特殊钢棒线材轧制工艺的发展趋势-压缩比

我国薄板坯连铸连轧工艺发展现状及前景展望祝志新（辽宁科技大学材料成型及控制工程12级，鞍山114000）1引言薄板坯连铸连轧技术是20 世纪80 年代末世界钢铁工业发展的一项重大技术, 它的开发成功是近终形浇铸技术的重大突破。

1998年我国第一条薄板坯连铸连轧生产线在珠钢投产，从1998 年底到2006 年上半年, 我国已有珠钢、邯钢、包钢、鞍钢、唐钢、马钢、涟钢、本钢、通钢、济钢、酒钢、唐山国丰12 家钢铁企业的13 条薄板坯( 包括中薄板坯) 连铸连轧线相继投产, 年产能约3500 万t。

2001 年底, 全球已建成53 条薄板坯连铸连轧生产线, 共75 流, 包括CSP ( Compact StripProduct ion)、ISP (In—Line St rip Production) 、FTSR ( Free Thin Slab Roll)、QSP 、DSP 和CON ROLL 工艺形式。

在过去的25 年中,美国与中国的钢铁工业分别引领了前2 个10 年国际薄板坯连铸连轧技术的发展。

第 1 个10 年以美欧为主,美国则主要以电炉流程为主。

第 2 个10 年以中国为主,主要以转炉流程为特点,同时铸坯厚度向70 ～90mm发展。

现在,到了薄板坯连铸连轧技术发展的第3个10 年。

2011年以来中国钢铁行业面临严重危机。

导致危机的原因有以下几点：一是2011 年房地产、汽车、造船等下游行业增速明显减缓，导致对钢铁产品的需求下滑；二是由于宏观经济低迷，造成国际市场钢材需求量下降，2011 年我国钢材出口量增速明显下滑；三是四万亿经济刺激计划后导致国内钢铁行业扎堆上马，产能过剩，各企业为争夺有限的市场进行价格战，利润下滑。

没有更多经费投入到技术改良，产品研发上，高端产品不多，附加值低。

钢铁行业盛行丛林法则，企业兼并重组，削减产能是目前走出困境的良方。

2发展现状尽管如此，薄板坯连铸连轧技术仍是一项好的技术。

太原科技大学材料科学与工程学院课程设计任务书专业班级机自102214H设计人李慧楠同组人刘坤刘凯设计题目：圆钢生产工艺设计设计参数：坯料：150mm×150mm×12000mm轧制规格：φ32mm轧制速度：8 m/s 材质：20钢设计要求：通过本课程设计使学生了解圆钢生产现状及今后发展趋势；熟悉圆钢生产工艺过程；掌握圆钢孔型设计方法，为毕业设计及今后从事相关的专业打下必要的基础。

设计内容包括选择制定生产工艺、设计孔型系统、计算轧制力能参数，车间平面设计。

要求说明书打印、图纸计算机绘制。

设计时间：2013 年12 月23 日至2014 年 1 月10日设计人(签字)指导教师(签字)教研室主任（签字）圆钢生产工艺设计摘要设计依据的是现代棒材生产工艺过程理论，参阅国内有关棒材轧机的先进工艺、孔型系统及一些辅助设备。

