轧钢生产工艺

[摘 要]从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品,必须到轧钢厂去进行轧制以后,才能成为合格的钢板.首先将连铸坯送入加热炉,经过初轧机反复轧制之后,进入精轧机.轧钢属于金属压力加工,说简单点,轧钢板就像压面条,经过擀面杖的多次挤压与推进,面就越擀越薄.在热轧生产线上,轧坯加热变软,被辊道送入轧机,最后轧成用户要求的尺寸.轧钢是连续的不间断的作业,要尽量提高产量、降低消耗,生产出符合技术要求的轧材,这是制定工艺流程的总任务和总依据.

[关 键 词]生产工艺轧制精整

中图分类号：TQ328.06文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）24-0029-02

轧钢基本工序：原料的清理准备→加热→轧制→冷却→精整→检查

一、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：连铸坯的优点很多,是发展方向,但是还不能完全取代铸锭,一个重要的原因就是初轧开坯生产钢锭的尺寸规格可以灵活,如：鞍钢又初轧,又生产板坯,有生产方坯（同时生产）,而用连铸则办不到,同时连铸坯受钢种限制.

选择原料应注意的问题：

1、要考虑产量和质量

选取适当的坯料尺寸,在保证压缩比的前提下,尽量减少轧制道次以提高产量,（断面大需要的道次多）

坯料断面尺寸（面积）

压缩比等于――――――――――

成品断面尺寸（面积）

2、考虑经济效益和生产可能性的条件下要使各项消耗降低

原料的准备主要是检查、清理表面各种缺陷（结疤、裂纹、夹渣、折迭等）如果不在轧前加以清理,轧制中将不断扩大,并引起更多缺陷.

清理方法：

火焰清理：至于碳素钢、低合金钢、金属耗量较大

风铲清理：适用碳素钢、合金钢、高碳钢（合金钢导热性能差,直接用火焰清理易开裂,必须先预热）

砂轮清理（刨削）：适于合金钢,剥皮,金属消耗量大

二、原料的加热

1、加热目的

（1）提高塑性

（2）改善金属内部组织性能,如偏析经加热可减轻或消除为达到上述目的,加热温度尽量高一些,但是过高或加热方法不对,都会造成加热缺陷,影响刚才质量,甚至造成废品.

2、加热缺陷有

（1）过热：加热温度偏高,加热时间偏长,使晶粒长大,晶粒间结合力减弱,机械性能变坏

（2）过烧：在过热基础上,继续使加热温度过高,晶粒边界发生氧化或熔化,轧制时发生碎裂（报废）

（3）脱C：原料表面层所含碳被氧化而减少,使钢材表面硬度降低,许多合金钢及低合金钢不允许脱碳

（4）氧化铁皮；金属表面层的氧化膜,加热温度越高时间越长,炉内的氧化气氛越强,则生成的氧化铁皮越多,造成金属烧损,引起钢材表面缺陷,（麻点,铁皮等）

（5）加热不均：沿坯断面或长度各处的温度不同,轧制时发生歪扭,弯曲和内拉裂

坯料在加热时为防止出现加热缺陷,以能够加热出合格的坯料,要注意以下问题：

3、正确确定加热速度

加热速度是指单位时间内,钢坯表面升高的温度.确定钢的加热速度,考虑钢的塑性,导热性,断面尺寸大小.

合金钢和高碳钢：在500～600℃塑性导热性差,开始加热速度过快,表层和中心温差过大,造成很大的热应力而开裂,对导热性、塑性差的钢种,在600～650℃以下要缓慢加快,加热到700℃以上温度时钢塑性已转好,内外温差减小,可尽可能快的速度加热.

普碳钢：起塑性和导热性能好,可快速加热,以提高生产能力,可防止氧化,脱C,过热等.

小断面料可快速加热,对于大断面料,要降低加热速度,防止温差过大.

4、合理确定加热时间

加热时间的长短影响到质量和产量,连续式加热炉加热钢坯,加热时间的经验式：

t等于cB小时

B：坯料边长或厚cm

c：系数碳钢：0.1～0.15合金结构钢：0.15～0.2

三、钢的轧制

轧出合乎质量要求的轧材,轧钢工序是非常重要的,是保证产品质量的一个中心环节.

