中厚钢板生产课件.ppt
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- 钢板 生产 课件
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1、教学目标:认识轧机类型、布置及工艺要求教学方法: 课堂多媒体教学 中厚钢板轧机的命名:工作辊辊身长度命名中厚钢板轧机的命名:工作辊辊身长度命名 轧机所能生产成品的最大宽度是轧机规格尺寸轧机所能生产成品的最大宽度是轧机规格尺寸减去减去200300mm。 一、轧机型式一、轧机型式 中厚钢板轧机型式有:二辊式、三辊劳特式、中厚钢板轧机型式有:二辊式、三辊劳特式、四辊式、万能式。四辊式、万能式。 图图2-1 2-1 三辊劳特式轧机主传动示意图三辊劳特式轧机主传动示意图1-1-主电动机;主电动机;2-2-飞轮;飞轮;3-3-减速机;减速机;4-4-齿式联轴节;齿式联轴节;5-5-人字齿轮座;人字齿轮座;
2、6-6-万向接轴;万向接轴;7-7-轧辊轧辊2 2 三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机图图2-2 2-2 三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机主传动示意图主传动示意图1-1-主电动机;主电动机;2-2-飞轮;飞轮;3-3-减速机;减速机;4-4-齿式联轴节;齿式联轴节;5-5-人字齿轮座;人字齿轮座;6-6-万向接轴;万向接轴;7-7-轧辊轧辊 由上下两个大直径辊和中间一个小直径由上下两个大直径辊和中间一个小直径辊所组成,上下辊为主动辊;而中辊可升降,为从辊所组成,上下辊为主动辊;而中辊可升降,为从动辊,靠上下辊摩擦带动。动辊,靠上下辊摩擦带动。轧机组成轧机组成 轧制过程:由轧机的两个动作完成的。轧制过程:
3、由轧机的两个动作完成的。(1 1)利用中辊升降和升降台实现轧件的往返轧制;)利用中辊升降和升降台实现轧件的往返轧制;(2 2)利用上辊进行压下量调整,得到每道次的压下量。)利用上辊进行压下量调整,得到每道次的压下量。优点优点适用范围适用范围用于生产用于生产4.04.020mm20mm中板,或者作为双机中板,或者作为双机布置中的粗轧机使用。布置中的粗轧机使用。 设备投资少、建厂快、轧机辊系刚度比二辊可设备投资少、建厂快、轧机辊系刚度比二辊可逆式轧机大,因而生产的钢板精度也高些。逆式轧机大,因而生产的钢板精度也高些。缺点缺点中辊直径小、从动,因而咬入能力较弱;轧机辊中辊直径小、从动,因而咬入能力较
4、弱;轧机辊系的刚度还不够大,产品的产量和质量都差。系的刚度还不够大,产品的产量和质量都差。 图图2-3 2-3 四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图1-1-电动机;电动机;2-2-传动轴;传动轴;3-3-接轴移出缸;接轴移出缸;4-4-接轴平衡装置;接轴平衡装置;5-5-万向接轴;万向接轴;6-6-工作机座工作机座图图2-4 2-4 四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图四辊轧机电动机直接传动轧辊的主传动示意图 1-1-电动机;电动机;2-2-传动轴;传动轴;3-3-接轴移出缸;接轴移出缸;4-4-接轴平衡接轴平衡装置;装置;5-5-万向接轴;万向