针对Ф32mm圆钢典型产品，设计内容包括产品大纲分配，原料尺寸选择、轧机方式选择；以及压下分配、孔型系统设计、年产量计算；最后进行辅助设备选择和车间布置设计。

关键词：棒材；孔型系统；车间设计Design and production process of round steelAbstractAccording to modern bar productive theory to design , Refer to the advance bar rolling technology and pass schedule, what’s more ,some auxiliary equipment . The design mission is of production outline allot, the choice of raw material size and rolling way , and project of rolling reductive and pass schedule , and annual output , in the last , choice auxiliary equipment and designing workshop arrangementKeywords: bar ,pass schedule,workshop design目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)绪论 (1)第1章制定工艺流程 (3)1.1 工艺流程 (3)1.2 坯料的选择 (3)1.2.1 坯料的种类 (3)1.2.2 原料尺寸的选择 (4)1.2.3原料的质量、规格及尺寸偏差 (4)1.3坯料的加热 (5)1.4轧机及相关设备 (5)1.5剪切设备及工艺 (6)1.6控制冷却工艺及设备 (6)1.7冷床区设备及工艺 (6)1.8圆钢材的精整、运输与成品库 (7)1.9打捆机的工艺 (7)第2章孔型系统选择 (8)2.1孔型设计的内容 (8)2.2 孔型设计的要求 (8)2.3孔型设计的方法 (8)2.4 孔型设计的一般步骤 (9)2.5 孔型设计系统 (9)第3章圆钢孔型设计 (11)3.1 确定各道次延伸系数 (11)3.2确定各道次轧件的断面尺寸 (12)3.2.1求偶数道次圆的断面尺寸 (12)3.2.2 确定孔型系统中间轧件尺寸 (12)3.3 孔型设计计算 (14)3.3.1 精轧孔型设计 (14)3.3.2 延伸孔型设计 (18)第4章校核 (21)4.1咬入校核 (21)4.2轧辊校核 (23)4.2.1轧制压力的计算 (23)4.2.2轧制力距计算 (25)4.2.3轧辊校核 (26)第5章材厂工艺平面布置 (31)5.1 车间平面布置 (31)5.2 车间布置原则 (31)5.3 设备间距的确定 (32)5.3.1 热炉到第一架轧机距离的确定 (32)5.3.2 轧机间距的确定 (33)5.3.3 水冷区域的确定 (34)5.4厂房布置 (34)5.5仓库面积计算 (34)5.5.1原料仓库面积的计算 (35)5.5.2 成品仓库面积的计算 (35)5.6车间其他设施面积的确定 (36)5.6.1 操纵台位置的选择 (36)5.6.2柱距尺寸 (36)5.6.3 吊车轨面标高 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录....................................................................................................... 错误！未定义书签。

Φ5.5mm线材轧制工艺的分析与测定高海建摘要：分析了Φ5.5mm线材的生产工艺特征及工艺要求；介绍了马钢借助先进的记录仪及对大量生产数据的采集，找出了生产Φ5.5mm线材时高速区频繁堆钢的原因，进而优化了高速区工艺控制参数及时序上的设定，模索出一套Φ5.5mm线材的专用生产工艺，使班产量由300t提高到500～600t。

关键词：高速线材轧机；Φ5.5mm线材；轧制工艺分类号：TG335.6＋3Analysis and measurement of rolling process for Φ5.5mm wireGAO Hai-jian（Maanshan Iron & Steel Co., Ltd., Maanshan 243003, China）Abstract：The technology characteristics and requirements of rolling Φ5.5mm wire are analyzed. The reasons of steel pushing in high-speed zone are found out. The control and setting of process parameters are optimized, and a special rolling technology for Φ5.5mm wire is found out. Based on them, the output of per shift can be increased from 300t to 500～600t.Key words：high-speed wire mill; Φ5.5mm wire; rolling technology▲1 前言近年来，线材工业生产技术取得了飞速发展，其显著特点是，成品轧机速度大幅度提高，从60年代中期第1套高线轧机的50m／s 左右提高到当今的140m／s。

