《轧钢工艺学》

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8.3轧材生产各基本工序及其对产品质量的影响
基本工序： 原料的清理准备→加热→轧制→冷却→ 精整→检查
8.3.1原料的选择及准备
在轧钢生产中，一般常用的原料为钢锭、轧坯 和连铸坯，也有采用压铸坯的。 以上几种原料的优缺点及适用情况见表8—2 P109 要求能够掌握
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原 优点 料 铸 不用初轧开坯，可独立生产 锭 缺点 适用情况 金属消耗大、成材 无初轧及开坯机 率低、不能中间清 的中小型企业及 理、压缩比小、偏 特厚板生产 析重、质量差、产 量低 需初轧开坯、使工 大型企业钢种品 艺和设备复杂化、 种较多及规格特 消耗和成本高、比 殊的钢坯可用横 连铸坯金属消耗大、轧方法生产厚板 成材率小 只适用镇静钢、钢 种受限制、压缩比 也受限制、不太适 用生产厚板、受结 晶器限制规格难灵 活变化、连铸工艺 掌握难 适用大、中、小 型联合企业品种 较简单的大批量 生产受压缩比限 制、适用于生产 不太厚的板带钢
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连铸省了一次加热、一次轧材（初轧开坯）
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连铸的优点：
4.改善劳动条件，提高劳动生产率。 连铸自动化程度高，省去大量人力。铸锭 从整模、铸锭、脱模、初轧都穿插人工操 作，自动化程度低，工人劳动条件差。 5.质量好 与铸锭比，连铸坯内部组织均匀、致密、 偏析少、性能稳定，表面缺陷少。
6.生产成本低 连铸设备简单，省去初轧机，均热炉， 并节约了燃料动力和人力，可连续化、 大规模生产。
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连铸的缺点：
1.生产小批量、多规格坯料不灵活。 （需更换结晶器，结晶器价格昂贵，连铸机 设备较复杂，对管理和操作的技术水平要求 较高，不适合经常更换） 2. 沸腾钢、高合金钢的连铸还有一定困难。
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二 什么叫轧钢生产系统
在组织生产时，根据原料来源、产品种类及生产 规模的不同，将初轧机或连铸机与各种成品轧机配套 设置，组成各种轧钢生产系统。 按产品种类分为板带钢、型钢、合金钢和混合生 产系统。 1. 板带钢生产系统：生产钢板或带钢，年产量数百 万吨，生产规模大，宽带钢热连轧机达500~600万吨 /年。宽厚板轧机达100~200万吨/年
模铸： 将钢水浇铸在一个个钢锭模内，钢水冷
却凝固后脱模成为钢锭，然后送到轧钢 车间，经加热后用初轧机（或开坯机） 将其轧制成多种规格的钢坯，然后再经 成品轧机轧制成各种钢材。
这种生产方法仍在钢材生产中占着重要地位。
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连铸：
中间罐：
将钢水直接浇铸成一定断面形状和规格钢 坯的连续铸钢生产连铸坯的过程 。 贮存一部分钢水，保证连续铸钢，减小 钢水注入后结晶时产生的冲击力稳定钢 流和分流，分离钢水带下的炉渣和非金 属夹杂物。
图7-3 模铸与连铸过程比较
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钢材
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连铸的优点：
1.简化生产工序 连铸可直接得到一定断面形状的铸 坯，省去了整模铸锭、脱模、 均热、 初轧开坯等工序。 2.节约金属、成材率高 钢锭头部有缩孔，轧材时必须切除， 在钢锭模内钢液由下向上、由外向 里凝固，体积缩小，最后在头部形 成缩孔和疏松，在缩孔区存在有较 多较大夹杂物，必须切除。 3.节能
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试验标准： 试验时的取样部位，试样形状、尺寸，试验 条件，试验方法。 交货标准： 交货时包装，标志方法，质量证明书内容。
8.2金属与合金的加工特性
通过自学了解碳素钢与合金钢在塑性，变形抗力， 导热系数，摩擦系数，相图，淬硬性及对某些缺陷的 敏感性有何不同之点以及为什么？
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Ⅹ 二、产品标准： 钢材技术要求是由使用单位按用途的要求提出来的， 使用单位很多，不可能一个用户提一个要求来进行生产， 用户提出的要求要根据当时生产的技术水平和经济性来 制定成产品的标准，然后钢厂按标准来生产。 各种轧材的使用范围不同，有大、有小，因此各种 产品标准也有不同的适用范围，有企业标准、地方标准， 国家标准。 企业标准： 几个企业之间根据使用要求和生产条件相互协 商而定的标准，适用于承认该协议的各企业。 如：汽车制造厂的轮网钢就是企业标准。
含Mn量较高的钢：除用两位数字表示钢的含 碳量外，另附一个Mn字在后面。
