轧钢概述Word文件下载.docx
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圆形钢管以外径（mm）X壁厚（mm）表示，方形钢管以外边长（mm）X壁厚（mm）表示，矩形钢管以外边宽（mm）X外边高（mm）X壁厚（mm）表示。
1）按生产方法可分为轧制钢管和焊接钢管。
轧制无缝钢管又可进一步分为热轧管、冷轧管、冷拔管和挤压管。
焊接钢管又可进一步分为炉焊管、电阻焊管和电弧焊管；
同时又可按焊缝分为直缝焊管和螺旋焊管。
2）按用途可分为管线用管、热工设备用管（如锅炉管）、机械结构用管（如轴承钢管）、石油与地质钻探用管（如石油钻探管、石油套管）、化学工业管（如石油裂化管）、特殊用途钢管（如不锈钢管、耐热钢管、耐酸钢管、注射器针管）。
3）按断面形状可分为简单断面钢管（如圆形、矩形、椭圆形、三角形、六角形、八角形、半圆形、菱形等）和复杂断面钢管（如不等边六角形、五瓣梅花形、双凸形、双凹形、螺纹形和表壳钢管等）。
（3）型钢
型钢的品种、规格很多，包括各种规格的圆钢（光面圆棒、带肋钢筋）、方钢、扁钢、三角形钢、六角形钢、八角形钢、弓形钢、椭圆钢、工字钢、槽钢、角钢、H形钢、钢轨（含一般用钢轨和起重机用钢轨）等。
其中：
圆钢以直径（mm）表示；
方钢、三角钢和等边角钢以边长（mm）表示（不等边角钢以两个边长表示，如25mmX16mm）；
扁钢以厚度（mm）X宽度（mm）表示；
椭圆钢以宽度（mm）X厚度（mm）表示；
六角钢和八角钢以对边距离（mm）表示；
工字钢和槽钢以高度（mm）表示；
H形钢用高度（mm）X宽度（mm）表示；
钢轨：
一般用钢轨以每米的重量（kg/m）表示；
起重机用钢轨以轨顶理论宽度（mm）表示。
注：
按目前的统计，我国钢材品种大致分为十四大类：
重轨、轻轨、普通大型材、普通中型材、普通小型材、优质型材、线材、厚板、薄板、带钢、冷轧电工带钢、不锈钢板带、无缝管、焊管。
此外还有金属制品和其它两类。
如钢丝和钢丝绳等归属金属制品类，钢轨配件、车轴坯、轧制车轮、轮箍、冷弯型钢、钢球等特种材列入其它类。
6.1.2常用的钢材轧制方法
轧钢的目的，一是为了得到所需形状和尺寸的钢材，二是为了改善钢材的内部质量，提高其力学性能。
轧钢方法：
按轧制温度不同，可分为热轧与冷轧；
按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系不同，可分为纵轧、横轧和斜轧；
按轧制产品的成型特点还可分为一般轧制和特殊轧制。
由于轧制产品种类繁多，规格不一，有些产品需经过多次轧制才生产得出来。
（1）热轧与冷轧
从金属学观点，热轧与冷轧的界限应从金属的再结晶温度（一般为450~600℃）来区别，即高于450~600℃时的轧制属于热轧的范畴，低于450~600℃时的轧制属于冷轧的范畴。
在工业生产中，通常把轧件加热到1100~1250℃时进行的轧制叫热轧，把在常温下的轧制叫冷轧。
冷轧适用于要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材的轧制。
它以热轧半成品或成品为原料，在常温下再用冷轧的方法生产。
（2）纵轧、横轧与斜轧
1）纵轧：
被轧的轧件，通过两个相反方向转动的轧辊得到加工的轧制方法（见下图中a）。
轧制时轧件通过辊面间缝隙（或孔型）向前运动，其运动方向与轧辊轴线垂直。
纵轧是最常见的一种轧制方法。
2）横轧：
被轧的轧件在两个旋转方向相同的辊间，作平行于轧辊轴线并与轧辊转动方向相反的旋转，轧件只在径向受到压力加工的一种轧制方法（见下图b）。
横轧可以生产各种形状的轴类产品。
3）斜轧：
轧件在两个旋转方向相同、轴线成一角度的轧辊间得到加工的轧制方法（见下图中C）。
轧件在轧制过程中作旋转前进运动。
斜轧用于生产无缝钢管（穿孔）及钢球等产品。
（3）轧制钢材用的设备
轧制钢材用的设备叫轧机，一般由轧辊和支撑轧辊的机架、轧辊的调整装置、轧辊的平衡装置和轧辊的传动装置等组成。
1）按轧机的用途可分为钢板轧机、钢管轧机、型钢轧机、线材轧机以及各种特种轧机（如用于轧制车轮、钢球、车轮轮箍、轴承环）等。
2）按轧辊在机座中的排列方式可分为：
1水平式轧机：
轧辊水平放置。
这类轧机以轧辊数目又可分为二辊轧机、三辊轧机、四辊轧机、八辊轧机、十六辊轧机、二十辊轧机、行星轧机等。
2立式轧机：
轧辊垂直放置。
3万能轧机：
在机座中既布置有水平辊又有立辊。
4斜辊轧机：
轧辊倾斜放置。
上述各种型式轧机的示意及用途见下表。
3）按轧机排列方式可分为：
1单机架轧机：
轧机在仅有的一个机架中完成轧制。
见下图中1.
