钢铁生产工艺模板.doc

1.1.1钢板生产基础知识 - 钢和生铁钢和生铁全部是铁和碳合金。它们关键区分是含碳量不一样。钢含碳量通常低于1.7，而生铁含碳量通常在1.7到4.3之间。 钢和生铁另一个显著区分在于杂质硫和磷含量不一样，钢硫、磷含量大大低于生铁。为了使钢取得一些特殊性能，还要有意在钢冶炼过程中加入一些合金元素，因为化学成份不一样，所以钢和生铁在性能上有很大差异。钢有良好物理和力学性能，能够承受多种形式压力加工并能经过热处理改善和提升其性能。而生铁则属于脆性材料，通常不能承受压力加工，只能经过铸造方法来制造多种零件。但生铁生产成本低，铸造性能好，还含有耐磨性、抗震性、耐腐蚀性及对缺口不敏感性，故应用也很广。1.1.2钢板生产基础知识 - 炼铁自然界中铁全部以氧化物形式存在，当含铁氧化物中铁含量达成一定量含有冶炼价值时即为铁矿石。炼铁关键任务就是要把铁矿石中铁从氧化物中还原出来，即为生铁。炼铁入炉原料是铁矿石、燃料和熔剂。除加工成一定块度天然铁矿石外，大型高炉还使用将铁矿石经加工而得烧结矿。燃料使用焦炭，焦炭是用炼焦煤技要求配比经炼焦炉生产而得。它有高发烧值且有高强度(可经受加料及料柱在高炉中下行时机械撞击)，为高炉炼铁提供热源并用作铁矿石还原剂。铁矿石中除氧化铁外还存在部分杂质如SiO 、Al O 、MnO等；焦炭除关键成份碳外还有超出10灰分其成份也是Al O 、SiO ，这些杂质均需除去。因为它们熔点很高，所以还要加入熔剂石灰石(CaCO )、白云石(MgCO ?CaCO )等使它们和杂质生成熔点低、密度小炉渣，浮于铁水表面经过出渣口排除出炉。现代炼铁设备绝大部分采取高炉。高炉是一个竖直圆筒形炉子，外面用钢板制成炉壳，里面用耐火砖砌筑内衬。高炉大小以其有效容积(出铁口水平面到炉料装满时装料线之间空间容积)命名。宝钢高炉是中国现在最大高炉，l、2号高炉有效容积为4063m ；3号高炉为4350m ；是全国最大高炉。世界上最大高炉为5580m (前苏联)。 高炉结构示意图高炉关键由炉缸(1)、炉腹(2)、炉腰(3)、炉身(4)、炉喉(5)等部分组成。在炉缸上部有风嘴(6)和风管(7)，在风嘴下方有出渣口(8)，靠近炉底有出铁口(9)，高炉顶部有排气管(10)和加料设备(11)。高炉冶炼时，将炼铁原料按一定配比组成炉料(料批)由炉顶经大、小料斗进入高炉在炉内形成料柱；经热风炉予热后空气从风口鼓入炉内。炉中焦炭燃烧，矿石熔化还原形成铁水、炉渣，燃后废气上升从排气管排出。所以，高炉内炼铁过程实质为二个方向相反流动着料柱和气流股间相互作用。其冶炼(还原)反应为： 1)FeO十COFe十CO 发生在高炉上部间接还原2)FeO十CFe十CO发生在高炉下部直接还原还原后铁因接触灼热焦炭而渗碳并熔化为铁水聚积，定时从出铁口放出。宝钢高炉除了容积为全国之最外，还采取了精料、超高压炉顶、高风温、富氧脱湿鼓风、喷煤粉冶炼、余压发电等一系列优异技术，并进行计算机管理，所以各项经济指标达国际优异水平。宝钢高炉另一大特点是因为采取精料冶炼，矿石中含铁率高，焦炭灰分少，所以渣量极少，除了节省能源提升产量外，在高炉结构上对应特点是不设出渣口，少许炉渣在出铁结束后由出铁口放出。1.1.3钢板生产基础知识 - 炼钢炼钢关键任务就是根据所炼钢种质量要求将炼钢原料(生铁、废钢)熔化，经过氧化作用及加入铁合金将其中碳、锰、硫、磷及其它元素含量调整到要求范围并达成一定出钢温度准备浇铸。1.1.3.1氧气转炉炼钢1.1.3.2平炉炼钢 （平炉炼钢工艺现在已经基础淘汰，无须花时间阅读！）1.1.3.3电炉炼钢 1.1.3.1氧气转炉炼钢转炉炉体为梨形图2所表示，它能够大角度倾转，故称转炉。 图2氧气顶吹转炉示意图氧气顶吹(现己发展为顶、底复合吹)转炉(LD转炉)炼钢诞生于1952年，以后在世界范围内得到了广泛快速发展，成为产钢量最多一个炼钢方法。LD转炉关键原料是铁水另加少许废钢，所以炼钢过程中关键任务是降碳(铁水含碳约4)。冶炼中热量起源是靠吹入铁水中氧使碳氧化(燃烧)所产生热量，不需另加燃料。