一、中厚鋼板是國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)不可缺少的一項(xiàng)鋼材品種,(被廣泛用于大直徑輸送管、壓力容器、鍋爐、橋梁、海洋平臺(tái)、各類艦艇、坦克裝甲、車輛、建筑構(gòu)件、機(jī)器結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域)一個(gè)國(guó)家的中厚板軋機(jī)水平也是一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)裝備水平的標(biāo)志之一,進(jìn)而在一定程度上也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的反映。//隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展,對(duì)中厚鋼板產(chǎn)品,無(wú)論從數(shù)量上還是從品種質(zhì)量上都提出了更高的要求。//因此對(duì)中厚板軋制工藝過(guò)程的研究是很有必要并且前景廣闊。 什么是中厚板?按照習(xí)慣,厚板按厚度分為中板、厚板、特厚板,習(xí)慣上把中板、厚板、特厚板統(tǒng)稱為中厚板。目前我國(guó)中厚板軋機(jī)生產(chǎn)的鋼板規(guī)格大部分是厚度為4—250mm。寬度為1200—3900mm,長(zhǎng)度一般不超過(guò)12m。
二、軋制工藝過(guò)程介紹
(一)中厚板生產(chǎn)原料
厚板生產(chǎn)原料經(jīng)歷著鋼錠—初軋坯—連鑄坯的演變。 連鑄坯:用板坯連鑄機(jī)將鋼水連續(xù)不斷的注入其結(jié)晶器,一定厚度和寬度的板坯連續(xù)的被拉出,并切成一定的長(zhǎng)度。
優(yōu)點(diǎn):1.簡(jiǎn)化和縮短生產(chǎn)過(guò)程,減少設(shè)備和資金等。2.節(jié)約能源,提高金屬收得率。3.物理化學(xué)性能均勻。
因此采用連鑄坯對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本是很有意義的。
(二)板坯加熱
板坯加熱采用連續(xù)式加熱爐,加熱過(guò)程分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段。
預(yù)熱段:一是加熱緩慢,以免加熱速度太快造成厚板坯內(nèi)部溫差太大,產(chǎn)生熱應(yīng)力引起內(nèi)部裂紋;二是利用加熱段廢氣余熱對(duì)板坯預(yù)熱,可以節(jié)能。 加熱段:提高加熱速度。
均熱段:使板坯的內(nèi)部受熱均勻。
連續(xù)式加熱爐依據(jù)板坯在爐膛內(nèi)前進(jìn)方式不同分為推鋼式加熱爐和步進(jìn)式加熱爐兩種。由于推鋼式加熱爐板坯加熱不均勻;板坯下表面有劃痕等缺點(diǎn)所以正逐步被步進(jìn)式加熱爐所取代。
步進(jìn)式加熱爐優(yōu)點(diǎn):1.均勻加熱2.板坯表面無(wú)劃傷3.板坯不會(huì)產(chǎn)生起拱現(xiàn)象。
(三)除磷
板坯在軋制前和軋制過(guò)程中必須清除在加熱過(guò)程中的爐生氧化鐵皮和軋制過(guò)程中產(chǎn)生的再生氧化鐵皮,這一過(guò)程叫做除磷。 除磷對(duì)保證港版的表面質(zhì)量是非常重要的。除磷設(shè)備分為: 在這里我們選用“高壓水除磷”,這種利用高壓水的沖擊力破碎和清除板坯表面上的氧化鐵皮的方法已得到廣泛應(yīng)用。
(四)粗軋
除磷后的板坯被送入粗軋機(jī)。粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需要的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸。
按板坯進(jìn)入軋機(jī)的方式不同可分為全橫軋法、全縱軋法、橫軋—縱軋法。 當(dāng)板坯長(zhǎng)度大于或等于鋼板寬度時(shí),就可以直接用全橫軋法。
當(dāng)板坯的寬度稍大于或等于成品鋼板的寬度時(shí),就可以直接用全縱軋法。
橫軋—縱軋法:包括縱向輾平、橫軋展寬和縱軋三個(gè)工序。在展寬軋制時(shí)使用旋轉(zhuǎn)輥道使板坯旋轉(zhuǎn)90°。
旋轉(zhuǎn)輥道:輥道輥為階梯型或圓錐形形狀,相鄰兩個(gè)輥交替布置且轉(zhuǎn)向相反使板坯產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩而旋轉(zhuǎn),當(dāng)不需要旋轉(zhuǎn)板坯時(shí)所有的輥道輥轉(zhuǎn)向相同,作為一般輥道輥使用。
