【文章內(nèi)容簡介】 工藝—鑄坯溫度仍保持在A3線以上奧氏體狀態(tài)裝入加熱爐，加熱到軋制溫度后進行軋制；以上統(tǒng)稱為連鑄坯熱裝（送）軋制工藝。（4）低溫?zé)嵫b工藝（CCHCR）—鑄坯冷卻至A3甚至A1線以下溫度裝爐；（5）常規(guī)冷裝爐軋制工藝。注：在連鑄機與軋機之間無正式加熱爐緩沖工序的稱為直接軋制工藝；有加熱爐緩沖工序且能保持連續(xù)高溫裝爐生產(chǎn)節(jié)奏的為直接（高溫）熱裝軋制工藝。方式（1）（2）和方式（3）稱為連鑄連軋工藝（CCCR）。連鑄連軋工藝優(yōu)點：鑄坯在鑄造的同時進行軋制，高溫鑄坯不需進加熱爐加熱，只略經(jīng)補償加熱即可直接軋制。主要優(yōu)點是：利用連鑄坯冶金熱能，節(jié)約能源消耗；提高成材率，節(jié)約金屬消耗；簡化生產(chǎn)工藝流程，減少廠房面積和運輸各項設(shè)備，節(jié)約基建投資和生產(chǎn)費用；大大縮短生產(chǎn)周期，從投料煉鋼到軋出成品僅需幾個小時；直接軋制時從鋼水澆鑄到軋出成品只需十幾分鐘，增強生產(chǎn)調(diào)度及流動資金周轉(zhuǎn)的靈活性；提高產(chǎn)品的質(zhì)量。實現(xiàn)連鑄—連軋即CC—DR和CC—DHCR工藝的主要技術(shù)關(guān)鍵包括：1）高溫?zé)o缺陷鋼坯生產(chǎn)技術(shù)；2）鑄坯溫度保證與輸送技術(shù)；3）自由程序（靈活）軋制技術(shù)；4）生產(chǎn)計劃管理技術(shù)；5）保證工藝與設(shè)備可靠性的技術(shù)等多項綜合技術(shù)。三、 鑄坯溫度保證技術(shù)（1） 爭取鑄坯保持更高均勻的溫度，用液心凝固潛熱加熱表面的技術(shù)，或稱為未凝固再加熱技術(shù)。（2） 連鑄鋼坯的輸送保溫技術(shù)。（3） 板坯邊部補償加熱技術(shù)。附錄—加熱缺陷：：坯料在火焰燃燒的加熱爐里產(chǎn)生氧化是不可避免的。但是氧化嚴重時，不僅造成金屬消耗大，而且易于使軋材表面形成麻點。影響坯料氧化的原因：加熱溫度、加熱時、爐內(nèi)氣氛及坯料形狀等。加熱溫度↑、加熱時間↑、爐內(nèi)氧化性氣氛↑、坯料與爐氣接觸的面積↑，→氧化鐵皮生成量越大。采取措施：為減少氧化，應(yīng)快速加熱縮短在高溫下停留的時間，保持爐壓防止冷空氣的進入，同時控制爐氣成分，避免氧化性氣氛。：加熱溫度過高或在高溫下停留的時間過長，使鋼中奧氏體晶粒過分長大引起晶粒間的結(jié)合力減弱。過熱的鋼錠或鋼坯，軋后易產(chǎn)生裂紋，使其性能變壞。一般過熱是由于加熱時間過長，加熱溫度過高引起的，所以坯料在待軋時，應(yīng)降低爐溫，以防止過熱。：過熱的進一步發(fā)展，晶粒繼續(xù)長大而且晶界熔化，使晶粒間的結(jié)合力更差，軋制時發(fā)生崩裂或碎裂。過燒的金屬只能報廢。防止過熱即可防止過燒，：金屬在加熱時表面的含碳量減少稱為脫碳。對于有些鋼種如滾珠軸承鋼，脫碳將嚴重影響其使用性能。促進脫碳的氣體是氧和二氧化碳，為了避免脫碳應(yīng)控制爐內(nèi)的氧化氣氛。：包括沿原料長度方向的溫度不均和沿原料短毛的溫度不均。加熱不均在軋制時會產(chǎn)生彎曲，扭轉(zhuǎn)以及變形不均。均勻加熱與加熱設(shè)備有話，同時也與操作有關(guān)。步進式加熱爐鋼坯在爐內(nèi)三面受熱，比連續(xù)推鋼式加熱爐加熱溫度要均勻。 原料在加熱時要避免出現(xiàn)加熱缺陷。