轧制工艺学

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资源描述

1管钢:大部分为圆,按成型方式分。板带钢:板、带按宽度分。规格按厚度分。2管钢分类:1热加工管(无缝钢管):热轧穿孔、挤压、P.P.M(压力穿孔)、冲压法;2焊管(有缝钢管):包括直缝钢管与螺旋焊管3冷加工管:冷轧、冷拔和冷旋压3钢管生产的基本方法:热轧无缝管:实心管坯.穿孔.延伸.定(减)径.冷却.精整焊管:板带坯料.成型(管状),焊接成管.精整连轧管机组:坯料加热.热定心.穿孔.空减连轧.切头.尾.再加热.高压水除鳞.张力减径冷却.切头尾.矫直.无损探伤.表面检查入库4坯料的截断方式一般有四种:1剪断:适用中小断面的管坯,生产效率高,费用低,但管坯易被压扁2火焰切割:适合大断面、合金钢等管坯,操作方便,费用低,但金属损耗大(烧损、氧化),断面质量差3折断:适合Dp>φ140mm或σb>60Kg/mm2管坯。⑷锯断:适合小断面管坯,合金钢及高合金钢等;是切断质量最好的方法。5管坯加热:加热目的:提高塑性,降低变形抗力,为穿孔和轧管准备良好的加工组织,改善金属的性能。坯料加热遵循三个原则:1温度准确,确保可穿性最好的温度2加热均匀,纵向、横向都均匀,内外温差不大于30~50℃,最好小于15℃3烧损少,并且不产生有害的化学成分变化(C↑或C↓)6环形加热优缺点:优点1适合加热圆形管坯,适应多种不同直径和长度的复杂坯料;2管坯加热时间短、受热均匀、加热质量好;3炉底转动,坯料与炉底无相对滑动,氧化铁皮不易脱落,且炉子装出料炉门在一侧,密封好,冷空气吸入少、氧化铁皮少4管坯放置位置灵活(可放料也可空出),便于更换管坯规格,操作灵活5机械化和自动化程度高。缺点1炉子占用车间面积大2管坯在炉底上呈辐射状间隔布料,炉底面积的利用较差3炉子结构复杂,维修困难,造价高。7管坯定心:1管坯定心:是指在管坯前端面钻孔或冲孔2定心目的:使顶头鼻部正确地对准管坯轴线,防止穿孔时穿扁;减小毛管壁厚不均;改善二次咬入条件3定心方式:a:热定心:效率高,应用广;b:冷定心:效率较低,仅用于穿孔性能较差的钢材,如高合金钢、高碳钢及重要用途的钢材。8穿孔机的变型工具:1轧辊:主传动的外变形工具。形状有桶式、菌式、盘式等,而以桶式为最常见2导盘和导板:分别为主动和不动的外变形工具。作用:为管坯和毛管导向,使轧制线稳定;限制毛管的横向变形,并与轧辊一起构成封闭的外环3顶头一般为随动的内变形工具,其轴向不能移动,但可以旋转。作用:实现从实心管坯到中空毛管的变形,这一变形是钢管穿孔的主要变形,因而其工作条件非常恶劣,对穿孔质量和生产有重大影响。9斜轧穿孔过程存在两次咬入:1第一次咬入:管坯与轧辊刚接触,轧辊通过摩擦带动轧件做螺旋运动而进入变形区2第二次咬入:管坯在轧辊带动下,克服顶头或内变形工具的阻力而继续进入穿孔变形区,形成稳定的轧制过程。★每次咬入都必须同时满足前进条件和旋转条件10影响穿孔轧制力的因素:1轧制温度:t℃↓,P↑2轧辊直径:D↑F接↑P↑3压下量△h:△h↑,F接↑,P↑4入口锥角β1:β1↑,F接↓,P↓5金属塑性:σs↑,P↑11克服横向变形不均的措施:1合适的宽高比。2轧制温度要准确。3采用多面孔型。4适当的压下量。12毛管轧制目的:穿孔以后的毛管必须进行壁厚加工,同时还要对外径进行加工,才能投入使用。毛管轧制就是对穿孔以后的毛管进行壁厚加工,实现减壁延伸,使壁厚接近或等于成品壁厚。13均整的作用:①均整钢管的壁厚,消除轧管造成的壁厚不均;②光滑内外表面,消除轧管造成的直道表面缺陷;③使钢管圆正;④如果三辊均整,可实现15~20%的减壁量;⑤对厚壁管起到定径的任务。14定径的作用:在较小减径率条件下将钢管轧成合格的尺寸精度和真圆度的成品管。15轧制表编制的内容、原则及要求(1)内容:①成品尺寸及技术标准。②管坯尺寸及技术条件。③各轧机的变形分配。(穿孔、轧管、均整、定减径等的μ、△s)④轧后钢管或毛管尺寸。(D外、L、s)⑤工具尺寸及轧机调整参数等。