矩，促使变形体产生轴向压缩和切向剪切变形的特殊塑性变形工艺。高压扭转法有以下几点作用：

（1）细化晶粒，改善组织

（2）使变形均匀，降低性能异向性

（3）产生相变，提高性能

3. 等通道转角挤压

等通道转角挤压（ECAP）是将多晶试样压入一个特别设计的模具中以实现大变形量的剪切变形工艺，主要通过变形过程中的近乎纯剪切作用，使材料的晶粒得到细化，从而材料的机械和物理性能得到显著改善。

ECAP是一种有效的制备超细晶材料的方法。它具有以下优点:

（1）与高能球磨法、非晶晶化法等制备超细晶材料的方法相比，ECAP避免了研磨中可能带入的杂质以及超细微粉冷压合成法制备的超细晶材料中存在的大量的微空隙，是制备三维大尺寸的致密超细晶块体材料的有效工艺；

（2）与传统金属材料塑性加工工艺相比，变形过程中不会改变材料的横截面面积和截面形状，只需较低的工作压力，可实现材料的反复定向、均匀剪切变形，在特别大的变形量下使材料获得均匀、显著细化的晶粒组织。

4．微细塑性成形技术