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如：20Mn 含C 约 0.2% Mn0.7~1.0%约1% 65Mn 含C 约 0.65% Mn0.9~1.3%约1%
3.合金钢
按用途： 结构钢、轴承钢、工具钢、不锈 钢、耐 热钢、弹簧钢、易切削钢、高速钢等 按退火后钢的金相组织： 亚共析钢、共析钢、 过共析钢、莱氏体钢
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Mn2% V 1%
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滚动轴承钢： 含Cr量的千分之几表示，并冠以“G” GCr15：G表示滚动轴承钢，含Cr量1.5%
二.按断面形状分：
1.板带钢 按生产方法分：热轧板带、冷轧板带 按 产品厚度分：薄板、中厚板、箔材 按用途分：锅炉板、桥梁板、汽车板等
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板带钢产量在工业先进国家占钢材总量的50%~60% 在我国占30%多
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结晶器 ： 无底水冷装置，强制钢锭迅速冷却，规定铸 坯形状。 夹送辊： 防止铸坯因为内部钢液静压力的作用产生 “鼓肚”，对铸坯运动起导向作用。 拉矫机：拉辊：拉着钢坯向前运动。 矫直辊：对铸坯表面平整矫直。 模铸与连铸生产过程的比较 如图7-3所示
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整模间 冷却间 涂油间 铸锭 脱模 清理 均热 初轧 钢坯 加热 轧制 炼钢 盛钢桶 连 续 铸 锭
2.型线材：Ф4.6~ Ф 50mm
型钢品种最多：
按用途分：常见型材（方、圆、角、工、槽） 专用型钢（钢轨、钢桩、窗框钢等） 按断面形状：简单断面，复杂断面 简单断面： 过其横断面轮廓上任意点作切线一般 不交于断面之中
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按生产方法分：
轧制型钢、焊接、弯曲型钢
除上述一些品种外：周期断面型钢和特殊断面钢材 周期断面：螺纹钢、竹节钢 特殊断面：钢球 、车轮轮毂等 工业先进国家，型材产量占30%~35%，我国占50%以上。 3.钢管： 按用途分：输送管、锅炉管、钻探管、注射针管等
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按空冷后钢的金相组织： 珠光体类、马氏体类、贝氏 体类、奥氏体类及铁素体类
按钢中主要合金元素的类型：锰钢、硅钢、硼钢等
按合金元素总量的多少：低合金钢、中合金钢、高 合金钢等 表示方法： 36Mn2Si 平均含碳量用元素符号之前数字的万分之几表示 0.36%
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冶金元素的含量用元素符号后面数字的百分之几表示， 如Mn的含量2%，Si 1% 工具钢例外： 当平均含碳量>=1.00%时，含碳量不再标 出。（一般工具钢含碳量较高） 平均含碳量<1.00%时，含碳量以元素符号之 前数字的千分之几表示 如 9Mn2V 含碳量为0.9%
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按生产方法分：无缝钢管、焊接管、冷轧管、冷拔管等
工业发达国家产量占10%~15%，我国约占8%~10%
用轧制的方法生产钢材，有其优点：生产效率高，最适 合于大批量生产，质量好，金属消耗少，生产成本低。
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7.2 轧钢生产系统及生产工艺流程
一.在介绍轧钢生产系统之前，首先介绍 模铸和连铸
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地方标准：
某些只在局部地区通用的产品所制定 的标准。 如：矿山用的钢轨适用于一定地区 使用范围广，很多厂生产， 制定出适合全国各生产的 标准。
国家标准（部颁标准）：
钢材产品标准一般包括： 品种（规格）标准，技术条 件，试验标准，交货标准。
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品种（规格）标准：
主要规定轧材形状和尺寸精度方面的要求， 形状要正确，不能有歪扭，弯曲不直，表面不平 等缺陷，尺寸精度是尺寸偏差的大小，一般按负 公差轧制，实际上对轧制精确度的要求提高一倍， 而且节约金属，但有些轧材在使用时还要经过加 工处理工序，为给加工留余地，常按正偏差交货。
轧 钢材质量好、成材率比用扁锭时 坯 高、钢种不受限制、坯料尺寸规 格可灵活选择
连 简化生产及设备、使成材率高金 铸 属节约6%~12%以上、大幅降 坯 低能耗和成本约10%、比初轧坯 形状好、短尺少、成分均匀、坯 重量可大、节约投资和劳动力、 易于自动化 下午8时31分
