轧制概述
轧钢工艺简介ppt课件
采用隔声、吸声等措施，降低噪声对周围环境的影响。
绿色轧钢工艺的发展趋势
短流程生产
采用短流程生产方式，减少中间环节，降低能源消耗和环境污染 。
智能化控制
引入智能化控制系统，实现生产过程的自动化和智能化，提高生产 效率和环保性能。
低碳环保
积极推广低碳环保技术，如新能源、清洁能源等，降低碳排放，实 现绿色可持续发展。
精轧
对粗轧后的钢材进行精细轧制，使 其形状、尺寸更加符合要求。
尺寸控制
通过调整轧制参数和控制冷却速度 ，控制钢材的厚度、宽度和长度等 尺寸。
精整
矫直
将轧制后的钢材进行矫直，消除 应力并改善其平直度。
表面处理
根据需要，对钢材表面进行抛光 、涂层或镀层等处理。
分级和包装
根据钢材的质量、尺寸和用途进 行分级，并进行包装，便于后续
纵轧机
主要用于加工板材和带材，其优点是产量高、品 种多。
斜轧机
主要用于加工锥形断面的金属材料，其优点是能 够实现高速、高效的生产。
轧机的工作原理
金属材料进入轧机后，受到轧 辊的压缩和变形，使其形状和 尺寸发生变化。
通过调整轧辊之间的距离，可 以控制金属材料的变形程度， 从而达到所需的形状和尺寸。
在轧制过程中，还需对金属材 料进行冷却和润滑，以降低摩 擦和温度，提高产品质量。
挑战
随着全球市场竞争的加剧，轧钢工艺面临着节能减排、降低成本、提高产品质 量的挑战。同时，由于环保政策的加强，如何减少轧钢生产过程中的环境污染 和废弃物排放也成为亟待解决的问题。
新技术对轧钢工艺的影响与推动
新技术应用
数字化轧钢、智能制造、新材料技术等新技术的应用，使得轧钢生产过程更加高 效、精准和可控。例如，通过数字化技术，可以实现轧钢生产过程的实时监控和 优化控制，提高产品质量和生产效率。
轧制原理第一章第一讲
3) 稳定轧制阶段 轧件前端运行出轧辊后，一般情况下就不存在咬入问题了，
。 故此时为稳定轧制阶段,见图1(c)
a
(a)
(b)
(c)
图1 轧制过程三阶段示意
F0 1F1，F1 2 F2，F2 3 F3 ，Fn1 n Fn
而
n
F0 Fn 12 3 n
i
n p
i 1
有
p n
③ 压下率之间的关系
这里指积累压下率与道次压下率（与)之间的关系，根据定
义，积累压下率为 道次压下率为
h0 hn h0
1
h0 h0
h1
2
h1 h2 h1
n
1.1.2 变形区基本参数计算
1. 压下,宽展及延伸变形
设工件在轧制前的尺寸为及（断面积），轧制后变为及 （断面积），则变形区内的高度、宽度及长度方向的变形 参数可列为下表1-1
表1-1 各种变形参数的表示
压下
绝对变形 相对变形 变形系数 对数变形系数
h H h e1 h H H h
lnH h
2. 各参数之间的关系 ① 变形系数之间的关系：
根据体积不变条件，有 H B L h b l 1
h b l 1, 1 1, 也即 ln 1 ln ln 0
H BL
可见变形系数之间满足体积不变条件。
② 延伸系数之间的关系 这里指总延伸系数、道次延伸系数、平均延伸系数，即三者 之间的关系。根据定义，有
宽展 b b B e2 b B b B
lnb B
延伸 l l L e3 l L l L
3.控制轧制的基本概念
六十年代后期：美国采用控制轧制工艺生产出 六十年代后期：美国采用控制轧制工艺生产出σs＞ 422MPa的含 钢板，用来制造大口径输油钢管。日 的含Nb钢板 用来制造大口径输油钢管。 的含 钢板， 本用控制轧制工艺生产出强度高，低温韧性好的钢板， 本用控制轧制工艺生产出强度高，低温韧性好的钢板， 并开发出一系列新的控制轧制工艺， 并开发出一系列新的控制轧制工艺，提出了相应的控 制轧制理论。这期间人们重视奥氏体再结晶行为的研 制轧制理论。 究，开始认识到未再结晶区轧制的重要性。 开始认识到未再结晶区轧制的重要性。 七十年代：完成了控轧三阶段， 、 、 应用逐步 七十年代：完成了控轧三阶段，Nb、V、Ti应用逐步 完善。 完善。
控轧分类 1．奥氏体再结晶区控制轧制（Ⅰ型控制轧制） 奥氏体再结晶区控制轧制（ 型控制轧制） 奥氏体再结晶区控制轧制 2．奥氏体未再结晶区控制轧制（Ⅱ型控制轧制） 奥氏体未再结晶区控制轧制（ 型控制轧制） 奥氏体未再结晶区控制轧制 3.（r+α）两相区控制轧制 （ ）