(五)保溫裝置、切頭切尾和除磷
位于粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間的輥道上的保溫裝置有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量,有利于節(jié)約能源。 切頭切尾:將形狀不良的頭尾端剪切掉,以便板坯順利進(jìn)入精軋機(jī)組。 為了去除軋制過(guò)程中產(chǎn)生的二次氧化鐵皮,在軋機(jī)上設(shè)有除磷裝置。
(六)精軋
精軋階段的主要任務(wù)是質(zhì)量控制,是軋制生產(chǎn)過(guò)程的核心部分。 目前由于對(duì)厚板的尺寸精度和質(zhì)量要求越來(lái)越高,因而兩臺(tái)四輥軋機(jī)的精軋機(jī)組形式日益受到重視。
(七)矯直
矯直是為了保證鋼板的平整度符合產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求。 中厚板矯直設(shè)備可大致分為輥式矯直機(jī)和壓力矯直機(jī)。(中厚板105上)普通軋制通知使用熱矯直,因此我們選擇輥式熱矯直機(jī)。
(八)冷卻
鋼板的軋后冷卻速度對(duì)其金相組織和力學(xué)性能影響非常大。在軋制后采用快速冷卻,抑制鐵素體長(zhǎng)大,進(jìn)一步細(xì)化鐵素體、使珠光體均勻分布,產(chǎn)生細(xì)小的貝氏體,提高強(qiáng)度和沖擊韌性。當(dāng)鋼板經(jīng)過(guò)熱矯直機(jī)后采用圓盤(pán)輥式冷床對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻。 三、flash流程講解 選用連鑄坯作為軋制原材料。坯料放在受料輥道上,送至裝爐位置,經(jīng)裝料推鋼機(jī)將板坯推入爐內(nèi),板坯在爐膛內(nèi)由步進(jìn)機(jī)構(gòu)搬運(yùn)前進(jìn)實(shí)現(xiàn)加熱,加熱好的板坯由出鋼機(jī)從爐內(nèi)托出放在出料端的輸送輥道上,送至高壓水除磷箱進(jìn)行一次除磷,然后進(jìn)入粗軋機(jī)進(jìn)行粗軋,經(jīng)過(guò)二次除磷后進(jìn)入精軋機(jī)組進(jìn)行精軋,經(jīng)過(guò)精軋的板坯溫度可高達(dá)1000°,經(jīng)過(guò)層流冷卻裝置使板坯快速冷卻至700°,進(jìn)行熱矯直,矯直后的鋼板進(jìn)入冷床緩慢冷卻。
冷軋篇
1.鋼和生鐵都是鐵和碳的合金,它們的主要區(qū)別是含碳量的不同,鋼的含碳量一般低于1.7%,而生鐵的含碳量一般在1.7%到4.3%之間。
2.煉鐵的入爐原料是:鐵礦石、燃料和熔劑,燃料使用的是:焦炭
3.煉鋼的方法有:1.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼 2.平爐煉鋼3.電爐煉鋼,其中產(chǎn)量最多是一種煉鋼方法是:轉(zhuǎn)爐煉鋼。
4.寶鋼的鋼包噴粉處理主要用于邊鑄鋼水的脫硫和控制鋼中的夾雜形態(tài)。
5.在煉鋼終了時(shí)必須進(jìn)行一定程度的脫氧,脫氧的具體要求操作是向爐內(nèi)或鋼包內(nèi)加入與氧結(jié)合能力強(qiáng)的脫氧劑,常用的脫氧劑有Mn、Si、Al,基中Mn為弱脫氧劑、Al為強(qiáng)脫氧劑Si的脫氧性能居中。
6.對(duì)鋼錠質(zhì)量起重要作用的是鋼的脫氧方式,按脫氧方式不同,鋼錠可分為沸騰鋼、壓蓋鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼。
7.鋼坯在常溫下很硬且塑性較差,不容易加工,一般要加熱到1150---1300℃進(jìn)行軋制,這種方法叫熱軋,冷軋是先將鋼坯(鋼錠)熱軋到一定尺寸后,再在冷狀態(tài)下進(jìn)行軋制的一種方法。
8.目前在冷連軋生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的去除氧化鐵皮的方法便是以酸洗為主的化學(xué)處理。
9.冷軋后,通過(guò)清洗除去板面軋制油污的工序稱為“脫脂”,具體方法有電解清洗、噴刷清洗、機(jī)上清洗與燃燒脫脂等幾種。
10.退火處理是冷軋鋼帶生產(chǎn)中最主要的熱 處理工序,根據(jù)鋼種不同將鋼帶在爐內(nèi)分別加熱 到一定溫度(600--720℃),進(jìn)行保溫,然后緩慢冷卻。經(jīng)退火后的鋼帶可以消除加工硬化,并獲得良好的力學(xué)性能。退火的方法有罩式爐退火和連續(xù)退火之分。罩式爐退火的工作周期一般需3—5天時(shí)間。邊續(xù)式退火有臥式和塔式兩種,帶鋼通過(guò)機(jī)組的速度最高可達(dá)600米/分,由于帶鋼以很高的速度運(yùn)行,在爐內(nèi)時(shí)間僅幾分鐘的時(shí)間。成品鋼帶退火后還應(yīng)進(jìn)行平整(壓下率為0.50---4%)