加熱缺陷將影響軋制產(chǎn)量的質(zhì)量。偏析：鋼水在鋼錠模內(nèi)是按由外向內(nèi)、由下向上的順序逐漸凝固的，溶于鋼水中的合金成分和有害雜質(zhì)隨著鋼水的逐漸凝固而逐漸向鋼錠的上部和中部凝聚，因而造成鋼錠的各部化學(xué)成分不均勻?？s孔與疏松：由于鋼水凝固過程體積的收縮，在鎮(zhèn)靜鋼鋼錠的上部中心部分會造成漏斗形的縮孔。在縮孔下面的延續(xù)部分形成疏松。非金屬夾雜：來源于鋼水帶入鋼錠中的鋼渣、在鋼罐中脫氧所形成的來不及上浮的氧化物（SiO2，Al2O3，MnO等），以及在出鋼及澆鑄過程中落入鋼水中的耐火材料等。第二章 型材和棒線材生產(chǎn)一、教學(xué)內(nèi)容與要求1）了解型材生產(chǎn)特點、用途及典型產(chǎn)品。2）掌握型材軋機規(guī)格、軋制工藝和軋機布置。3）了解初軋開坯生產(chǎn)的歷史、現(xiàn)狀及改造方向。4）了解棒、線材的種類和用途。5）掌握棒、線材的生產(chǎn)特點和生產(chǎn)工藝及軋機布置形式。6）了解棒、線材軋制的控制冷卻和余熱淬火。二、教學(xué)重點與難點重點：1）型材生產(chǎn)特點與用途、典型產(chǎn)品 2）棒線材產(chǎn)品種類、生產(chǎn)工藝及軋機布置形式難點：1）二輥孔型與四輥萬能孔型軋制凸緣型鋼的區(qū)別2）控制冷卻和余熱淬火三、學(xué)時安排：14學(xué)時第一節(jié) 大、中型型材及復(fù)雜斷面型材生產(chǎn) 經(jīng)過塑性加工成形，具有一定斷面形狀和尺寸的實心金屬材為型材。型材品種規(guī)格繁多，廣泛用于國防、機械制造、鐵路、橋梁、礦山、船舶制造、建筑、農(nóng)業(yè)及民用等各個部門。在金屬材生產(chǎn)中，型材占有非常重要的地位。中國型材工業(yè)化軋制經(jīng)過近百年發(fā)展，已經(jīng)有一些企業(yè)擁有了代表國際先進水平的設(shè)備和工藝，產(chǎn)品質(zhì)量也達到了國際先進水平，型材產(chǎn)量和品種逐年增加。、用途及生產(chǎn)方式一、生產(chǎn)特點 除少數(shù)專業(yè)化型鋼軋機外，大多數(shù)軋機都進行多品種規(guī)格的生產(chǎn)。因此，軋輥儲備最大，換輥較頻繁，管理工作比較復(fù)雜。如何調(diào)配生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)快速換輥、加強孔型和設(shè)備的共用件，如何使后部工藝流程合理，使各種產(chǎn)品精整線互不干擾，實現(xiàn)機械化換作，以代替繁重的體力勞動，這些都是發(fā)展型鋼生產(chǎn)必須重視的問題。、差異大 除方、圓、扁斷面的產(chǎn)品外，大多都是異型斷面產(chǎn)品，這就給金屬在孔型內(nèi)的變形帶來如下影響：1)在軋制過程小存在嚴重的不均勻變形；孔型各部存在明顯的輥徑差；非對稱斷面在孔型內(nèi)受力、變形不均；斷面各分肢部分接觸軋輥和變形的非同時性；某些產(chǎn)品在軋制過程中存在熱彎變形等，從而使孔型內(nèi)金屬變形規(guī)律復(fù)雜化。2)由于斷面復(fù)雜，軋后冷卻收縮不均，造成軋件內(nèi)部殘余應(yīng)力和成品形狀、尺寸的變化。如何防止冷卻不均造成的彎曲和扭曲，如何防止切斷過程中軋件端部的走形、控制矯直質(zhì)量及矯正側(cè)向彎曲，如何實現(xiàn)成品機械化包裝等都是應(yīng)注意解決的問題。