3.2 控轧工艺特点 一．控制加热温度 控制加热温度 二．控制轧制温 控制轧制温度 三．控制变形程度 控制变形程度 四．控制轧后冷却速度 控制轧后冷却速度 3.3 控轧的效应 一．提高综合性能 提高综合性能 既提高强度，又改善韧性，尤其是钢的 既提高强度，又改善韧性，尤其是钢的Tvs ↓↓ 二．简化工艺 简化工艺 三 . 节省合金元素 控制轧制可充分发挥Nb、 、 等微量合金元素的作用 控制轧制可充分发挥 、V、Ti等微量合金元素的作用 1
六十年代初：英国斯温顿研究所提出，铁素体 六十年代初：英国斯温顿研究所提出，铁素体微组织与性能之间的定量关系。 珠光体钢中显 微组织与性能之间的定量关系。 著名的Petch关系式明确表明了热轧时晶粒细化 关系式明确表明了热轧时晶粒细化 著名的 的重要性。 的重要性。 六十年代中期： 六十年代中期：英国钢铁研究会进行了一系列 研究：降碳改善塑性和焊接性能，利用 、 研究：降碳改善塑性和焊接性能，利用Nb、V 获得高强度， 对奥氏体再结晶的抑制作用以 获得高强度，Nb对奥氏体再结晶的抑制作用以 及细化奥氏体晶粒的各种途径。 及细化奥氏体晶粒的各种途径。
浅谈扎制生产工艺流程
浅谈轧制生产工艺流程一、概述轧制原理对正确进行工艺计算和孔型设计并正确分析、判断生产中经常发生的各种工艺问题是十分重要的。
运用理论解决生产实际问题，可以避免盲目实践的倾向。
然而，目前有关扎制理论的研究，大多局限于简单扎制过程。
这种研究结果对于板、带生产有一定实际意义，但对于线材生产来说就显得远远不够了。
线材生产是复杂的变形过程，金属在变形区的变形由于多变形量的参与而变得异常复杂。
另外，一般的理论论述局限在求一般数学解，用于解决生产实际问题尚有很大距离。
轧制就是通过两个旋转方向相反的扎辊之间的杂件，在高度上受到压缩，长度增加以改变其原来的断面尺寸和形状的过程。
经过多道次杂志最终实现所需断面和尺寸，并且通过扎制扎件可以获得好的机械性能。
同时，在生产过程中力求优质、高产、低消耗和最佳经济效果。
二、轧制工艺流程板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库，直接热装的钢坯送至加热炉的装炉辊道装炉加热，不能直接热装的钢坯由吊车吊入保温坑，保温后由吊车吊运至上料台架，然后经加热炉装炉辊道装炉加热，并留有直接轧制的可能。
连铸板坯由连铸车间通过板坯上料辊道或板坯卸料辊道运入板坯库，当板坯到达入口点前，有关该板坯的技术数据已由连铸车间的计算机系统送到了热轧厂的计算机系统，并在监视器上显示板坯有关数据，以便工作人员进行无缺陷合格板坯的核对和接收。
另外，通过过跨台车运来的人工检查清理后的板坯也需核对和验收，并输入计算机。
进入板坯库的板坯，由板坯库计算机管理系统根据轧制计划确定其流向。
常规板坯装炉轧制：板坯进入板坯库后，按照板坯库控制系统的统一指令，由板坯夹钳吊车将板坯堆放到板坯库中指定的垛位。
轧制时，根据轧制计划，由板坯夹钳吊车逐块将板坯从垛位上吊出，吊到板坯上料台架上上料，板坯经称量辊道称重、核对，然后送往加热炉装炉辊道，板坯经测长、定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。
碳钢保温坑热装轧制：板坯进入板坯库后，按照板坯库控制系统的统一指令，由板坯夹钳吊车将板坯堆放到保温坑中指定的垛位。
轧制过程中的力学概述
处理，抓住一些主要影响因素，建立经验公式或图表。
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影响轧制压力的主要因素分析
平均单位压力与以下两类因素有关： 第一类是塑性变形时由金属机械性能决定的因素； 第二类是影响应力状态的因素，接触摩擦、外端、轧件宽度及张力等。
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2.轧制压力、轧制力矩及功率
轧制单位压力的概念
当金属在轧辊间变形时，在变形区内，沿轧辊与轧件接触面产生 接触应力通常将轧辊表面法向应力称为轧制单位压力，将切应力称为 单位摩擦力。
轧制时的平衡微分方程