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轻金属（Al、Mg等） 稀有金属（W、Nb等) 贵金属（Au、Ag等） 半金属(Si、As）
铁碳合金-钢材是应用最广泛的金属材料， 而大部分的钢材都是通过轧制的方法得到的， 因此，我们重点学习轧钢生产工艺。
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一.钢材按钢种可分为（A7,Q235,45#,36Mn2Si）
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技术条件：表面质量，钢材性能，组织结构及化学成分等。 表面质量：要求表面缺陷少，表面光洁平坦。表面缺陷 有表面裂纹、结疤、重皮和氧化铁皮。 性能要求： 机械性能，工艺性能及特殊物理化学性能。 机械性能指强度、塑性、韧性，硬度等。工 艺性能指弯曲、冲压、焊接性能等。物化性 能：磁性，抗腐蚀性能等。 轧材性能主要取决于轧材的组织结构和化学成分，因此规 定了化学成分的范围，并提出金属组织结构方面的要求。
封面
河北联合大学
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绪 论
一、课程性质、学习目的和意义 二、轧钢工艺
1、轧制工艺实质？ 2、为什么是轧钢？
三、授课内容
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绪 论
1、轧制工艺基础
2、型材、棒线材生产 3、板、带钢生产 4、管材生产工艺和理论
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7.1
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轧材的种类
黑色金属（Fe、Mn、Cr及其合金，一般将黑色 金属统称为钢铁），可为板材、带材、型材、 线材、管材等。 有色金属（Cu、Al、Ti)一般型材用挤压方法 生产、尺寸精确，而且它变形抗力低。板带 及大批量、尺寸精度要求不高时，才采用轧 制方法生产。
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2. 型钢生产系统：与板带钢生产系统比生产规模不是很大
根据规模可分为 ： 大型生产系统：100万吨/年以上 中型生产系统：30~100万吨/年 小型生产系统：30万吨/年以下 3. 混合生产系统：既生产板带又生产型钢、钢管。 这种生产系统较多，满足多品种的需要。
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4. 合金钢生产系统：产量不大，而品种繁多，一 般为中、小型型钢生产系统。
三．生产工艺流程
生产工艺流程，即生产过程。 由于碳素钢与低合金钢的钢种特性相似，故其 流程基本一样。
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重点了解：1.使用连铸坯为原料的生产工艺过
程与使用铸锭为原料的工艺过程有 那些不同？
2．合金钢生产工艺过程与普通钢生 产工艺过程有何不同？（多哪些工 序？为什么？）
3.冷加工生产工艺过程有何特点？ 为什么？
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Ⅹ 什么叫轧制生产工艺过程？
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由锭或坯轧制成符合技术要求的轧材的一系列加工 工序的组合。
组织生产工艺过程，确定加工工序，首先要保证生 产出的产品符合质量要求（或称技术要求），同时要尽 量提高产量、降低消耗，这就是我们常说的“优质、高 产、低消耗”，如何“优质、高产、低成本”的生产出 符合技术要求的轧材，是制定工艺流程的总任务和总依 据。
1.普通碳素钢 甲类钢：只保证力学性能（A） （A0-A7）镇静钢 乙类钢：只保证化学性能（B） （A0F-A7F）沸腾钢 特种钢：既保证化学性能又保 证力学性能（C） 2.优质碳钢（碳素结构钢）
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同时保证化学成分和机械性能，且S、P等含量 比普碳钢要少。分普通含Mn量和高含锰量钢两类： 普通含Mn量的钢：又称为“号钢”，用钢 中平均含C量的万分数表示： 如：45# 平均含炭量为0.45% 45# 15# 60#
8.1 轧材产品的技术要求和产品标准
一、轧材的技术要求
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为了满足使用上的要求，对轧材提出的必须具备的 规格和技术性能，包括：形状、尺寸、表面状态、机械 性能、物理化学性能，金属内部组织和化学成分等方面 的要求。 轧材技术要求是由使用单位按用途的要求提出来的。 我们生产的钢材，都有用户使用。用户根据使用的要求 提出品种规格的要求（如：建筑桥梁需钢梁——工字钢， 需要多大的规格），同时还提出其他要求：表面质量 （裂纹、结疤、重皮，氧化铁皮），钢材机械性能（强 度、塑性、韧性），工艺性能（弯曲、冲压、焊接等）， 物理化学性能（磁性、抗腐蚀性能等）。