轧制理论与工艺

轧钢⼯艺基础理论培训讲义轧钢基础理论培训讲义第⼀章钢材品种及其⽣产系统⼀、钢材的压⼒加⼯⽅法1、压⼒加⼯⽅法：就是⽤不同的⼯具，对⾦属施加压⼒，使之产⽣塑性变形，制成⼀定形状产品的加⼯⽅法。

除轧制外还有锻造、冲压、挤压、冷拔、热扩、爆炸成型等。

2、轧钢：在旋转的轧辊间改变钢锭、钢坯形状的压⼒加⼯过程并希望得到需要的形状和改善钢的内部质量，提⾼钢的⼒学性能叫做轧钢。

⽬的：得到需要的形状（精确成形）、改善钢的内部质量，提⾼钢的⼒学性能。

3、热轧：⾦属在⾼于再结晶温度以上的轧制为热轧。

4、冷轧：⾦属在低于再结晶温度的轧制称为冷轧。

钢的再结晶温度⼀般在450~600℃⼆、轧钢成品的种类1、轧钢产品品种：是指轧制产品的钢种、形状、⽣产⽅法、⽤途和规格的总和。

轧制品种的多少是衡量轧钢⽣产技术⽔平的⼀个重要标志。

2、板管⽐：按照轧制产品的断⾯形状特征和⽤途，通常热轧钢材可以分为板材、管材和型材等种类。

在热轧钢材总量中板材和管材产量所占的百分⽐称为板管⽐。

⼯业发达国家的板管⽐以达到60%以上。

我国⽬前板管⽐已接近40%。

板管⽐的⼤⼩在⼀定程度上反映了⼀个国家的钢铁⼯业发展⽔平。

三、轧钢⽣产系统1、型钢⽣产系统：是单⼀化的轧钢⽣产系统。

基本轧机是⽅坯轧机、中⼩型轧机和各类成品型轧机。

2、钢板⽣产系统：是⽣产各类钢板、带钢的轧钢⽣产系统。

⼀般⽣产规模较⼤，年产量在300万t以上。

3、钢管⽣产系统：⽣产各类钢管的轧钢⽣产系统。

4、混合⽣产系统：⽣产型钢、板带钢和钢管或其中任何两类轧制产品的轧钢⽣产系统。

5、冶⾦⽣产过程的短流程冶⾦⽣产过程⼤体可以分为三个阶段。

第⼀阶段到20世纪40年代，⽣产⼯艺过程的基本模式是：炼焦——烧结——⾼炉冶炼——平炉冶炼——铸锭——初轧开坯——成品轧制；第⼆阶段到20世纪50年代，⽣产⼯艺过程的基本模式是：炼焦——烧结——⾼炉冶炼——转炉冶炼——连铸——各类成品轧机轧制；第三阶段到20世纪80年代，⽣产⼯艺过程的基本模式是：电炉（炉外精炼）——连铸——成品连轧。

一、 H 型钢轧制方法H 型钢的轧制方法按历史的顺序，可大致分为以下3类： (1)利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制法； (2)利用一架万能轧机的轧制法； (3)利用多机架万能轧机的轧制法。

1、利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制方法这种轧制方法大多采用生产普通工字钢的直轧法、斜轧法和弯腰对角轧制法生产工艺。

这种轧制方法只能轧制小规格的H 型钢，生产效率低，质量不稳定，不能生产中等规格以上的宽腿H 型钢。

2、利用一架万能轧机的轧制方法它的主要特点是利用二辊开坯机和两架三辊式轧机进行粗轧，用一架万能轧机进行精轧。

缺点是轧辊磨损快且不易恢复，一次轧出量少，更不适合轧制多种尺寸H 型钢。

3、利用多机架万能轧机的轧制方法用多架万能轧机轧制H 型钢，万能轧机除被驱动的上下两水平辊外，在水平辊两侧设置被动立辊，共用四个轧辊形成一个孔型。

万能轧制这种方法在世界上已获得普遍应用，是现代化H 型钢的生产方法。

（1）格林法。

格林法轧制的特点是采用开口式万能孔型，腰和腿部的加工是在开口式万能孔型中同时进行。

（2）萨克法。

萨克法是闭口式万能孔型，在孔型中腿是倾斜配置的，在最后一道中安置圆柱立辊的万能机架。

在萨克法中粗轧万能孔型，其水平辊侧面采用较大斜度，可减少水平辊磨耗，同时由于立辊是采用带锥度的，可减少轧制道次和万能机架数量，节约设备投资。

（3）杰普泼法。

主要特点是粗轧采用萨克法斜配万能孔型，精轧采用格林法开口式万能孔型。

4、X －H 轧制法X －H 轧法是SMS 取得专利的轧法。

X －H 轧法有如下优点：更高的生产能力；更高的温度水平；更少的轧制压力及驱动功率；提高轧辊的使用寿命；控温轧制实现可能；更长的轧件长度。

X －H 轧制方法是目前世界上生产H 型钢比较流行的轧制方法，已经被多数新建或新改造的Ｈ型钢厂所广泛采用。

二、 H 型钢轧制参数轧制压力，轧制力矩，各道次压下量，轧制温度，轧机孔型，宽展三、 H 型钢轧制变形区基本假设如下:①材料为各向同性且不可压缩; ②忽略弹性变形的影响; ③忽略惯性力的影响; ④假设Σ=m k,k=3/⑤在变形区内,材料服从米赛斯(R.V onM ises)屈服条件和流动法则。