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轧制力矩及功率
轧制力矩：轧制力矩M可按力与力臂之乘积求得。 轧件对轧辊作用力分析
(1) 简单轧制情况下辊系受力分析 (2) 有张力作用时轧辊受力分析
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简单轧制时轧件 对轧辊的作用力
轧制过程建成的综合条件
y n y
当 y>nβy时，轧制过程不能进行，并且轧件在轧辊上打滑。
轧制过程建成时的最大接触角与最大咬入角的比值可以由 合力移动系数n与摩擦角的比值决定。
y max =2 max
轧制过程建成的最大接触角是咬入时最大咬入角的两倍。 研究指出，轧制条件决定了ymax/max的比值变化在１～２之间。
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轧件被轧辊咬入的条件
这个条件意味着只有当咬入时的摩擦角β等于或大于咬 入角时才能实现轧件进入辊缝的过程(β= 为咬入的临界条 件)。
冷轧–工艺概述
冷轧–工艺概述•本文探讨了冷轧的基本原理，以及为什么它在钢铁行业中起着如此重要的作用。
•如果您不确定冷轧的好处，那么本文将帮助您了解从该过程中可以获得哪些材料性能。
•冷轧有很多优点和好处-我们将对它们进行研究，并为您提供一些典型的应用。
基本冷轧工艺基本图简而言之，冷轧是一种工业加工过程，用于改变金属板材或线材的材料性能。
金属在两个压辊之间输送。
最终的机械性能会有所不同，具体取决于施加的应变程度。
冷轧的主要好处是可以使表面更光滑，尺寸精度更高并且硬度更高。
冷轧工艺轧制是钢铁工业的重要加工生产方式。
这是一个钢铁制造过程，涉及使金属通过一对辊。
滚动过程主要有两种类型：平板轧制–成品是板材型材轧制–成品是棒材或线材。
该过程始终从热轧开始。
热轧是指在通常高于900摄氏度（高于其重结晶温度）的温度下轧制钢的过程。
这样可以将钢板制成更大，更厚的尺寸，非常适合制造铁路轨道，大梁或大梁。
热轧与冷轧在进行冷轧之前，先对金属进行“酸洗”，这意味着将热轧形成的氧化皮从金属表面去除，否则会干扰加工过程。
冷轧采用热轧产品并进一步加工。
热轧后，将钢冷却至室温，然后以低于其重结晶温度的温度通过冷辊。
这种轧制过程称为退火，可减轻应力并导致更高的屈服强度和更高的硬度。
这是由于晶粒的重新定向和晶体结构中缺陷的产生，从而导致显微组织硬化。
冷轧机通常配有测厚仪，以检查钢从辊中出来时的厚度。
可逆式轧机的设计使钢可以反向旋转，并通过辊子向后推，渐次调整辊子距离，逐渐靠得更近，直到达到所需的厚度。
多机架轧机有三到六对辊子，每对辊子都经过预设，以一定的数值减小厚度，直到达到最终厚度。
通常，每次通过都会使厚度减少50％至90％。
由于高的压缩力和摩擦力，每次通过的温度都有可能高达250°C。
因此，必须使用冷却剂来使辊子和金属保持冷却和润滑。
为此通常使用油或水。
所得金属的厚度通常在0.12至2.5mm之间。
由于冷轧钢的厚度薄，因此可用于饮料罐或轻型汽车面板，轻型飞机等应用。
两相区控制轧制
适当的压下量可以促使钢材发生足够的变形，实现组织的优化和相变的控制。
轧制过程中的组织转变
奥氏体向铁素体的转变
在两相区内，随着温度的降低和应力的作用，奥氏体会逐渐 转变为铁素体。
相变过程
在轧制过程中，通过控制相变过程，可以获得不同比例的铁 素体和奥氏体组织，从而调整钢材的性能。
03
CHAPTER
3
拓展应用领域
积极探索两相区控制轧制在新能源、生物医学等 领域的应用，拓展其应用范围和价值。
05
CHAPTER
两相区控制轧制实验研究
实验设备与方法
实验设备
采用先进的轧制设备和控制系统，包 括轧机、加热炉、测温仪、测力系统 等。
实验方法
选取合适的实验材料，进行加热、轧 制、冷却等操作，并实时监测轧制过 程中的温度、压力等参数。
促进技术进步
两相区控制轧制是金属材料加工领域的一项重要技术，其发展推动 了相关领域的技术进步和产业升级。
两相区控制轧制的原理与技术发展
原理