3)由于斷面復(fù)雜，在連軋時，不能象帶鋼和線材那樣產(chǎn)生較大的活套，亦不能用較大的張力進行軋制，否則斷面形狀和尺寸將難以保證。由于斷面各部尺寸不一，較難以在軋制過程中連續(xù)測量和連續(xù)探傷，故不易實現(xiàn)連軋。 采取哪種軋機和生產(chǎn)方式、布置方式，需視生產(chǎn)品種、規(guī)模及產(chǎn)品技術(shù)條件而定。一般應(yīng)將軋機分為大批量、專業(yè)化軋機和小批量、多品種軋機兩類，以便發(fā)揮各類軋機之所長。專業(yè)化軋機可包括H型鋼軋機、重軌軋機、線材軋機以及特殊型鋼軋機等。這幾種軋機由于產(chǎn)品專業(yè)化，批量大，其配套需用專用設(shè)備。其優(yōu)點為：軋機作 業(yè)率和設(shè)備利用率高，技術(shù)容易熟練，易于實現(xiàn)機械化、自動化，對提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率降低成本均有好處。專業(yè)化軋機一般可采用連續(xù)式或半連續(xù)式軋機。二、分類及用途：熱軋型材、冷彎型材、冷軋型材、冷拔型材、擠壓型材、鍛壓型材、熱彎型材、焊接型材和特殊軋制型材等。主要生產(chǎn)方法是熱軋，具有生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)效率高、能量消耗少喝生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。：復(fù)雜斷面型材和簡單斷面型材。：鐵路使用型材、汽車用型材、造船用型材、結(jié)構(gòu)和建筑用型材、礦山用型材、機械制造用異型材。：大、中和小型型材。：通用型才、專用型材和精密型材。三、市場對型材的要求：提高強度；增加功能。四、生產(chǎn)方式熱軋型鋼具有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、能耗少和成本低等特點；故熱軋型鋼生產(chǎn)是主要的方式。型鋼的軋制方法有以下數(shù)種：（1）普通軋法 就是在一般二輥或三輥軋機上進行軋制，孔型由兩個或三個軋輥的軋槽所組成，可生產(chǎn)一般簡單、異形和周期斷面型材。（2）多輥軋法 孔型由三個以上軋輥軋槽組成，減小了閉口槽的不利影響，可軋出凸緣內(nèi)外側(cè)平行的經(jīng)濟斷面型材，軋制精度高，軋輥磨損、能耗、軋件殘余應(yīng)力均減少，如H型鋼。、槽、T字鋼示意圖。（3）熱彎軋法（）是將坯料軋成扁帶或接近成品斷面的形狀，然后在后繼孔型中趁熱彎曲成型，可軋制一般方法得不到的彎折斷面型鋼；（4）熱軋—縱剖軋法 是將較難軋的非對稱斷面產(chǎn)品先設(shè)計成對稱斷面，或?qū)⑿嗝娈a(chǎn)品設(shè)計成并聯(lián)形式的大斷面產(chǎn)品，以提高軋機生產(chǎn)能力，然后在軋機上或冷卻后用圓盤剪進行縱剖。（5）熱軋—冷拔（軋）法是先熱軋成型，并留有加工余量，后經(jīng)酸洗、堿洗、水洗、涂潤滑劑、冷拔（軋）成材，可生產(chǎn)高精度型材，產(chǎn)品機械性能和表面質(zhì)量均高于一般熱軋型材。（6）熱冷彎成型法是以熱軋或冷軋板帶為原料，使其通過帶有一定槽形而又回轉(zhuǎn)的軋輥，使板帶鋼承受橫向彎曲變形而獲得所需斷面形狀的型材。