板带钢生产工艺对产品质量的影响分析

板带钢生产工艺对产品质量的影响摘要：钢板分为薄板、中厚板、厚板，随着轧钢工程的自动化，连续化，大型化的发展，为提高产品质量，生产工艺变得尤为重要，生产工艺是提高产品质量的主要手段，首先要做到尺寸精确板型好，表面质量性能高。

生产工艺主要有：加热温度，速度，时间，轧制过程，粗轧，精轧、精整等。

关键词：板带钢中厚板生产工艺质量前言21世纪世界钢铁工业发展的一个显著特点是钢材市场竞争愈演愈烈，竞争的焦点是钢材的质量逐步提高而成本降低。

随着科学技术的发展，已陆续建成和正在建设一大批现代化高性能板材轧机。

这批新轧机和原有的20多台老轧机在平面布置上都存在一些问题，最突出的是极大多数厂的厂房总长度偏短，促使工艺流程不顺；设备间距偏短，冷床长度与面积不够；板坯、中间坯及成品仓库偏小；轧机区布置车底式炉使环境恶化，换轧辊不能直接拉入轧辊间内；废边不能集中处理收集，造成车间杂乱；与炼钢连铸衔接不好，执行热装热送工艺很困难等。

特别是双机架之间和切头、切边及定尺3台剪之间间距过小时，使控制轧制和剪切线的能力受到很大限制，另外，对车间环境与交通运输的影响也很大。

而板带钢生产工艺对产品质量的影响越来越大。

一、2300中厚板车间平面布置图1 2300中板车间平面布置图1—加热炉；2—轧钢机；3—一十一棍矫直机；4—冷床；5—翻板机；6—划线小车；7—横切铡刀剪；8—纵切铡刀剪二、中厚板生产工艺流程以及生产工艺对产品质量的影响1、我国目前生产的中厚板，大部分是厚度4.0～20mm，宽度1200～1800mm，长度一般不超过10米。

2、中厚板生产工艺流程板坯轧制切边加热炉层流冷却定尺剪高压水除磷矫直打包开坯冷床成品3、生产工艺对中厚板质量的影响中厚板生产的工艺过程一般包括原料的选择、加热、钢板轧制，精整等工序。

3.1 原料的选择选择原料是中厚板生产中的重要环节之一。

原料的选择是否合理，将影响轧机的生产率、成材率、钢板质量及成本。

原料表面缺陷一般可以采用表面清理的方法消除，然后再加热、轧制，否则会因原料缺陷在轧制过程中扩展造成废品。

连铸坯常见缺陷有：表面裂纹、内部裂纹、皮下气孔和夹杂、非夹杂、中心偏析、中心疏松、重皮、划伤、凹坑等。

原料表面的缺陷除一些比较轻微的在加热过程中被氧化掉不会影响钢板质量外，尺寸超过一定限度的缺陷都需要采用某种清理方法将其清除掉，以免影响钢板质量而造成废品。

表面质量清理不仅能改善钢板表面质量，而且能减少废品，节约金属和降成本。

中厚板分厂采用火焰清理方法，按Q/WG（LG）202标准，对板坯进行认真检查和缺陷清理。

连铸缺陷对性能的影响连铸缺陷对性能的影响连铸缺陷对性能的影响连铸缺陷对性能的影响 (1)裂纹（表面裂纹和内部裂纹）经过加热和轧制后不断扩大，甚至开裂和裂断。

(2)钢中含有大量的FeO铸成的钢锭晶间结合力极弱，轧制时极易脆裂造成轧废。

(3)当钢中偏析现象严重时，必将导致钢板各部位的性能不均匀，从而影响钢板的使用性能。

(4)当缩孔和疏松深入到钢锭深处不切净，轧后形成钢板内部分层，使钢板的力学性能显著下降。

(5)钢中的非金属夹杂，轧后在钢板内形成夹层或夹杂，破坏了钢板组织结构，降低了钢的机械性能，使用中易形成应力集中。

3.2 加热提高加热质量是消除氧化铁皮和麻点的主要途径，我国“快速、高温、大风量、小炉压”的烧钢经验，对于缺乏高压水除鳞设备的工厂是消除铁皮的有效方法。

因为它除了减少铁皮的生成，还增加铁皮的易除性，即利用高温降低铁皮的粘着力，用大风量促使易粘的FeO转变为质脆易除的Fe2O3减少FeO的生成，以增加铁皮的易除性能。

