中厚板生产

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2.4.3轧制
除鳞--粗轧--精轧 或 成型轧制--展宽轧 制--伸长轧制
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（1）除鳞
氧化铁皮：FeO、Fe3O4、Fe2O3
一次氧化铁皮（炉生）：在加热炉内加热时板坯表面生成，厚而硬；
二次氧化铁皮（次Байду номын сангаас）：在轧制过程中钢板表面生成，厚度很薄。
①除鳞目的：除去表面的氧化铁皮以获得有良
的表面质量。
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举例：(1)当预报的边部形状为凸形 时，在成形轧制最后一道次的厚度调整 中，要使板坯中心部分薄一些。
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(2) 当预报的边部形状为凹形时，在 成形轧制最后一道次的厚度调整中，要 使板坯中心部分厚一些。
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凹形头尾部形状控制的MAS轧制原理
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（2）狗骨轧制法(DBR法，Dog Bone Rolling)
与 MAS轧制法基本原理相同，即是在宽度方向 变化延伸率改变断面形状，从而达到平面形状矩 形化的目的。 在考虑 DB 量 ( 即轧件前后端加厚部分的长度和 压下的量)时，考虑了DB部分在压下时的宽展。
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（3）差厚展宽轧制法
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轧制过程：在展宽轧制后，使轧辊倾斜将侧边轧 薄，在轧一道将另一侧边也轧薄，使展宽轧制后 得到不等厚的断面，旋转90°进入精轧。
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2.5平面形状控制
• 平面形状控制：钢板的矩形化控制。
分析
•
在成形轧制和展宽轧制阶段，不能认为是平面变 形（即无宽展变形），轧制中轧件在横向也发生了 变形，并且变形是不均匀的，轧后钢板的平面形状 不再是矩形。
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2.5.1厚板轧制的特征与平面形状
厚板轧制过程可分成下述三个阶段 ： (1)第1阶段(成形轧制)：为了除去板坯表面清理等凸 凹不平的影响，得到正确的板坯厚度，提高后面展 宽轧制的精度，首先将板坯在长度方向上轧制 1～4 道次。 (2)第2阶段(展宽轧制)：为了得到既定的轧制宽度， 将板坯转动90°，沿成形轧制时的宽度方向进行轧 制。 (3)第3阶段(精轧/伸长轧制)：再一次转动90°，回 到板坯的长度方向，轧制到要求的厚度。
混合坯在炉内的加热条件控制。
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加热工艺制度 ①加热温度：满足轧制工艺规范的温度；
②加热速度：单位时间内钢在加热时的温度变化 ③加热时间：精确确定困难，影响因素多
④炉温制度及炉内气氛的选择与控制
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估算公式：τ=CH
H—坯料厚度cm τ—加热时间h
C—系数，h/cm
低碳钢 低合金钢
0.1~0.15 0.15~0.2
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控制原理
• MAS轧制法是根据最终中厚板的平面形状， 预先规定轧制各阶段的板坯形状，在第一 阶段成形轧制的最后一道，沿轧制方向给 出既定的厚度变化，为了对成品头尾端部 形状进行控制，在展宽轧制的最后一道也 给出既定的厚度变化，以此来实现产品平 面形状的矩形化。 成形轧制 -----粗轧的第一阶段为了去除板 坯表面清理等原因造成的凹凸不平，得到 均匀的板坯厚度，提高展宽轧制时的精度， 首先在板坯的长度方向轧制1~4道。
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鞍钢2500mm中板线工艺流程
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鞍钢4300mm厚板线工艺流程
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2.4中厚板的生产工艺
2.4.1原料准备
2.4.2原料的加热
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2.4中厚板的生产工艺
2.4.1原料准备
1.原料种类
扁钢 锭
连铸 坯
初轧 坯
压铸 板坯
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2.原料设计
①厚度尺寸尽可能小；
②原料的宽度尺寸尽量大；
③原料的长度应尽可能接近加热 炉的最大允许长度。
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2.3中厚板生产工艺流程及车间平面布置
一、一般中厚板生产流程
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2.3中厚板生产工艺流程及车间平面布置
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抛丸底层涂料钢板是未 经热处理的，但船用和桥 梁用钢板有的需正火热处 理后进行抛丸底层涂料处 理，在机械性能测试前应 先进行热处理，然后再抛 丸和油漆。 抛丸：形成一定的粗糙度。