熱軋型材具有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、能耗少和成本低等特點，是型材生產(chǎn)的主要方式。 、軋制工藝和軋機布置一、命名：一般是用軋機名義直徑來命名，即指軋機傳動軋輥的人字齒輪節(jié)圓直徑。一個軋鋼車間，往往有若干列或若干架軋機，通常以最后一架精軋機的名義直徑作為軋機的標稱。 型材軋機按其作用和軋輥名義直徑不同分為軌梁軋機、大型、中型、小型型材軋機、線材軋機或棒、線材軋機等。型材軋機通常由一個或數(shù)個機列組成，每個機列都包括工作機構(gòu)（工作輥），傳動機構(gòu)（傳動裝置）和驅(qū)動機構(gòu)（主電機）3個部分組成。二、布置形式型鋼軋機可分為二輥式、三輥式及萬能式軋機；又可按軋機的排列和組合方式分為橫列式、順列式（跟蹤式）、棋盤式、連續(xù)式及半連續(xù)式等。1） 橫列式 分為：一列式、二列式、三列式等。一列式大多數(shù)用一臺交流電動機同時傳動數(shù)架2~3輥水平軋機的方式，在一架軋機上進行多道次穿梭軋制。也可在一列式中有兩臺交流電動機帶動2~3輥水平軋機的方式。最后為保證成品質(zhì)量，成品機架用一臺交流電動機帶動。優(yōu)點：設(shè)備簡單、造價低、建廠快，產(chǎn)品品種靈活。由于無張力影響，而便于生產(chǎn)斷面較復(fù)雜的產(chǎn)品。其操作比較簡單，適應(yīng)性強。中小型軋機采用雙層輥道，可實現(xiàn)上下軋制線交叉軋制，在電機和軋輥強度允許的條件下，同架或同列軋機可實現(xiàn)數(shù)道同時過鋼或多根并列軋制，小型軋機還可采用圍盤實現(xiàn)活套軋制。橫列式缺點：1）產(chǎn)品尺寸精度不高，品種規(guī)格受到限制。由于橫列布置，換輥一般由機架上部進行，故多采用開口式或半閉式機架。由于每架排孔數(shù)目較多，輥身較長，L/D值可達3左右，故整個軋機剛性不高，不但影響產(chǎn)品精度，而且難以軋制寬度很寬的產(chǎn)品；2）時間間隙長，軋件溫降大，軋件長度和壁厚均受限制；3）不便于實現(xiàn)自動化。第一架受咬入條件限制，希望軋制速度低一些；末架軋機為保證終軋溫度及軋件首尾溫差，又希望速度高一些；而各架軋機輥徑差又受解軸傾角限制不能過大，這種矛盾只有在速度分級之后才能解決，從而促使橫列式軋機向二列式、多列式發(fā)展。產(chǎn)品規(guī)格越小，軋機列數(shù)就越多。2)順列式 軋機多為水平—立式或多輥式軋機，各架軋機順序布置在1～3個平行縱列中，軋機單獨傳動，每架只軋一道，但不形成連軋。優(yōu)點：每架速度單獨調(diào)整，使軋機能力得以充分發(fā)揮。先進的大型型鋼軋機采用這種布置，年產(chǎn)量可達160萬噸以上；由于每架只軋一道，軋輥L/~，且機架多采用閉口式，故軋機剛度大，產(chǎn)品尺寸精度高；由于各架軋機互不干擾，故機械化、自動化程度較高，調(diào)整亦比較方便。缺點：1）軋機溫度仍然較大，不適于軋小型或更薄的產(chǎn)品；2）機架數(shù)目多，投資大，建廠較慢。3）棋盤式 它介于橫列式和順列式之間，前幾架軋件較短時順列式，后機架精軋機布置成兩列橫列，各架軋機相互錯開，兩列軋輥轉(zhuǎn)向相反，各架軋機可單獨傳動或兩架成組傳動，軋件在機架間靠斜輥道橫移。這種軋機布置緊湊，適于中小型型鋼生產(chǎn)。4）半連續(xù)式 三、軋制工藝： 開坯—加熱—軋制—精整熱軋型材一般生產(chǎn)工藝流程：坯料準備→坯料加熱→軋制→鋸切或剪斷→冷卻→矯直→表面清理→打捆→稱重→包裝→入庫。