《型钢轧制操作》教案项目2典型型钢生产工艺介绍.docx

材料科学与工程学院教案用纸课程章节名称项目二典型型钢生产工艺介绍教学目的、要求 熟悉大、中、小型型钢生产工艺过程。 掌握大、中、小型型钢的区别。 了解轨梁生产中轧制外工艺的工艺要点。 了解H型钢的优点与用途。 了解H型钢的轧制方式。 了解H型钢生产工艺过程。 了解线棒材的质量和标准。 了解线棒材的生产工艺过程。 了解高速线材轧机的发展。重点难点1 .普通型钢生产2 .H型钢生产工艺3 .线棒材生产教学环节时间分配2课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容：任务一：普通型钢生产一、大、中、小型型钢生产工艺介绍1.大、中型工艺过程概述S-I-I加热FrIwj4HllAl8kg/m以上轻轨1H8kg/m以下轻轨闻I30mm以上方、圆或其他断面钢材2.轧机布置形式名称优点缺点适用范圉横列式设备简单，投资少建厂快.生产灵活性强,产品范圉广.操作容易轧制速度慢，产fit低劳动生产率低属于老式轧机布置形式常布置成一列式和二列式顿列式间歇时间短速度快，生产效率高厂房长度长设缶多只适用于生产大、中出蟹例快盘式轧机布置紧凑，头部和尾部在不同道次交替变换,有助于原长度方向温度均匀不形成连轧,轧制速度比不上连续式适用于生产中小规格的型材半连续式便于调整轧机不形成连乳，轧制速度比不上连续式适用于轧制断面形状比较复杂的型钢连续式轧制速度快机械自动化程度高生产率高调整比较困难改变规格时比较复杂适用于轧制断面形状比较荀单的型钢(1)横列式轧机大型或中型轧机，横列式还是比较多见，我国目前大型或中型轧机，基本上都属于这一类型，与轨梁轧机相似，它主要是一列式和二列式两种基本类型。(2)生产工艺流程仪锯钢锭或钢坯T咖热厂轧制广锯切f冷&广得直广冲孑K18kg/m轻轨*点工-钻孑lr*>18kg/m轻轨-80以上的圆钢、方钢一矫j绝大部分中型钢材T二冷却一冷剪一矫直130以下的圆钢、方钢以及简单t断面小规格中型钢材轧制1(3)多机座非连续式轧机纵列式轧机棋盘式轧机ii.¾rtio连续式轧机3 .小型型钢的生产(1)小型型钢产品范围及生产概况轧辐名义直径在250300mm的轧机(指精轧机)，统称为小型轧机，可轧制各种简单断面与复杂断面型钢。(2)小型型钢生产特点小型型钢断面小，长度大。因此轧制时散热快，温降严重，轧件头尾温差很大，这不仅使能耗增大，轧辑孔型磨损加快，而且头尾尺寸波动较大。(3)工艺流程4 .横列式轨梁轧机(1)机列形式一列式、二列式、三列式(2)几种形式的比较一列式要依赖初轧车间供坯,同时由于轧制道次限制,因而轧制产品的种类和规格容易受到限制。二列式产量能增加30%40%三列式使轧件不经横移而直接送入精轧机(3)车间平面布置与生产过程方钢或圆钢丽懵凰丽函书画7西丽H冷却甘通圆、方幽睁访、圆钢t¾>高碳优质颦像3钢梁或其他异形钢rGlrE三I1ESPB*EMHW1.r涔丽国釉麻碉口"而!口检直分级!邛函TW重轨1打印TH轧制1-1加热K-I清理K-I钢坏I-J弯折际同质针N辐,U力矫M铳头用钻孔I+1-端淬火IPI检分级4庭甘凯1.l等温处理I¾+酰头全长淬火H菊叶画卜夜丽H优买I1.陪元1轨端淬火衿-a.打印、弯轨：在热状态下将打印后的钢轨经弯轨机预先将其朝相反方向进行一次热弯，减轻重轨冷矫时的内应力和操作上的困难。b.钢轨的冷却：单根钢轨自由冷却过程，分为八个阶段；钢轨在冷床上采用成组放置和移送的方法。C.缓冷、热处理：缓冷或等温处理的目的在于防止白点的生成；轨端淬火的目的是为了提高(约25倍)轨端的耐磨性方法。d.矫直：钢轨(也包括其他异型型钢)的矫直温度应低于50C。2.