转炉大小是以每次熔炼时装入铁水重量命名。转炉冶炼一炉钢耗时约为2030分钟。当向转炉内加了废钢和兑入铁水后，摇直炉体同时降下氧枪(内送氧气，周围水冷)开始送氧吹炼，氧枪喷咀在熔池上方保持一定高度和一定压力，造成熔池中铁水搅动，氧气流搅入熔池开始铁水中碳氧化，反应关键为：O2十2C2CO2CO十O22CO2铁水中碳燃烧所产生高温及生成CO、CO2所引发气流使熔池搅动更为猛烈，反应速度愈加快，所以可在较短时间内完成炼钢作业(2030分钟)。为了调整剩下热量以预防钢水温度过高，要加入废钢、铁矿石，为了造渣(调整碱度，去除磷、硫)要加入石灰、萤石等熔剂。待炉内含碳量和钢水温度抵达预定目标，则转炉冶炼任务完成可准备出钢。1.1.3.2平炉炼钢 （该工艺在中国已经淘汰）图3平炉结构示意图平炉炉体像一座平顶房子，故称其为平炉(见图3)。它是一个有蓄热室反射炉，是LD转炉问世前关键炼钢方法。金属原料(生铁、废钢等)、熔剂(石灰石或石灰)、氧化剂(铁矿石、锰矿石等)从炉门装入炉内；经蓄热室预热煤气(燃料)和空气从二侧进口进入后混合燃烧提供冶炼过程所需热量。平炉大小是以每一炉所炼钢重量来表示，从几十吨到几百吨不等。平炉冶炼一炉钢耗时通常为6一10小时。平炉炼钢和转炉炼钢在冶炼过程中关键区分关键是：平炉炼钢氧化作用(降碳及氧化其它杂质)关键是经过复盖在钢水上炉渣在钢水炉渣界面上进行，正如所谓“炼钢即炼渣”，所以调整渣成份造好渣是平炉炼钢关键步骤。冶炼过程氧化反应以下： (FeO)FeO FeO+CFe+COCOCO()为渣中成份 为钢水中成份(FeO)+CCO因为CO生成及上浮造成熔池猛烈“沸腾”，将钢水中其它被氧化杂质及气体带至炉渣中可使钢水纯净，待钢水成份、温度抵达预定目标即可准备出钢。1.1.3.3电炉炼钢直流电弧炉(简称电炉)是利用电为热源(石墨电极和金属熔池间产生电弧所放出热)进行冶炼一个炼钢方法。原料关键是废钢，造渣材料为石灰、萤石、炭粉等。电炉形状像一把茶壶，图4所表示，它大小是以设计出钢量和图4电弧炉结构示意图配置变压器(每台电弧炉均需配变压器方便将交流电变换为直流电)容量(KVA)来表示，通常容量为320吨，多年来有大型化趋势，最大可达200吨。电炉炼钢过程通常有熔化期、氧化期和还原期。废钢入炉后即放下电极，由电极和炉料间电弧放出热量熔化炉料，待炉料熔清后经过富氧炉渣和钢水界面反应(类似平炉)和直接向钢水中吹氧进行去碳、去磷(需氧化气氛)作业，即为氧化期。待C、P达成预定值时将氧化渣全部扒去，加石灰、萤石、炭粉(还原剂)造还原渣进入还原期，还原期任务是在炉内进行脱氧、去硫(需还原气氛)、加铁合金调整成份同时提升钢水温度至预定出钢温度。出于电炉是用电加热，不用空气和燃料，带入有害气体及杂质机会极少，钢成份也轻易正确控制，并能很好地去除硫、磷等有害元素，所以钢质量很好，尤其是可利用它冶炼高合金特殊钢。 1.1.4钢板生产基础知识 - 钢脱氧及浇铸在任何一个炼钢方法炼钢过程中，为了达成炼钢预定目标全部需要加入充足氧来氧化碳及其它杂质。所以，不可避免地在炼钢终了时钢水中溶有过多氧。高温时氧在钢水中溶解度较大，但伴随温度降低，溶解度急剧下降。若不进行合适处理就会使钢水在浇铸过程中产生猛烈沸腾而不能正常进行操作，并降低钢塑性、韧性。所以，在炼钢终了时必需进行一定程度脱氧，也就是说脱氧就是在出钢或浇铸过程中合适地降低钢水含氧量作业。脱氧具体操作是向炉内或钢包中加入和氧结协力强脱氧剂。作为脱氧剂多种不一样元素其脱氧程度和效果是不一样。它是依据不一样元素平衡氧量来决定。以常见脱氧剂Mn、Si、Al而言，锰为弱脱氧剂，铝为强脱氧剂，硅脱氧能力居中。脱氧剂加入钢水后即和钢水中氧作用，生成脱氧剂元素氧化物，从而降低钢中含氧量。钢产品质量优劣，除决定于炼钢过程、化学成份及钢水质量外还和钢浇铸有着十分亲密关系，钢浇铸方法又和脱氧方法相关连。现在，钢浇铸分为模铸法和连铸法二大种。