型钢轧制课件

Tube-Rolling
Schematic illustration of various tube-rolling processes: (a) with fixed mandrel; (b) with moving mandrel; (c) without mandrel; and (d) pilger rolling over a mandrel and a pair of shaped rolls. Tube diameters and thicknesses can also be changed by other processes, such as drawing, extrusion, and spinning.
Shape Rolling

Ring Rolling – Thick ring small diameter transformed into thin ring, large diameter – Used in Jet Engines, large ring gears – Advantages • Circular shapes with no joins can be made with a variety of cross sections • short production runs, material savings, close tolerances, and favorable grain flow direction
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What is the result of roll bending in flat rolling? How to prevent? In which situation the residual stress on the surfaces of the rolled products is compressive and tensile in the bulk? And in which situation the residual stresses are opposite to the previous case? Why?

02
冷却设备的种类较多，根据冷却方式的不同可以分为多种类型，如水 冷、风冷、油冷等。
03
冷却设备的技术参数包括冷却速度、冷却均匀性等，这些参数的选择 直接影响钢管的性能和质量。
04
为了确保冷却设备的正常运行和钢管的质量，需要定期对冷却设备进 行维护和保养，检查冷却介质的质量和流量。
其他辅助设备
其他辅助设备包括矫直机、剪切机、检验设备等，这些 设备在钢管轧制过程中起到重要的辅助作用。
加热炉的性能参数包括加热速 度、温度均匀性、燃料消耗等 ，这些参数直接影响钢管的轧 制质量和生产效率。
为了确保加热炉的稳定运行和 钢管的质量，需要定期对加热 炉进行维护和保养，检查炉衬 、燃烧器等关键部件。
轧机
轧机的种类也较多，根据用途和结构可以分为 多种类型，如二辊轧机、三辊轧机、多辊轧机
等。
为了确保轧机的正常运行和钢管的轧制质量，需要定 期对轧机进行维护和保养，检查轧辊、轴承等关键部
冷却
冷却方式
选择适当的冷却方式，如自然冷却、 水冷等，以控制钢管的冷却速度和组 织转变。
冷却工艺参数
冷却效果检测
对冷却后的钢管进行质量检测，确保 冷却效果符合要求。
根据钢管的材质和规格设定合理的冷 却工艺参数，如冷却时间、水温等。
矫直与切头尾
矫直目的
通过矫直工序消除钢管在轧制过 程中产生的弯曲和扭曲。
矫直设备
选用适合钢管矫直的设备，如矫 直机。
切头尾
切除钢管的两端不规则部分，保 证产品长度和外观质量。
03
钢管轧制设备
加热炉
加热炉是钢管轧制过程中的重 要设备之一，其主要功能是将
钢坯加热至轧制所需温度。
加热炉的种类繁多，根据燃料 和加热方式的不同可以分为多 种类型，如燃气加热炉、电加

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2)冷加工无缝钢管的生产方法 用冷加工方法生产无缝钢管主要有冷轧、冷拔和冷
旋压法。 3)焊管生产方法
焊管生产的实质是：将管坯(钢板或带钢)用不 同成型方法弯曲成所需要的钢管形状，然后用不同的 焊接方法将其焊接成钢管。
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②电焊管生产 电焊管生产具有尺寸范围广、可以生产各种成分的钢管
连铸机
隧道式加热
结
炉
晶
器
摆动剪
精轧机
飞剪 除鳞箱 第33页/共41页
卷取机 层流冷却
② ISP工艺(Inline Strip Production )
ISP工艺，即在线热带生产工艺。 1992年1月在意大利的阿尔维迪 公司建成世界上第一条生产线，该类生产线是目前世界上最短的薄板坯 连铸连轧生产线。世界上已经建成5条。
宝钢5m轧机采用世界最先进工艺与设备，试 车成功。
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(3)中厚板生产的工艺流程
原料
加热
除鳞
轧制
冷矫
冷床
热矫
层流冷却
冷床
剪切
喷印
包装
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轧制
中厚板的轧制过程大致可分为粗轧和精轧。
(1)全纵轧法 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成
成品。
(2)横轧－纵轧法或综合轧制法 先进行横轧将板坯展宽至所需宽度以后再转90°进行纵轧完成。
1)冷轧的含义 金属学说法：加工温度低于该钢种在特定变形条件下的再 结晶温度的压力加工称为“冷加工”；
工业上的习惯：坯料事先不经过再加热的常温轧制过
程。
2)冷轧的工艺特点 (1)冷轧中的加工硬化； (2)冷轧中的工艺冷却和润滑； (3)冷轧中的张力轧制。