重轨的轧制方式及万能式轨梁轧机(1) 一般重轨的轧制方式常规轧法多辐轧法a.轧制的对称性b.辅机的快速移位c.防止轨腰水平轴线偏移问题(2)万能式轨梁轧机专门用于轧制工字钢、槽钢的万能式轧机万能式钢梁轧机的组成这类轧机由一架可逆式开坯机、一架万能式精轧机和若干组中间机组所组成，每一中间机组又由一架万能式轧机和一架二馄式辅助机座(又称轧边机、专用于加工腿高的轧机)组成。现代化轨梁车间任务二：H型钢生产工艺一、H型钢的特点及用途1 .H型钢的断面形状2 .H型钢规格的表示方法高度H,宽度B,腰厚tl,腿厚t23 .品种规格分类(1)按边宽分有宽边(B/H21,B是边宽，H是腰高)、中边和窄边(B/H<0.5)o(2)按单位重量区分有轻型、中型和重型(极重型和超重型)。(3)按用途分类宽边H型钢又叫做柱型H型钢，窄边H型钢又叫做梁型H型钢。4 .H型钢的优点H型钢的内、外边平行，钾接方便，在节约材料的同时还可节约工时，节约10%建设费用。5 .H型钢的用途主要作建筑结构的柱子和梁材。可用于桥梁、涵洞、隧道、厂房，尤其是热加工厂的厂房、车辆、船舰、机械结构、地震多发地区的住宅等等。二、H型钢的轧制方式1 .格雷式轧制一一轧件边部外侧始终保持平直2 .普泼式轧制一一由一个二辑可逆初轧机以及两个顺列布置的四辐机架所组成的轧机3 .卡式轧制一一轧机组和中间机组的四辑万能机架及其辅助二轻机架4 .组合式轧制一一原有型钢轧机的后面增设一台万能机架5 .连轧一一毛轧机组由四个二馄式机架组成1.H型钢的车间布置及工艺流程钢坯N开坯轧制H锯头H力能轧机轧制卜锯切由FIT冷却II铳头hI矫或压力矫直I-AT打印H堆放I一型钢U冷锯I-2 .型钢车间介绍可生产(I(X)X50)(500x200)的连轧H型钢而且可用控制轧制生产低温用H型钢和高强度H型钢。该车间的生产特点为：15架轧机实行全连轧，每架均由直流电机传动A采用最小张力控制，轧制速度可达lOm/s；取消了热锯，使后部工序全部实现了连续化；自动化立体仓库，使每捆产品卸货速度达8s捆，快速换辐机构；全部计算机控制，轧机作业率达95%以上。3 .H型钢的孔型设计原则在万能轧机上轧制H型钢时,要保证主、辅机架秒流量相等,则必使腰部与边部的延伸相等或接近相等。FylT_FBIT_FylFBI尸Fyl-I,Fyl轧制前和轧制后的轧件腰部面积；Fbi-i,Fb1轧制前和轧制后的轧件边部面积；该道次的延伸系数。当所轧H型钢的规格已定时，可按下式确定坯料的尺寸，即一0二号nBROBBnF)O,Fyn坯料和成品断面的腰部面积；BBO,Bb11坯料和成品断面的边部面积O任务三：线棒材生产一、线棒材产品的分类、用途、生产特点和质量标准1.线棒材的分类和用途棒材的品种按断面形状分为圆形、方形和六角形以及建筑用螺纹钢筋等几种,后者是周期断面型材,有时被称为带肋筋。线材是热轧产品中断面面积最小,长度最长而且呈盘卷状交货的产品。线材的品种按断面形状分为圆形、方形、六角形和异型。2 .线棒材的生产特点线棒材产品的特点是断面小、长度大、要求尺寸精度及表面质量高。为了节约能耗,提高产品质量，提高生产率，迫切需要由钢坯一轧材一火成材。一般线材轧机分为粗轧、中轧、精轧机三个机组，所以线材车间的轧机最多3 .线棒材的质量和标准尺寸公差一一棒、线材应有较高的断面尺寸精度，同时还要求沿整根轧件的全长保持。现代化棒、线材轧机可将棒、线材的尺寸公差控制在±0.1mm°表面质量一一棒、线材表面质量的好坏主要体现在表面缺陷、脱碳层深度、化铁皮三个方面。线材表面不得有裂缝、折叠、结疤等缺陷。含碳量在0.3%以上的线材要严格控制其表面脱碳。线材表面的氧化铁皮尽可能地少并且易于去除。