1.1.4.1模铸法1.1.4.1.1沸腾钢1.1.4.1.2镇静钢1.1.4.1.3半镇静钢1.1.4.1.4压盖钢1.1.4.2连铸法1.1.4.1模铸法模铸法立即炼钢炉冶炼完钢水倒入钢水包中，再铸入一定形状钢锭模使之凝固成钢锭工艺过程。以后，钢锭还需经初轧开坯，再深入轧制成多种钢材。铸锭过程并非单纯凝固过程，在凝固过程中同时还发生一定化学反应。不管最终产品是何品种，钢锭质量特征全部将对钢材质量带来较大影响。对钢锭质量起关键作用是钢脱氧方法，按脱氧方法不一样，钢锭可分为沸腾钢、压盖钢、半镇静钢和镇静钢。它们分别有着不一样特征，充足了解这些特征对于钢铁产品质量设计有着关键意义。以下分别叙述多种钢锭特点：1.1.4.1.1沸腾钢沸腾钢在浇铸前钢水几乎不脱氧或仅使用弱脱氧剂(通常是锰铁)进行脱氧，所以属不完全脱氧，钢水中保留有一定含氧量(浇铸前通常含氧量为150450ppm)。当钢水浇入钢锭模中时，模壁钢水受急冷立即凝固，钢中氧溶解度也急剧下降，氧和钢水中碳作用O+CCO，放出大量CO气体，CO气体上浮，带动钢水沿钢锭模内壁上升，再经过模子中心下降，造成钢水流动。这种钢水流动再加上CO气泡上升，形成了钢水“沸腾”，它保持了钢锭内部钢水温度均匀，因为含有多种杂质偏析成份不停被带往钢锭内部，所以形成纯净表面层，且表面因为钢水将CO气泡带走，钢锭各侧面几乎没有留下气泡，形成了坚实坚壳层(坚壳层愈厚，钢锭质量愈好)。在靠近浇铸完成时，钢锭下部钢水静压力增大，CO生成减弱且上浮困难，沸腾不猛烈，在钢水缓慢凝固过程中气泡被留在原处，形成蜂窝气泡(一次气泡)有规律地分布在钢锭下半部。当钢锭头部完全凝固时(钢锭内部未凝固)，气体产生压力再次增高又产生气泡，但因为内压力增大，气泡不能充足生长而形成几乎是球型气泡(二次气泡)。在最终平静凝固中，因为收缩，伴随气体压力下降在钢锭头部中心带又产生粒状气泡，它也是偏析最为严重区域。 沸腾钢锭内部组织概况示意图5。 因沸腾钢浇铸后钢水在钢锭模中沸腾使沸腾钢锭表面层钢质十分良好。另外，出于气泡产生填补了钢从液相到固相体积收缩，所以钢锭体积基础上和浇铸体积相当，在随即初轧及成品轧制过程中，钢锭中气泡能够完全焊合。和镇静钢在浇铸过程中产生缩孔需切除头部缩孔部分相比，沸腾钢比镇静钢有着较高轧制成材率，其关键缺点是钢锭偏析较严重，造成组织不均匀，且轧后钢材仍存在偏析，在轧材不一样部位性能有较显著差异，尤其是硫、磷，因为凝固温度范围大，偏析最为严重。比如，钢锭中心部分硫可为平均含量6倍，磷可为平均含量5倍左右。 1.1.4.1.2镇静钢镇静钢在浇铸过程前钢水经完全脱氧(通常加较大量硅铁、铝等强脱氧剂)，所以在浇铸和凝固过程中几乎不产生CO气体。浇铸时钢水流动缓慢，钢液凝固平静。 镇静钢内部组织情况示意图6。浇铸镇静钢时，当钢水进入钢锭模，钢水接触模壁就急剧凝固形成激冷层(微晶区)，在以后凝固过程中，因为锭壁和中心有一定温度梯度，所以，结晶呈柱状垂直模壁略向上倾斜地生长。当柱状晶长到一定程度时，钢锭内部温度差变小，柱状晶就停止生长，开始生成方向不一树枝晶。当几乎没有温度差中心部钢水温度达成液相线温度(凝固温度)时，在钢水内部结晶出独立晶粒，并因为密度不一样而沉降到钢锭底部，形成致密沉淀晶粒，当钢锭再向内部进行凝固时，钢锭中部生成等轴晶粒。在镇静钢锭头部最终凝固地方，因为钢水凝固时体积收缩(收缩量约为1.52.5)。就产生很深缩孔和疏松。为了预防产生这种情况，通常采取加保温帽方法，使缩孔和偏析集中在保温帽部分，并在初轧开坯中切除。镇静钢锭和沸腾钢锭相比，因为在凝固过程中钢水不流动，所以偏析量少，是质量均匀钢锭。其缺点是因为有缩孔需切除，所以成材率较低，成本较高。同时因为氢等气体在钢锭表面周围形成气泡(皮下气泡)和浇铸(上铸时)中发生冷溅缘故，镇静钢锭表面质量较差，会影响轧制钢材表面产生表面缺点。 1.1.4.1.3半镇静钢半镇静钢是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间浇铸类型，钢水脱氧时除加锰铁外，也加入少许硅和铝，浇铸时模内仅有很微弱沸腾，排出少许CO。形成钢锭结构也介于镇静钢锭和沸腾钢锭之间。