两相区控制轧制的基本原理是在奥氏体和铁素体两相区进行轧制，通过控制轧制温度、轧制速度、道次变形量等 工艺参数，实现对金属材料的组织结构和性能的调控。
技术发展
随着科技的不断进步，两相区控制轧制技术也在不断发展完善。目前，两相区控制轧制技术已经广泛应用于钢铁、 有色金属等领域，成为提高材料性能、降低生产成本的重要手段。未来，两相区控制轧制技术将继续向着精细化、 智能化、绿色化的方向发展。
04
CHAPTER
两相区控制轧制的挑战与前 景
面临的挑战
技术难度大
两相区控制轧制涉及复杂的相变 和流动行为，需要精确控制温度、
应力和应变等参数，技术难度较 大。
一、轧钢概述 1轧钢的分类 轧钢是将炼钢厂生产的钢锭或连铸钢坯轧
一、轧钢概述1.轧钢的分类轧钢是将炼钢厂生产的钢锭或连铸钢坯轧制成钢材的生产过程，用轧制方法生产的钢材，根据其断面形状，可大致分为型材、线材、板带、钢管、特殊钢材类。
轧钢的方法，按轧制温度的不同可分为热轧与冷轧；按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系可分为纵轧、横轧；按轧制产品的成型特点可分为一般轧制和特殊轧制。
旋压轧制、弯曲成型都属于特殊轧制。
轧制同其他加工一样，是使金属产生塑性变形制成产品。
不同的是，轧钢工作是在旋转的轧辊间进行的。
2.轧钢设备轧钢机分为两大部分，轧机主要设备或轧机主机列、辅机和辅助设备。
凡用以使金属在旋转的轧辊中变形的设备，通常称为主要设备。
主要设备排列成的作业线称为轧钢机主机列。
主机列由主电动机、轧机和传动机械3部分组成。
轧机按用途分类有初轧机和开坯机、型钢轧机(大、中、小和线材)、板带机、钢管轧机和其他特殊用途的轧机。
轧机的开坯机和型钢轧机是以轧辊的直径标称的(如650轧机、800轧机等)，板带轧机是以轧辊辊身长度标称的(如1 580轧机、1 780轧机等)，钢管轧机是以能轧制的钢管的最大外径标称的(76 mm连轧管机组、140 mm 连轧管机组等)。
轧机也可按轧辊的排列和数目分类(如：二辊式、三辊式等)，或按机架的排列方式分类(如：单机架、横列式、多列式等)。
轧钢辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设备。
如原料准备、加热、翻钢、剪切、卷取、矫直、冷却、探伤、热处理、酸洗等设备。
起重运输设备有吊车、运输车、辊道和移送机等。
附属设备有供、配电，轧辊车磨，润滑，供、排水，供燃料，压缩空气，液压，清除氧化铁皮，机修，电修，排酸，油、水、酸的回收，以及环境保护等设备。
3.主要危险有害因素及危险场所轧钢生产过程中的主要危险有害因素有：高温加热设备、高温物流、高速运转的机械设备、煤气氧气等易燃易爆和有毒有害气体、电器和液压设施、能源和起重设备，以及作业高温、噪声和烟雾影响等。
主要危险场所主要有：一是有煤气等易燃易爆气体的加热炉区域、煤气和氧气管道等；二是有易燃易爆液体的液压站、稀油站等；三是有高压配电的主电室、电磁站等；四是有高温运动轧件和可能发生飞溅金属或氧化铁皮的轧机、运输辊道(链)、热锯机、卷取机等；五是有辐射伤害危险的测厚仪、凸度仪等；六是有易发生起重伤害的起重机；七是有积存有毒或有窒息性气体或可燃气体的氧化铁皮沟、坑或下水道等场所。
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连续轧制时各机架与轧件的关系示意图
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（2）先进装备的投产, 大大提高我国轧制产品的精度和质量
我国宝钢、武钢、鞍钢等一批重点企业先进装备的 投产, 在自动控制和检测仪表上都达到了国际先进水平, 在产品尺寸精度上, 热连轧板带材生产的厚度精度在带 钢全长98%以上达到±30～40μ m, 板形精度达到30～ 40IU。冷轧板带厚度精度达到±4～6μ m, 板形精度达 到6～7IU, 无取向硅钢厚度精度达到±3.5μ m, 板形精 度达到6IU。