5、接轴;6-6-工作机座工作机座图图2-6 V2-6 V- -H H轧机的精轧机轧机的精轧机图图2-5 2-5 万能式轧机轧制过程示意图万能式轧机轧制过程示意图有三种:有三种:()单机架布置()单机架布置()双机架布置(主要布置形式)()双机架布置(主要布置形式)()半连续或连续式布置()半连续或连续式布置布置形式布置形式 单机架中厚板轧机,一个机架既是单机架中厚板轧机,一个机架既是粗轧机粗轧机,又是,又是精精轧机轧机。 采用单机架生产,只要按规程勤换辊,钢板表面采用单机架生产,只要按规程勤换辊,钢板表面质量是可以保证的。因此,有些新建厂因限于产量和质量是可以保证的。因此,有些新建厂因限于产量和
6、投资,先采用单机架,预留第二架位置,将来扩建成投资,先采用单机架,预留第二架位置,将来扩建成双机架。双机架。三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机二辊式轧机二辊式轧机四辊式轧机四辊式轧机淘汰淘汰改造改造单机架单机架 双机架中厚钢板轧机呈纵列式布置,前一双机架中厚钢板轧机呈纵列式布置,前一架为粗轧机,后一架为精轧机。架为粗轧机,后一架为精轧机。 优点:优点:粗、精轧制道次分配合理、产量高;粗、精轧制道次分配合理、产量高;使进入精轧机的来料断面较均匀,质量好;粗使进入精轧机的来料断面较均匀,质量好;粗轧可以独立生产,较灵活。我公司中厚钢板生轧可以独立生产,较灵活。我公司中厚钢板生产线,采用了产线,采用了35
7、00mm3500mm双机架四辊式轧机。双机架四辊式轧机。四辊式四辊式四辊式四辊式 二辊式二辊式四辊式四辊式三辊式三辊式四辊式四辊式组成型式组成型式 连续式中厚钢板轧机,用于大量生产薄而宽、连续式中厚钢板轧机,用于大量生产薄而宽、品种单一的中厚板,不适合于多品种生产。因此,这品种单一的中厚板,不适合于多品种生产。因此,这种轧机未得到很快发展。种轧机未得到很快发展。三、典型的中厚板车间简三、典型的中厚板车间简介介图图 宝钢宝钢50005000宽厚板轧钢车间宽厚板轧钢车间1-1-板坯二次切割线;板坯二次切割线;2-2-连续式加热炉连续式加热炉 3-3-高压水除鳞箱;高压水除鳞箱;4-4-精轧机;精轧
8、机; 5-5-加速冷加速冷却装置;却装置; 6-6-热矫直机;热矫直机; 7-7-宽冷床;宽冷床;8-8-特厚板冷床;特厚板冷床; 9-9-检查修磨台架;检查修磨台架; 10-10-超超声波探伤装置;声波探伤装置;11-11-切头剪;切头剪;12-12-双边剪和剖分剪;双边剪和剖分剪;13-13-定尺剪;定尺剪;14-14-横移修磨台横移修磨台架;架;15-15-冷矫直机;冷矫直机;16-16-压力矫直机;压力矫直机;17-17-热处理线;热处理线;18-18-涂漆线涂漆线图图2 2 一般中厚板生产流程一般中厚板生产流程 用于生产中厚钢板的原料有扁钢锭、初轧板坯、用于生产中厚钢板的原料有扁钢锭
9、、初轧板坯、锻压坯、压铸坯和连铸板坯几种。锻压坯、压铸坯和连铸板坯几种。 原料尺寸的原则是:原料尺寸的原则是: (1 1)原料的厚度尺寸在保证钢板压缩比的前提下应尽)原料的厚度尺寸在保证钢板压缩比的前提下应尽可能小。可能小。 (2 2)原料的宽度尺寸应尽量大,使横轧操作容易。)原料的宽度尺寸应尽量大,使横轧操作容易。 (3 3)原料的长度应尽可能接近原料的最大允许长度。)原料的长度应尽可能接近原料的最大允许长度。种类种类尺尺寸寸 钢板的材质是指钢的化学成分,由于中厚钢板的材质是指钢的化学成分,由于中厚钢板用途非常广泛,为了满足不同的使用条件钢板用途非常广泛,为了满足不同的使用条件和使用要求,中