金属压力加工：即金属塑性加工，对具有塑性的金属施加外力作用使其产生塑性变形，而不破坏其完整性，改变金属的形状、尺寸和性能获得所要求的产品的一种加工方法按温度特征分类 1.热加工：在充分再结晶温度以上的温度范围内所完成的加工过程，T=∽熔。

2.冷加工：在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工T=熔以下。

3.温加工：介于冷热加工之间的温度进行的加工.按受力和变形方式分类：由压力的作用使金属产生变形的方式有锻造、轧制和挤压轧制轧制：金属坯料通过旋转的轧辊缝隙进行塑性变形。

轧制分成纵轧（金属在相互平行且旋转方向相反的轧辊缝隙间进行塑性变形）横轧和斜轧。

内力：物体受外力作用产生变形时，内部各部分因相对位置改变而引起的相互作用力。

分析内力用切面法。

应力（全应力）：单位面积上的内力全应力可分解成两个分量，正应力σ和剪应力τ）主变形和主变形图示：绝对主变形：压下量Dh=H-h 宽展量Db=b-B 延伸量Dl=l-L 相对主变形：相对压下量e1=(l-L)/L*100% 相对宽展量e2=(b-B)/B*100% 相对延伸量e3=(H-h)/H*100% 延伸系数m=l/L 压下系数h=H/h 宽展系数w=b/B ①物体变形后其三个真实相对主变形之代数和等于零；②当三个主变形同时存在时，则其中之一在数值上等于另外两个主变形之和，且符号相反。

③当一个主变形为0时，其余两个主变形数值相等符号相反金属塑性变形时的体积不变条件：金属塑性变形时,金属体积改变都很小，其变形前的体积V1和变形后的体积V2相等.这种关系称之为体积不变条件,用数学式表示为V1=V2 最小阻力定律认为:如果变形物体内各质点有向各个方向流动的可能,则变形物体内每个质点将沿力最小方向移动。

影响金属塑性流动和变形的因素：摩擦的影响变形区的几何因素的影响工具的形状和坯料形状的影响外端的影响变形温度的影响金属性质不均的影响基本应力：由外力作用所引起的应力叫做基本应力。

14秋学期《轧制理论与工艺》在线作业2
一,单选题
1. 导盘轴向调整的作用是（）。

A. 有利于管坯的咬入
B. 减轻毛管头部的壁厚不均
C. 减小毛管尾部的椭圆度
D. A+B
?
正确答案：C
2. 自动轧管机的工作机架由（）部分组成。

A. 上、下辊可以升降的2辊可逆（纵轧）主轧机和下辊可以升降的2辊式回送辊两部分构成
B. 上辊可以升降的2辊可逆（纵轧）主轧机和下辊可以升降的2辊式回送辊两部分构成
C. 上辊可以升降的2辊可逆（纵轧）主轧机和上、下辊可以升降的2辊式回送辊两部分构成
D. 以上都不对
?
正确答案：B
3. 限动芯棒连轧管机(MPM)的工艺任务和目的是什么（）。

A. 将厚壁毛管延伸成薄壁荒管，使荒管具有较高的壁厚精度和良好的内外表面质量
B. 将管坯穿制成空心的毛管，使荒管具有较高直度和较高的壁厚精度
C. 保证荒管具有较高直度，较高的壁厚精度和良好的内外表面质量
D. 压缩荒管直径，保证荒管外径尺寸精度
?
正确答案：A
4. 中型型钢轧机的轧辊名义直径范围是（）。

A. Ф350mm~Ф550mm
B. Ф350mm~Ф650mm
C. Ф330mm~Ф650mm
D. Ф300mm~Ф500mm
?
正确答案：B
5. 三辊定减径机与二辊定减径机相比，其优点是（）。

A. 机架间距小、机架布置更趋合理
B. 钢管表面质量好
C. 投资少
D. A+ C。

轧制理论与工艺试卷4（东北大学网络学院）一、判断题（说明：对画“▼错画“X”）（每小题2分，共16分）1、只要轧制压力超过板形良好条件所要求的轧制压力，就会出现边浪。

