轧制的基本概念Word下载.docx
- 文档编号:21894401
- 上传时间:2023-02-01
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:24.69KB
轧制的基本概念Word下载.docx
《轧制的基本概念Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《轧制的基本概念Word下载.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
V1=v2
H*B*L=h*b*l
F*0*L=F*N*l
l/L=F0/FN=μ
4总延伸系数,道次延伸系数,平均延伸系数
μ总=μ1*μ2*μ3*。
。
μn
μ平=n√μ总
5变形区参数间的几何关系
Δh=D*(1-cosα)
分析参数
当α一定时,D越大,Δh越大,变形区越长
当Δh一定时,D越大,α越小变形区越长
当D一定时,α越大,变形区越长
3摩擦力的概念
1摩擦力:
是指两个物体互相接触当它们作相对运动或有作相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍运动的力叫摩擦力
2产生摩擦力的条件
相对运动
作相对运动
3摩擦力的大小与哪些因素有关
正压力的大小
摩擦对的性质和状态,归结为摩擦系数
4摩擦定律
T=f*n
4轧制过程的建立
1开始咬入的条件
咬入时轧辊给轧件的力
正压力的垂直分力
结论
正压力不变,摩擦力增大
减小咬入角,摩擦力增大
咬入过程的建立
2咬入条件的第二种表达
f>
tanα
3咬入条件的第三种表达
合力偏向出口i
摩擦角:
合力与法线的夹角,它是由摩擦系数决定的成为摩擦角
4咬入条件的第四种表达
F=tanВ
5轧制过程的三个阶段
●咬入阶段:
轧件前端与轧辊接触到前端达到变形区出口的这个过程
●稳定轧制阶段:
从轧件前端离开变形区出口到轧件后端进入变形区入口位置叫
●抛出阶段:
轧件后端里开变形区出口
6稳定轧制的条件
tanв>
tanα/2
●剩余摩擦力:
克服推出力以为还剩余的摩擦力叫剩余摩擦力
●最大压下量
受咬入条件限制的最大压下量
Δhmax=D(1-cosαmax)
Αmax=в
7影响咬入的条件
a摩擦系数的增大有利于咬入
影响摩擦系数的因素
工具的表面状态,工具的化学成分,金属的表面状态,金属的化学成分,接触面的单位压力
变形温度,变形速度
b咬入角增大,不易咬入
轧辊直径增大,咬入角减小
压下量增大,咬入角增大
c其他影响咬入的因素
轧件前端的形状,孔型侧壁,后推力,
5宽展的概念
1宽展的定义:
轧制时被压下的金属一部分延横向流动,使金属产生横向变形叫宽展
2最小阻力定律:
当变形体的质点有可能香不同方向流动时,则每个质点延阻力最小的方向流动
3分析轧制过程:
变形区的俯视图呈扁平梯形
分析轧制时的宽展与延伸的分配
变形区分宽展与延伸区
变形区长度小于宽度,延伸区大与宽展区
轧件宽度越大,变形区越宽,宽展区越小
变形区长度越小,宽展区越小
4宽展的种类
自由宽展,强迫宽展,限制宽展
自由宽展:
轧件在轧制时被压迫部分金属在横向可以自由流动的宽展形式
限制宽展:
轧件在孔型轧制时,被压下部分金属体积在横向流动的时受到孔型侧壁限制不能自由流动的宽展形式
强迫宽展:
在轧制某些特殊孔型或特殊轧件形状使得被压下金属大量的横向流动造成轧件宽展量大增许多的宽展形式
5影响宽展的因素:
高向移动的体积
变形区轧件变形的纵横阻力比
压下量的影响随压下量的增加而增加