III轧钢设备与技术摘要轧钢作为钢铁企业的主要生产工艺，在现代冶金工业中的位置越来越重要，轧钢设备及技术近年来得到了快速发展。

我国轧钢产业的设备及技术在引进和现有基础上不断改进、不断创新，得到了飞跃式发展。

本文介绍了轧钢设备及技术的发展历程及现状，对我国冷轧设备及技术等进行了详细介绍。

关键词：轧机，轧钢设备，冷轧目录摘要 (Ⅰ)前言 (1)1 轧机……………………………………………………………………………………1.1 轧机的发展历史………………………………………………………………1.2 轧机分类…………………………………………………………………………1.3 轧机的组成…………………………………………………………………………2 轧制技术发展现状和主要进展…………………………………………………………2.1 轧钢技术的发展……………………………………………………………………2.1.1 国际轧钢技术的发展………………………………………………………2.1.2 中国轧钢的发展概况………………………………………………………2.2 热轧带钢轧制技术的发展现状和主要进展…………………………………2.2.1 热轧带钢轧制技术的发展概况…………………………………………2.2.2 创新性进展…………………………………………………………………3 板带轧制设备……………………………………………………………………………3.1 板带轧制设备现状…………………………………………………………………3.2 我国板带轧制设备现状……………………………………………………………4 冷轧带钢技术……………………………………………………………………………4.1 冷轧带钢技术的发展及特点………………………………………………………4.1.1 我国冷轧带钢技术的发展历史……………………………………………4.1.2 冷轧带钢技术的特点………………………………………………………4.2 冷轧的主要产品种类……………………………………………………………4.3 冷轧带钢的生产工艺……………………………………………………………4.3.1 冷轧带钢的轧制工艺特点…………………………………………………4.3.2 冷轧带钢的生产工艺………………………………………………………4.4 冷轧带钢的生产工艺……………………………………………………………4.4.1 现代冷轧的类型特点………………………………………………………4.4.2 现代冷轧机的质量控制……………………………………………………4.5 冷轧带钢新技术简介……………………………………………………………4.6 冷轧带钢建设中的注意事项……………………………………………………5 轧钢设备及技术的发展趋势……………………………………………………………5.1 轧钢设备的发展趋势………………………………………………………………5.2 国际不锈钢板带生产技术装备发展动向…………………………………………V5.3 板带轧制设备国产化展望…………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………………致谢……………………………………………………………………………………………前言轧机是直接轧延金属的主机，它利用旋转的轧辊辗压坯料,使金属按规定的要求产生塑性变形。

1自由宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，不受任何其他阻碍和限制。

限制宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，还受到孔型侧壁的阻碍作用，破坏了自由流动条件，此时宽展称为限制宽展。

强迫宽展：在横向变形过程中，质点横向移动时，不仅不受任何阻碍，还受到强烈的推动作用，使轧件宽展产生附加增长。

2宽展的组成：①滑动宽展△B1滑动宽展是变形金属在与轧辊的接触面产生相对滑动所增加的宽展量.②翻平宽展△B2翻平宽展是由于接触摩擦阻力的作用，使轧件侧面的金属，在变形过程中翻转到接触表面上，使轧件的宽度增加。

③鼓形宽展△B3是轧件侧面变成鼓形而造成的宽展量。

3.影响宽展的因素：①相对压下量的影响。

②道次越多，宽展越小③轧辊直径的影响：轧辊直径增加，宽度增加。

④摩擦系数⑤轧件宽度4.前滑的概念:轧件出口速度Vh大于轧辊在该处的速度V，即Vh>V的现象称为前滑现象。

后滑的概念：轧件进入轧辊的速度VH小于轧辊在该处的线速度V的水平分量V cosa的现象称为后滑。

前滑值: Sh=(Vh-V)/V *100%；后滑值： SH=(Vcosa-VH)/ Vcosa *100%5.影响前滑的因素：①压下率；②轧件厚度；③轧件宽度；④轧辊直径；⑤摩擦系数；⑥张力。

6.金属与合金的加工特性：①塑性：纯金属>单相>多相。

②变形抗力：有色金属<钢；碳钢<合金钢。

碳化物形成元素强化效果大。

③导热系数：合金钢<碳钢。

④摩擦系数:合金钢>碳钢。

⑤相图状态。

⑥淬硬性。

⑦对某些缺陷的敏感性。

7型材轧制的咬入条件：其一当轧件与孔型顶部先接触就与平辊轧制矩形相似；其二当轧件与孔型侧壁接触时，咬入条件:Tx ≧N0x Tx=Tcosα, T = N f N0x=N0sinα, N0=NsinθN fcosα≧ Nsinθsinα f/sinθ≧tanα8型材轧机按轧辊名义直径的分类：轨梁轧机（750-950mm）大型轧机（>650mm）中型（350-650mm）小型（250-350mm）线材（150-280mm）“对称轧制原则”：使轧件的断面对称轴和轧辊孔型的对称轴一致。