11.在冷軋后的鋼卷被直接送到熱鍍鋅機(jī)組中處理,鋼帶表面除油清理、連續(xù)退火后,浸入鋅鍋(內(nèi)有熔融鋅液)鍍鋅,當(dāng)熔融鋅液中出來(lái)時(shí)表面已經(jīng)鍍上鋅,二面用氣刀噴吹的方法以控制鋅層厚度并用鋅花控制器控制鋅層結(jié)晶時(shí)鋅花的大?。ㄒ部赏ㄟ^(guò)鋅鍋中的鉛含量作為控制鋅花大小的手段,直至零鋅花的產(chǎn)品)。
12.經(jīng)冷軋后的電工鋼鋼帶進(jìn)入專用的電工鋼退火爐進(jìn)行退火及涂絕緣層,中、低牌號(hào)的電工鋼一般不需要中間退火,成品退火的目的一是要脫碳,二是控制磁性。無(wú)取向電工鋼也可以不完全退火或不涂絕緣層的狀態(tài)供貨,稱為半工藝電工鋼。
1.熱軋工藝潤(rùn)滑機(jī)理
熱軋工藝潤(rùn)滑是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,在變形區(qū)高溫,高壓,高速狀 態(tài)下潤(rùn)滑油所起的變化難以實(shí)驗(yàn)?zāi)M,其中一種意見(jiàn)認(rèn)為熱軋時(shí), 在輥縫中嚴(yán)酷的工作條件下,軋輥表面極易磨損,因而導(dǎo)致表面產(chǎn)生凹坑和麻點(diǎn);而凹坑和麻點(diǎn)又加劇磨損,造成惡性循環(huán),軋輥因磨損而迅速報(bào)廢。如果能在軋件進(jìn)入輥縫之前,在軋件表面噴涂潤(rùn)滑物質(zhì),形成潤(rùn)滑膜,盡管這層膜有一小部分可能在進(jìn)入輥縫前即被高熱的軋件燒掉,但大部分還是被咬入輥縫,在工作輥和軋件的接觸面上形成一層薄薄的潤(rùn)滑膜。雖然油膜與軋輥的接觸時(shí)間只有百分之幾秒的暫短瞬間,但是油膜在燒掉之前可以起到潤(rùn)滑作用,可減輕軋輥磨損,避免很快出現(xiàn)凹坑和麻點(diǎn)。
由于現(xiàn)代熱軋工藝特點(diǎn)是高溫,高壓,高速,熱軋工作輥輥面瞬時(shí)溫度可達(dá)600∽700℃,經(jīng)冷卻散熱而穩(wěn)定在50∽80℃,因此,為適應(yīng)熱軋工藝特點(diǎn) ,熱軋潤(rùn)滑油應(yīng)具有以下特性:
(1)具有高極性分子的構(gòu)成,在軋輥表面有極好的濕潤(rùn)性,可迅速形成均勻的薄層潤(rùn)滑膜,降低摩擦,減少磨損。
(2)潤(rùn)滑膜粘著力強(qiáng),具有瞬時(shí)抗高壓能力,可在輥縫中提供穩(wěn)定而極好的潤(rùn)滑,可防止或減少在工作輥和支撐棍上形成氧化物。
(3)在輥縫中潤(rùn)滑膜可阻止軋輥和軋件的直接接觸,避免在高溫下軋輥和軋件間形成粘著。
(4)軋機(jī)出口帶鋼上的殘余潤(rùn)滑油要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)燃燒盡,防止殘油遺留在帶鋼表面上,形成新的污染物。
(5)潤(rùn)滑油有具高的閃點(diǎn)和熱分解穩(wěn)定性。
2. 熱軋工藝潤(rùn)滑的作用 在熱軋軋制中應(yīng)用潤(rùn)滑技術(shù)具有明顯的優(yōu)越性:
(1)可降低熱軋時(shí)軋輥與軋件間的摩擦系數(shù) 無(wú)潤(rùn)滑時(shí)的摩擦系數(shù)一般為0.35。采用有效潤(rùn)滑時(shí)的摩擦系數(shù)可降至0.12。
(2)可降低軋制力,容易軋制薄規(guī)格帶鋼 一般可降低軋制力10%~25%,從而降低了能耗。
(3)可減少軋輥消耗和儲(chǔ)備,提高作業(yè)率 在熱軋條件下,工作輥與帶鋼和冷卻水接觸會(huì)生成Fe3O4和Fe2O3 等硬度很大的氧化物,其粘在軋輥表面,使軋輥生成黑暗色的表面,即黑皮。黑皮是造成軋輥異常磨損的主要原因。采用熱軋潤(rùn)滑后,軋輥與軋件之間被一層邊界潤(rùn)滑膜隔開(kāi),可防止軋輥表面產(chǎn)生黑皮,減少軋輥磨損,延長(zhǎng)工作輥的使用周期;可減少換輥時(shí)間,提高軋制作業(yè)率,減少工作輥儲(chǔ)備量。同時(shí)也減少了支撐輥 的磨損和儲(chǔ)備量。
(4)可減少氧化皮壓入,改善軋輥表面狀態(tài) 采用熱軋潤(rùn)滑后,由于軋輥與軋件之間被一層潤(rùn)滑膜隔開(kāi),防止軋輥表面黑皮產(chǎn)生,因而提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量,也提高了酸洗效率。
(5)可延長(zhǎng)軋制公里數(shù),減少換輥次數(shù),增加作業(yè)時(shí)間。