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二、特殊中厚板生产流程
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2.4.2原料的加热
1.加热的目的
①提高钢的塑性，降低变形抗力； ②使坯料内外温度均匀；
③改变金属的结晶组织，保证生产需要的机械和物理性能。
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2.加热的要求
① 满足工艺规范的需要；
② 沿长度和断面均匀； ③ 减少加热时氧化烧损。
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3.加热炉型式 按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。 推钢式（热滑轨式）
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两架四辊可逆式轧机组成的双机座厚板轧机是现代厚板轧机的最 佳方式，其主要原因： 2台四辊轧机可以合理地分配轧制道次和压下量，提高轧机产量； 粗轧机座用四辊机座提供给精轧机座的中间板坯凸度小，提高产 品精度； 有效地实施控制轧制； 粗轧机座的辊身长度加长，满足横轧宽展需要，又可在粗轧机座 上生产更 宽的产品规格。 eg：德国迪林根双机座厚板轧机。粗轧5500；精轧4800。
2.中厚板生产
1
中厚板发展的历史及发展现状
中厚板轧机的型式与布置
中厚板生产工艺流程及车间平面布置 中厚板的生产工艺 产品缺陷及处理
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2.1 中厚板发展的历史及发展现状
一、中厚板发展的历史
19世纪初：在二辊周期式薄板轧机上生产小块中板； 1850年：采用二辊可逆式轧机； 1864年：美国创建世界上第一套三辊劳特式轧机； 1891年：美国世界上第一套四辊可逆式厚板轧机； 1918年：卢肯斯钢铁公司科茨维尔厂建成第一套5mm 以上的特宽厚板轧机，5230mm 四辊式； 1907年：美国创建了第一架万能式厚板轧机。
①连续炉
步进式 ②室状炉：特重、特轻、特厚、特短的板坯，或多品种、 少批量及合金钢，生产灵活。 ③均热炉：多用于由钢锭直接轧制特厚板。
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推钢式 优点：设备简单、 操作容易掌握、投资少； 缺点：钢坯在水梁 上滑动产生擦伤；加热 时间长，钢坯氧化，脱 碳严重；容易粘钢；不 能空出炉。
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步进式
靠动梁的上、下、前、后平移动 作而实现的，故炉长不受限，操作灵活， 易于空出炉。不会造成钢坯划痕，加热 效率高。便于调整坯料间隙和加热时间， 易于调整出炉节奏，适应冷装坯，冷热
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中厚板轧制过程
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轧制过程中的平面形状改变 a-成形轧制后； b-展宽轧制后
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轧制结束时的钢板平面形状 a-展宽比小，长度方向轧制比大； b-展宽比大，长度方向轧制比小
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2.5.2
平面形状控制方法
（1）MAS轧制法 (日本水岛平面形状控制系统Miznshims Automotic Plan View Patten Control System)（整形MAS轧制法） 通过对轧制结束时钢板平面形 状的定量预测来预防不良形状的出现，得 到接近于矩形的平面形状。切头、尾、边 的收得率损失由5.5%下降为1.1%。
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20世纪 50年代：工业发达国家完成技术改造，新建了一批低刚
度轧机；
60年代：4700mm为主的大刚度双架轧机； 70年代：5500mm为主的特宽型单机架轧机，以满足石油、
天然气等长距离输送大直径管线用钢；
80年代以后：数量减少，但质量和生产技术提高了。
二、中厚板生产的现状
1、轧制技术普遍提高 2、采用连铸坯 3、轧机规模加大
②除鳞原理：利用高压水的强烈冲击作用，去
除表面的氧化铁皮。
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(2)
粗轧（展宽轧制）
粗轧阶段的主要任务：将板坯或扁锭展宽到所需
要的宽度并进行大压缩延伸。
角轧—纵轧法
展宽的方法 综合轧制法 全纵轧法
全横轧制法
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(3) 精轧
控制钢板厚度
主要任务 板形控制 表面质量和性能
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中厚板轧制方法 全纵轧法：钢板的延伸方向与原料(钢锭或钢坯)纵轴 方向相一致的轧制方法。原料的宽度稍大于或等于 成品钢板的宽度时采用。
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全横轧法：钢板的延伸方向与原料的纵轴方向相垂 直的轧制方法。板坯长度大于或等于钢板宽度时采 用。
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横轧-纵轧法（综合轧制法）
横轧-纵轧法：先将板坯展宽至所需宽度以后再转90°进行纵
轧直至完成。 优点：提高横向性能；减少各向异性；适合以连铸坯为原料；
缺点：易产生桶形，增加切边量。