化学成分一一要求P、S等有害元素含量低,限制某些钢种的含碳量波动幅度不得大于0.05%O金相组织与使用性能一一当棒、线材化学成分符合要求，钢的清洁度达到标准后，对深加工用线材，必须使它达到适应二次加工所需要的金相组织与使用性能。盘重一一盘重的增加对线材轧机的发展起了巨大的推动作用，导致了新工艺、新机组的出现。但盘重的增加不是无限制的。对于一定的生产条件下的线材轧机应有一个最佳盘重，它应由线材轧机的综合效益来确定。从发展趋势看，盘重一般以200Okg为宜。二、线棒材轧机与生产工艺1 .线棒材轧机第一台线材轧机问世于17世纪，是由锻坯成材的。比较正规的第一台横列式线材轧机建于1817年，由于受冶金工业发展的限制，线材轧机发展缓慢,直到19世纪末仍以横列式轧机为主。尽管1862年英国曾建造过一台连续式轧机,由于盘重小、质量差，效率还不及多线横列式，这种轧机并没有得到发展。高速线材轧机与其他先进技术一样也是时代的产物,是冶金技术、电传电控技术、机械制造技术的综合产物。高速无扭转精轧机组和控制冷却设备用于线材生产，标志着新一代高速线材轧机的诞生。2 .线棒材生产工艺冷坯加热一粗轧一中轧精轧一冷却一精整A（线材）连铸坯热装加热加热在现代化的轧制生产中，棒、线材的轧制速度很高,轧制中的温降较小甚至还出现升温,故一般棒、线材轧制的加热温度较低。加热要严防过热、过烧、脱碳，采取低温、快热、快烧等措施。对于现代化的棒、线材生产，一般是用步进式加热炉加热，采用侧进侧出的方式。轧制为提高生产效率和经济效益，适合棒、线材的轧制方式是连轧，尤其在采用CC-DHCR或CCDR工艺时。连轧时一根坯料同时在多机架中轧制，在孔型设计和轧制规程设定时要遵守各机架间金属秒流量相等的原则。第一台线材轧机问世于17世纪，是由锻坯成材的。比较正规的第一台横列式线材轧机建于1817年，由于受冶金工业发展的限制，线材轧机发展缓慢，直到19世纪末仍以横列式轧机为主。高速线材轧机与其他先进技术一样也是时代的产物,是冶金技术、电传电控技术、机械制造技术的综合产物。高速无扭转精轧机组和控制冷却设备用于线材生产，标志着新一代高速线材轧机的诞生。控制轧制为了细化晶粒，减少深加工时的退火和调直等工序，提高产品的机械性能,采用控制轧制和低温精轧等措施，有时在精轧机组前设置水冷设备。冷却和精整工艺流程如下:精轧一飞剪f棒材：控制冷却（余热淬火）检查一冷床f定尺切断一（嬴包装站N精轧f吐丝机（线材散卷控制冷却f集卷-A检查f包装我材：三、高速线材生产1.高速线材生产工艺简介铜坯运入入库存放炉前上料精轧（轧间水冷）测长单才称重穿水冷却加热吐丝成圈粗轧放卷控冷切为尾切头尾穿水冷却预精轧-（轧间水冷）穿水冷却称雄挂盘切头尾卸卷2.轧制外其他主要工序简介钢坯存放钢坯质量检查钢坯称量钢坯加热钢坯热装轧前除鳞轧后切头及切尾> 线材盘卷的压紧捆扎> 盘卷称重和挂标牌3.高速线材轧机的发展(1)高速线材轧机机型指最大轧制速度高于40ms的轧机。高速轧机的特点是：高速、单线、无扭、微张力、组合结构、碳化鸨辐环和自动化。其产品特点是盘重大、精度高、质量好。(2)高速线材轧机的发展与成熟轧制速度不断提升坯重与盘重迅速增加品种与质量提升一一对生产工艺、轧制设备、自动控制系统和工人的操作调整水平等方面的全面检验，也是线材生产最终成果的综合反映。主轧机机型多样化一一有摆锻式轧机、三辑行星轧机、三辐式Y型轧机、45°轧机等。控制与自动化一一a.不采用计算机控制的常规控制系统；b.常规自动控制加计算机进行部分或大部分控制的自动控制系统现代高速轧机技术的新进展一一a.无扭精轧机组；b.采用控温轧制与低温轧制；c.高精度轧制设备；d.粗轧机组的改进课堂高讨论各种型钢生产工艺的不同及原因课外思考，缥课后习题习及作业题