原因:
压下量增加高度方向位移体积增加长宽两个方向位移体积增加,
压下量增加变形区长度增加导致延伸阻力增加宽展要增加更多
轧件宽度的影响
轧件越宽,宽展越小
轧辊直径的影响轧辊直径增加变形区增大宽展量增加
轧辊直径增加,变形区长度增加纵向摩擦力增加延伸减小宽展增加
轧辊直径增加约趋于平面纵向力的水平分力越大
轧制道次的影响总压下量相等,随道次增加宽展减小
摩擦力的影响摩擦系数增加宽展增加
高温时温度增加摩擦系数减小宽展减小
轧制速度越快摩擦力越小宽展越小
轧辊表面越粗糙宽展越大
合金钢比碳钢宽展大
钢辊比铁辊宽展大
张力对宽展的影响张力越大宽展越小
6前滑与后滑
前滑区
中性面:
前滑区与后滑区的分界面叫中性面
中性角:
中性面对应的圆心角叫中性角
变形区内金属对轧辊的相对运动:
前滑区内金属相对轧辊向前运动
后滑区内金属相对轧辊向后运动
中性面内金属相对于轧辊没有运动
前滑值:
前滑的定义:
在变形区出口处轧件的前进速度大于该点处轧辊的圆周速度,叫前滑
表达式:
Sh=*(Vh-v)/v*100%
后滑值
轧件在变形区入口处的前进速度小于该点轧辊圆周速度的水平分量叫后滑
表达式
Sh=(v*cosα-VH)/v*cosα*100%
7连轧与前滑
秒流量相等原则:
轧件在单位时间内通过变形区任意截面的金属秒流量应该为一常数
FH*VH=FN*VN=Fr*Vr
金属出口速度与入口速度比为延伸系数
连轧生产的基本原则:
轧机按轧制顺序排成纵列,机架数目等于轧制道次,一根轧件同时在数架轧机同时轧制各机架间遵循秒流量相等的原则。
前滑值与连轧常数
F1*d1*n1*(1+sh1)=F1D1N1(1+Sh2)=FN*DN*NN(1+shn)
连轧种的堆钢与拉钢:
堆钢与拉钢的原因是金属秒流量不相等
堆钢与拉钢的危害:
使断面尺寸变化,拉钢严重会造成轧件破段,堆钢会引起断辊,轧机电动机电流太大而跳闸等设备事故
前滑值在生产中的意义:
准确掌握前滑值是保证连轧生产正常进行的必要条件
准确掌握前滑值是保证周期断面钢材尺寸的正确
影响前滑的因素:
摩擦系数的影响
摩擦力增大剩余摩擦力增加前滑增加。
凡影响摩擦系数的因素都会影响前滑值
轧辊直径的影响
其他条件不变,轧辊增大则咬入角减小,剩余摩擦力增大前滑区增大后滑区减小
压下量的影响
相对压下量增大时延伸系数变形量增加前后滑区增加
宽度增加,宽展减小,延伸增加前滑后滑都增加
张力的增加
前张力增加,前滑增加,后张力增加,后滑增加
一般轧制过程都必然有前滑区和后滑区,前滑区的摩擦力是轧件进入变形区的阻力,轧辊是通过后滑区的摩擦力作用将轧件拉进辊缝,当莫种因素的变化使轧件前进的水平阻力增大减小时中性面将移动使前滑区和后滑区重新分配从而达到新的分配
8轧制生产的工艺过程
定义:
由钢锭或钢坯轧制成符合技术要求的钢材的一系列加工工序的组合称轧制生产的工艺过程
制定工艺过程的总依据:
优质,高产,低成本
轧材产品标准和技术要求:
品质标准:
(规格,尺寸精度,形状,重量)
技术条件:
(表面质量,力学性能,工艺性能,组织结构,化学成分及其他特殊要求)
试验标准:
【统一的试验项目,试验条件,试验方法等】
交货标准:
轧材的交货状态,形式,质量标志
金属的加工特性
塑性
金属在外力作用下,发生永久变形,不改变其完整性的能力
表示方法:
延伸率,断面收缩率
影响因素:
化学成分:
碳,钢的碳含碳量越高,塑性越低
磷,蓝脆性、冷脆性
硫,热脆性
氮,时效脆性
氢,白点
氧,氧化夹杂物
组织结构:
单项组织比多项组织塑性好
【影响程度视硬相在金属中分布形式;
