中厚板生产与质量控制PDF电子书下载

1概述 1

1.1中厚板的定义、用途与分类 1

1.2中厚板的技术条件 2

1.2.1力学性能 3

1.2.2工艺性能 3

1.2.3焊接性能 4

1.2.4内部组织 4

1.2.5钢板的表面质量 4

1.2.6钢板的板形与尺寸偏差（精度） 5

1.2.7中厚板的交货状态 11

2中厚板厂生产工艺流程 12

2.1原料准备 13

2.1.1原料的化学成分 14

2.1.2原料的尺寸 14

2.1.3各种原料的特点 15

2.1.4连铸坯常见缺陷、产生原因及消除措施 18

2.1.5洁净钢的生产 35

2.1.6连铸坯的低倍组织观察与评定 41

2.2原料的加热 45

2.2.1加热方式 46

2.2.2铸坯的热装 47

2.2.3常见的加热缺陷 48

2.3高压水除鳞 49

2.4轧制 50

2.4.1除鳞阶段 50

2.4.2粗轧阶段 50

2.4.3精轧阶段 56

2.4.4异形钢板的轧制 57

2.4.5无切边轧制技术 57

2.4.6差厚（变截面）钢板的轧制 58

2.4.7平面形状控制技术的发展 60

2.5冷却 61

2.5.1轧制过程中的轧件冷却 61

2.5.2轧后钢板的加速冷却 63

2.5.3成品钢板的冷却 64

2.6矫直、剪切和表面清理 66

2.6.1矫直 66

2.6.2剪切 66

2.6.3表面清理 67

2.7热处理 67

2.7.1常化处理 68

2.7.2回火处理 68

2.7.3调质处理 68

2.7.4球化处理 68

2.8表面标识 69

2.9钢板的收集与垛放 69

2.9.1钢板的收集 69

2.9.2钢板的垛放 69

2.10钢板的表面检查与修磨 70

2.10.1技术要求 70

2.10.2修磨要点 70

2.11钢板的取样 70

2.11.1技术要求 70

2.11.2取样部位 71

2.11.3取样要求 71

2.12钢板成品化学成分分析取样 72

2.12.1成品化学分析 72

2.12.2取样总则 72

3中厚板厂主要生产设备 73

3.1加热炉 73

3.1.1连续式加热炉 73

3.1.2室状加热炉 79

3.2高压水除鳞系统 82

3.2.1高压水除鳞的原理 82

3.2.2除鳞位置点的确定 82

3.2.3高压水除鳞系统的构成 83

3.2.4高压水除鳞系统的参数确定 83

3.3轧机 87

3.3.1二辊可逆式轧机 87

3.3.2三辊劳特式轧机 87

3.3.3四辊可逆式轧机 88

3.3.4万能式轧机 89

3.3.5轧机主机列 90

3.3.6四辊中厚板轧机工作机座的结构 96

3.3.7快速换辊装置 118

3.3.8轧辊冷却装置 124

3.3.9旋转辊道、侧导板 125

3.3.10辊道 126

3.3.11轧机的主要技术参数 128

3.4轧后加速冷却系统 128

3.4.1轧后加速冷却和直接淬火的优点 129

3.4.2轧后加速冷却系统的要求 130

3.4.3轧后加速冷却系统的布置 130

3.4.4几家中厚板厂轧后加速冷却系统的介绍 140

3.4.5影响冷却系统参数的因素 142

3.4.6控制冷却系统长度的确定 143

3.5矫直机 147

3.5.1压力矫直机 148

3.5.2热矫直机 148

3.5.3钢板的矫直 149

3.5.4钢板矫直机的几种类型 156

3.5.5矫直机的性能和结构特点 157

3.5.6辊式矫直机的基本参数 162

3.5.7宽厚板矫直机技术的发展 163

3.5.8济钢中厚板厂11辊矫直机的结构特点 164

3.6冷床 167

3.6.1冷床的布置形式 168

3.6.2冷床的结构形式 168

3.6.3实例介绍 173

3.7剪切机 175

3.7.1剪切机的结构与特点 176

3.7.2钢板切头尾与定尺剪切 200

3.7.3剪切过程的分析 201

3.8火焰切割与等离子切割 203

3.8.1火焰切割 203

3.8.2等离子切割 204

3.9无损探伤设备 206

3.9.1超声波检测原理 206

3.9.2钢板在线探伤系统 207

3.9.3系统的技术描述 210

3.9.4济钢3500mm中厚板厂超声波在线检测系统介绍 211

3.9.5国内某5000mm厚板厂自动超声波探伤装置 214

3.10表面标识系统 215

3.10.1喷印／打印系统的组成 215

3.10.2边部条形码喷印 222

3.10.3 HMI（钢板运动打印机）的设置 222

3.10.4软件 223

3.10.5系统的总体控制原理 224

3.10.6系统主要技术参数 224

3.10.7系统技术要求 226

3.11钢板热处理设施 226

3.11.1步进式热处理炉 227