轧钢工序有两大任务：精确成型,改善组织和性能.

影响精确成型的因素有：

1、合理的孔型设计（型钢）,辊型设计（板带钢）压下规程及轧机调整

2、轧制过程工艺参数稳定,如：温度、速度、张力等压下规程：内容是确定所需采用的轧制方法,影响组织和性能的因素：

变形程度：应保证改善铸态组织,保证压缩比和细致均匀的晶粒度（变形程度较大,压应力状态强,有利于改善组织,性能）.

变形温度：钢材：性能→组织→终轧温度←开轧温度

（钢坯在不影响质量的前提下尽量提高开轧温度）开轧温度的确定原则：必须以保证终轧温度为依据

终轧温度：按照相图确定轧制制度.终轧温度因钢种不同而不同,主要取决于产品技术中规定的组织性能,如果产品在热扎以后没有热处理,那么终轧温度的选择便以获得的所需要的组织性能为目的.

在轧制亚共析钢时,一般终轧温度应小于Ar3线约50～100℃,以便在终轧以后迅速冷却到相变温度,获得细化的晶粒,若终轧温度过高,破碎的γ晶粒会继续长大,得到粗晶组织,降低机械性能.若低于Ar3线,在（γ+α）区进行了一定的塑性变形,将导致加工硬化,塑性降低,变形抗力提高（因为在同样温度下,α易变形,γ不易变形,导致不同相变形不均匀,从而引起附加应力；另一方面,在α基体上出现γ,可将γ看作硬的夹杂物,它将强烈阻止位移的移动,而在该处形成位错堆积,引起应力集中,在一定条件下形成断裂.若在γ基体上出现α,这将使强固的机体削弱,同样也引起应力集中易使金属过早断裂.）过共析钢的终轧温度应比SK线高出100～150℃,低于SK线,易析出石墨出现裂纹,高于SK线在晶粒边界析出的网状碳化物不能破碎,使钢材的机械性能恶化.

变形速度（轧制速度）：提高可提高质量；头尾温差减小,对质量好,但速度上升受电机能力、轧机设备、强度、机械化自动化水平以及收入条件等限制.

四、轧钢后冷却与精整

冷却：轧后冷却条件不同会得到不同的组织和性能,控制冷却可以达到我们要求的性能,如：冷却速度提高γ→α+F（渗碳体）得到细晶粒组织,但对于某些导热性能差、塑性差（合金钢）易冷裂,常用冷却方式：

1、水冷

在辊道或冷床上喷水、喷雾冷却,线材通过冷却水管强制冷却.

对钢材有要求,对某些合金、高合金钢易产生应力和裂纹,对碳素钢,开坯（半成品对性能不要求）可水冷.水冷还可清除表面氧化铁皮,提高冷床生产能力.

2、室冷

钢材放在冷床上,靠辐射和对流冷却,凡是在空气中冷却,不产

生热应力裂纹的钢种,都可以室冷,可通过吹风,钢材排列疏密来调整冷却速度.

3、堆冷、缓冷

对于某些合金钢,高合金钢,易产生应力和裂纹,要进行堆冷、缓冷.

堆冷：在冷床上冷却到一定温度之后堆垛冷却.

缓冷：在缓冷坑中缓慢冷却或在保温炉中进行等温处理.

4、精整

精整加工对质量也有重要影响,保证轧材正确的形状和尺寸.轧件冷却之后往往是弯曲的,要使之平直,要经过娇直机娇直.轧材头尾组织性能较差,且轧制时易出缺陷,剪去轧材按要求剪切成定尺,剪切用锯或剪.简单断面型材用热剪,热锯,复杂断面型材多用热锯,冷锯或异型剪刀.

五、钢板质量检查.

任务是确定成品质量是否符合产品标准和技术要求.检查的内容有以下几个方面：

化学成分检查：材质率,避免混号

机械物理性能检验：σs,σs,αψ扭度、硬度等

低倍组织及显微组织的检验,脱C,白点,晶粒度

断口试验,疏松非金属夹杂质