加热制度包括确定加热温度、加热时间及加热速度：3.2.1 加热温度的确定加热温度必须满足轧制工艺要求，温度范围取决于钢的化学成分和组织结构。

对于碳钢和低合金钢是以铁——碳平衡图为根据。

一般是开轧温度应比奥氏体固相线低100℃~150℃左右，中轧温度应比A 线高30℃~50℃，对于亚共析钢不得低于GS线，过共析钢介于ES、SK线间大致不得低于SK线并应在SK线以上100~150℃左右。

对于现代厚板轧机的加热温度，通常按控轧要求确定终轧温度，然后加上轧制过程中的温度降以确定开轧温度。

3.2.2 加热时间精确确定加热时间比较困难，因为影响加热时间的因素有加热速度、钢种、原料规格、形状、加热方法、炉子结构、炉温等，目前大都采用经验公式结算。

实际加热时间还得受轧钢作业率，加热操作水平的影响。

3.2.3 加热速度加热温度主要取决于钢的性质与原料规格。

普碳钢和低合金钢由于塑性、导热性较好，故可采取较快的加热速度，高碳钢、高合金钢的钢锭由于导热性差、塑性低，在850℃以下时采用较慢的加热速度，进炉温度控制在750℃以下，当温度升高到850℃以上，可提高加热速度，而钢坯可适当提高速度。

钢的加热制度中重要因素之一是加热速度，这直接关系着钢的轧制质量，三段式加热制度由预热、加热、均热三个阶段组成。

3.3 轧制中厚板轧制过程分三个阶段：除磷、粗轧、精轧三个阶段。

3.3.1除磷除磷是将钢板表面的炉生和次生铁皮除净以免压人表面产生缺陷，它是保证钢板表面质量的关键工序。

采用高压水除磷，其喷水压力对普碳钢为12MPa对合金钢则需要17MPa以上，甚至高达20MPa。

除鳞方法比较多，如下表—1表—15 采用一台大立辊机架轧这并加髙压水除鱗可调板坯宽度及加工侧边对钢锭原料适用，但投资大6 只采用高压水除鱗箱及轧机前后设高压水喷头以除鳞投资小，效果好，可完全满足除鳞要求，新建轧机现广泛采用3.3.2粗轧粗轧是将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度同时进行大压缩延伸，其方法有全纵轧法、横轧—纵轧法、角轧—纵轧法、纵轧—横轧法、全横轧法。

a）全纵轧法纵轧是钢板延伸方向与坯或锭纵向一致的轧制，当板坯宽度大于或等于钢板宽度时即可不用展宽而直接纵轧出成品，即称全纵轧法。

它的优点是产量高，且钢锭头部缺陷不致扩展到钢板的长度上。

但由于轧制中钢板只向一个方向延伸，使钢中偏析及夹杂等呈明显条带状分布、钢板组织和性能存在严重的各向异性，使横向性能太低以致往往不合理，加之板坯宽度与钢板宽度也难得正好适应，所以这种轧制法实际使用不多。