1以网状分布塑性最差2片状次之3点状分布最好】
细晶粒比粗晶粒塑性好
面心立方比体心立方塑性好
变形温度:
一般温度越高塑性越好
变形速度的影响:
变形速度不大时,速度升高塑性降低
当变形速度较大时,速度升高塑性升高
受力状态和变形状态的影响
受力状态{轧制,挤压,拉拔,冲击,锻压}
变形抗力:
物体保持其原有形状而抵抗变形的能力
表示法:
屈服极限
在不同的条件下还有不同的表示指标
反映不同的温度下的变形抗力指标
反映不同变形速度下的变形抗力指标
三向或两向应力状态下主应力方向向上
比较塑性与变形抗力
塑性是变形的能力;
变形抗力是承载能力
影响变形抗力的因素:
化学成分
C与大部分合金元素增加变形抗力增加
纯金属比合金钢变形抗力小
低碳钢笔高碳钢变形抗力小
组织结构
多项组织比单项组织变形抗力大
变形温度
为温度升高变形抗力减小
变形速度
变形速度增加变形抗力增加
变形程度
变形程度不大时(<30%时,变形程度增加变形抗力增加
变形程度较大时>
30%时变形程度增加变形抗力增加
应力状态
三向应力状态越强变形抗力越大
导热系数
定义:
在稳定供热的条件下,1米厚的材料通过1平方米的面积传递的热量
影响导热系数的因素:
钢中合金元素和杂质的含量,含量增加导热系数减低
温度升高导热系数增加
摩擦系数
相图形态
淬硬性
对某些元素的敏感
9轧钢生产基本工序
原料准备,原料加热,轧制,钢材的轧后冷却与精整
原料准备
一般应满足相关的技术条件
原料清理的目的:
消除原料表面存在的比较严重的缺陷,从而使轧制顺利进行
原料消除的方法:
火焰清理,风铲清理,砂轮清理,剥皮清理
原料的加热:
加热目的是提高金属塑性,减降低金属的变形抗力,改善金属内部结构,均匀金属的化学成分
加热工艺制度:
包括加热温度,加热时间,加热速度,温度制度,
加热温度:
单相奥氏体区
加热时间
应该考虑加热的均匀性,
温度制度是指原料在加热炉中所经历的温度升高的过程
加热缺陷:
1氧化烧损,
是指钢坯在加热过程中坯料表面的铁元素与燃料气中的氧发生反应生成铁的氧化物,造成金属损失叫
后果;
降低钢坯成材率,影响钢材表面质量,影响炉内钢坯的运行
影响氧化烧损的因素:
加热炉内的气氛【氧化性气体越多,炉气氧化能力越强】,加热温度【温度越高氧化越严重】,加热时间【时间越长氧化烧损越严重】
2钢坯表面脱碳
是指加热过程中钢坯表面的碳被氧化时钢坯种的碳含量减小叫脱碳
3过热与过烧
过热是指钢坯在高温区停留时间过长,晶粒不断长大,晶粒结合力减弱,使钢坯的塑性破坏叫过热
过烧是指钢坯温度继续上升,至液化温度是晶界的非金属杂质开始溶化钢的结晶组织遭到破坏失去金属的塑性和强度
轧制
目的:
精确成形改善组织和性能
影响精确成形的因素
孔型设计,轧机调整,轧辊磨损,轧制温度,轧制速度
影响力学性能的因素
1变形程度与应力状态对性能的影响
变形程度越大,三向应力状态越强,对热轧金属组织性能越有利
原因是有利于破碎支晶偏析和碳化物,使钢材组织致密
2变形温度对性能的影响
变形温度指开轧温度和终轧温度
开轧温度据终轧温度决定,终轧温度取决于产品的组织与性能
温度过高时,晶粒过分长大,强度性能下降,过低时加工硬化塑性指标下降
轧后冷却与精整
通过控制冷却速度和过冷度对奥氏体转化的组织产生显著影响
对钢种与产品冷却速度过快时,奥氏体转变后的铁素体-渗碳体混合物变细
对塑性导热性差的钢种冷却过快速度易产生冷却裂纹和白点
10轧钢机的类型
轧钢厂的机械设备分为主要设备和辅助设备
1主要设备是指直接参与金属变形的机械设备
辅助设备是指用以完成辅助工序生产任务的机械设备
