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轧钢生产线

时间:2017-01-10 07:20:14 来源:免费论文网

篇一:轧钢生产

对轧钢生产的初步认知

小学期的钢铁生产导论课以及接下来的钢铁企业认知实习,为我们第一次系统的接触钢铁大生产过程提供了难得的学习平台。老师通过课堂上生动的讲授,现场耐心的解答,让我们对自己本专业有了比较明确的认识,消除了之前的很多疑虑。不仅在知识层面确立了今后的努力方向,而且对将来的职业生涯有了更加清晰的规划,增强了对本专业学习的信心,提高了专业学习的自我认知度。

下面我就针对我所学的材料成型与控制既轧钢专业,简单浅显的谈一下我所学的,和一些我的个人看法。

众所周知钢铁的用途非常广,在国民经济中有着非常重要的地位,在钢铁生产总量中,有很大一部分是通过轧制成型的,在现代钢铁联合企业中,轧制作为钢材生产的最后一个环节,国民经济中有着极其重要作用。

(一)基本概念

轧钢,就是在旋转的的轧辊间改变钢锭,钢坯的形状的压力加工过程。所谓轧钢工艺过程就是一系列轧钢工艺过程组合而成的加工流程。

(二)基本工序

轧钢生产的工序十分复杂,尽管随着轧制质量要求的提高,品种范围的扩大以及新技术,新设备的应用,组成工艺过程的各个工序都会有相应的变化,但整个轧钢生产过程总是有以下几个基本工序组成的:

1) 坯料准备,包括表面缺陷的清理,表面氧化铁皮的去处和坯料的预先热处理等。

2) 坯料的加热,是热轧生产工艺过程的重要工序。

3) 钢的轧制,是整个轧钢生产过程的核心。坯料通过轧制完成变形过程。轧制工序对

产品质量起着决定性作用。轧制产品的质量要求,包括产品的几何形状和尺寸精确度内部组织和性能以及产品光洁度三个方面。

4) 精整,是轧钢生产过程中最后一个工序,也是较为复杂的一个工序。他对产品的质

量起着最终的保证作用。产品的技术要求不同,精整工序的内容也不大相同。精整的工序通常又包括钢材的卷取,轧后冷却,矫直,成品热处理,成品表面清理以及各种涂色等许多具体工序。

(三)组织轧钢生产过程

钢材的性能主要取决与钢材组织结构及化学成分。通过生产实践表明,钢的组织是影响钢材性能的决定性因素,而钢的组织由主要取决于化学成分和轧制生产过程,因此通过控制生产工艺过程,和工艺制度来控制钢材组织结构状态,是轧钢工作者的重要任务。

组织轧钢生产工艺过程首先是为了合格的,即合乎质量要求或技术要求的产品,并且要在保证产品质量基础上努力提高产量。这一任务的完成不仅取决于生产过程的合理性,而且取决于时间和设备的充分利用程度。此外,在提高质量和产量的同时,还应该力求降低成本。因此如何能够优质高产,低成本的生产出合乎技术要求的钢材,是制定轧钢工艺生产工艺过程的总任务和总的要求。同时在了解技术要求的同时,我们还必须充分了解各种钢的内在特性,尤其是加工工艺特性及组织性能的变化特性,即该钢种的固有内在规律,然后利用这些规律,我们才能真确的制订生产工艺过程及采取有效地工艺手段,来达到生产出合乎技术要求的产品目标。

(四)轧钢工艺制度

为了得到所要求的产品质量包括精确成型及改善组织和性能在轧机机组上采用的一切生产

工艺制度称之为轧制工艺制度,其中包括轧制变形制度,轧制速度制度,轧制温度制度。

(1) 轧制变形制度:即一定轧制条件下从坯料到成品的总变形量和轧制的总道次,各机

组的总变形量各道次的变形量,轧制方式等。对于型钢,轧件在孔型中轧制,并且在每个孔型中轧制一道,因此,型钢的变形制度是以孔型的形式表示的,孔型的设计确定后变形制度就确定了。因此确定型钢轧制的变形制度就是进行孔型设计,孔型设计包括道次确定,延伸系数分配,断面孔型设计,轧辊孔型设计。