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我国在“九五”及以后轧钢发展的重点是围绕解 决宽厚板、宽薄板、不锈钢板、镀锌板、冷轧硅钢、 深冲板、镀锡板、无缝管等长期短缺的品种问题, 普 钢企业发展大高炉、大转炉、全连铸、连轧或半连轧 技术装备, 特钢企业发展超高功率电炉、精炼、连铸、 连轧“四位一体”的工艺装备。到2000年时,钢材产量 已经达到了1亿t以上; 综合成材率88%;连铸比70%;小 型型钢连轧比50%;钢材品种市场满足率90%以上;板管 比45%以上;50%的钢材实物质量达到了发达国家水平。
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2）边部遮蔽技术
边部遮蔽技术是在层流冷却系统设置挡水装置，通 过对钢板边部一定范围进行遮蔽，使精轧机组轧出的 带钢横向温度均匀分布。这项技术对宽幅的中厚板和 热轧带钢具有重要作用。中厚板Acc系统已经广泛应用。 日本早年提出过在热轧带钢轧机上使用此种方法，近 年SMS也提出了生产高强钢的热轧带钢轧机横向温度 控制的边部遮蔽方案，我国马钢2250轧机率先采用了 这一技术，如下图所示。
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轧制变形区：
轧制变形区是指轧制时，轧件在轧辊作用下发生 变形的体积。实际的轧制变形区分成弹性变形区、 塑性变形区和弹性恢复区三个区域 。
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1.轧制过程：
将金属坯料通过一对旋 转轧辊的间隙（各种形状）， 因受轧辊的压缩使材料截面 减小，长度增加的压力加工 方法，这是生产钢材最常用 的生产方式，主要用来生产 型材、板材、管材。
3.无头轧制技术
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所谓无头轧制技术是指粗轧后带坯在进入精轧机 前，与前一根带坯的尾部焊接起来，并连续不断地 通过精轧机。这种技术扩大了传统热带轧机的轧制 范围，可批量生产0.8mm的超薄带钢。
无头轧制技术最早是日本川崎千叶厂在3号热连 轧机上首先开发的，于1996年8月生产出0.8mm厚的 热轧带钢。目前千叶厂采用无头轧制技术生产超薄 带钢的产量占总产量的比例接近1/3。
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进入新世纪以来, 我国钢铁工业在国民经济旺盛需 求推动下一直持续增长钢材结构调整已初见成效。总括 近几年来的轧钢技术进步, 可以大致归纳为以下几个方 面:
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1） 边部加热技术
边部加热技术是利用感应加热方式，对处于粗轧机 和精轧机之间的中间料实施边部补热，使进入精轧机 组之前的中间料横向温度均匀。日本的一些热轧带钢 厂均在粗轧机组和精轧机组之间安装边部了加热器等 补热装置，对轧件横向温度的均匀性进行控制。对硅 钢等产品，边部加热对防止边部裂纹具有重要的作用。 我国宝钢1580热连轧机、马钢新近引进的2250热连轧 机也引进了这项技术。
影近似为梯形。
University Of Scienc描述变形区的参数
——咬入角，轧件被咬入轧辊时轧件和轧辊最先
接触点（实际上为一条线）和轧辊中心的连线与 两轧辊中心连线所构成的角度；
l——接触弧长的水平投影，也叫变形区长度；
F ——接触面水平投影面积，简称接触面积；
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（3）节能技术与装备迅速推广应用
除连铸坯热装热送比不断提高以外, 蓄热式加热与 汽化冷却等节能技术与装备迅速推广应用, 取得了显著 降低轧钢工序能耗的良好效果。
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l/hm ——变形区形状参数，hm=(H+h)/2（变形
区平均高度)。
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简单轧制（理想轧制）
为了便于进行研究分析，对一些轧制条件作出假设和