钢锭模形状多为瓶口形。半镇静钢性能靠近镇静钢(偏析较小)，但因为缩孔小，切头率低，所以扎制收得率较高(比镇静钢高7一10左右)，广泛用于大量生产通常结构钢。它发展有限关键是因为它要求严格脱氧条件，钢水含氧量需稳定在很窄范围(波动5ppm，所以生产和管理要求高，有一定难度。 1.1.4.1.4压盖钢 压盖钢实质上是控制沸腾程度沸腾钢。将不完全脱氧钢水浇到钢锭模中，待钢液沸腾表面生成一定厚度坚壳层时，机械式加铁盖于钢锭模顶部，抑制气泡选出，使沸腾人为地停止，以预防钢锭心部产生严重偏析，它保留了沸腾钢所含有高收得率和良好表面，而部分消除沸腾钢S、P严重偏析。 1.1.4.2连铸法在科技飞速发展背景下，钢铁生产不停向连续化、高速化和大型化方向发展，在钢水处理方面采取连续铸钢法替换传统铸锭开坯法就是一项重大改革。连铸法是将钢水经过结晶器直接冷却，凝固成所需规格板坯或其它截面钢坯一个钢水浇铸方法。连铸设备出回转台、中间包、中间包车、结晶器及结晶器振动装置、二次冷却装置、钢坯矫直装置、切割装置及引锭装置所组成。关键钢水凝固过程是经过结晶器实现。结晶器是连铸设备中关键部件，是一个水冷特殊“钢锭模”，出导热性良好铜板所制成。经过预定处理钢水在钢包内吊至回转台，旋转180度以后将钢包置于中间包上方，打开水口，使钢水注入中间包内，待液面达成要求位置时，打开中间包水口，控制钢水按一定速度流入结晶器。注入结晶器钢水被事先送入结晶器底部引锭头挡住，当沿结晶器壁外层快速凝固成有一定厚度坯壳同时结晶器内钢水抵达要求高度时，开启拉辊，经过引锭杆以一定速度把铸坯拉出。铸坯出结晶器后经二次冷却喷雾区，经过辊道向前输送，经切割辊道由火焰切割装置切成定尺长度，除去两端切割中毛刺，送至铸坯精整场地，即完成连铸过程。和模铸法相比，连铸法优点是显而易见。首先连铸可省去庞大模铸、初轧工序，大大地简化了从钢水到钢坯生产工艺，缩短了生产周期(设备费用约可降低70)；其次，因为钢水连铸成坯没有残钢损失，又不需切头，所以金属收得率大幅度提升，且能提升生产效率，降低能量消耗；另外，连铸可、实现自动化、机械化并能改善工作条件和工作环境。因为连铸时钢水凝固速度很快，所以可得到成份均匀、组织致密、晶粒细小、非金属夹杂物少连铸坯。另外，因为连铸坯表面是经过钢水接触加工精细水冷铜结晶器而形成，所以连铸坯表面质量很好。在稳定生产条件下，铸坯可不加清理或稍加清理就送至下一道工序进行轧制。也正是因为连铸坯在生产中快速凝固，所以决定了连铸法不适适用于生产沸腾钢，连铸坯所适用脱氧方法为镇静钢。多种浇铸方法比较见表21。 浇铸方法项目 模铸沸腾钢模铸压盖钢模铸半镇静钢模铸镇静钢连铸钢坯脱氧方法用弱脱氧剂进行不全脱氧同左进行中等程度控制脱氧强脱氧剂进行完全脱氧同左化学成份限制通常：C0.25%，Mn0.60%同左比沸腾钢限制较少低碳钢没有成份限制，可生产全部碳素钢、合金钢除少数高合金钢外无成份限制表面质量最好好于镇静钢，但比沸腾钢差较差易产生针孔、翻皮等表面缺点，轧坯后需清理很好初轧成材率90939080约98(钢坯量/钢水量)偏析钢锭头部有较严重偏析头部有偏析、但比沸腾钢有所改善偏析比压盖钢还有所改善有轻微偏析，程度最轻有轻微偏析用选因为受化学成份限制，只能生产含碳量较低碳素钢，不能生产中、高碳碳素钢及合金钢，但表面质量很好，所以关键用于生产中、低强度碳素结构钢，品种关键是线材、薄板、 钢带、焊管等同左基础上和沸腾钢相同，但因半镇静钢含碳量可比沸腾钢提升，所以可生产中等强度结构钢，品 种能够有中板、厚板、型钢等可按其钢种不一样生产多种类别、多种品种产品如机械结构钢、工具钢、不锈钢、轴承钢等广泛用于板材、管材、棒材产品，牌号可包含全部碳素钢、低合金 钢和部分合金钢1.1.5钢板生产基础知识 - 钢轧制金属压力加工就是在外力作用下，使金属材料产生塑性变形，改变其形状、尺寸及力学性能从而取得所需产品加工方法。在压力加工多种方法中，关键用轧制、拉拔和挤压三种方法来生产多种金属材料如板材、型材、管材和金属丝等。