(2) 轧制温度制度:即轧件在轧制过程中开轧或终了温度的具体规定,在现代轧机上,

要求控制各阶段的温度,一般设置中间水箱进行控制。对型钢轧制来说,要控制开轧温度,终轧温度,变形温度,开冷温度,中冷温度,下床温度,下冷床温度等。

(3) 轧制速度控制:即轧制时对各道次轧辊的线速度以及每道中不同阶段的轧辊的速度

的具体规定,也叫速度规程。不同类型的轧机有不同的速度要求和规定。连轧机组的速度制度更为重要,要保证各机架的金属秒流量相等,就应控制和调整各轧机的轧制速度。

(四)轧钢简单的分类,基本介绍:

轧钢方法按轧制温度的不同可分为冷轧与热轧;按轧制是轧件与轧辊的相对运动关系不同可分为纵轧,横轧和斜轧;按轧制产品的成型特点还可分为一般轧制,和特殊轧制。此外,由于轧制产品种类繁多,规格不一,有些产品是经过多次轧制才成产出来的,所以轧钢生产又通常分为半成品生产和成品生产两类。

下面简单介绍几种我所了解的轧钢的方式

钢锭或钢坯在常温下很难变形,不易加工,需要进行加热到1100℃到1250℃进行轧制,这种轧制工艺叫做热轧。在常温下的轧制一般理解为冷轧,然而从金属学角度来看,热轧与冷轧的界限应该以金属再结晶的温度来区分,即低于再结晶温度的轧制为冷轧;高于再结晶温度的轧制为热轧。而钢的再结晶温度一般在450℃~600℃范围之内。

纵轧是纵向轧制的简称,是被轧物体通过两个反向转动的轧辊得到加工的轧制方法,轧制时轧件通过辊面间缝隙向前运动,其运动方向与轧辊轴线垂直。纵轧是轧制中最常见的一种轧制方法,横轧是轧件围绕自身中心线在轧辊间旋转,并且轧件旋转中心线与轧辊轴线平行,轧件只在横向受到压力加工的一种轧制的方法。

(五)轧钢原料:

目前主要为连铸坯,另外还有钢锭,段轧钢等,正确的选择坯料的种类,断面形状和尺寸大小以及重量对轧钢生产具有重要意义。轧钢生产对原料有一定的技术要求比如钢种,断面形状和尺寸,重量表面质量等。这些技术要求的考虑是保证钢材质量所必须的。也是确定和选择坯料时应具体要考虑的内容。

(六)轧钢主要设备

轧钢车间的机械设备,按其在生产过程中得不同作用,可以分为主要机械设备和辅助机械设备。凡是用来是金属在旋转的轧辊中变形的那部分设备就称为轧钢机的主机列。

轧钢机的主机列由主电机,传动机械和轧钢机组成,根据轧机排列,驱动方式和传动装置方式不同,主机列的形式也各有不同,主机列的各部分又有许多部件组成。例如轧机一般由机架,轧辊,轧辊调整装置,轧辊平衡装置,轧辊平衡装置,轧辊轴承等组成。下面主要简单介绍一下轧机的重要部件--轧辊。

轧辊是轧机的重要部件,按照轧机的类型可分为板带轧机轧辊,型钢轧机轧辊和钢管轧机轧辊三大类。板带轧机轧辊深呈圆柱形,热轧板带轧辊的辊身微凹,受热膨胀时可保持良好的板形;;冷轧板带轧辊的辊身呈微凸,当它受力弯曲时可以保证良好的板形;型钢轧机轧辊的辊身上有轧槽,根据型钢的轧制的工艺要求,安排孔型。钢管轧制中采用斜轧原理轧制的

轧辊有圆锥形,腰鼓形或盘形。

轧辊的技术要求:强度,硬度,耐热性及耐用性。轧制强度是最基本的指标,在满足强度要求的同时不论是热轧还是冷轧,轧辊都是实现轧制过程中金属变形的直接工具,因此对轧辊质量要求严格。其主要是质量要求有,还必须有一定的耐冲击韧性。要使轧辊具有足够的强度主要从选择轧辊的材质及确定合理的轧辊结构和尺寸上的全面考虑。随着轧制技术的发展及市场的激烈竞争,对轧辊的技术要求越来越高,提高轧辊的寿命,从而降低成本。

(七)轧钢生产过程中计算机控制系统的基本功能

对生产过程进行控制,首先确定其工艺及设备。在已确定工艺设备的条件下为实现计算机控制,还要确定计算机控制系统的基本功能。

计算机有多种功能,而过程控制所必须的基本功能一般分为四类:

1) 直接数字控制(DDC)。计算机可以代替模拟量调节器直接进行数字控制,即用程序代替

电路的运算,而通过修改软件对多个回路进行控制,因此利用计算机进行控制要经济方便得多。

2) 设定功能及数学模型。DDC控制只解决设定值与过程反馈值之间的误差调节。不能确定

设定值本身是否合理,这就必须要建立生产过程的数学模型,以保证生产过程的优化及控制过程的实现。

3) 软件跟踪过能。为保证计算机轧件的控制,必须是生产线上的轧件与计算机控制的轧件

一一对应起来,办法是在计算机内部设置轧件跟踪的专用程序,实现轧件跟踪功能。

4) 制表打印,数据编辑及操作指导功能。不断地将生产数据完整而系统的打印成各种报表,

将生产技术数据,操作情况完整的记录和保存下来;记录产品的质量;一切操作有关的原始数据,各种设定值,均在操作台的屏幕显示器上不断显示,成为操作人员监视生产情况,并作为指导生产的有利的依据。

(八)发展趋势:

从世界范围来看,由于钢铁生产能力过剩,故其竞争越来越激烈。从根本上看,钢铁生产的市场立足在新一代生产力的基础之上,只有生产出质量高,成本低的产品才能立于不败之地。钢材轧制产品的高精度是轧钢技术发展的重要趋势之一。国外高精度轧制技术已经达到较高的水平。板带和棒材生产均采用液压厚度自动控制(AGC),板形采用板形自动控制(AFC)技术,并相应出现了为提高精度的新工艺,新设备和新技术。高精度轧制将会成为21世纪钢铁工业发展的热门技术。

我国不少科研单位,高等院校和钢铁企业对此作了大量的研究工作,并取得了一定的成果,但我国钢铁工业整体工艺装备技术落后,通过外发达国家相比仍有较大的差距,我国目前尚有95%以上的轧机达不到世界水平。我国想要由一个钢铁生产大国尽快变成一个钢铁生产强国,必须依靠技术进步。这也为我们今后必须明确我们应当承担起得责任,明白责任才能有明确的目标,才会有切实的行动,为尽早实现我国钢铁生产由大变强的转变做出贡献。

(九)结束语:

由于只是在实习阶段进行了非常初步的学习,对专业知识几乎是空白,通过查阅资料,整理最终完成这篇比较浅显的所谓论文,文中设计的相关专业知识是比较基本简单的,我相信通过进一步的学习,我们一定可以掌握更多的有关的轧钢专业知识。但我认为重要的是一个自我学习的过程,通过查阅资料收获了很多,培养了兴趣。

在起初我并不是很清楚我所学的这个专业今后能做什么,该向哪个方向努力,周围的同学看法不一,说法不一致。之前我对轧钢对钢铁生产的过程可以说是一无所知。通过这次的小学期的导论课的学习,以及到钢铁企业的认知实习,是我第一次接触到钢铁大生产的全过程,感受到钢铁生产的巨大的魅力,认识到了我国钢铁发展的现状,也坚定了投身钢铁行业的决心。只有在明确了自己的目标后才能全力以赴的前进,只有认识到我们自己的不足我们才能

不怕困难迎头赶上,正因为我国钢铁发展的相对落后,才给我们提供了更大的发展和进步的空间,我们既要看到不足,也要有信心。既然选择远方便不顾风雨兼程。希望能在老师和同学们的帮助下在今后的学习中取得更大的进步。

参考文献;

《轧钢生产基础知识问答》刘文,王兴珍,编著冶金工业出版社

《轧钢工艺学》王延溥冶金工业出版社

《轧钢生产新技术600问》梁爱生李玉贵杨晓明孙斌煜冶金工业出版社

《轧钢生产问答》陈林郭瑞华包喜荣编著化学工业出版社

篇二:轧钢生产线承包合同

轧钢生产线承包合同

甲方:

乙方:

依照《中华人民共和国合同法》及其他法律的相关规定,经过甲乙双方的平等协商,甲方将炼钢、轧钢工艺流程到成品包装等事项承包给乙方,为了明确双方的权利与义务,特签订本合同。

一、承包范围及价款

乙方承包甲方车间从炼钢开始到成品包装的全部生产流程,具体如下:

1、炼钢部分:甲方废钢处理后交给乙方,乙方负责行车工管理、打炉、电力、煤炭、辅材、烧炉、连铸、机修、电工、场地处理的工作,承包费按钢坯产量每吨360元(其中劳务费36元/吨,所有电力、煤炭及辅助材料324元/吨),二个月以后,乙方必须承包所有备品、备件及设备维修,按成品每吨12元计算。硅铁、硅锰合金每吨钢定5公斤,每吨5公斤按市场价格甲方支付给乙方。以上综合单价372元/吨。

2、轧钢部分:轧机工、行车工、机修工、电工、调整工、矫直调整工、安全员、调度、升降台、连轧操作台、包括所有工序用工,

承包费每吨38元,电力、所有备品、备件及轧辊每吨98元计标。以上人工及材料、电力、煤炭合计每吨136元。

3、生产两个月后,主设备(大电机、万向轴、齿轮箱等)的维修由乙方负责,如需更换,由甲方负责。

4、试产期为一个月,试产期炼钢保底劳务费按12000吨/月计算,每吨38元,轧钢保底劳务费按12000吨/月计算,每吨38元。电力、煤炭及其他材料按实际吨位计标。

5、生产期间,甲方只负责成品进出仓及废钢处理人员,剩余的一切事务由乙方负责。

二、承包时间

承包日期:2015年6月1日至2018年5月31日

三、支付方式

甲方每月在20日结清乙方上月费用。电力提供供电局发票、煤炭提供发票及配件按乙方所采购发票,其他劳务费及管理等费用不提供发票由甲方负责。

四、生产质量及产量

1、乙方在签订合同时必须向甲方交纳贰拾万元保证金,生产前再向甲方交纳叁拾万元保证金,此保证金作为产量、质量、人员的担

保金,保证岗位人员的稳定。生产半年后,甲方退回乙方叁拾万元保证金。(甲方按0.18/年的利率支付乙方利息。)

2、乙方必须按甲方要求的规格生产,材质按Q215-Q235,碳控制在30%以内,超过30%按废品处理并追加责任。

3、在试生产时,每种产品前三次不计直扎率(通过率)。试扎十天后,直扎率(通过率)88%,试扎一个月后,直扎率(通过率)95%。

4、在试生产时,每种产品前三次不计成材率,试扎十天后,成材率93%;试扎40天后,成材率95%;试扎70天后,成材率96%。

5、正常运转后,如因甲方水、电供应不正常,市场行情、产品销售出现异常情况,甲方必须付乙方保底劳务费每月壹佰肆拾万(15000吨*76元/吨)。同时甲方有权每天考核乙方的配备人员是否在岗,不在者,照扣保底劳务费。

6、试生产40天后,在保证每天生产9小时的条件下,乙方必须按照甲方要求的月产量生产,成品钢坯17000吨/月(成品角钢、槽钢15300吨/月),若没达到月产量要求,甲方按差量当月扣除乙方76元/吨的承包费。

7、正常生产后,成品率定为96%,超出一个点,甲方奖励乙方指定员工13人叁万元,少于一个点,甲方扣除乙方当月承包费叁万元。

五、安全保险及责任事故

1、生产工作人员必须在上岗前进行体检,体检项目包括:生化全套、肺透视,甲乙双方各承担一半体检费用。

2、生产工作人员必须在上岗前全部办理工伤保险,保险费用由乙方负担,工伤费用壹万以内的由乙方负责,超过壹万的工伤费,保险公司赔付后,剩余部分,乙方负责20%,甲方负责80%.

3、在生产过程中必须做到安全生产,教育职工树立安全生产常识。

六、甲乙双方的权力及义务

1、乙方需按附件1《人员配备单》安排人员。

2、甲方必须按生产情况所需提供给乙方工人住宿,宿舍禁止烧饭,乙方必须办工人食堂。

3、乙方负责生产工人的一切劳保用品及生活问题,厂内严禁酗酒、打架斗殴,赌博等与工作无关的活动。

4.所有进厂人员,必须用身份证进行备案、登记。

七、争议解决的方式

合同期内甲乙双方发生争议,由甲乙双方协商解决,协商不成,

依法向甲方所在地的人民法院起诉。

八、合同的效力

本合同一式两份,甲乙双方各执一份,由甲乙双方签字盖章之日起生效。

甲方:

法定代表人:

委托代理人:

日期:

法定代表人:委托代理人: 日期: 乙方:

篇三:轧钢生产过程

第三节 轧制生产工艺过程及其制定

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称为轧制生产工艺过程。组织轧制生产工艺过程首先是为了获得合乎质量要求或技术要求的产品,同时也要考虑努力提高产量及降低成本。因此,如何能优质、高产、低成本地生产出合乎技术要求的轧材,乃是制订轧制生产工艺过程的总任务和总依据。

在深入了解轧材技术要求的同时,我们还必须充分掌握金属与合金的内在特性,尤其是加工工艺特性及组织性能变化特性,亦即固有的内在规律。然后,利用这些规律以采取有效的工艺手段,并正确制订生产工艺过程,从而达到生产出合乎技术要求的产品的目标。

一、轧材产品标准和技术要求

轧材的技术要求就是为了满足使用上的需要,对轧材提出的在规格和技术性能的要求,例如,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。它是由使用单位按用途的要求提出,再根据当时实际生产技术水平的可能性和生产的经济性来制定的。它具体体现为产品的标准。轧材的技术要求有一定的范围,并且随着生产技术水平的提高,这种要求及其可能满足的程度也在不断提高。轧制工作者的任务就是不断提高生产技术水平来尽量满足使用上的更高要求。

轧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方面的内容。品种标准主要规定轧材形状和尺寸精度方面的要求。

产品技术要求除规定品种规格要求以外,还规定其他的技术要求,例如,表面质量、钢材性能、组织结构及化学成分等,有时还包括某些试验方法和试验条件等。产品表面质量直接影响到轧材的使用性能和寿命。产品要求表面缺陷少、表面光整平坦而洁净。轧材性能的要求主要是对轧材的力学性能、工艺性能(弯曲、冲压、焊接性能等)及特殊物理化学性能(磁性、抗腐蚀性能等)的要求。其中最常见的是机械性能(强度性能、塑性和韧性等),有时还要求硬度及其他性能。

产品标准中还包括验收规则和需要进行的试验内容,包括做试验时的取样部位、试样形状和尺寸、试验条件和试验方法等。此外,还规定了轧材交货时的包装和标志方法以及质量证明书等内容。某些特殊的轧材在产品标准中还规定了特殊的性能和组织结构等附加要求以及特殊的成品试验要求等。

各种轧材根据用途的不同都有各自不同的产品标准或技术要求。由于各种轧材不同的技术要求,再加上不同的材料特性,便决定了它们不同的生产工艺过程和生产工艺特点。

二、金属与合金的加工特性

为了正确制定轧材的生产工艺过程和规程,必须深入了解轧材的加工特征,即其固有的内在规律。下面以钢为主分别叙述与生产工艺过程和规程有关的加工特性。

1、塑性

纯金属和固溶体有较高的塑性,单相组织比多相组织的塑性高,而杂质元素和合金元素愈多或相数愈多,尤其是有化合物存在时,一般都导致塑性降低(稀土元素等例外),尤其是硫、磷、铜及铅锑等易熔金属更为有害。因此,一般纯铁和低碳钢的塑性最好,含碳愈高,塑性愈差;低合金钢的塑性也较好,高合金钢一般塑性较差。钢的塑性一方面取决于金属本身,这主要是与组织结构中变形的均匀程度,即与组织中相的分布、晶界杂质的形态与分布等有关,同时也与钢的再结晶温度有关,再结晶开始温度高、再结晶速度慢,往往使钢的塑性变差。另一方面,塑性还与变形条件,即与变形温度、变形速度、变形程度及应力状态有关,其中变形温度的影响最大,故必须了解塑性与温度的变化规律,掌握适宜的热加工温度范围。此外,在较低的变形速度下轧制,或采用三向压应力较强的变形过程,如采用限制宽度和包套轧制等,都有利于金属塑性的改善。

2、变形抗力

一般地说,有色金属及合金的变形抗力比钢的要低,随着合金含量的增加,变形抗力将提高。由加工原理已知,凡能引起晶格畸变的因素都使变形抗力增大。合金元素尤其是碳、硅等元素的增加使铁素体强化。合金元素,尤其是形成稳定碳化物的元素,在钢中一般都能使奥氏体晶粒细化,使钢具有较高的强度。合金元素还通过影响钢的熔点和再结晶温度与速度,通过相的组成及化合物的形成,以及通过影响表面氧化铁皮的特性等来影响变形抗力。在这里还要指出,当高温时,由于合金钢一般熔点都较低,因而合金钢变形抗力可能大为降低,例如,高碳钢、硅钢等在高温时甚至比低碳钢还要软。

