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轧钢工艺基础 主讲：余道军 花山分厂三轧钢 轧钢工艺基础 一、轧制的基本概念 轧制是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之压缩产生塑性变形的过程。 轧制过程除了使轧件获得一定形状和尺寸外，使组织和性能得到一定程度的改善。 以平辊轧制矩形轧件为例，轧制后轧件的高度减小、宽度增加，长度延伸。以平辊轧制矩形件为例，轧辊直径为D，辊身长度为B，轧制前的轧件高度为h0，轧制后的轧件高度 为h1，轧制前的轧件宽度为b0，轧制后的轧件宽度为b1，轧件的入口速度为V0，轧件的出口速度为V1，如图1.1所示： 1变形区及其主要参数 1.1变形区 如图1.1，轧件开始与轧辊接触的平面AA’ ，称入口平面，轧件与轧辊离开的平面BB’，称出口平面。入口平面AA’，出口平面BB’，轧辊与轧件的接触弧面AB和A’B’构成轧件在轧制时的变形区。轧件在变形区内发生塑性变形。 1.2 咬入角：轧辊与轧件相接触的圆弧所对应的圆心角称为咬入角。 1.3 接触弧长度：轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度称为接触弧长度，或者叫咬入弧长。 1.4绝对变形量 绝对变形量是指变形的绝对值。一般指压下量、宽展量、延伸量。 例如有一矩形钢坯，轧前的长、宽、高分别为L、B、H，轧后的长、宽、高分别为l、b、h。 压下量即为轧前高度与轧后高度之差； 宽展即为轧后宽度与轧前宽度之差； 延伸即为轧后长度与轧前长度之差。即压下量△h=H-h；宽展△b=b-B；延伸△=l-L。 1.5相对变形量 相对变形量是指变形的相对值。一般指压下率、宽展率、延伸率。 例如，有一矩形钢坯，轧前的长、宽、高分别为L、B、H，轧后的长、宽、高分别为l、b 、h。 压下率即为压下量除以轧前高度的百分数； 宽展率即为宽展量除以轧前宽度的百分数； 延伸率即为延伸量除以轧前长度的百分数。 压下率 宽展率 延伸率 1.6总延伸系数 若坯料的断面面积为F0，成品断面面积为Fn，则总延伸系数为 若F1，F2，F3…、Fn为第一、二、三、…n道次的轧件轧后面面积。若 为第一、二、三…n道次的延伸系数。则 上式说明总延伸系数等于各道次延伸系数的相乘积。 二、原料的加热 加热是轧钢生产过程中一个重要工序，钢锭或钢坯经过加热提高了钢的塑性、减少了变形抗力，容易延伸和变形。如以变形抗力来计算，以轧制温度1200o为标准，则在1100o时，变形抗力能增加2.7倍，在1000o时增加4倍，在800o时增加6.7倍，在常温时增加25倍。 因此轧制高温度的钢锭或钢坯所需要的能量比轧制低温度的少得多，并且能够减少孔型和辊身表面磨损，不容易破坏设备。加热良好的钢锭与钢坯，在其断面上与长度上温度应是均匀的，有适当的出炉温度，并烧损最少。加热良好的钢锭与钢坯，容易获得断面形状正确和几何尺寸精确的半成品与成品钢材，使废品大量减少。也适合于高压下量轧制，可提高轧钢机生产率。 2.1加热制度 原料加热时，要遵循一定的加热制度。加热制度一般包括加热时间、加热温度、加热速度和温度制度等要素。 由于钢种不同、化学成分不同、技术特性不同、质量检验标准不同，所以加热制度亦不同。 加热温度是指钢锭、钢坯的出炉温度。钢坯或钢锭的加热温度沿断面及长度应保证均匀。 加热速度是指在单位时间内的温度变化。 温度制度是指加热金属时，炉温随时间变化的情况。对于连续式和步进式加热炉来说，就表示炉温沿加热炉长度的变化情况。因此加热制度应满足以下要求： 1)必须根据各钢种的性能、断面尺寸大小、形状以及具体加热条件，制定合理的加热工艺； 2)对钢的加热温度严格地控制在规定范围内； 3)加热终了钢温必须均匀； 4)防止产生加热缺陷。 2.2加热温度 钢的加热温度是钢在加热炉内加热所达到的满足轧制工艺要求的温度。钢的加热温度取决于它的成分。 对于碳素钢来说，含碳量高，其加热温度应适当降低。 碳钢最合适的加热温度是单相奥式体区，其中亚共析钢的加热温度在Ac3以上30～50℃与固相线NJE以下100～150℃之间。过共析钢最高加热温度应比NJE线低50～100℃。具体参考表2.1： 确定新钢种的加热温度时，可参考有关实验资料。 合金钢的加热温度范围受合金元素的影响，因为合金元素加入钢中，有的形成了合金碳化物（如VC、WC、MoC、Cr7C3），提高了钢的熔点；有的扩大奥式体区、提高固相线；有的缩小奥式体区，使固溶体的熔点改变。 钢的加热温度范围的确定除考虑化学成分和组织状态外，还必须考虑以下几点： 1）钢锭的组