16外表面缺陷1外折坯料外表面原有的缺陷(裂纹、皮下气泡、夹杂等),经穿孔的螺旋运动轧制后,将其折叠在一起2发纹钢质不良(皮下气泡、夹杂等)引起的3离层钢管内表面出现互不焊合,彼此分离的现象,由于管坯中存在非金属夹杂物(硫、氧化物等)引起4压痕钢管表面出现凹坑,主要由于坯料表面质量不佳、氧化铁皮或工具磨损屑压在钢管表面造成的5划伤直道:定径工具磨损造成的6耳子、棱子轧管机过充满造成的。(轻者为棱子、重者为耳子)7轧折钢管进定(减)径机时,如果均整后直径大于定(减)径机孔型宽或压下量过大时,会使薄壁管外管壁折进去,产生轧折。17内表面缺陷:1内折1)过早形成孔腔;2)定心孔太小、太深;3)穿孔顶头鼻子堆了。2内划道顶头磨损造成3内裂1)钢质不良2)冷却不均,内表面通过顶头冷却会造成冷却不均。18自动轧管机的调整:1二辊必须水平,防止孔型错位,出现蛇形弯。如:管向左弯。说明右边压下量大了,不水平,上调右边压下螺丝。2出、入口导管轴线必须与孔型中心线重合。如:咬入时抬头,轧出时低头,说明轧制线高了。应调整受料槽高度。3“管转”说明孔型左右错位,调整方法是钢管向哪边转,上辊就向哪边串。顶头圆柱带中心线应与轧辊中心线重合。19型钢:经塑形成型的有一定断面形状的直条实心钢材。20型钢分类:1.生产方式:热轧、冷弯。(热轧为主)2.钢种:普碳钢,优质钢,低合金钢,合金钢3.用途:建筑钢,压力容器钢、桥梁钢。汽车用钢、核能用钢、耐腐蚀钢。21轧钢生产工艺过程定义:从原料到轧成具有一定形状和性能的产品,中间经过的一系列加工工序的组合。22制定工艺过程的依据:1.产品标准、技术条件:尺寸形状:公差;表面质量:光洁度,缺陷。2.钢种特性:塑性、变形抗力、导热性。3.现场的工艺、设备条件:轧机间距、吊车吨位、辊道速度、精整能力23轧制工艺的主要内容:1.温度制度开轧温度、轧制各阶段温度、终轧温度、轧后在线冷却、轧后离线热处理2、变形制度:孔型设计、压下规程设计3、速度制度:单机速度、全线速度(连轧)4、精整制度:矫直、卷曲、剪切、涂层、包装24原料:1、种类:钢锭、钢坯和连铸坯(连铸比都在80~100%)2、断面:方形、矩形坯和异形坯原料的清理:火焰清理、机械清理、电弧清理25加热工艺制度:加热的目的:提高塑性,降低变形抗力,有利于轧制。应考虑如下问题:1根据钢种的特性、断面尺寸大小和特点工艺2加热终了的钢温应当力求均匀一致3保证加热质量,防止产生各种加热缺陷4加热炉便于操作,有较高的生产效率26加热工艺制度参数:加热温度:A化,低于固相线100-150。碳钢要防止脱碳,含碳越高温度越低;合金钢要注意合金元素的影响,有的扩大奥氏体区,有的缩小。加热速度:越快越好,但注意加热质量。加热时间:考虑加热温度的均匀性,并使钢在加热过程中消除或减轻某些缺陷,尽可能地减少钢的氧化和脱碳,防止产生过热过烧等缺陷。尽可能短,减少氧化铁皮加热时间公式:t=c*b,其中c是系数,普碳低合0.1—0.15h/cm,中碳和高碳合金等0.3—0.4;b是边长cm27加热缺陷:过热,过烧,表面脱碳,氧化,加热不均,热裂产生原因:主要是钢材在高温停留时间过长或加热温度过高等措施:应该正确控制炉膛的气氛,炉膛压力,减少在高温停留时间等是减少氧化铁皮损失,防止出现过热过烧等缺陷的重要条件。28工艺过程轧制:目的:精确成型,改善性能内容:1变形制度(压缩比、道次分配、压下量、翻钢程序2变形温度(开轧温度、终轧温度)3变形速度(轧辊速度、咬入速度、抛出速度、卷取速度)轧机布置:横列式、全连续、顺列式,棋盘式,半连续。轧制方法:普通热轧法,多辊轧法,弯轧法,热轧—纵剖法,热轧冷拨法29工艺过程精整目的:控制性能、改进外形、方便包装发货内容1冷却制度(空冷、水冷、油冷、雾冷、堆冷、缓冷2切断制度(剪切、锯切)3矫直制度(压力矫直拉伸矫直、多辊矫直、斜矫)4,包装检查(包装标准、入库标准、检查标准)工艺过程开坯:原料选择中的原则性:1、重量越大越好2、断面越小越好3、长度越长越好钢坯采用分段式加热炉:推钢式、步进式。