2横列式轧机：
数个机架横列，由一个电机驱动，轧件依次在各机架轧制数道或一道。
见下图中2。
3纵列式轧机：
数个机架顺序排列，轧件依次在各机架中轧制一道。
见下图中3.
4连续式轧机：
数个机架顺序排列，轧件同时在几个机架中轧制。
见下图4。
5半连续式轧机：
型钢热轧机一般是横列式和连续式的组合（见下图中5）。
但对半连续式钢板（带钢）热轧机则是纵列式与连续式的组合。
6.1.3轧钢生产工艺流程
由于钢材的品种、规格、钢种、用途、产品执行标准等各不相同，采用的生产工艺流程会有差异；
但是整个轧钢生产工艺流程（以热轧为例）总是由以下几个基本工序组成的：
（1）坯料准备：
一般包括坯料选择，坯料的测长、称量和锯切，坯料表面缺陷的清理，表面氧化铁皮的去除。
需要时还包括坯料的热处理等。
（2）坯料加热：
坯料加热的目的是提高塑性，降低变形抗力，以便于轧制。
轧钢常用的加热设备主要有两类，一类是车底式炉，主要用于厚板车间和锻造车间加热断面边长＞400mm的钢坯（钢锭）；
另一类是连续式加热炉，有推钢式连续加热炉以及属于机械化炉底中的环形炉和步进式加热炉等。
环形炉主要用于热轧钢管车间的管坯加热。
步进炉具有加热制度灵活、加热温度均匀等优点，已得到广泛应用，尤其是在合金钢和新建的棒线材生产车间，已发展成为替代推钢式连续加热炉的主要炉型。
坯料一般加热至1100~1250℃，随坯料钢种和产品轧制工艺而定。
不能加热温度过高或时间过长，会产生过热、过烧和严重脱碳等缺陷；
也不能加热温度过低或时间过短，会造成断辊、缠辊等事故。
（3）坯料轧制：
是整个轧钢工艺流程中的核心工序。
其任务是按照设计的轧制工艺制度，通过在轧机上轧制，完成坯料的变形，生产出质量合格的钢材产品。
轧制工艺制度主要包括变形制度，速度制度和温度制度。
1）变形制度：
主要内容是确定从坯料到成品的总变形量和道次变形量，并据之编制型钢轧机的孔型设计，钢板轧机的压下规程、钢管轧机的轧制表。
孔型设计是型钢轧制的工具设计，其任务是使钢坯或钢锭经过若干道次的轧制，获得所要求的断面形状、尺寸和一定的产品性能。
孔型设计包括以下三部分：
1断面孔型设计：
就是根据原料及成品的断面形状、尺寸及产品性能要求，确定出轧
件连续变形所需要的道次及道次变形量，以及完成此变形过程所需要的每个孔型的形状和尺寸；
2轧辊孔型设计；
就是根据设计出的断面孔型，确定孔型在每个轧机上的分配；
3轧辊导卫设计：
就是保证轧件能顺利出入孔型的工艺配件设计。
2）速度制度：
主要内容是确定各道次的轧制速度以及每道次中不同阶段的速度。
3）温度制度：
主要内容是确定开轧温度和终轧温度。
以上三项工艺制度既相互联系又相互制约，并且直接关系到产品能否达到规定的质量要求和轧机能否实现良好的技术经济指标。
钢板轧机由钢坯轧制成钢板一般分粗轧和精轧两步进行。
粗轧阶段采用大的压下量（每轧一道次压缩的量），以减少轧制道次，提高产量；
然后再以小压下量进行精轧，以达到良好的表面和精确的尺寸。
（4）钢材的精整；
这是轧钢生产工艺流程中最后一个工序，它对产品的质量在一定程度上起着最终的保证作用。
精整工序的内容因产品的技术要求不同而不同，通常包括钢材的切断或卷取、轧后冷却、矫直、成品热处理、产品表面清理、各种检验以及成品的包装、称重、打标志等具体工序。
1）钢材切断：