简化，建立一个理想的轧制模型，这就是简单理想轧制过 程，即上下轧辊直径相同、均为传动辊、转速相等、轧辊 为圆柱形刚体，轧件金属为均匀连续体，轧制时变形均匀， 轧件为平板。
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连续式冷、热连轧已经成为板带生产的主体, 酸 洗—冷连轧联合机组(CDCM) 已成为我国冷轧机建设的 主流, 成为增加冷轧板带产能的主力, 先后已经有近 10条CDCM线投入生产,并且在鞍钢首先实现了1780mm 酸洗—冷连轧机组的国内独立设计, 实现了首条国产 化的机组建设。
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轧制过程的最基本形式
除Ｙ型轧机、行星轧机等形式轧机外，轧件承受压缩产 生塑性变形是在一对工作辊之间完成的，这是轧制过程的最 基本形式。
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无头轧制的目的：
◆提高穿带效率 采用由最多15块中间坯组成的无头轧制，几乎不发生
蛇行现象并可实现稳定轧制; ◆提高质量稳定性和成材率 整个带卷保持恒定张力实现稳定轧制可显著提高板厚
精度。超薄热带的厚度精度可达±30μ m，合格率超过99%; ◆几乎不发生板带头部到达卷取机前这段约150m长的尺
轧制工艺按照产品类型可以分为板带轧制、管材轧 制、型材轧制以及棒、线材轧制四种基本类型；按生 产工艺可以分为热轧和冷轧工艺；按厚度可分为薄板 ( 厚 度 <4mm) 、 中 板 ( 厚 度 4~20mm) 、 厚 板 ( 厚 度 20~60mm)、特厚板(厚度>60mm，最厚达700mm)。 在实际工作中，中板和厚板通称为“中厚板”。
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轧钢车间分布示意图
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轧钢工艺流程图
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2.我国轧钢技术发展
80年代以来,我国钢铁工业取得了举世瞩目的发展。 1995年产钢9400万t,其中连铸4400万t,连铸比47%;生 铁 10171 万 t; 钢 材 8000 万 t; 铁 合 金 339 万 t; 焦 炭 ( 机 焦)7270万t;铁矿石24935万t; 是世界第一产铁大国, 第二产钢大国及第一产铁合金大国。
轧制概述
1.轧制概述 2.我国轧钢技术发展 3.无头轧制技术 4.今后我国轧钢领域的发展方向
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绪论
轧制过程是由轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉 进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。
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接触面积：
接触面积是指轧制时轧辊与轧件实际接触面积的水平投影， 这是计算轧制压力时非常重要的参数。
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轧辊模型
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万能轧机
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金属材料尤其是钢铁材料的塑性加工，90%以上是通过 轧制完成的。由此可见，轧制工程技术在冶金工业及国民 经济生产中占有十分重要的地位。
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寸和板形不良或非稳定轧制引起的质量不良。
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