控轧控冷技术在钢材生产中的应用马明珍（辽宁科技大学，材料成型及控制工程）[摘要]：钢材生产的控制轧制、控制冷却及其相结合的TMCP 技术是改善组织和力学性能的重要手段。

控制轧制用于控制奥氏体晶粒大小和形态,控制冷却用于控制相变组织类型，促进了细化晶粒和相变强化。

本文简述了控制轧制和控制冷却在管线材成产、中厚板生产、棒线材生产中的应用。

分析了目前国内TMCP的现状以及发展前景及趋势。

[关键词]：控制轧制；控制冷却；组织；管线材；中厚板；棒线材Application of controlled rolling and controlled cooling in steel production（Institute of equipment manufacturing of Liaoning Technology School,Yingkou,1233010109）Abstract：Medium plate production of controlled rolling and controlled cooling and TMCP of combining technology is important means to improve organization and mechanical properties. Control is used to control the austenite grain size and shape of rolling, controlled cooling is used to control the phase transition of tissue types, promoted the refine the grain size and phase transformation strengthening. This article has summarized the controlled rolling and controlled cooling in the plate to produce, the application of the wire rod, tube, wire production. Analysis of the current domestic status quo and the development prospect and trend of TMCP.Key Words:Controlled rolling; Controlled cooling; Organization; The thick plate; Tube wire; Rod wire1．引言：21世纪80年代以来，高速线材的轧制速度己突破100m/s,由于轧制速度的提高，导致轧件的温升增加，使终轧温度高于1000℃，线材成品表面的氧化铁皮增多、晶粒粗大、钢材的显微组织和机械性能极不均匀。

《轧制理论与⼯艺》习题集《轧制理论与⼯艺》习题集绪论⼀.概念题1)轧制2)轧制分类3)平辊轧制4)型辊轧制5)纵轧6)横轧7)斜轧⼆.填空题三.问答题1)轧制有哪些分类⽅法，如何分类?2)轧制在国民经济中的作⽤如何?3)现代轧制⼯艺技术的特点和发展趋势如何?四.计算题第⼀篇轧制理论第1章轧制过程基本概念⼀.概念题1)轧制过程2)简单轧制过程3)轧制变形区(07成型正考)4)⼏何变形区5)咬⼊⾓6)接触弧长度(09成型正考)7)变形区长度8)轧辊弹性压扁(08成型正考)9)轧件弹性压扁10)绝对变形量11)相对变形量12)变形系数13)均匀变形理论14)刚端理论15)不均匀变形理论16)变形区形状系数⼆.填空题三.问答题1)简述不均匀变性理论的主要内容。

2)简述沿轧件断⾯⾼度⽅向上速度的分布特点。

3)简述沿轧件断⾯⾼度⽅向上变形的分布特点。

4)简述变形区形状系数对轧件断⾯⾼度⽅向上速度与变形的影响。

5)简述沿轧件宽度⽅向上的⾦属的流动规律。

四.计算题1)咬⼊⾓计算2)接触弧长度计算3)在?650mm轧机上轧制钢坯尺⼨为100mm×100mm×200mm，第1道次轧制道次的压下量为35mm，轧件通过变形区的平均速度为3.0m/s时，试求：(12分) (07成型正考) (08成型正考)(1) 第1道次轧后的轧件尺⼨(忽略宽展)；(2) 第1道次的总轧制时间；(3) 轧件在变形区的停留时间；(4) 变形区的各基本参数。

4)在?750mm轧机上轧制钢坯尺⼨为120mm×120mm×250mm，第1道次轧制道次的压下量为35mm，轧件通过变形区的平均速度为3.5m/s时，试求：(12分) (09成型正考)(1) 第1道次轧后的轧件尺⼨(忽略宽展)；(2) 第1道次的总轧制时间；(3) 轧件在变形区的停留时间；(4) 变形区的各基本参数。

第2章实现轧制过程的条件⼀.概念题1)咬⼊2)⾃然咬⼊3)⾃然咬⼊条件(07成型正考)4)极限咬⼊条件(09成型正考)5)稳定轧制6)合⼒作⽤点系数7)稳定轧制条件(08成型正考)8)极限稳定轧制条件⼆.填空题三.问答题1)简述改善咬⼊条件的途径。