（）2、轧件的变形抗力愈高，其塑性愈差。

（）3、轧件与轧辑接触弧的水平投影长度叫接触弧长。

（）4、在辐速及延伸系数一定条件下，只要轧件入口速度增大，其前滑必然增加。

（）5、轧辐直径增大，其总轧制压力不一定增加。

（）6、斜轧穿孔时加大送进角、降低轧辐转速可以提高斜轧的轴向滑动系数。

（）7、万能轧机轧制H型钢时，H型钢的腰部在万能孔型中处于全后滑状态。

（）8、型材轧制时的压下不均匀与平辑轧方件相比，将会减少宽展。

（）二、分析与计算（共30分）1、板带材厚度控制的方法有哪些？，试做简要分析。

（5分）2、什么叫板形？试简述各种因素对板形的影响。

（5分）3、写出并证明前馈式AGC的数学模型，分析其控制厚度的基本思想。

（7分）4、平板轧制中性角Y=1°,轧一直径Dz=120mm,出口厚度h=0.8mm,求：中性面高度？（5分）5、①90/①200X250四辐轧机，若来料厚度2.0mm,经一道次轧成1.5mm,B=IOOmm,若平均变形抗力。

产350Mpa,不考虑轧车昆弹性压扁的stone公式为：n,σ=—....... -,其中X=H,X h 前、后张力分别为70MPa和80MPa,摩擦系数取0.06,计算总轧制压力（8分）。

三、简要回答如下问题（共16分）1、型钢轧机如何按机架排列方式进行分类？（6分）2、利用二辑孔型轧制H型钢存在哪些困难？（6分）3、什么是切分轧制？（4分）四、回答下列问题（共30分）1、目前有哪几种管材冷加工方法？（4分）2、管材纵轧时的变形参数是以哪三个方向为准的？为何不与型材纵轧时确定变形参数的方向完全一致？（6分）3、斜轧穿孔轧辑由哪几部分组成？各部分有何作用？（6分）4、什么叫做二辑斜轧穿孔时的“临界径缩率”（£力?试阐明应从哪些方面采取措施，来提高它的极限值？（6分）5、张力减径机有何作用？在什么条件下使用张力减径机在经济上是合理的？（8分）参考答案一、判断题1、F；2、F；3、T；4、T；5、F；6、T；7、T；8、F二、分析与计算1、板带材厚度控制的方法有：（1）调整压下法；调压下是厚度控制最主要的方式，常用于消除由于影响轧制压力的因素所造成的厚度差。

第二章 板带轧制工艺及理论1.板带钢产品的技术要求包括哪些方面？对板带钢产品的基本要求包括化学成分、几何尺寸、板形、表面、性能等几个方面。

(1)钢板的化学成分要符合选定品种的钢的化学成分（通常是指熔炼成分），这是保证产品性能的基本条件。

(2)钢板的外形尺寸包括厚度、宽度、长度以及它们的公差应满足产品标准的要求。

(3)钢板常常作为包复材料和冲压等进一步深加工的原材料使用，使用上要求板形要平坦。

在钢板的技术条件中对钢板的不平度提出要求，以钢板自由放在平台上，不施加任何外力的情况下，钢板的浪形和瓢曲程度的大小来度量。

(4)使用钢板作原料生产的零部件，原钢板的表面一般是工作面或外表面。

技术条件中通常要求钢板和钢带表面不得有气泡、裂纹、结疤、拉裂和夹杂，钢板和钢带不得有分层；钢板表面上的局部缺陷应用修磨的方法清除，清除部位的钢板厚度不得小于钢板最小允许厚度。

(5)根据钢板用途的不同，对钢板和钢带的性能要求不同，对性能的要求包括四个方面：力学性能、工艺性能、物理性能、化学性能。

对力学性能的要求包括对强度、塑性、硬度、韧性的要求；工艺性能包括冷弯、焊接、深冲等性能；材料使用时对物理性能有要求时在技术条件中提出，如电机和变压器用钢对磁感强度、铁磁损失等物理性能提出要求；材料使用时对化学性能有要求时在技术条件中提出，如不锈钢板钢带对防腐、防锈、耐酸、耐热等化学性能提出要求。

2.板带轧机的分类方法有几种？板带轧机的分类方法有按辊系分类、按轧辊驱动方式分类、按轧机组成分类、按轧机用途分类等多种分类方法。

（1）按辊系分类板带轧机按辊系分类是最常用、最基本的方式。

常用的轧机有二辊、三辊、四辊、六辊、八辊、十二辊、二十辊以及偏八辊、非对称式八辊、行星式轧机等，这些形式的轧机是由一对工作辊和多个支持辊构成。

（2）按轧辊驱动方式分类对称驱动方式：上、下工作辊，上、下中间辊，上、下支持辊；非对称驱动方式：一根工作辊，一根工作辊和一根支持辊；异步驱动：上、下辊异步传动，上、下工作辊异步传动。