3、导热系数

随着钢中合金元素和杂质含量的增多,导热系数几乎没有例外地都要降低。碳素钢的导热系数一般在摄氏零度时为?0=40.8~60.5W/m·k,合金钢? 0=15.1~40.8W/m·k,高合金钢?0<23.3~25.6W/m·k。由此可见随合金元素增多使导热系数显著地降低。钢的导热系数还随温度而变化,一般是随温度升高而增大,但碳钢在大约800℃以下是随温度升高面降低的。铸造组织比轧制加工后的组织的导热系数要小。故在低温阶段,尤其是对钢锭铸造组织进行加热和冷却时,应该特别小心谨慎。此外,合金钢的导热系数愈低,则在铸锭凝固时冷却愈加缓慢,因而使枝晶愈加发达和粗大,甚至横穿整个钢锭,这种组织称为柱状晶或横晶。这种柱状晶组织可能本身并不十分有害,但由于不均匀偏析较重,当有非金属夹杂或脆性组织成分存在时,则塑性降低,轧时易开裂,在拟订生产工艺过程时必须加以考虑。

4、摩擦系数

合金钢的热轧摩擦系数一般都比较大,因而宽展也较大。由该表可见,很多合金钢的摩擦系数要比碳素钢大,因而其宽展也大。这可能主要是因为这些合金钢中大都含有铬、铝、硅等元素。含铬高的钢形成粘固性的氧化铁皮,使摩擦系数增加,宽展加大。同样含铝、硅的钢的氧化铁皮也较粘而且软,因而摩擦系数也较大。但与此相反,含铜、镍和高硫的钢则使摩擦系数降低。合金钢的摩擦系数和宽展的这种变化,在拟订生产工艺过程和制定压下规

程时必须加以考虑。

5、相图形态

合金元素在钢中影响相图的形态,影响奥氏体的形成与分解,因而影响到钢的组织结构和生产工艺过程。例如,铁素体钢和奥氏体钢都没有相变,因而不能用淬火的方法进行强化,也不能通过相变改变组织结构,而且在加热过程中晶粒往往容易粗大。碳素钢及普通低合金钢一般皆属于珠光体钢,不可能是马氏体、奥氏体或铁素体钢。其实碳素钢也可以说是一种合金钢,碳也有升高相图中A4点和降低A3点的作用,所以高碳钢的生产工艺特性一般相近于合金钢,而低合金钢则与碳素钢相接近。由此可见,了解一种相图变化规律和特点,是制订该钢种生产工艺过程及规程的基础。

6、淬硬性

合金钢往往较碳素钢易于淬硬或淬裂。除钴以外,合金元素一般皆使奥氏体转变曲线往右移,亦即延缓奥氏体向珠光体的转变,降低钢的临界淬火速度,甚至如马氏体钢在常化的冷却速度下也可得到马氏体组织。这样对于塑性较差的钢也就很容易产生冷却裂纹(冷裂或淬裂)。由于合金钢容易淬硬和淬裂,因而在生产过程中便时常采取缓冷、退火等工序,以消除应力及降低硬度,以便于清理表面或进一步加工。

7、对某些缺陷的敏感性

某些合金钢比较倾向于产生某些缺陷,如过烧、过热、脱碳、淬裂、白点、碳化物不均等。这些缺陷在中碳钢和高碳钢中也都可能产生,只不过是某些合金钢由于合金元素的加入对于某些缺陷更为敏感罢了。例如,不同成分及用不同方法冶炼的钢的过热敏感性也不相同。一般说来,钢中合金元素增多,可在不同程度上阻止晶粒长大,尤其是铝、钛、铌、钒、锆等元素有强烈抑制晶粒长大的作用,故大多数合金钢比碳素钢的过热敏感性要小。但是,碳、锰、磷等由于能扩大奥氏体(γ)区,却往往有促使晶粒长大的趋势。又如含碳较高的钢,其脱碳倾向性也较大。钢中含少量的铬有利于阻止脱碳,但硅、铝、锰、钨却起着促进脱碳的作用。所以通常在硅钢片生产中能利用脱碳退火的方法来降低含碳量,而在生产弹簧钢60Si2Mn时则更要注意防止脱碳。