3.11.2大盘式热处理炉 227

3.11.3氮气保护无氧化辊底式热处理炉 227

3.11.4济钢3500mm中厚板厂无氧化辊底式热处理炉及生产线介绍 231

3.11.5国内某厂5000mm宽厚板轧机1号连续热处理炉概况 246

3.11.6车底式热处理炉 247

3.11.7特厚板缓冷坑 254

3.12成品钢板的收集 255

3.13钢板表面抛丸处理 256

3.13.1喷丸设备 256

3.13.2济钢3500mm中厚板厂喷丸处理机 258

3.14直接淬火设备 260

3.14.1淬火机设备 261

3.14.2济钢中厚板厂辊压式淬火机介绍 261

3.14.3淬火机的操作 265

3.15 常化后的控冷设备 266

3.16钢板吊运设备 266

3.16.1吊运工具对钢板外观质量的影响 266

3.16.2济钢中板厂精整工序电磁挂梁桥式起重机主要技术参数 267

4中厚板厂的平面布置 269

4.1单机架轧机布置 269

4.2双机架轧机布置 271

4.3炉卷轧机布置 274

4.4半连续式、3／4连续式、连续式轧机布置 276

4.5主体设备的布置原则 276

4.5.1加热炉之间距离的确定 276

4.5.2加热炉与轧机之间距离的确定 276

4.5.3轧机之间距离的确定 277

4.5.4轧机到轧后钢板加速冷却之间距离的确定 277

4.5.5钢板加速冷却到矫直机之间距离的确定 278

4.5.6矫直机到冷床边缘之间距离的确定 278

4.5.7冷床边缘到剪切机之间距离的确定 278

4.5.8剪切线的布置 278

5轧制规程的设计 282

5.1概述 282

5.2轧制规程的设计及优化 282

5.2.1轧制规程的设计原则 282

5.2.2轧制规程的设计方法 283

5.2.3轧制规程的设计条件 283

5.2.4轧制规程的设计程序 285

5.2.5中厚板轧制规程的优化设计 289

5.2.6中厚板精轧机轧制规程优化实例 292

5.2.7轧制规程的几种优化方法 295

6板形控制 297

6.1板形定义 297

6.2板形与横向厚差的关系 297

6.3影响板形的因素 298

6.3.1原料断面形状 298

6.3.2承载辊缝的断面形状 299

6.3.3压下规程的变化 299

6.4板形控制方式 299

6.4.1板形控制的工艺方法 299

6.4.2板形控制的设备方法 300

6.5中厚板板形控制技术 307

6.5.1中厚钢板板形控制内容及指标 308

6.5.2纵向板厚控制 309

6.5.3横向板形控制 309

6.5.4平面板形控制 310

6.5.5无轴向移动四辊轧机原始辊型的合理确定 311

7厚度自动控制 314

7.1概述 314

7.2自动厚度控制基本原则 315

7.2.1轧机弹性变形和弹跳方程 315

7.2.2轧件的塑性变形和轧件塑性方程 317

7.2.3钢板轧制的弹塑性曲线及应用 317

7.2.4轧件厚度波动的原因 318

7.3自动厚度控制的方式 318

7.3.1压力AGC 318

7.3.2 BISRA-AGC 318

7.3.3动态设定型AGC 320

7.3.4 GM-AGC 320

7.3.5相对AGC 321

7.3.6绝对AGC 322

7.3.7 AEG AGC和RAL AGC 322

7.3.8压力AGC的综合评价 323

7.3.9反馈AGC 324

7.3.10前馈AGC 325

7.4 AGC计算机控制系统结构简介 325

7.4.1 AGC计算机系统简述 325

7.4.2二级计算机系统 327

7.4.3人机界面（HMI） 327

7.5中厚板轧机压下与厚控改造的主要方式 328

8全自动轧钢功能及其在线应用 330

8.1全自动轧钢功能的需求分析 330

8.1.1规范生产工艺，提高产品质量 330

8.1.2通过轧制节奏控制，提高设备利用率，增加产量 330

8.1.3保证平面形状控制、弯辊控制等特殊控制的需要 330

8.2中厚板轧机全自动轧钢功能介绍 330

8.2.1全自动轧钢控制的实现 331

8.2.2全自动轧钢控制的模拟过程 335

8.2.3轧制节奏控制与时位图 336

8.2.4轧制节奏控制的应用效果 346

9钢中合金元素的作用简介 348

9.1合金元素在钢中的分布与作用 348

9.1.1合金元素在钢中的分布 348

9.1.2合金元素与铁和碳的相互作用 348

9.2合金元素对相变的影响 350

9.2.1合金元素对Fe-C相图的影响 350

9.2.2合金元素对钢加热转变的影响 351

9.2.3合金元素对奥氏体冷却转变的影响 351

9.3合金元素对钢强韧性的影响 354

9.3.1强化途径 354

9.3.2韧化途径 356