10、厚钢板的材质也多种多样。和使用要求,中厚钢板的材质也多种多样。 中厚钢板的钢种有:中厚钢板的钢种有:碳素结构钢、优质碳碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、低合金钢、弹簧钢、素结构钢、碳素工具钢、低合金钢、弹簧钢、高速工具钢及其他各种合金钢高速工具钢及其他各种合金钢。不同材质的钢。不同材质的钢板的材质要求参照其相关标准来规定。板的材质要求参照其相关标准来规定。原料的材质原料的材质(1)(1)原料常见缺陷及其特点原料常见缺陷及其特点 连铸板坯常见的缺陷有连铸板坯常见的缺陷有: :表面纵裂纹、表面纵裂纹、表面横裂纹、星状裂纹、皮下气泡和夹表面横裂纹、星状裂纹、皮下气泡和夹杂、鼓肚、内部裂纹、中心
11、偏析和中心杂、鼓肚、内部裂纹、中心偏析和中心疏松、非金属夹杂等。疏松、非金属夹杂等。 表面纵裂纹是连铸坯宽面上或表面纵裂纹是连铸坯宽面上或角部附近沿其长度方向的裂纹。角部附近沿其长度方向的裂纹。 表面纵裂纹一般在结晶器中形表面纵裂纹一般在结晶器中形成,在二冷区进一步发展。成,在二冷区进一步发展。 表面纵裂纹是由于在结晶器内表面纵裂纹是由于在结晶器内生成的凝固壳不均匀,抗拉应力集生成的凝固壳不均匀,抗拉应力集中在某一薄弱部位而产生的。中在某一薄弱部位而产生的。 表面横裂纹表面横裂纹 横向裂纹出现连铸坯宽面上时,可以扩散到横向裂纹出现连铸坯宽面上时,可以扩散到整个面上,或富集成纵向带。整个面上,或
12、富集成纵向带。 连铸坯在结晶器中或在连铸机支承辊之间的连铸坯在结晶器中或在连铸机支承辊之间的摩擦、连铸坯在弯曲或矫直时坯壳的变形等引起的摩擦、连铸坯在弯曲或矫直时坯壳的变形等引起的纵向拉应力。此外,在连铸坯上震动波纹的凹坑可纵向拉应力。此外,在连铸坯上震动波纹的凹坑可促进横向横向裂纹的产生。促进横向横向裂纹的产生。 星状裂纹星状裂纹 星状裂纹是在连铸坯表面上呈星星状的裂纹。星状裂纹是在连铸坯表面上呈星星状的裂纹。 连铸坯局部过冷或过大的冷却间歇产生的应力。连铸坯局部过冷或过大的冷却间歇产生的应力。 皮下气孔和夹杂皮下气孔和夹杂 皮下气孔和夹杂不规则地分布在连铸坯表面皮下气孔和夹杂不规则地分布在
13、连铸坯表面上。上。 夹杂产生的原因:结晶器中钢液面的波动卷夹杂产生的原因:结晶器中钢液面的波动卷入保护渣或有缺陷的浸入式水口在钢液内破损。入保护渣或有缺陷的浸入式水口在钢液内破损。 皮下气孔产生的原因皮下气孔产生的原因:钢水脱氧不充分,或钢水脱氧不充分,或当中间包潮湿以及引锭杆头部潮湿时,最先浇注当中间包潮湿以及引锭杆头部潮湿时,最先浇注的板坯部分出现皮下气孔。的板坯部分出现皮下气孔。 鼓肚鼓肚 鼓肚是指连铸坯厚度沿宽度方向的中部增大。鼓肚是指连铸坯厚度沿宽度方向的中部增大。 连铸机支承辊对连铸坯的支撑不充分或连铸机支承辊对连铸坯的支撑不充分或 没有支撑,连铸坯芯部钢水对坯壳的静没有支撑,连铸
14、坯芯部钢水对坯壳的静 压力而使得坯壳膨胀。压力而使得坯壳膨胀。 内部裂纹内部裂纹 内部裂纹是指矫直、弯曲或辊子压下时造成内部裂纹是指矫直、弯曲或辊子压下时造成的压应力作用在脆弱的凝固界面上而使连铸坯产的压应力作用在脆弱的凝固界面上而使连铸坯产生的裂纹。生的裂纹。 中心偏析和中心疏松中心偏析和中心疏松 连铸坯芯部的碳、磷、硫等元素的富集称为中心连铸坯芯部的碳、磷、硫等元素的富集称为中心偏析。偏析。 连铸坯中心附近存在许多微小的孔隙叫做中心疏连铸坯中心附近存在许多微小的孔隙叫做中心疏松。松。 原因:浇注温度过高,以及连铸坯液芯末端区域原因:浇注温度过高,以及连铸坯液芯末端区域内夹持辊间隙调整不当都
15、可以加重中心偏析和中心疏内夹持辊间隙调整不当都可以加重中心偏析和中心疏松。松。 采用电磁搅拌可以减轻中心偏析和中心疏松。采用电磁搅拌可以减轻中心偏析和中心疏松。 非金属夹杂物非金属夹杂物 在弧形连铸机或立弯连铸机中,外来和在弧形连铸机或立弯连铸机中,外来和内部生产的非金属夹杂物在液芯中上浮导内部生产的非金属夹杂物在液芯中上浮导致表面产生非金属夹杂物。致表面产生非金属夹杂物。 避免或减少连铸坯内非金属夹杂物的避免或减少连铸坯内非金属夹杂物的方法有减少外来杂物;减少钢水中的非金方法有减少外来杂物;减少钢水中的非金属夹杂物的;防止钢水在浇注过程中的氧属夹杂物的;防止钢水在浇注过程中的氧化等。化等。