白点是分布在钢材内部的一种特殊形式的微细裂纹。碳素钢只有在钢材断面较大(如重轨、轮箍等)且含锰、碳量较高时,才易形成白点。通常对白点敏感性大的钢种多为中合金钢,尤其是合金元素质量含量在8%左右的钢,由于氢的扩散聚集条件适中,钢的组织应力也大,故白点生成的几率较大。必须注意,白点不是在轧制时形成,而是在冷却时产生的,甚或冷却后当时尚不能发现,要到存放一定时间后才出现。任何能促使钢中氢气析出扩散的工序,例如长期的加热、退火、缓冷等,都会减轻或防止白点形成。

以上只是列举几种值得注意的主要钢种特性。实际上各种钢的具体特性都不相同,故在制定其生产工艺过程时,必须对其钢种特性作详细调查或实验研究,求得必要的参数,作为制订生产工艺规程的依据。

三、轧材生产各基本工序及其对产品质量的影响

虽然根据产品的主要技术要求和合金的特性所确定的各种轧材的生产工艺流程各不相同,但其最基本的工序都不外是原料的清理准备、加热、轧制、冷却与精整和质量检查等工序。

1、原料的选择及准备

一般轧制生产常用的原料是铸锭、轧坯及连铸坯三种,有时还采用压铸坯。采用连铸坯是发展的方向,现正在迅速推广;而以钢锭作为原料的老方法,除某些钢种以外,已处于淘汰之势。原料种类、尺寸和重量的选择,不仅要考虑其对产量和质量的影响(例如考虑压缩比及终轧温度对性能质量及尺寸精度的影响),而且要综合考虑生产技术经济指标的情况及生产的可能条件。为保证成品质量,原料应满足一定技术要求,尤其是表面质量的要求。因而原料一般要进行表面清理,并且对于合金钢锭往往在清理之前还要进行退火。

采用连铸坯也是无缝钢管生产技术的重要发展趋势。用连铸坯直接轧管可使钢管成本降低15%以上。生产实践和专门试验证实,连铸坯的内部质量是较好的,内部非金属夹杂、化学成分偏析和铸造组织缺陷比用普通钢锭轧成的管坯少。连铸坯直接轧管的主要技术问题是如何解决钢管外表面质量问题,目前主要是从提高冶炼和连铸技术,改进穿孔方法及加强管坯质量检查和表面清理等几方面着手。

原料表面存在的各种缺陷(结疤、裂纹、夹渣、折叠等),如果不在轧前加以清理,轧制中必然会不断扩大,并引起更多的缺陷,甚至影响钢在轧制时的塑性与成型。因此,为了提高钢材表面质量和合格率,对于轧前的原料和轧后的成品,都应该进行仔细的表面清理,特别是对合金钢要求就更加严格。因而合金钢在铸锭以后一般是采取冷锭装炉作业,让钢锭完全冷却,以便仔细进行表面清理,在清理之前往往要进行退火处理以降低表面硬度。至于碳素钢和低合金钢则为了尽量采用热装炉,或在轧前利用火焰清理机进行在线清理,或暂不作清理而等待轧制以后对成品一并进行清理。

原料表面清理的方法很多。对碳素钢一般常用风铲清理和火焰清理;对于合金钢,由于表面容易淬硬,一般常采用砂轮清理或机床刨削清理(剥皮)等。根据情况某些高碳钢和合金钢也可采用风铲或火焰清理,但在火焰清理前往往要对钢坯进行不同温度的预热。每种清理方法都有各自的操作规程。

2、原料的加热

在轧钢之前,要将原料进行加热,其目的在于提高钢的塑性,降低变形抗力及改善金属内部组织和性能,以便于轧制加工。这就是说,一般要将钢加热到奥氏体单相固溶体组织的温度范围内,并使其具有较高的温度和足够的时间以均化组织及溶解碳化物,从而得到塑性高、变形抗力低、加工性能好的金属组织。一般为了更好地降低变形抗力和提高塑性,加工温度应尽量高一些好。但是高温及不正确的加热制度可能引起钢的强烈氧化、脱碳、过热、过烧等缺陷,降低钢的质量,甚至导致废品。因此,钢的加热温度主要应根据各种钢的特性和压力加工工艺要求,从保证钢材质量和产量出发进行确定。