（2）提高摩擦角的方法
① 改变轧件或轧辊的表面状态，以提高摩擦角（在轧辊上刻痕、堆焊 或滚花的轧辊）； ② 降低轧辊咬入轧件时的速度，以增加摩擦角； ③ 减小孔型侧壁斜度的角度。
5.纵轧时的轧制压力
1）轧制压力的概念
通常所说的轧制压 力是指用测压仪在压下 螺丝下实测的总压力， 即轧件塑性变形时作用 在轧辊上的总压力的垂 直分量。
1.简单轧制与非简单轧制
九江萍钢钢铁公司
所谓简单轧制过程是指比较理想的轧制过程。通常将 具有下列条件的轧制过程称为简单轧制。
（1）两个轧辊都被电动机带动，且两轧辊直径相同，转速 相等，轧辊为刚性；
（2）被轧制的金属上只有轧辊所施加的压力，即不存在前后 拉力或推力，且被轧制的金属作等速运动；
（3）被轧制的金属性质均匀一致，即变形温度一致，变形 抗力一致，变形一致。
3.纵轧变形的表示方法
九江萍钢钢铁公司
⑴ 绝对变形量表示方法 压下量 △h＝H－h 宽展量 △B＝b－B
延伸量 △L＝l －L ⑵ 相对变形量表示方法
压下率
Hh100% H
宽展率 延伸率
b B 100% B
l L 100% L
⑶ 变形系数表示法
压下系数
H Hh
h
宽展系数
b B
延伸系数 生产实际中
⑵按其用途分： * 常用型钢（方钢、圆钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢等）； * 特殊用途型钢（钢轨、钢桩、球扁钢、窗框钢、汽车挡圈等）。
⑶按其生产方法分： * 轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢等。
简单断面型钢
九江萍钢钢铁公司
简单断面型钢
九江萍钢钢铁公司
①方钢：用断面边长尺寸的毫米数表示规格，规格范围：4～250mm， 可用来制造各种设备的零部件等。

3．2 轧制 3．2．1 轧制过程及基本原理 • 什么是轧制？ 指金属坯体经过转动轧辊间的
缝隙，产生压缩变形，主要在长度
方向产生延伸的过程。
轧制演示
•
轧制的目的
成形 改质、提高性能
• 轧制得到广泛应用，大部分金属以轧态使用。如：
• 钢材 90% • 铝及合金 35—45% • 铜及合金 60—70%
压下系数 h0 h1 压下率 h h 100% 0 l1 延伸系数 l0 宽展b b1 b0
2. 轧制过程的金属流动
设：轧件无宽展，垂直截面水平流动速度相同，则按体积不变条件可知， 变形区流动速度变化： • • • 在轧辊入口：金属的流动速率 < 轧辊表面圆周速度 在轧辊出口：金属的流动速率 > 轧辊表面圆周速度 则在变形区存在一个金属流速 = 轧辊表面园周速度的地方→中性面
B/H的大小代表了生产技术的难度。
（2）分类 ① 板带材按厚度分为三大类：
中4 ~ 20m m 中厚板 厚20 ~ 60m m 特厚 60m m 薄板和带材0 2 ~ 4m m 极薄带材和薄材0 001~ 0 2m m
② 按用途可分为：
进，在固定的顶头作用下，穿成 空心毛管。
② 轧管： 穿孔机形成的毛管表面极不平整，尺寸精度差。因此，要在 自动轧管机上轧成薄壁荒管，然后，再经2-3道次轧制到成
品壁厚。总延伸率1.8-2.2
③ 均整 消除荒管的内外表面缺陷和椭圆度、壁厚均匀化。
用带芯棒斜轧方法完成。均整后管材直径扩大3-9%，
长度缩短1-6%
在简单轧制情况下，驱动两辊的轧制力矩
M M1 M 2
M pRh(b0 b1 )