1.1.5.1钢轧制原理和方法 1.1.5.2轧钢设备1.1.5.2.1按用途分类1.1.5.2.2按轧辊在机座中排列分类1.1.5.2.3按轧机排列方法分类1.1.5.1钢轧制原理和方法钢轧制是将钢锭或钢坯经过二个旋转轧辊间空隙受轧辊辊压而使钢坯截面降低、长度增加一个压力加工方法。钢坯在常温下很硬且塑性较差，不易加工，通常要加热到11501300进行轧制，这种方法叫热轧。大部分钢材是采取热轧制成。但在高温下钢表面产生很多氧化铁皮，使钢材表面粗糙，尺寸波动较大，所以对于要求表面精度高、尺寸正确钢材则采取冷轧。冷轧是先将钢坯(钢锭)热轧到一定尺寸后，再在冷状态下进行轧制一个方法。 1.1.5.2轧钢设备轧制钢材设备称为轧钢机。轧钢机是由轧辊及支承轧辊机座等部件组成。为了轧制种类繁多钢材，需要采取多种不一样型式轧机。根据用途、轧辊排列方法和轧机排列方法轧钢机可分为以下多个类别。1.1.5.2.1按用途分类(1)初轧机将钢锭(坯)轧成半成品，即轧成方坯、圆坯、扁坯或板坯。(2)钢板轧机轧制钢板。(3)钢管轧机轧制钢管。(4)型钢轧机轧制型钢。 1.1.5.2.2按轧辊在机座中排列分类(1)水平式轧机斗轧辊水平放置轧机。这类轧机又以轧辊数目分为二辊轧机、三辊轧机、四辊轧机等。(2)立式轧机轧辊垂直放置轧机。(3)万能轧机在机座中既部署有水平轧辊又有垂直轧辊。(4)斜辊轧机轧辊倾斜放置轧机。 1.1.5.2.3按轧机排列方法分类(1)单机架轧机轧件在仅有一个机架中完成轧制。(2)横列式轧机数个机架横列，轧件依次在各机架轧制一道或数道。(3)纵列式轧机数个机架次序排列，轧件依次在各机架中轧制一道。(4)连续式轧机数个机细次序排列，轧件连续地在多个机架中轧制。(5)半连续轧机通常是横列式或纵列式和连续式轧机组合。图7轧钢机排列方法示意图，箭头所指为轧件轧制路线初轧机和型钢轧机是以轧辊直径大小来称呼，比如850初轧机、l150初轧机分别表示轧辊直径为850mm和1150mm。钢板轧机是以其轧辊长度来称呼，比如1700钢板轧机表示这台轧机轧辊长度为1700mm，能轧最大宽度为1500mm钢板。钢管轧机是以能轧钢管最大外径来称呼。比如400钢管轧机表示所能生产钢管最大外径为400mm。图8从炼铁开始钢材生产过程示1.1.6钢板生产基础知识 - 钢板(带)生产钢板(带)关键用于建筑行业、交通运输行业、机械和电器制造业、轻工业及食品工业等部门，也为近代多种口径焊接钢管原料，是一个用途较为广泛通用钢材。所以，在现代工业比较发达多个关键产钢国，钢板在轧制钢材中所占比重全部在逐年增加，现在己达5060以上。1.1.6.1热连轧钢带生产1.1.6.1.1原料准备1.1.6.1.2板坯加热1.1.6.1.3粗轧1.1.6.1.4精轧1.1.6.1.5轧后冷却、卷取和精整1.1.6.2冷连轧钢带生产1.1.6.2.1原料板卷酸洗1.1.6.2.2冷连轧1.1.6.2.3脱脂和退火1.1.6.2.4平整1.1.6.2.5精整1.1.6.2.6表面处理1.1.6.1热连轧钢带生产热连轧钢带厚度范围通常为0.825毫米。热连轧钢带生产工艺过程关键包含：原料准备、加热、粗轧、精轧、冷却及卷取等工序。1.1.6.1.1原料准备热连轧钢带所用原料是初轧板坯或连铸板坯。坯料厚度通常为120300毫米，最厚达300350毫米。板坯宽度通常和轧成钢带宽度相同或大于钢带宽度50100毫米，采取大立辊轧制生产不一样宽度钢带。板坯在加热前必需清除表面缺点，以确保成品钢带表面质量。在部分板坯初轧机上，常设有火焰清理机全方面清理板坯上、下表面，这对于通常钢种来说，也发明了热态装炉条件。对于质量要求较高板坯，尚需进行局部修磨清理，以消除较深缺点。一些对温度敏感钢种，还要求在热忠下进行局部修磨。 1.1.6.1.2板坯加热因为对成品质量和尺寸偏差要求日趋严格，所以板坯加热质量也就越来越得到重视。 连轧机板坯加热设备大多由35座连续式加热炉组成。因为步进式连续加热炉含有显著优越性，所以用得越来越多。板坯加热温度通常为12501280。