轧机的主机列包括执行部分,传动部分,动力部分
主电机:
向执行部分提供动力,形式有交流电机,直流电机
动力部分组成是定子,转子
传动部分包括联轴节,减速机,齿轮座,联轴节
减速机是将主电机高速变成轧辊旋转速度,得到较大的转矩
齿轮座式将减速机一轴旋转变成两根以上分别对应的轧辊
联轴节形式有梅花式,滑块式,弧形齿
执行部分包括轧辊,轧辊轴承,轧辊调整机构,机座
11型钢产品及分类
型钢生产特点:
品种规格多,断面形状差异大,断面形状复杂轧机机构和形式多种多样
12型钢轧机及命名
型材轧机一般用轧辊的名义直径或传动轧辊的人字齿轮座节圆来命名。
当是多架轧机时从最后一架精轧机的轧辊名义或传动辊命名
如:
轨梁轧机,大型轧机,中型轧机,小型轧机,线材轧机
13孔型设计
轧槽:
型材轧辊辊身上刻出的沟槽。
孔型系统:
是指完成一定变形过程的一系列孔型的组合
导卫装置:
是指型钢轧制中安装在轧辊孔型前后辅助轧件按既定的方向和状态准确而稳定地进入和导出的孔型装置
分类:
按用途分:
延伸孔型,预轧孔型,精轧前孔型,精轧孔型
孔型构成与各部分作用:
辊缝的作用:
保证轧辊不摩擦,补偿过钢时的轧辊弹跳梁,便于调整已适应原料温度和尺寸波动,通过调整辊缝来改变孔型高度
增大辊缝的优点与不足;
优点:
调整灵活,切槽浅强度增高,减少重车量,共用性好
缺点:
轧件侧面加工不好
延伸孔型适当增大辊缝,成品孔尽量减小辊缝保证轧件质量
侧壁斜度定义:
侧壁对轧辊轴线垂直线的倾斜程度
侧壁斜度的作用:
改善咬入,便于脱槽提高轧辊使用寿命
孔型圆角:
孔型各部分和辊环采用圆弧连接叫孔型圆角
作用:
防止轧件尖角部分冷却过快而缠身角度裂纹和孔型磨损不均匀,防止轧辊盈利集中而削弱轧辊强度
外圆角,防止形成耳子
辊环:
防止氧化铁皮进入轴承,为安装导卫留有侧余压力
14型钢轧制工艺
原料:
热装热送
加热:
连续式推钢加热炉,步进式加热炉,
轧制:
粗轧轧制成适用的中间坯;
中轧,使轧件迅速延伸断面形状和尺寸接近成品;
精轧,保证成品尺寸精度和形状准确
精整,传统热锯切定尺,定尺矫直;
新式长才冷却,长才矫直,冷据切
15型钢车间轧钢机布置形式
横列式轧件的特点:
投资少,投产快,变形灵活,适应性强调整方便,操作简单
尺寸精度低,速度慢温降大,劳动强度大不易实现自动化
纵列式轧件特点:
生产效率高,尺寸精度高,调整简单,易实现机械化和自动化
缺点:
机架间距大,厂房大,前后机组协调不方便,设备投资大,投产慢
16小型轧机布置形式
【横列式,连续式,半连续式】
轧制方法【穿梭轧制,套轧法,连轧法】
穿梭轧制;
头尾交替来回往复喂入轧机的轧制方式
套轧:
一根轧件在机架轧机上轧制,各架间不保持秒流量相等的轧制方式
在横列式轧机上同一列轧机各机架的速度大致相同,轧件断面逐道减小,因此前一道秒流量大于后一道,在机架间形成金属堆积形成活套
连轧法轧机同时通过多架轧机,且保持每架轧机秒流量相等的轧制法
17线材生产特点及其基本方式
一般把5.5-14的圆钢叫线材。
用途:
直接用于建材,用作拔丝材
生产特点:
表面积大,散热快,温降大,尺寸波动,机械性能波动,形成产品缺陷盘重难以提高
线材轧件的类型与发展:
横列式:
人工操作,围盘操作
特点:
机座速度相同,各道纯轧时间依次增加,终轧温度低,头尾温差大,产品质量差,劳动强度大投资少
复二重轧机:
连轧加套轧,前后两架实现连轧,相邻机架用围盘套轧
减小温降,省去反围盘,投资少
产品规格单一,产量质量劳动条件存在差距
连轧精轧机组的分类:
1由单一机组传动二辊水平式机组
2单独传动的平立交替轧机