420
650 ～80
650 ～80
650 ～80
650 ～80
±3
800
700/ 1400
±3
800
700/ 1400
±3
800
700/ 1400
±3
800
700/ 1400
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7.3、精轧轧机组参数
机架 号
13
轧机规格(mm)
380
新辊直径(mm)
380
可利用的 最小辊径(mm)
330
• 1） 连铸坯无明显扭转； • 2）连铸坯弯曲度不能大于20mm/m，总弯
曲度不大于总长的2%； • 3）边长允许偏差：±5.0mm； • 4）对角线长度之差：≤7.0大于12mm；
• 7） 连铸坯端部因剪切变形造成的宽展不 得大于边长的10%；
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飞剪工作时速度、剪切方式和是否带飞轮参数见下表
轧件 轧制速度 刀片回 是否带 （mm） （m/s） 转方式 飞轮
Φ30Φ50.7
4.1—7.2
回转剪
否
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9.3、倍尺飞剪
• 功能：将棒材按倍尺长度分段剪切。 • 型式：启停制回转/曲柄组合剪。 • 主要参数： • 剪切断面：Φ10×4~Φ50mm • 棒材速度：max.16.0 m/s • 棒材钢种：普碳钢、低合金钢和优碳钢等 • 螺纹钢剪切温度：≥550℃ • 其它棒材温度：≥950℃ • 倍尺公差：±150 mm • 电机：DC418 kW • 输出转速：530r/min
420
650
650
～80 ～80
800
800
电机转速 基速/ 700/14 700/

在加热和轧制过程中，需控制温 度，以保持轧制过程的稳定性和 产品质量。
冷却与矫直
冷却
通过控制冷却速度，使轧 制后的钢材获得所需的性 能。
矫直
对轧制后的钢材进行矫直， 消除其弯曲、翘曲等缺陷， 使其平直度满足要求。
表面处理
根据需要，对钢材进行表 面涂层、镀层等处理，提 高其耐腐蚀性和美观度。
精整与检验
详细描述
轧钢是将熔融态的金属通过轧机加工成各种形状和规格的钢 材的过程。热轧是先将金属加热至高温状态，然后通过轧机 加工成钢材；而冷轧则是在常温下对金属进行轧制。
轧钢技术的发展历程
总结词
随着工业技术的不断进步，轧钢技术也在不断发展。从最早的手工轧制到现代的自动化轧制，轧钢技术经历了漫 长的发展历程。
机械制造用钢材
总结词
机械制造用钢材要求具备高强度、高 耐磨性、高耐腐蚀性等特点，以满足 各种机械设备的高负荷和长寿命需求。
详细描述
机械制造用钢材通常采用合金化热轧 或冷轧工艺生产，常见的机械制造用 钢材有渗碳钢、碳素工具钢、合金工 具钢等。
汽车用钢材
总结词
汽车用钢材要求具备轻量化、高强度、良好 的成型性和抗冲击性能等特点，以满足汽车 节能减排和安全性能的需求。
轧钢生产安全的重要性
保障员工生命安全、减少企业财产损失。
轧钢生产安全的基本要素
设备安全、操作安全、环境安全等。
轧钢生产安全的防护措施
安全防护装置、安全操作规程、应急预案等。
轧钢生产安全的未来发展
智能化安全监控、自动化救援等。
环境保护与节能减排
01
环境保护与节能减排的重要性： 保护环境、降低能耗、减少排放 。
详细描述
未来的轧钢技术将更加注重环保和可持续发展，采用更加节能、减排和资源循环利用的 技术手段。同时，随着人工智能、大数据等技术的不断发展，轧钢技术将更加智能化， 实现更加高效、精准的生产和管理。此外，新型材料的出现和应用也将推动轧钢技术的

