轧制工程学

板带生产工艺

新钢种的开发研制是综合了多个部门和机构的一个过程，其中主要分为学校、研究所和工厂三个机构。

学校在新钢种开发中占据着很重要的地位。首先需要根据产品要求性能进行微观组织结构设计，合金系统成分和工艺的初步设计，实验室实验研究及模拟研究的基础上对上述成分和工艺进行优化，实验生产后性能检验。

研究所多承担着样品的检测。

工厂是产品的生产方，工厂在产品工艺设计时要提供设备信息，并在生产后进行相关必须的即时检测。

单张供应的板材和成卷的带材总称为板带材

外形：板带产品外形扁平，宽厚比大，单位体积的表面积也很大。

板带产品薄而宽的断面带来其使用上的特点

1）表面积大，故包容覆盖能力强，在一些化工、容器、建筑、金属制品、金属结构等方面都得到广泛应用

2）可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接，制成各种制品构件，使用灵活方便，在汽车、航空、造船等部门得到广泛应用

3）可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型工字钢、槽钢等结构件。

板带材的生产具有以下特点

1）板带材是用平辊轧制，故改变产品规格较简单容易，调整操作方便，易于实现前面计算机控制和进行自动化生产；

2）带钢的形状简单，可成卷生产，且在国民经济中用量最大，故必须而且能够实现高速度连轧生产；

3）由于宽厚比和表面积都很大，故生产中轧制压力很大，因此轧机设备复杂庞大，而且对产品厚、宽尺寸精度和板形以及表面质量的控制也变得十分困难和复杂。

板带钢的分类及技术要求

板材材品种规格繁多，按照材料种类粗分有钢板钢带、铜板铜带、铝板铝带等，每类又可按尺寸规格和材料及用途细分为很多种。

板带钢根据规格、用途和钢种的不同划分。

按规格分类：厚板（包括中板和特厚板）、薄板、极薄带材

按用途分类：汽车钢板、压力容器钢板、造船钢板、锅炉钢板、桥梁钢板、电工钢板、深冲钢板、航空结构钢板、屋面钢板及特殊用途钢板等。

按钢种分类：普通碳素钢板、优质碳素钢板、低合金结构钢板、碳素工具钢板、合金工具钢板、不锈钢板、耐热及耐酸钢板、高温合金钢板等。

我国的分类标准中，厚度在4.0m m以上的为中、厚板。

其中：4～20m m为中板，20～60m m为厚板，60m m以上的为特厚板，4.0～0.2m m为薄板，0.2m m以下称为极薄带钢或箔材。

世界上生产钢板的厚度范围最薄已达到0.001mm，最厚达500mm，宽度最宽达5350mm，最重250吨。

钢板的这种分类是基于各类产品相似的技术要求和生产工艺与设备特点，但实际上各国习惯并不一样。例如日本规定3.0～6.0mm为中板，6.0mm以上为厚板，3.0mm以下为薄板。

板带材的产品标准一般包括有品种（规格）标准、技术条件、试验标准及交货标准等。

根据板带材的用途不同，对其提出的技术要求也各不一样，但对板带钢产品的基本要求仍可以归纳为“尺寸精确板形好，表面光洁性能高”。所以，对板带钢产品的基本要求包括

化学成分、几何尺寸、板形、表面、性能等几个方面。

有色金属板带材的种类和用途

有色金属及合金板带材一般包括铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金等产品。通过热轧或热轧后经冷轧获得。

化学成分一般由熔铸车间按技术标准控制；

机械性能：一般产品只要求抗拉强度、屈服强度、屈服极限和延伸率。有的产品还要求硬度、高温持久或瞬时强度等；

物理性能：大部分产品对物理性能无具体要求，有的产品要求弹性、电阻率等；

工艺性能：供深冲或拉伸的产品要求做杯突试验，其深冲值应符合标准。试验时试样不允许有明显的裙边，或其制耳率不超过允许范围。

金相组织：有的产品要求不同的晶粒度大小，第二相分布、含氧量及过烧情况的金相检验；

表面质量：表面要求光滑、清洁，不应有裂纹、皱纹、起皮、起泡、针孔、水迹、酸迹、油斑、腐蚀斑点、压入物、划伤、擦伤、包铝层脱落、辊印、氧化等，或不超过允许范围；

产品内部质量：不允许有中心裂纹和分层，对双金属复合材料要求层间结合牢固，经反复弯曲试样不分层等。

中厚板生产包括：加热、轧制、精整和热处理等工序。

1）原料的选择：轧制中厚板使用的原料有：扁锭、初轧板坯、连铸板坯和压铸坯使用连铸坯是主流。

2）加热：中厚板厂使用的加热炉按其结构分为：连续式加热炉、室状加热炉、均热炉均热炉用于大型钢锭的加热；

连续式加热炉是中厚板板坯加热炉的主要炉型。分为推钢式和步进式

3）轧制：中厚板轧制过程包括除鳞、粗轧、精轧三个阶段。

2）轧制温度的设定

轧制温度控制不单是对开轧温度的控制，应该是对整个轧制过程温度的控制，即对开轧温度、中间轧制道次的温度控制、终轧温度的控制等。

3）冷却温度制度的设定

轧后冷却的目的：控制相变、缩短钢材的冷却时间、防止钢板在冷却过程中温度不均造成变形。

冷却温度制度包括开始冷却温度、终了冷却温度和冷却速度。

要根据钢质、相变前的组织准备确定冷却速度。低碳钢和低合金钢的冷却速度大多选用5－10℃/s或稍高。

粗轧的方法：全纵轧法，全横轧法，横轧－纵轧法，角轧－纵轧法，平面形状控制轧法轧制过程中金属在轧向和横向上流动是不均匀的，造成在轧制一道或数道后，钢板的平面形状不是一个精确的矩形，进入精轧后无法修正，使轧后最终产品的平面形状复杂，必须切掉头、尾、边部才能得到所需的矩形，增加了金属消耗。

精轧：任务：延伸和质量控制，包括厚度、板形、性能及表面质量的控制。

通常双机架布置的轧机，第一架为粗轧机，第二架为精轧机。

退火、正火、正火＋回火、淬火＋回火处理。

热矫直机多使用带支承辊的四重式矫直机，为了补充热矫直机的不足，还离线设置拉力矫直机或压力矫直机等冷矫设备。

5、中厚板轧制温度制度设定

1）加热温度的设定

加热质量包括温度的均匀性、加热温度的准确性、加热造成的缺陷的程度等。