多年来，加热炉采取电子计算机自动控制每块板坯加热过程，使加热质量、燃料消耗、加热能力等更趋于理想。 1.1.6.1.3粗轧板坯在轧制前必需根本清除加热时产生氧化铁皮，以免压入表面产生缺点。粗轧前，通常采取大立辊轧机进行轧边，以破碎板坯在加热炉内生成氧化铁皮，同时对板坯宽度进行矫正。大立辊轧机进口处设有侧导板，大立辊轧机前或后设有高压水除鳞装置，用11.7714.71MPa高压水冲除板坯表面氧化铁皮。板坯除鳞以后，接着进入二辊轧机轧制。此时板坯厚度大、温度高、塑性好、抗力小，故选择二辊轧机即可满足工艺要求。伴随板坯厚度减薄和温度下降，变形抗力增大，而板形及厚度精度要求也逐步提升，故须采取强大四辊轧机进行压下，才能确保足够压下量和很好板形。为了使钢板侧边平整和宽度控制正确，在以后每架四辊粗轧机前面通常皆设置小立辊进行轧边。粗轮机经典部署有全连续式、半连续式和四分之三连续式三种，图9所表示。 全连续式是在大立辊后设置56个二辊或四辊不可逆机座，通常前23机座为二辊式，后多个机座为四辊式。半连续式部署是指在精轧机组上形成连轧，在粗轧区内则为可逆轧制。半连续式是在大立辊后设置二架可逆式轧机，关键用于复合半连续轧机，设有中厚板加工线设备，既可生产板卷，又可生产中厚板。这种半连续式轧机粗轧阶段道次可灵活调整，设备和投资全部较少，故适适用于产量要求不高，品种范围较广情况。四分之三连续式是多年来出现一个节省厂房而生产效率高形式。它是在大立辊后设置34个粗轧机座，包含一个二辊不可逆式、一个带立辊四辊可逆式和两个带立辊四辊不可逆式机座。 1.1.6.1.4精轧 由粗轧机组轧出钢带坯，经上百米长中间辊道输送到精轧机组进行精轧。精轧机组部署比较简单，图10所表示。带坯在进入精轧机之前，首先要进行测温、测厚并接着用飞剪切去头部和尾部，以避免温度过低头部损伤辊面，并使操作顺利进行。图10热轧钢带精轧机组部署简图钢带坯切除头尾后，即用高压水除鳞(在前几架精轧机座间也设有高压水喷嘴)，然后便进入精轧机轧制。精轧机组通常由67架组成连轧，有还留出第八架第九架位置。增加精轧机架数可使精轧来料加厚，提升产量和轧制速度，并可轧制更薄产品。现代热轧钢带轧件轧速很快(有末架精轧机轧速达2830米秒)，为了使成品尺寸和形状正确、表面质量和机械性能良好，必需经过一系列仪表和计算机对轧制速度和压力、出口温度、轧件厚度及辊型等进行自动测量和控制。 1.1.6.1.5轧后冷却、卷取和精整精轧机高速轧出钢带经过输出辊道，要在数秒钟之内急速冷却到600左右，然后进入卷取机卷成板卷，再将板卷送去精整加工。为加速轧制后钢带冷却，确保卷取温度，在精轧机输出辊道下边设有喷水冷却装置，上面设有低压层流冷却装置。冷却后钢带即出辊道送至卷取机卷成板卷。卷取机通常有三台，交替进行卷取。卷取后钢卷经卸卷小车、翻卷机和运输链运往仓库，依据用作冷轧原料或作为热轧成品不一样，分别运往冷轧原料库或继续进行精整加工。精整加工线有纵切机组、横切机组、平整机组、热处理炉等设备。 1.1.6.2冷连轧钢带生产钢板和钢带均能够采取冷轧方法进行生产。冷轧不一样于其它种类轧制方法，即坯料不经专门加热，而在室温下轧制。和热轧产品相比，冷轧钢板和钢带厚度均匀、尺寸精度高、表面光洁美观，经过合适热处理后，其机械性能和加工性能很好，所以使用十分广泛。现在工业发达国家在使用薄板中直接使用热轧板带量较少，大量使用是冷轧板带。所以，用于轧制冷轧板带占热轧材总产量百分比多在2030，甚至50。 冷轧板带品种规格较多，其生产工艺步骤亦各有特点。通常来说关键工序有：酸洗、冷轧、表面清理、退火、平整、剪切(横切、纵切)。假如生产镀层板，就还有电镀锌、热镀锌、电镀锡、热镀锡、塑料复面板等镀层或涂层等工序。1.1.6.2.1原料板卷酸洗冷连轧钢带用坯料是热轧卷，其厚度通常为1.56毫米，宽度在毫米以下。因为热轧板卷是在800900温度下进行最终轧制，其表面总会产生氧化铁皮，为了确保冷轧薄板表面质量，原料必需在轧前除去氧化铁皮。现在在冷连轧生产中应用最广泛去除氧化铁皮方法便是以酸洗为主化学处理。