点在接触弧的中点，合力作用点系
数Kx约为2，则
y
2
y
y Kx
y
y 2
y 2 y
如果假设稳定轧制阶段的摩擦系数不变且其它条件相同时，稳定 轧制阶段允许的咬入角比咬入阶段的咬入角可以大Kx倍，或近似地 认为大2倍。
在生产实践中“带钢压下”。
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2.3 咬入阶段和稳定轧制阶段咬入条件的比较
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简单理想轧制过程示意 图
7
➢ 简单轧制时变形区参数间的关系 1）咬入角
轧件被咬入轧辊时轧件和轧辊最先接触点和 轧辊中心的连线与两轧辊中心连线所构成的角度。
△h/2=D/2-D/2*cosα
△h=D(1-cosα)
1 cos 2(sin )2
2
sin( / 2) / 2
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32
33
•稳定轧制阶段中心角φ为最小值
Kx
Kx为合力作用点系数
•稳定轧制阶段力的分析
N sin Nf y cos
f y tan
fy
tan y Kx
y
y
Kx
fy，βy，αy为稳定轧制阶段的摩擦系数，摩擦角，咬入角
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34
•稳定轧制阶段当沿接触弧应力均匀
分布时，在这种情况下，合力作用
纵向受摩擦阻力σ3 横向受摩擦阻力σ2 根分据成最4小部阻分力：定律前可后延金把伸属区轧纵：向制流变动增形加延区伸。
延伸削区弱在延两伸侧，引使起得张宽应展力区σ收AB， 缩
两侧宽展区：金属横向流动增加宽展
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24
2、 咬入条件和轧制过程的建立
知识点：

见的是给轧件较高的速度使其靠惯性咬入等；
• 以下两种方法是通过提高摩擦系数进而增加轧辊
对轧件向前的摩擦力来改善咬入的,也是较常用的 方法：
• 改善轧件或轧辊的表面状态，提高摩擦系数：
从轧件入手的常用方法是清除轧件表面的炉生氧 化铁皮；
从轧辊入手的常用方法是辊面压花，以增加摩擦 系数，这种方法在1500轧机轧辊的第一个孔型中 就有应用；
一是使轧辊可以重车并保持孔型不变；
• 二是可以减小车削量；增加轧辊的寿命；磨损量
一定的情况下，侧壁斜度越大，车削量越小；
• 轧辊重车率：全部重车量与轧辊名义直径（1500）
的百分比称为重车率。
• 2.7辊跳
在轧制过程中，轧机的各部件受轧制力的作用发 生弹性变形，如机架窗口高度扩大、轧辊弯曲、 压下螺丝和轴承受到压缩等。这些弹性变形最后 反映在两轧辊之间的缝隙增大，轧制中这种辊缝 增大的现象叫做辊跳。辊缝增大的总值称为辊跳 值。轧机刚性越好，辊跳值越小。轧件的变形抗 力越大，辊跳值越大。辊跳值的大小取决于轧机
充不满，造成过大的椭圆度，即轧件最大与最小 直径之差过大；
• 二是估计宽展较实际宽展过小，孔型充填过满，
形成耳子；这两种情况都是要尽量避免的。
• 以上两种情况分别如下图a、b所示
• 要正确的估算宽展量，那就必须知道影响宽展的
因素，影响宽展量的主要因素有以下几点：
• 压下量：宽展产生的原因就是因为有压下量，没
• 通常我们见到的轧制方式都是热轧，现将热轧与
冷轧进行简单的对比：
热轧的优点是可以破坏坯料的铸造组织，细化钢 材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材 组织密实，力学性能得到改善等等；缺点是经过 热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫 化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现 分层（夹层）现象，而且如果冷却不均匀还会造 成残余应力。