b）横轧—纵轧法马钢中板厂采用的就是横轧—纵轧法。

它是生产中厚板最常用的方法，当板坯宽度小于钢板宽度时，先将原料纵轴方向旋转90度，进行轧制，直到展宽到所需宽度以后，再转90度进行纵轧直至完成。

这种轧制法的优点是板坯宽度与钢板可以灵活配合、轧制中提高钢板的横向性能、减少各向异性，因而它适于以连铸为原料的钢板生产。

它的缺点是轧机产量低、且易使钢板成桶形、增加切边损失、降低成材率，横向性能有时还不合格。

图 2 综合轧制、横轧示意图a——综合轧制； b——横轧c）角轧—纵轧法角轧是使轧件的纵轴与轧辊轴线呈一定角度送入轧辊进行展宽。

每一对角线轧制1～2道后，即更换另一对角线进行轧制，直到轧件展宽至所需要的宽度而其形状不发生歪斜为止，拨正后再进行纵轧到底。

角轧的优点是可以改善咬入条件，提高压下量并减小咬入时的冲击力，有利于设备维护。

角轧的缺点是由于拨钢、延长轧制时间降低了产量，送入角及钢板形状难以准确控制，增大切损，降低成材率。

此外，操作复杂，劳动强度大、难以实现自动控制。

因此，只有在轧机强度及咬入能力较弱时或板坯较窄时，采用角轧展宽。

如图3。

图 3 角轧示意法d）纵轧—横轧法当以钢锭为原料时，采用先轧几道，轧平钢锭锥度和轧长，待长度达到毛边钢板的宽度时，回转90度进行横轧至获得成品。

由于两个方向得到变形，有利于提高板的性能，当原料的宽度与长度均小于钢板宽度时可采用这种方法，但为了保证钢板的尺寸与性能，必须保持纵向与横向变形的分配。

e）全横轧法是将板坯进行横轧直至轧成成品，当板坯长度大于或等于钢板宽度时才能采用此法。

当以连铸坯为原料时，全横轧法与全纵轧法同样使钢板的组织、性能产生明显的各向异性，但以出轧为原料时全横轧法显示许多优点。

首先是大大减小了钢板组织、性能的各向异性，显著提高了横向的塑性和冲击韧性，因而提高了钢板综合性能。

如图4。

图 4 横轧效果举例1——纵轧纵向；2——横轧纵向；3——横轧横向；4——纵轧横向横轧之所以改善机械性能，是因为在金属多次横向延伸中，钢锭纵向偏析带的硫化物夹杂，其形状由纵向细长条状变为粗短片状和点网状，片状组织随之减少，晶粒也较为等轴，因而改善了钢板横向性能，减少了各向异性。

横轧法另一优点是可以得到更齐整的边缘，无端部收缩，不成桶形，减少切边损失、提高成材率、道次负荷较均匀减少轧钢时间，使轧机产量有所提高，对于初轧坯为原料生产中厚板横轧是一种较先进的轧制法。

如图 5。

图 5 轧制方法与夹杂变形1——板坯；2——纵轧；3——横轧箭头表示轧制方向根据不同的条件，可采用不同的粗轧方法，但是为了调整原料形状，一般开始纵轧1～2道。

这样可将钢锭锥度辗平，对板坯可先使端部呈扇形展宽以减少横扎的桶形，并辗平板坯在剪切时引起的端部压角或表面清理带来的缺陷以端正板形，提高成材率。

3.3.3精轧粗轧与精轧无明显的划分界限，对双机架轧机通常将第一架称为粗轧机，第二架称为精轧机。

而精轧阶段主要使轧件继续延伸同时进行板型、厚度、性能、表面等质量控制。

板坯来料的温度波动、板坯成分和组织的不均，坯料尺寸变化以及轧制速度即变形速度的快慢都将影响轧件厚度的变化，其中对于热轧最重要是轧件温度的波动，包括加热温度不均和轧制中温度降不一致等。

控制轧制的核心是对轧制过程工艺参数进行严格而适宜的控制，以获得钢材良好强韧性能。

辊型决定了板型。

轧辊的弹性变形、辊温的变化及轧辊的磨损是影响辊型的主要因素。

对轧辊的磨损一般根据其磨损规律，针对轧辊材质不同工作条件通过适当生产计划或随着支持辊磨损相应增大工作辊凸度等方法以尽量弥补其影响，但即时性较差。

而辊温与轧辊弹性变形则可通过适当方法随意加以改变达到控制的目的。

精轧时轧制力大，要控制压下量不宜过大。

最初几道次的压下率可适当大些，一般在20%左右，但在板坯厚度较大时，要控制绝对压下量。

以后减小，这主要是受轧机能力所限和板型、厚度控制的影响。

3.4精整及热处理3.4.1矫直矫直主要是使板型平直，钢板在轧制以后必须趁热进行矫直，矫直温度依钢板厚度和终轧温度的不同在650〜1000 °C之间。

热矫直机最初是二辊矫直机的，以后为了对优质的宽厚板进行娇直，便逐渐采用带支持辊的四辊矫直机的矫直机。

多年来，二辊矫直机和四辊矫直机矫直机型式的争论已经结束，肯定了后者的优越性，并且使辊径和辊距减小，支持辊增强，厚板和薄板不分共用一台。

因此新建厚板厂的矫直机数量减少了。

若四辊矫直机矫直机满足不了要求时，还可采用拉力矫直机或压力机进行矫直，特別是对子特厚钢板压力机要比辊式娇直机更合适。