钢锭采用均热炉30棒线材质量控制:椭圆度及尺寸精度,表面质量,组织性能。31延伸孔型设计特点:1共用性好,改S、换产品尺寸。减少孔型和换棍次数。2切槽浅、辊强大、(与等面积孔比)、Δh大。3变形均匀、磨损小、操作方便、表面质量好。4温降均匀5侧面氧化铁皮易脱落、表面质量好。6有园角和y、形状不准确。7两向压缩、侧面不易平直。32孔型定义:两个或两个以上带槽轧辊在轴面上形成的孔33孔型设计:钢锭或坯料在带槽轧辊上经过若干道次变形,以获得所需断面尺寸、形状、性能的产品而进行的一系列设计计算工作34辊缝s:实际轧钢时两辊环间的间距,包括预设定和弹跳值。作用:调整s可轧不同产品.实用性高;提高辊强,s↑,切槽↓,提高轧辊寿命摩损后,可调弥补设计缺陷,温度变化。设计原则:综合考虑弹跳,摩损,调整量,辊强和产品尺寸精度.,Smin大于弹跳值,避免两辊贴面S小于最小可轧厚度,,辊环接触,辊面不接触35侧壁斜度y:垂直的侧壁是没有的.用侧壁和轧辊轴线的垂直夹角正切值表示。作用:形成喇叭口引导轧件进入孔型,出轧槽不易缠辊,利于脱槽。有宽展余地,防止耳子,共用性好。设计原则:综合考虑出孔型轧件的形状和轧件在孔型中的稳定性。36圆角:孔型角部的圆弧,分内(槽底)、外圆角(槽口)。内圆角作用:1、减少角部温降,引起的磨损和角部开裂2、减少角部应力集中,提高轧辊强度3、调整孔型实际面积和尺寸,改变宽展量和充满度。外圆角作用:1、防止耳子出现尖锐折线,形成折迭2、防止咬入不正时辊环切割轧件,出现表面缺陷3、异型孔中减少应力集中,提高辊环强度设计原则:成品孔:R以标准定,r可取小或0,从前到后:R、r逐渐减小。初设计时,R取大,r取小值,以便于调整37锁口t:闭口孔中用来隔开孔型与辊缝的两轧辊间的缝隙作用:控制轧件断面形状,便于闭口孔型调整。设计原则:相邻孔型锁口要上、下交替,防止飞翅;锁口要大于孔型轧不同厚度时的调整量。38槽底凸度f:箱形孔型将槽底作成梯形或弧形凸起。作用:轧件在辊道上运行平稳;提高轧槽寿命;翻钢后轧制,抵消单鼓变形,侧面平直,防止出耳子。设计原则:单鼓变形严重,f要大些;成品孔不用,翻钢后如果是高轧件则要少用或不用39孔型设计主要内容:断面孔型设计:根据原料、成品、性能要求,选择孔型系统,计算出道次、变形量、孔型形状和尺寸,作出孔型图。轧辊孔型设计:根据孔型图,在轧辊上分配道次、在轧辊上的位置、状态,保证轧制顺利,高产,必要的强度校核。轧辊辅件设计:导卫、围盘、翻钢装置、检查样板,防止出现偏心、缠辊等。40各架道次分配原则:负荷均匀;轧机节奏相似,第一道和最后一道走下轧制线;成品道次和成品前分配在不同的机架上。41分配延伸系数:原则:考虑塑性,咬入,辊强,电机,孔型磨损,成型等因素。42开始道次:f↓,塑性↑,咬入为主;无铁皮后,辊径大,延伸为主;高温大压下,温度下降后,以精确尺寸为主,μ↓。校核:μ总=μ1·μ2·μ3·…·μn直径:轧辊直径:轧辊的实际直径。工作直径:轧制时与轧件接触部分的辊径。直线:轧辊中线:上下轧辊水平轴线间距的等分线。轧制线:在轧辊上配置孔型的基准线。43孔型中性线:孔型上,上、下辊轧制力在该处力矩相等的一条水平线(轧制线和孔型中性线要始终重合在一起)44压力:上下轧辊工作直径的差。上压力:Dg上>Dg下轧件下弯。下压力:Dg下>Dg上轧件上弯。采用压力的目的:克服轧件受温度、孔槽磨损、轧辊及导卫安装不正确等引起的轧件方向随机性,人为控制轧件出轧辊方向。压力大易引起断辊颈(扭矩集中)和轴套事故、且加剧摩擦;轧件弯曲过大。45孔型的配置方法:零压力配置时保证三条线重合.压力配置时保证轧制线和中性线重合,它们和轧辊中线的距离关系(上压力时轧制线在轧辊中线的下方,轧件下弯;下压力时轧制线在轧辊中线的上方轧件上弯)46延伸孔型设计方法:1、经验法:在估计各道次变形基本准确的情况下,由前向后或由后向前逐道推出各

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