9.4中厚板常用的微合金元素 357

9.4.1铌、钒、钛合金元素在钢中的作用 357

9.4.2铜、铝、镍、铬、钼在钢中的作用 359

9.4.3非金属元素硼、磷在钢中的作用 360

10控制轧制与控制冷却 361

10.1控制轧制与控制冷却工艺概述 361

10.1.1控制轧制与控制冷却工艺的发展和特点 361

10.1.2微合金元素及其在控轧控冷工艺中的作用 366

10.2奥氏体区控制轧制 372

10.3奥氏体未再结晶区控制轧制 376

10.3.1奥氏体未再结晶区轧制时组织和性能的变化 376

10.3.2变形带的形成和作用 378

10.4（γ+α）两相区控制轧制 383

10.4.1（γ+α）两相区控制轧制时钢材强韧性能的变化 384

10.4.2（γ+α）两相区轧制时显微组织的变化 388

10.5控制轧制和控制冷却工艺参数控制原则 390

10.5.1轧制制度的控制 390

10.5.2冷却制度的控制 394

11中厚板组织性能及生产工艺 397

11.1中厚钢板的组织性能特征 397

11.1.1奥氏体 397

11.1.2渗碳体 398

11.1.3铁素体-珠光体钢（P+F） 398

11.1.4贝氏体钢 400

11.1.5超低碳贝氏体钢（ULCB） 402

11.1.6针状铁素体钢（AF） 403

11.1.7马氏体钢 404

11.1.8双相钢 405

11.2工艺参数对钢板组织性能的影响 405

11.2.1 JFE钢厂BHS500超低碳桥梁钢板的研制 406

11.2.2 500MPa级超低碳贝氏体钢的特征 407

11.2.3开发钢种的性能 408

11.3典型钢种的组织及生产工艺 411

11.3.1普通碳素结构钢板的生产工艺及组织 411

11.3.2低合金结构钢板的生产工艺及组织 411

11.3.3工程机械用钢生产工艺及组织 414

11.3.4管线钢的生产工艺及组织 415

11.3.5船板的生产工艺及组织 417

11.3.6桥梁用钢板生产工艺及组织 419

11.3.7高层建筑用钢 420

11.3.8锅炉容器钢板的生产工艺及组织 421

11.3.9双相钢的生产工艺及组织 422

12钢板主要力学与工艺性能的试验 424

12.1金属常温拉伸试验 424

12.1.1拉伸曲线及应力 424

12.1.2拉伸性能 425

12.2拉伸用试样 428

12.2.1取样部位 428

12.2.2取样数量 429

12.2.3样坯的切取和试样制备的方法 429

12.3拉伸试验前的准备工作 432

12.3.1试样的检查与标距标记的刻划 432

12.3.2试样的测量精度 432

12.3.3试样原始截面积S0的测定 433

12.3.4原始标距L0的标记精确度 433

12.3.5平行长度的测量 433

12.3.6试验室的温度 433

12.3.7试验速度 433

12.3.8试样的夹持方法 434

12.4屈服强度的测定方法 434

12.4.1屈服点 434

12.4.2屈服性能的测试方法 435

12.4.3影响屈服的主要因素 437

12.5抗拉强度的测定方法 437

12.5.1抗拉强度 437

12.5.2抗拉强度的测定方法 438

12.6伸长率δ的测定 439

12.6.1直接测量方法 439

12.6.2位移方法 439

12.6.3断后伸长率的符号 440

12.7断面收缩率ψ的测定 440

12.7.1圆形试样截面的测量 440

12.7.2矩形试样截面的测量 440

12.8数值修约及结果处理 441

12.8.1数值修约 441

12.8.2试验结果 442

12.9拉伸试样断口分析 442

12.9.1钢板拉伸试样出现分层 443

12.9.2试验断口的形态 446

12.9.3典型的试样断口的图示 449

12.10冷弯试验 449

12.10.1试验原理 449

12.10.2试样制备 450

12.10.3试样的形状和尺寸 450

12.10.4试验设备 450

12.10.5试验步骤 451

12.10.6试验结果评价 452

12.10.7影响弯曲试验结果的主要因素 454

12.11冲击试验 454

12.11.1金属夏比冲击试验的主要用途 454

12.11.2夏比冲击试验原理 455

12.11.3冲击样坯的切取 456

12.11.4夏比冲击试样的类型 456

12.11.5缺口的加工 457

12.11.6冲击试样的缺口 458

12.11.7脆性断面率的测定 458

12.11.8冲击试验的影响因素 458

12.11.9冲击试验功有效位数 459

12.11.10冲击功的表示 459

12.11.11试样结果对比 459

12.12硬度试验 460