加热温度的选择应依钢种不同而不同。对于碳素钢,最高加热温度应低于固相线

100~150℃;加热温度偏高,时间偏长,会使奥氏体晶粒过分长大,引起晶粒之间的结合力

减弱,钢的机械性能变坏,这种缺陷称为过热。过热的钢可以用热处理方法来消除其缺陷。加热温度过高,或在高温下时间过长,金属晶粒除长得很粗大外,还使偏析夹杂富集的晶粒边界发生氧化或熔化,在轧制时金属经受不住变形,往往发生碎裂或崩裂,有时甚至一受碰撞即行碎裂,这种缺陷称为过烧。过烧的金属无法进行补救,只能报废。过烧实质上是过热的进一步发展,因此防止过热即可防止过烧。随着钢中含碳量及某些合金元素的增多,过烧的倾向性亦增大。高合金钢由于其晶界物质和共晶体容易熔化而特别容易过烧。过热敏感性最大的是铬合金钢、镍合金钢以及含铬和镍的合金钢。此外,加热温度愈高(尤其是在900℃以上),时间愈长,炉内氧化性气氛愈强,则钢的氧化愈剧烈,生成氧化铁皮愈多。氧化铁皮除直接造成金属损耗(烧损)以外,还会引起钢材表面缺陷(如麻点、铁皮等),造成次品或废品。氧化严重时,还会使钢的皮下气孔暴露和氧化,经轧制后形成发裂。钢中含有铬、硅、镍、铝等成分会使形成的氧化铁皮致密,它起到保护金属及减少氧化的作用。加热时钢的表层含碳量被氧化而减少的现象称为脱碳。脱碳使钢材表面硬度降低,许多合金钢材及高碳钢不允许有脱碳发生。加热温度愈高,时间愈长,脱碳层愈厚;钢中含钨和硅等也促使脱碳的发生。

确定钢的加热速度时,必须考虑到钢的导热性。这一点对于合金钢和高碳钢坯(尤其是钢锭)更加显得重要。很多合金钢和高碳钢在500~600℃以下塑性很差。如果突然将其装入高温炉中,或者加热速度过快,则由于表层和中心温度差过大而引起的巨大热应力,加上组织应力和铸造应力,往往会使钢锭中部产生“穿孔”开裂的缺陷(常伴有巨大响声,故常称为“响裂”或“炸裂”)。因此,加热导热性和塑性都较差的钢种,例如高速钢、高锰钢、轴承钢、高硅钢、高碳钢等,应该放慢加热速度,尤其是在600~650℃以下要特别小心。加热到700℃以上的温度时,钢的塑性已经很好,就可以用尽可能快的速度加热。应该指出,大的加热速度不仅可提高生产能力,而且可防止或减轻某些缺陷,如氧化、脱碳及过热等。允许的最大加热速度,不仅取决于钢种的导热性和塑性,还取决于原料的尺寸和外部形状。显然,尺寸愈小,允许的加热速度愈大。此外,生产上的加热速度还常常受到炉子结构、供热能力及加热条件的限制。对于普碳钢之类的多数钢种,一般只要加热设备许可,就可以采用尽可能快的加热速度。但是,不管如何加热,一定要保证原料各处都能均匀加热到所需要的温度,并使组织成分较为均化,这也是加热的重要任务。如果加热不均匀,不仅影响产品质量,而且在生产中往往引起事故,损坏设备。因此,一般在加热过程中往往分为三个阶段,即预热阶段(低温阶段)、加热阶段(高温阶段)及均热阶段。在低温阶段(700~800℃以下)要放慢加热速度以防开裂;到700~800℃以上的高温阶段,可进行快速加热。达到高温带以后,为了使钢的各处温度均化及组织成分均化,而需在高温带停留一定时间,这就是均热阶段。

应该指出,并非所有的原料都必须经过这样三个阶段。这要看原料的断面尺寸、钢种特性及入炉前的温度而定。例如,加热塑性较好的低碳钢,即可由室温直接快速加热到高温;加热冷钢锭往往低温阶段要长,而加热冷钢坯则可以用较短的低温阶段,甚至直接到高温阶段加热。

为了提高加热设备的生产能力及节省能源消耗,生产中应尽可能采用热装炉的操作方式。热锭及热坯装炉的主要优点是:(1)充分利用热能,提高加热设备的生产能力,并节省能耗,降低成本;根据实测,钢锭温度每提高50℃,即可提高均热炉生产能力约7%;(2)热装时由于减少了冷却和加热过程,钢锭中内应力较少。热锭装炉的主要缺点是钢锭表面缺陷难以清理,不利于合金钢材表面质量的提高。对于大钢锭、大钢坯以及碳素钢或低合金钢,


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