第二篇棒线材精整工艺学第一章棒线材及主要产品1、定义1.1棒材:一种简单端面型材，一般以直条状交货。

断面形状有：圆形、方形、六角形、螺纹钢筋等；断面直径：国内为10~50mm，国外为9~300mm。

随着我国经济建没的快速发展，我国制造业如机械加工、装配，基础设施如房屋、桥梁、道路以及重要能源、交通等得到快速增长，我国正处于经济快速发展时期，宏观经济和固定资产投资将保持持续增长。

建筑行业是中国和发展中国家发展最快的行业之一，建筑用钢也得到长足发展，其中螺纹钢将是最大的建筑用钢材，在国民经济发展中起到至关重要的作用。

据不完全统计，近年我国螺纹钢产量已经突破8000万吨。

随着钢铁工艺技术的进步，螺纹钢材会不断更新换代，推出性能更好的新产品．满足用户不同的技术要求。

1.2线材：热轧产品中断面积最小，长度最长且成盘卷状交货的产品。

断面现状有：圆形、方形、六角形和异型；断面直径：国内为5~50mm，国外为5~40mm。

线材在国民经济中的作用与地位是非常重要的，首先，线材产量占钢材总产量的比例很大、一般国家线材产量占钢材总产旦的8％～10％，而我国却占20％以上；其次，线材用途十分广泛，除直接用作建筑钢材外，线材的深加工产品用途更为广泛和重要，例如各类商品钢丝及专用弹簧钢丝、焊丝、冷缴钢丝、镀锌钢丝、通讯线、轮胎钢丝及钢帘线、高强度钢丝及钢绞线、轴承钢丝、工具钢丝、不锈钢丝、各种钢丝绳、钢钉、标谁件等等，可以说遍布国民经济各个部门，是不可或缺的重要品种。

国外先进工业国家线材加工比在70％左右，我国为30％左右。

2、用途棒线材产品主要应用于建筑、机械、装配及金属制品等行业。

随我国工业化、城镇化建设发展而发展。

目前占钢材总量40%左右。

用于生产棒线材的钢种非常广泛，有碳素结构钢、优质碳素结构钢、弹簧钢、碳素工具钢、合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、不锈钢、电热合金钢等。

其中主要是普碳钢和低合金钢。

凡是需要加工成丝的钢种大都经过热轧线材轧机生产成盘条再拉拔成丝。

世界金属导报/2012年/1月/10日/第B04版轧钢技术热轧钢铁材料新一代TMCP技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)，即控制轧制和控制冷却技术，是20世纪钢铁业最伟大的成就之一，也是目前钢铁材料轧制及产品工艺开发领域应用最为普遍的技术之一。

正是因为有了TMCP技术，钢铁工业才能源源不断地向社会提供越来越有用的钢铁材料，支撑着人类社会的发展和进步。

1 TMCP工艺技术的发展及基本原理TMCP工艺的两个重要组成部分之一，控制轧制，在热轧钢铁材料领域很早就已根据经验予以实施，其核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程实现晶粒细化做准备。

在20世纪60年代至70年代，随着能源不断开发，对高性能管线钢的需求大幅增加。

为满足管线钢板的生产，控制轧制技术得到快速发展，并在当时的厚板轧制、船板生产等方面得到广泛应用。

为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术。

控制冷却的核心思想是对处于硬化状态的奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相。

相变组织比单纯控制轧制更加细微化，促使钢材获得更高的强度，同时又不降低其韧性，从而进一步改善材料的性能。

1980年，日本NKK福山制铁所首次为厚板生产线配置并使用了OLAC(On-Line Accelerated Cooling)系统。

此后基于对提高厚板性能及钢种开发的需要，重点发展了厚板的快速在线冷却技术，并相继开发出一系列快速冷却装置，投入厚板的开发生产及应用中。

控制冷却设备的普遍应用有力地推动了高强度板带材的开发和在提高材质性能方面技术的进步。

后来，人们将结合控制轧制和控制冷却的技术称为控轧控冷技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)。