12.12.1布氏硬度试验 461

12.12.2洛氏硬度试验 465

13新产品的开发 473

13.1新产品的定义 473

13.2新产品开发遵循的原则 473

13.3新产品的开发趋势 474

13.3.1钢铁材料发展趋势 474

13.3.2中厚板新产品开发趋势 475

13.3.3当前几个主要钢种的发展趋势 478

13.3.4经济效益 482

13.4新产品开发工具 482

13.4.1新产品开发的软件 482

13.4.2新产品开发的硬件 483

13.5新产品开发的步骤 489

13.6新产品开发与生产的技术保障 491

13.6.1坯料的质量保证 491

13.6.2坯料的加热 492

13.6.3能力强大、装备先进的轧机 492

13.6.4功能先进的冷却系统 493

13.6.5完善的热处理系统的设施 493

14中厚板外观质量检测 494

14.1钢板厚度（宽度）的检测 494

14.1.1接触式测厚仪 494

14.1.2非接触式测厚仪 494

14.1.3宽度测量 497

14.2钢板外形的测量（平直度、矩形化） 498

14.2.1平直度检测 498

14.2.2平面形状检测 499

14.3钢板表面缺陷的检测 500

15钢板外观的几种主要质量缺陷 502

15.1钢板表面裂纹 502

15.1.1钢板表面纵裂纹 502

15.1.2钢板表面横裂纹 504

15.1.3钢板表面龟裂 506

15.1.4钢板表面微裂纹 506

15.1.5钢板表面皴裂 508

15.1.6钢板表面发裂 508

15.1.7钢板表面星裂 509

15.1.8钢板表面带状裂纹 510

15.2钢板表面夹杂（渣） 512

15.2.1褐色非金属夹杂（红锈） 512

15.2.2白色非金属夹杂 513

15.2.3黑色夹杂 513

15.2.4钢板表面条形夹杂（渣） 514

15.2.5钢板表面金属夹杂 515

15.3钢板表面麻点 515

15.4钢板表面氧化铁皮压入 517

15.5钢板表面结疤 518

15.6钢板表面网纹 518

15.7钢板剪切断面分层 519

15.8钢板表面压伤（压痕） 521

15.9钢板波浪 522

15.10钢板表面划伤 522

16中厚板厂的主要技术经济指标 524

16.1金属消耗 524

16.1.1烧损 524

16.1.2切损 524

16.1.3清理表面损失 525

16.1.4轧废 525

16.2物料消耗 525

16.2.1轧钢工序单位能耗 525

16.2.2燃料消耗 525

16.2.3电力消耗 526

16.2.4轧辊消耗 526

16.2.5水的消耗 527

16.2.6计算说明 527

16.3钢板的成材率 527

16.4钢材的合格率 528

16.5钢材质量等级品率 530

16.6轧机作业率 530

16.6.1日历作业时间 530

16.6.2计划工作时间 530

16.6.3轧机日历作业率 531

16.6.4轧机有效作业率 531

16.7轧钢机平均小时产量 531

16.8轧钢工人实物劳动生产率 532

16.9钢板新产品及高附加值、高技术含量的概念 532

16.9.1钢材新产品 532

16.9.2高附加值、高技术含量钢铁材品种 532

17中厚板轧机的发展趋势 534

17.1中厚板轧机发展的简要回顾 534

17.2我国2800mm以上轧机的现状 534

17.3中厚板轧机趋于大型化 538

17.3.1强力型中厚板轧机 539

17.3.2立辊轧机与水平轧机的组合 539

17.3.3采用板凸度和板形调整功能 540

17.4完善先进的控制和管理技术的应用 541

17.4.1完善的自动检测仪表 541

17.4.2普遍采用二级、三级计算机控制和管理 541

17.4.3主传动系统采用交流传动系统和全数字控制 542

17.5广泛采用控制轧制和TMCP技术 543

17.6装备先进的精整线 543

17.6.1采用强力矫直机 543

17.6.2采用滚切式剪或圆盘剪 544

17.6.3在线多通道超声波探伤自动化检查技术的采用 544

17.6.4完善的热处理设备 544

17.6.5装备冷矫直机 545

17.7铸坯的红送与直接装炉 545

18迪林根钢铁公司厚板生产厂简介 546

18.1主要产品情况 546

18.2主要设备情况 547

18.2.1加热炉 547

18.2.2高压水除鳞 547

18.2.3轧机的主要参数 547

18.2.4控冷线 548

18.2.5矫直机 549

18.2.6剪切机 549

18.2.7冷床及收集 549

18.2.8控制及监测系统 549

18.2.9热处理装置及磨床 550

参考文献 551