成品需切头尾（将头尾变形不规则部分切除）和切定尺。
在轧制过程中，为轧制过程顺利进行，轧件也需切头尾。
常用的切断设备有：
平行刀片剪切机：
通常用于横向热剪切方形和矩形断面轧件；
斜刀片剪切机：
通常用于冷剪和热剪钢板、带钢、薄板坯、焊管坯等，有时也用于剪切小型材；
飞剪机：
主要用于横向剪切运动着的轧件；
圆盘式剪切机：
一类用于钢板和带钢的纵向剪切，一类用于小型、线材生产中的切头；
锯机：
一般用于锯切钢管和异形材；
火焰切割：
一般用于切割厚度＞50mm的厚板。
2）钢材轧后冷却：
根据钢的化学成分、组织状态、产品断面尺寸、冷却后可能产生的缺陷以及轧机产量、冷却场地等条件，分别采用不同的冷却方式。
空冷：
即在空气中自然冷却。
常用于低碳钢、普通低合金高强度钢、大部分碳素结构钢和合金结构钢等的轧后冷却。
快冷：
即采用鼓风、喷雾、喷水、无压层流水冷等骤冷到某一温度后再自然冷却。
常用于要求检验碳化物网状缺陷的钢种和普碳钢盘条的轧后冷却。
缓冷：
即将轧后的钢坯或钢材堆在缓冷坑内、可移动的缓冷箱内或堆放在地上，上面盖上砂子、石棉渣等进行缓冷。
常用于高速工具钢、马氏体不锈钢、部分高合金工具钢和高合金结构钢等。
自然冷却设备主要是各式冷床：
设有钢绳拉钢机的冷床：
多用于大中型钢材；
设有链式运输机的冷床：
多用于轧件表面怕擦伤的钢管和板带；
齿条式冷床：
主要用于在冷却过程中容易产生弯曲和扭转的小型钢材。
此外，还有钩式运输机，将盘条挂起来，一边运输，一边冷却，主要用于线材。
3）钢材矫直：
轧制后的钢材由于在输送中顶撞挡板或其他障碍物和轧后冷却中冷却不均等，往往发生弯曲、瓢曲或端部扭偏，必须通过矫直设备（如压力矫直机、张力矫直机和辊压矫直机等）使钢材长度方向上平直和给钢材断面整形。
4）成品热处理：
是通过加热、保温、冷却的方法，按照不同的加热、保温、冷却曲线，对钢材进行退火、正火、淬火、回火处理，改善钢组织，从而获得所需要的性能。
如钢材按特定的加热保温曲线进行加热、保温后，在水中或油中快速冷却，即进行淬火处理，可提高钢的强度和硬度，增加耐磨性。
如将经淬火后的钢材再加热到723℃以下的某一温度范围进行保温，然后在油中或空气中冷却，即进行回火处理，可减少或完全消除钢在淬火时所产生的内应力，降低淬火钢的脆性，获得较好的韧性和强度的配合。
5）成品的检验
多数是对成品进行在线超声波、漏磁等无损探伤（NDT），对钢管产品进行在线水压试验，以及取样离线进行各种力学试验，热处理试验，抗腐蚀试验以及金相组织分析和化学成分分析等。
6.1.4轧钢配套的公辅设施
（1）轧辊间
轧辊间通常布置在轧钢主厂房内。
设置若干台对路的轧辊磨床等，主要负责轧钢机各种工作辊和支撑辊的新磨与重磨，各种工作辊和支撑辊的存放与拆装，轧辊轴承的拆卸、装配与维护，以及各种剪切设备的剪刃修磨。
（2）检验室
检验室主要负责轧钢取样离线检验项目的各种力学试验，热处理试验、抗腐蚀试验以及金相组织分析和化学成分分析，对应配置若干试样加工设备、通用或专用试验设备与化验仪器。
上述各项轧钢检验任务，多数厂由全厂性的中心试验室（或研究中心）承担，除承担各项检验和化验项目的实际操作而外，并负责新产品的开发和工艺技术的研究。
（3）水处理设施
以中板轧钢车间为例，一般包括下列循环水系统：
1）加热炉净循环水系统：