16、(2)(2)原料表面的清理原料表面的清理 原料表面存在的缺陷,除一些比较轻的缺陷原料表面存在的缺陷,除一些比较轻的缺陷因其在加热过程中被氧化掉,不会影响钢板质因其在加热过程中被氧化掉,不会影响钢板质量不需清理外,尺寸超过一定限度的缺陷都需量不需清理外,尺寸超过一定限度的缺陷都需要采用某种清理方法,将其清除掉,以免影响要采用某种清理方法,将其清除掉,以免影响钢板质量或造成废品。钢板质量或造成废品。 常用的清理方法有火焰清理、风铲清理、常用的清理方法有火焰清理、风铲清理、砂轮磨研、机床加工、电弧清理砂轮磨研、机床加工、电弧清理等。等。 加加热热炉炉的的形形式式连续式加热炉连续式加热炉室式加热炉室式
17、加热炉均热炉均热炉推钢式加热炉推钢式加热炉步进式加热炉步进式加热炉1 1 除鳞除鳞 (1 1)除鳞的作用和方法)除鳞的作用和方法 除鳞的作用是:去除板坯表面的一次除鳞的作用是:去除板坯表面的一次和二次氧化铁皮。和二次氧化铁皮。 高压水除鳞高压水除鳞立辊破鳞高压水除鳞立辊破鳞高压水除鳞方法一方法一方法二方法二 用于去除一次氧化铁皮的除鳞设备通常装在离加热炉用于去除一次氧化铁皮的除鳞设备通常装在离加热炉出炉辊道较近的地方,其设备为出炉辊道较近的地方,其设备为高压水除鳞箱。高压水除鳞箱。 去除二次氧化铁皮的高压水集管设置在粗、精轧机前去除二次氧化铁皮的高压水集管设置在粗、精轧机前后。两套除鳞装置共用
18、一个高压水源。在辊道的上下各设后。两套除鳞装置共用一个高压水源。在辊道的上下各设有两排或三排喷射集管,喷嘴装在喷头端部,喷嘴轴线与有两排或三排喷射集管,喷嘴装在喷头端部,喷嘴轴线与铅垂线约成铅垂线约成5 51515迎着板坯前进方向布置。上集管根迎着板坯前进方向布置。上集管根据板坯厚度的变化设计成可以升降的形式。据板坯厚度的变化设计成可以升降的形式。 除鳞贯穿整个轧制过程中。除鳞贯穿整个轧制过程中。图图 高压水除鳞装置示意图高压水除鳞装置示意图2 2 粗轧(展宽轧制)粗轧(展宽轧制)全纵轧法全纵轧法综合轧制法综合轧制法全横轧制法全横轧制法角轧角轧纵轧法纵轧法展宽的方法展宽的方法(1 1)全纵轧法
19、:)全纵轧法: 定义:钢板的延伸方向与原料定义:钢板的延伸方向与原料( (钢锭或钢钢锭或钢坯坯) )纵轴方向相一致的轧制方法。纵轴方向相一致的轧制方法。 适用范围:当原料的宽度稍大于或等于适用范围:当原料的宽度稍大于或等于成品钢板的宽度时采用。成品钢板的宽度时采用。 特点:操作简单所以产量高,轧制钢锭特点:操作简单所以产量高,轧制钢锭时钢锭头部的缺陷不致扩展到钢板的全长上时钢锭头部的缺陷不致扩展到钢板的全长上去(优点)。轧件始终沿着一个方面延伸,去(优点)。轧件始终沿着一个方面延伸,使钢中偏析和夹杂等呈明显的带状分布,带使钢中偏析和夹杂等呈明显的带状分布,带来钢板组织和性能的各向异性,使横向性
20、能来钢板组织和性能的各向异性,使横向性能( (尤其是冲击性能尤其是冲击性能) )降低。降低。(2 2)全横轧法:)全横轧法: 定义:钢板的延伸方向与原料的定义:钢板的延伸方向与原料的 纵轴方向纵轴方向相垂直的轧制方法。相垂直的轧制方法。 适用范围:用于板坯长度大于或等于钢板适用范围:用于板坯长度大于或等于钢板宽度时。宽度时。 特点:如果用初轧板坯作原料,那么由于特点:如果用初轧板坯作原料,那么由于初轧时轧件的延伸方向与厚板轧制时的延伸方向初轧时轧件的延伸方向与厚板轧制时的延伸方向相垂直,因而大大地改善钢板的各向异性,显著相垂直,因而大大地改善钢板的各向异性,显著改善钢板的横向性能。因此全横轧法