3高速线材轧机
集体传动的二辊水平轧机存在的问题:
1由扭转翻钢造成工艺事故
2多线轧制相互影响
3产品尺寸精度低
多线轧制时轧件尺寸精度受同时轧制根数影响
线数
精度
4
+-0.38
3
+-0.3
2
+-0.25
1
+-0.2
平立交替轧机存在的问题;
电机传动的速度精度低,相邻轧机的速度不能做到绝对不变
速度不高
费用较贵
张力轧制会造成线材同条尺寸不均匀
在高速轧制时轧件活套控制难
采用微张力轧制
高线轧机的形式:
施罗曼式精轧机的特点
采用集体传动
相邻两架轧机轧线互成90度角,与水平成45度
采用小辊径短辊身耐摩擦的轧辊
采用椭圆——圆孔型系统无扭转
采用油膜轴承支持轧辊
高线轧机的特点:
单线,无扭,微张力,碳化钨辊环,自动化
高线产品的特点
盘重大,精度高,质量好
高速轧机的定义:
最大轧制速度大于45米、秒的轧机
摩根轧机轧制速度
项目
摩根1代
摩根6代
保证速度
43m/s
100m/s
最大辊径
50m/s/
120m/s
电机最大转速
60m/s
140m/s
工艺过程:
运入-成批称重-入库-炉前上料-单根承重-加热-粗轧-切头-中轧-预精轧-切头尾-精轧-穿水-吐丝-散冷-切头-集卷-挂牌-打捆-称重-卸卷-入库
自然冷却:
不加以其他辅助或强制手段帮助冷却的方式
自然冷却包括:
堆冷和钩式冷却
晶粒粗大力学性能下降
盘卷内外性能不均匀
氧化铁皮过厚降低了成材率
高碳钢易脱碳
控制冷却
人为的是用某些设备控制线材冷却在不同阶段的冷却速度,达到控制金属相变得到想要的金属内部组织的冷却方式
施太尔摩式控制冷却工艺定义
是指热轧出的线材1000°
经水冷管快冷至相变温度785°
有吐丝机散布在辊道上,据钢种不同通过控制鼓风机的风量与辊道的速度来控制线材的冷却速度对不同的钢种进行强迫风冷,自然冷却加罩缓冷供热退火,一控制线材的组织性能
18板带钢产品特点及轧机类型
板带钢定义:
厚度比宽度和长度小的多的平板钢材
供货方式【钢板和钢带】
厚度【厚板,中厚板和薄板】
宽度【窄带,和宽带】
变形温度【冷轧板和热轧板】
板带产品的特点与使用
表面积大,包容覆盖能力强
可任意裁剪冲压使用灵活方便
可弯曲焊接型钢钢管
弯曲型钢是以带钢为原料通过带有一定槽型的轧辊是板带钢发生弯曲变形获得所需的断面形状
弯曲焊接型钢的特点
可以生产热轧方法难以生产的特薄特宽且断面形状复杂的钢材
表面光洁,尺寸精确,长度可以灵活调整‘
成品合格率高消耗低
经济断面型钢:
是指壁薄断面金属分配合理重量轻而界面模数大概省金属又有较大的承载能力
板带钢的技术要求:
尺寸精度要高
板型要好
表面质量要好
性能要好
板带轧机的命名是以辊身长度来命名
板带轧机的类型:
二辊,三辊,劳特b
板带轧机的布置:
单架,双架,顺列式,
按生产方式:
单块轧制,叠轧,成卷轧制
19中厚板生产工艺
中厚板的基本尺寸;
高度为4-200mm;
宽度为1000-5000mm
中厚板轧机形式:
二辊可逆式特点
可变速,可逆轧制,低速咬入,高速轧制,对原料有较大的适应能力
缺点是一般有作粗轧或开坯
三辊劳特是轧机
中间小辊是从动辊
特点
刚度提高,延长大辊寿命
降低轧制压力和能耗,提高延伸能力
缺点是不利咬入,辅助设备较多,辊系刚度依然低
四辊可逆式轧机优点是
轧制压力低便咬入生产率高轧机刚度高
缺点是造价高
万能轧机
可生产齐边钢板大幅度体高成材率;
不适合生产宽板
布置形式;
单机架布置
双机架布置
连续布置
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轧制 基本概念