水用后仅温度升高，水质未受污染，回水利用余压直接上冷却塔降温后，经泵加压送用户循环使用。
为确保加热炉事故状态下2小时不间断供水，一般设柴油水泵，有的厂为了双保险，还与连铸机事故水塔的供水管联通。
2）轧机净循环水系统：
主要供轧机区的电机、液压系统、润滑系统等设备间接冷却用水。
3）轧机浊循环水系统：
根据用户供水压力的要求，分为低压、中压、高压三个供水系统，分别供辊道、除尘和轧辊的设备直接冷却水。
水用后含有少量油污和氧化铁皮，先汇入1#铁皮冲渣沟流入一次铁皮沉淀池，经初步沉淀去除大颗粒氧化铁皮后，一部分用于冲铁皮沟，并返回一次铁皮沉淀池内；
其余部分经化学除油器去除油污和悬浮物后，上塔冷却、加压供用户循环使用。
4）层流浊循环水系统：
分低压、高压两个供水系统，分别供层流冷却水箱和层流侧喷冷却。
水用后温度升高，并含少量氧化铁皮和油污。
排入2#冲渣沟、流入层流泵房热水井，经加压、高速过滤器、上塔冷却后，流入层流泵房的冷水井，与未抽出的水混合为≤38℃的水，再经加压和管道过滤器过滤后分送用户循环使用。
上述由化学除油器和高速过滤器排出的泥浆统一经压滤机脱水后，泥饼供烧结作原料。
轧钢车间外部煤气管道排出的含酚污水，集流到含酚污水坑，定期送焦化厂统一处理。
（4）供配电设施
一般按不同的轧钢车间分设变电所。
变电所下设若干电气室，分别给相关电气设备供电。
对用电负荷比较大的轧钢车间，如热连轧车间、宽厚板轧钢车间等，综合考虑主传动电机短时的有功和无功冲击负荷（其中有功冲击负荷由系统承担），主、辅传动整流装置工作时产生的高次谐波及无动冲击，根据有关标准，多数需在其供电变电所对应母线上装设动态无动补偿装置。
（5）三电控制系统
现在，各轧钢车间多数设L1和L2两级控制系统，并预留与L3级生产管理计算机的通讯接口。
以钢板连轧机为例。
L1级包括TCS（工艺控制系统）和BAC（基础自动化系统）两部分，其中：
工艺控制系统的主要功能：
主要负责轧机的板厚自动控制（AGC）、板宽自动控制（AWC）、串辊自动控制（CVC）等；
基础自动化系统的主要功能：
主要负责生产线设备的逻辑控制、顺序控制、安全连锁，物料跟踪的数据采集，传动系统的控制等。
L2级（过程控制级）的主要功能：
1不同工艺阶段的模型计算；
2控制参数的设定；
3物料跟踪；
4数据采集和处理；
5数据通讯；
6人机对话；
7打印生产报表等。
（6）其他公辅设施
根据轧钢生产工艺和全厂总图布置，往往在轧钢车间及其周围还设有与之配套的变压所、换热站、加热炉的余热锅炉、酸碱贮罐（冷轧车间）燃油贮罐（如加热炉、热处理炉烧油）以及车间内外各种管线。
6.1.5轧钢生产主要技术经济指标
（1）成材率：
轧钢生产得到的成品数量占投入坯料数量的百分数（%）。
2005年为95.61%。
（2）钢材合格率：
轧出的合格产品数量占产品总检验数量加中间废品数量之和的百分比（%）。
2005年为99%。
（3）劳动生产率：
劳动者在一定时间里平均每人生产合格产品的数量（用实物劳动生产率或产值劳动生产率表示）。
2005年为681t/人年。
（4）日历作业率：
是考核轧机的日历时间利用程度的指标。
即轧机实际工作时间占年日历作业时间（8760小时）的百分数（%）。
2005年为67.35%。
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