（1）坯料準備 由于型鋼對材質(zhì)要求一般并不特殊，在目前技術(shù)水平下幾乎可以全部使用連鑄坯。連鑄坯斷面形狀可以是方形或矩形，連鑄技術(shù)水平高的使用異形坯。用連鑄坯軋制普通型鋼絕大多數(shù)可不必檢查和清理，從這個角度說，大、中型型鋼最容易實現(xiàn)連鑄坯熱裝熱送，甚至直接軋制。（2）加熱 現(xiàn)代化型材生產(chǎn)加熱一般用步進式加熱爐，保證原料加熱均勻且避免水印對產(chǎn)品的不利影響。加熱溫度一般在1050℃～1220℃之間。（3）軋制 型材軋制分為粗軋、中軋和精軋，粗軋將坯料軋成適當雛形中間坯，由于粗軋階段軋件溫度較高，應(yīng)該將不均勻變形盡可能放在粗軋階段；中軋使軋件迅速延伸至接近成品尺寸；精軋為了保證產(chǎn)品尺寸精度，延伸量較小?，F(xiàn)代化型材生產(chǎn)對軋制過程的要求：1）由于粗軋一般在兩輥孔型中進行，如果坯料全部使用連鑄坯，煉鋼和連鑄生產(chǎn)希望連鑄坯尺寸規(guī)格越少越好。但型鋼成品尺寸規(guī)格越多企業(yè)開拓市場能力越強，所以要求粗軋具有將一種坯料開成多種坯料的能力。粗軋既可以對異型坯進行擴腰擴邊軋制，也可以進行縮腰縮邊軋制，典型例子是用板坯軋制H型鋼；2）對異型材，在中軋和精軋階段盡可能使用萬能孔型和多輥孔型，因其有利于軋制薄而高的邊，并且容易單獨調(diào)整軋件斷面上各部分壓下量，有效減少軋輥不均勻磨損，提高尺寸精度；3）到20世紀末，兩輥孔型中進行異型材連軋在理論和實踐上都尚未完全解決，但以軋制H型鋼為主的萬能軋機實現(xiàn)型鋼連軋在設(shè)備和技術(shù)上都是成熟的；4）對于絕大多數(shù)型材，在使用上一般都要求低溫韌性好和具有良好的可 焊接性，在材質(zhì)上要求碳當量低。對這些鋼材，實行低溫加熱和低溫軋制可以細化晶粒，提高軋材機械性能。（4）精整 型材軋后精整有兩種工藝：一種是傳統(tǒng)熱鋸切定尺和定尺矯直工藝；另一種是較新式的長尺冷卻、長尺矯直和冷鋸切工藝。熱鋸用于鋸切輕軌、工字鋼、八角鋼、六角鋼、中空鋼、管坯及大于φ50mm的圓鋼、。鋸切溫度以不低于800℃為宜，若產(chǎn)品規(guī)格較大且材質(zhì)較硬，則應(yīng)大于900℃，以減輕鋸齒磨損。冷卻根據(jù)鋼種、斷面形狀和尺寸及對產(chǎn)品組織性能的不同要求，有空冷、堆冷和緩冷等方法?？绽溆糜趯鋮s速度有特殊要求的鋼材，如碳素鋼、純鐵等。要求鋼材在冷床上散開自然冷卻，目的是防止鋼材下冷床后進行落垛、掛吊過程中產(chǎn)生嚴重彎曲，且有利于勞動條件改善；合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼的型材用堆冷方法，堆冷時力求兩端整齊，且不能受風(fēng)吹水濕，拆堆時堆心溫度不應(yīng)大于200℃；緩冷主要為防止白點與裂紋，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼鋼材，其入坑溫度≥650℃、出坑溫度≤150℃為宜。型鋼精整較突出之處就是矯直，矯直難度大于板材和管材。原因：1）冷卻過程中由于斷面不對稱和溫度不均勻造成的彎曲大；2）型材斷面系數(shù)大，需要矯直力大，因此矯直機輥距必須大，致使矯直盲區(qū)大，在有些條件下對鋼材使用造成很大影響。例如：重軌矯直盲區(qū)