酸洗用酸洗液依据热轧板卷钢种不一样而不一样，通常采取硫酸、盐酸、硝酸、氟酸等无机酸。后二者用于不锈钢、硅钢等除鳞，一般钢通常见硫酸或盐酸。钢带酸洗是在连续酸洗作业线上进行。酸洗作业线关键包含开卷机、酸洗槽、清洗槽、卷取机和一系列传送装置等。 1.1.6.2.2冷连轧经酸洗后钢卷，即可送到冷轧机上去轧制。冷轧机组通常全部采取四辊式或六辊式，有单机座可逆式和36机架连续式。前者产量低，机动性大，适适用于产品规格多、批量小或合金钢百分比较大情况。后者则生产能力大，适适用于品种较单一、产量较高情况，通常以五机架式最为常见。连续式冷轧机轧制时，热轧钢卷经开卷、切头、直头等处理后，依次喂入各机架轧辊之间，在快速轧制中，坯料依次变形，最终由卷取机卷成带卷。在最新轧机中，为了省去带卷收尾操作以提升轧机生产能力，在轧机入口前设有焊接机和活套装置，从而改变了单卷生产“常规冷连轧”方法，消除了诸如穿带、甩尾、加减速轧制等过渡阶段所带来不利影响，形成了完整全连续式冷轧机。 图11 全连续式冷轧机 1.1.6.2.3脱脂和退火冷轧后，经过清洗除去板面轧制油污工序称为“脱脂”。脱脂方法有电解清洗、喷刷清洗、机上洗净和燃烧脱脂等多个。退火是冷轧钢带生产中最关键热处理工序。经过轧制轧件，存在着加工硬化，即形成硬而脆金属组织，这不仅影响轧件力学性能，且妨碍对轧件深入加工。为此，须对冷轧薄板进行再结晶退火处理，即依据钢种不一样将钢带在炉内分别加热到一定温度(600720)，进行保温，然后缓慢冷却。经退火后钢带即可消除加工硬化。并取得良好力学性能。退火方法有罩式炉退火和连续退火之分。 1.1.6.2.4平整成品钢带退火后还应进行平整(压下率为0.54)，目标是使钢带含有良好板形和较高表面光洁度，并可在一定幅度内改善产品力学性能。 1.1.6.2.5精整经过平整钢带能够成卷交货，也可根据用户要求在横剪机组上切成定尺长度并堆成板垛，或经纵向剪切成一定宽度窄带卷，经包装、标志后即可送入成品库，供给用户需要。 1.1.6.2.6表面处理为了使钢制品含有抗腐蚀性能和特殊表面性能，根掘需要可对冷轧薄板进行表面涂镀加工，如镀锡、镀锌、涂漆或有机涂料等。1.1.6.2.6.1热镀锌钢带冷轧后钢卷被直接送到热镀锌机组中处理。钢带先经表面除油清理、连续退火后，浸入锌锅(内有熔融锌液)镀锌。当钢带从锌锅出来时表面己镀上锌层，二面用气刀喷吹以控制锌层厚度并用锌花控制器控制锌层结晶时锌花大小。冷却后再经光整机光整、拉伸矫直、和表面化学处理等工序。成卷产品可直接在机组生产。成张交货镀锌板则在机组尾部卷成钢卷后送到横切机组上剪切。小量特殊要求镀锌钢带在镀锌后需再送回罩式退火炉热处理，以后再进行成品交货处理。1.1.6.2.6.2电镀锌(锡)钢带使用罩式炉退火、平整或连续退火机组处理后钢带卷为原料。钢卷送上机组进料段后经开卷、焊接经过活套进入处理段，钢带先经过脱脂、酸洗再进入电镀槽内镀锌(锡)并经表面化学处理，然后在出料段打印、涂油并在卷取机上重卷成钢卷。需按钢板交货成品再送往横剪机组剪切并在包装机组上包装，按钢卷交货产品则可直接包装后发货。1.1.6.2.6.3彩色涂层钢带使用冷轧钢带、热镀锌钢带及电镀锌钢带为原料。钢带卷上料经开卷、焊接后先经过预清洗再进入进料段活套内，从活套出来后再经过清洗及表面化学处理，然后经l2次涂层及l2次烘烤即在钢带表面涂上彩色有机涂料，再经过出料段活套后，涂腊最终重卷成钢卷。需按钢板交货涂层板再送专用涂层钢带横切机组上剪切并包装。需按钢卷交货产品则可从涂层机组上直接剪成一定重量钢卷，再经包装后作为成品交货。1.1.7钢板生产基础知识 - 钢板产品分类中国以前没有专门给钢铁产品明确产品名称术语标准，所以很多分类界限全部是依据使用习惯而自然形成。1995年公布了国家标准GBT15574钢产品分类，它等效采取了国际标准ISO 692987钢产品分类和定义。本部分基础上介绍该标准中内容，同时补充部分现在尚在使用及部分国外分类界限。