21、经常用于以改善钢板的横向性能。因此全横轧法经常用于以初轧坯为原料的中厚板生产。但由于受到钢坯长初轧坯为原料的中厚板生产。但由于受到钢坯长度规格数量的限制,调整钢板宽度的灵活性小。度规格数量的限制,调整钢板宽度的灵活性小。图图 综合轧制法综合轧制法图图 全横轧法全横轧法(3 3)综合轧制法(横轧)综合轧制法(横轧纵轧法):纵轧法): 首先纵轧首先纵轧1 14 4道次,平整板坯(成形轧制),道次,平整板坯(成形轧制),再将板坯转再将板坯转9090进行横轧,将板坯宽度延伸至钢进行横轧,将板坯宽度延伸至钢板所需宽度(展宽轧制),然后再转板所需宽度(展宽轧制),然后再转9090进行纵进行纵轧(延伸轧制)
22、。轧(延伸轧制)。 优点:板坯宽度不受钢板宽度的限制,比较优点:板坯宽度不受钢板宽度的限制,比较灵活;轧件在横向有一定的延伸,改善了钢板的灵活;轧件在横向有一定的延伸,改善了钢板的横向性能。横向性能。 缺点:轧件共有两次缺点:轧件共有两次9090旋转,因此使产量旋转,因此使产量有所降低;并易使钢板成桶形,增加切边损失,有所降低;并易使钢板成桶形,增加切边损失,降低成材率。板坯横向延伸率还不大,横向性能降低成材率。板坯横向延伸率还不大,横向性能仍然偏低。仍然偏低。(4 4)角轧)角轧纵轧法(角轧法)纵轧法(角轧法) 定义:将轧件纵轴(长边)与轧辊轴线成一定角定义:将轧件纵轴(长边)与轧辊轴线成一
23、定角度送入轧辊进行轧制的方法。度送入轧辊进行轧制的方法。 操作方法:控制其送入角在操作方法:控制其送入角在15154545范围内变范围内变化,每一对角线轧制化,每一对角线轧制1 12 2道后即更换到另一对角线进道后即更换到另一对角线进行轧制。行轧制。 图图 角轧角轧 轧件每轧制一道,其轧后宽度计算公式:轧件每轧制一道,其轧后宽度计算公式: 式中式中 B B1 1、B B2 2轧制前、后钢板的宽度;轧制前、后钢板的宽度; 该道次的送入角;该道次的送入角; 该道的延伸系数。该道的延伸系数。B2=B1/1+sin2(2-1)1/2 角轧的优点:是可以改善咬入条件、减少咬入时产生角轧的优点:是可以改善
24、咬入条件、减少咬入时产生的巨大冲击力,而且角轧时轧件和轧辊的接触宽度小的巨大冲击力,而且角轧时轧件和轧辊的接触宽度小于横轧,因而也使轧制压力减少,从而改善了板形、于横轧,因而也使轧制压力减少,从而改善了板形、提高于产量。对于过窄的板坯采用角轧法可以防止轧提高于产量。对于过窄的板坯采用角轧法可以防止轧件在导板上件在导板上“横搁横搁”。角轧。角轧纵轧法由于使轧件在纵、纵轧法由于使轧件在纵、横两个方向上都得到变形,因而能改善轧件的各向异横两个方向上都得到变形,因而能改善轧件的各向异性。性。 缺点:需要拨钢,因而使轧制周期延长,降低了产量,缺点:需要拨钢,因而使轧制周期延长,降低了产量,而且送入角及钢
25、板形状难以控制,使切损增大、成材而且送入角及钢板形状难以控制,使切损增大、成材率降低,劳动强度大、操作复杂、难以实现自动化。率降低,劳动强度大、操作复杂、难以实现自动化。 适用范围:因此角轧适用范围:因此角轧纵轧法只用在用钢锭作原料的纵轧法只用在用钢锭作原料的三辊劳特式轧机上。三辊劳特式轧机上。主要任务主要任务控制钢板厚度控制钢板厚度板形板形表面质量和性能表面质量和性能 平面形状控制:钢板的矩形化控制。平面形状控制:钢板的矩形化控制。 在成形轧制和展宽轧制阶段,不能认为是平面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变形(即无宽展变形),轧制中轧件在横向
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