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3.四辊可逆式轧机：应用最广泛
优点： ① 轧制过程可调速：低速要入，升速轧制，降速抛钢、改善咬
入、减小间隙时间；
② 工作辊直径小：可以减小轧制力和轧制力矩； ③ 有强大的支承辊：牌坊立柱断面面积大，轧机刚度高，可以
保证精度。
缺点：造价高，有些工厂只做精轧机。
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4.万能式轧机：一侧或两侧带有一对或两对立辊 立辊的作用：消除钢坯（锭）的锥度，轧边、齐边及破鳞。 优点：设计理念：生产齐边钢材，不用剪边，以降低金属消耗， 提高生产率。
角轧-纵轧法
角轧：轧件的纵轴与轧辊轴线呈一定角度送入轧辊进行轧制的 方法。 送入角：δ=15°~45° 优点：可以改善咬入条件，提高压下量并减小咬入时冲击力， 有利于设备维护。 缺点：由于拨钢延长轧制时间降低了产量，送入角及钢板形状 难以正确控制，增大切损，降低成材率。
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纵轧-横轧法
将钢坯长度轧至毛边钢板宽度时，回转90°后进行横轧至获 得成品。 优点：由于两个方向得到变形，有利于提高钢板性能； 缺点：当原料的宽度与长度均小于钢板宽度时才适合，为 了保证钢板的尺寸和性能必须保证纵向与横向变形的分配。
实际使用：适用于轧件宽厚比(B/H)小于60~70时。 缺点：立辊与水平辊难以同步运行，增加电气设备的复杂性
和操作困难。
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二、中厚板轧机的布置
1.单机架轧机：四辊式为主，各种型式轧机
2.双机架轧机：现代中厚板轧机的主要型式，两机架分别完成粗 轧和精轧的任务。 ①优点：产量高，产品表面、尺寸和板形好，粗轧独立生产， 延长轧辊的寿命，粗精轧分配合理。 ②布置型式：并列式、顺列式 ③一般组合：二辊轧机+四辊轧机（美国、加拿大、可逆） 四辊轧机+四辊轧机（欧洲、日本）
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特殊中厚板生产流程的特点： ①原料和轧成的钢板均需要 经过超声波探伤检查，以确保钢 板的内在质量； ②一些重用要途的钢板为保 证表面质量和尺寸精度，用户要 求按抛丸底层涂料钢板交货可缩 短施工周期； ③不锈钢除固溶处理外，有 时还要求酸洗钝化后交货。
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三、典型中厚板车间平面布置图
日本住友金属鹿岛制铁所厚板工厂平面布置 Ⅰ-板坯场 Ⅱ-主电室 Ⅲ-轧辊间 Ⅳ-轧钢跨 Ⅴ-精整跨 Ⅵ-成品库 1-室壮炉 2-连续式炉 3-高压水除磷 4-粗轧机 5-精轧机 6-矫直机 7-冷床 8-切头剪 9-双边剪 10-部分剪 11-堆垛机 12-定尺剪 13-超声波探伤设备 14-压平机 15-淬火机 16-热处理炉 17-涂装机 18-抛丸设备
• A 以生产碳素钢、低合金钢为一大类。这一 类中厚板生产车间，其精整工艺通常由轧后冷 却，热状态矫直、翻钢板、划线、剪切、修磨、 标志、分类包装等组成。
• B 对于除生产上述钢种外还生产中级、高级 合金钢的中厚板车间，除需具备上述必不可少 的工艺外还需设有热处理、酸碱洗、探伤等工 艺处理。
中碳钢 0.15~0.2 高碳钢 0.20~0.30
高级工具钢 0.3~0.4
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④加热制度 钢在加热炉内加热时的温度变化过程叫钢的加热制度。
一段式加热制度：只有一个加热段；
二段式加热制度：加热段+均热段 预热段+加热段
三段式加热制度：预热段+加热段+均热段
多段式加热制度：预热段+多个加热段+均热段
4、控轧控冷相结合
5、板形动态系统控制 6、精整现代化
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2.2中厚板轧机的型式与布置
一、中厚板轧机的型式
1.二辊可逆轧机：旧式轧机 轧辊直径：800~1300mm、辊身长度：3000~5500mm。 优点：低速咬入，高速轧制以增大压下量提高产量，可变 速可逆运转，具有初轧机的功能。 缺点：轧机辊系的刚性差，不便于通过换辊来补偿辊型 的剧烈磨损，故精度不高。
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2.三辊劳特式轧机 上下辊直径：700~850mm、中辊直径：500~550mm、辊身长度 1800~2300mm。
优点： ①采用交流感应电动机传动； ②显著降低轧制压力和能耗； ③中辊易于更换，便于采用不同凸度的中辊来补偿大辊的磨损， 以提高产品精度 及延长轧辊寿命； 缺点：轧机咬入能力弱，辊系刚性不够大，不适合生产宽而厚 的产品。
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（4）立辊轧制法
利用立辊对侧边进行轧制，可自由改变成品的 平面形状，使产品的平面形状接近矩形。
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（5）咬边返回轧制法（咬入回轧法）
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（6） 留尾轧制法
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（7） 异形形状控制轧制
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2.6 精整
定义：为使轧后的钢材具有一定的尺寸要求， 组织、性能而进行的一系列工序。
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• 中厚板精整工艺的组成，一般随着轧制钢种的 不同而不同。基本上是两种类型。