1.1.7.1按轧制时坯料温度区分为热轧钢板和冷轧钢板1.1.7.2按供货钢板厚度可分为薄、(中)、厚钢板1.1.7.3按供货钢板表面处理划分1.1.7.4按供货钢板用途划分1.1.7.1按轧制时坯料温度区分为热轧钢板和冷轧钢板1.1.7.1.1热轧钢板(含钢带)钢板是扁平产品中一个所谓扁平产品是指产品横截面基础上是矩形，其宽度远大于厚度。热轧钢板是在板坯加热(通常在A3临界点800左右以上)状态下以下列方法生产出来钢板：a)经可逆轧机直接轧制而得。b)在连轧机上轧制而得。1.1.7.1.2冷轧钢板(含钢带及由钢带剪切得钢板)在原料不经加热状态下进行轧制，经过轧制产品截面面积最少降低25以上所得扁平产品。 1.1.7.2按供货钢板厚度可分为薄、(中)、厚钢板区分薄、厚板厚度界限值各国家标准准中有不一样数值，见表2。注：标准名称以下：GB/T 15574 钢产品分类JIS G0203 钢铁用语（产品及质量）ASTM A6 结构钢棒、板、型钢通常要求ASTM A568 冷、热轧碳素钢板和高强度低合金钢板通常要求EN 10079 钢产品定义 1.1.7.3按供货钢板表面处理可分为无涂镀(可涂防锈油)钢板、带和表面涂、镀产品。依据表面涂、镀层不一样，可分为热浸镀锌、电镀锌、镀锡、镀铬、镀铝等金属镀层产品和涂有机涂料、无机涂料(含搪瓷)等涂层产品。 1.1.7.4按供货钢板用途可分为建筑工程用结构钢板、机械结构用钢板、冷成型用钢板、耐候钢板、特殊性能钢板(如不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工用钢、低温用钢等)，电工钢又可按其晶粒排列分为晶粒取向、晶料无取向钢板等。 1.1.8钢板生产基础知识 - 钢分类过去对钢分类在不一样范围有不一样说法。GBT 1330491钢分类是参考采取了国际标准ISO 4948l钢分类 第一部分：钢按化学成份分为非合金钢和合金钢和ISO 49482钢分类 第二部分：非合金钢和合金钢按关键质量等级和关键性能或使用特征分类而制订国家标准。它考虑了中国具体情况对钢进行了量化分类作为钢统计和使用中统一依据，以下是对按化学成份分类部分作简明介绍。按化学成份可将钢分成非合金钢、低合金钢和合金钢三种。三者间界定合金元素要求含量值见表3。注：La系元素含量，也可为稀土含量总量。 确定钢合金元素含量依据以下：(1)当标准、技术条件或订单对钢熔炼分析化学成份要求最低值或范围值时，应以最低值作为要求含量进行分类。(2)当标准、技术条件或订单对钢熔炼分析化学成份仅要求最高值时，应以最高值0.7倍作为要求含量进行分类。(3)在没有标准、技术条件或订单要求钢化学成份时，应按生产厂报出熔炼分析值作为要求含量进行分类。(4)残余元素含量不作为钢分类依据。(5)表中任一元素，其要求含量百分数落入某一界定范围时，它就分别为所列非合金钢、低合金钢或合金钢。1.2.1钢板、带产品标准 - 概述标准是对某一事物(标准对象)经相关方面协商一致再经主管机构同意所做出统一要求。钢铁产品标准则是出钢铁生产厂和使用方依据使用要求和生产可能而协商一致所制订出对钢铁产品统一要求，作为共同遵守准则和依据。钢铁产品牌号是对某种产品种类、性能、用途等方面特征综合识别标志。所以，对于生产和使用钢铁材料生产厂、用户和钢材贸易部门来说，钢铁产品标准和钢铁产品牌号是她们相互沟通共同“技术语言”。牌号、标准是经过钢铁生产、使用、总结、协商等步骤产生、发展和不停完善，因为各地域资源、生产及科技发展水平、使用习惯等很多原因不一样，世界各国钢铁标准体系和牌号设置也就各不相同，带有自己特点。请从页面顶部导航按钮选择常见和钢板(卷)相关钢铁产品标准及牌号表示方法。1.2.2钢板、带产品标准 - 中国国家标准GB标准中国国家标准代号由大写汉语(“国家标准”)拼音字母首位组成：中国国家标准分为强制性国家标准和推荐性国家标准二类。强制性国家标准(药品、食品卫生、产品安全、劳动安全、环境保护及环境等国家需控制国家标准)代号为“GB”；比如：GB 6654一1996 压力容器用钢板推荐性国家标准(除强制性国家标准外其它国家标准)代号为“GBT”。比如：GBT 699一1999