现代轧钢学PDF电子书下载

第一篇 总论 9

1 轧钢技术的历史辩证发展 9

1.1 轧钢技术的早期历史 9

1.2 轧钢技术的中、近期发展 13

1.3 中国轧钢生产技术的历史发展 19

1.4 精确成型轧制技术的辩证发展 23

1.5 现代先进轧钢生产工艺技术的可持续发展 28

1.5.1 连铸技术 29

1.5.2 连铸-连轧技术 31

1.5.3 轧钢生产中TMCP及在线热处理技术 31

1.5.4 无头轧制工艺 32

1.5.5 薄板坯高速无头连铸连轧（ESP）技术 32

1.5.6 薄带连续铸轧技术 33

2 轧制过程及其实现的条件 36

2.1 轧制过程的基本概念 36

2.1.1 变形区主要参数 36

2.1.2 金属在变形区内的流动规律 39

2.2 实现轧制过程的条件 42

2.2.1 咬入条件 42

2.2.2 稳定轧制条件 44

2.2.3 咬入阶段与稳定轧制阶段咬入条件的比较 45

2.2.4 改善咬入条件的途径 46

3 轧制过程中钢的变形及相关数学模型 48

3.1 钢在轧制过程中的横变形（宽展） 48

3.1.1 宽展及其分类 48

3.1.2 影响宽展的因素 51

3.1.3 宽展计算公式 59

3.1.4 在孔型中轧制时宽展特点及其简化计算方法 61

3.2 钢在轧制过程中的纵变形（前滑和后滑） 63

3.2.1 轧制过程中的前滑和后滑现象 63

3.2.2 轧件在变形区内各不同断面上的运动速度 65

3.2.3 中性角γ的确定 67

3.2.4 前滑的计算公式 68

3.2.5 影响前滑的因素 69

3.2.6 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定 72

4 轧制力与力矩计算及常用数学模型 76

4.1 计算轧制力的微分方程 76

4.1.1 轧制力的概念 76

4.1.2 轧制力计算微分方程 76

4.2 轧制力的工程计算 78

4.2.1 总轧制力计算公式的一般表达式 78

4.2.2 平均单位压力计算公式简介 78

4.2.3 常用计算机控制数学模型 83

4.3 传动轧辊所需力矩及功率 85

4.3.1 传动力矩的组成 85

4.3.2 轧制力矩的确定 86

4.3.3 附加摩擦力矩的确定 88

4.3.4 空转力矩的确定 89

4.3.5 静负荷图 90

4.3.6 可逆式轧机的负荷图 90

4.3.7 主电动机的功率计算 92

5 连轧理论 94

5.1 连轧的特殊规律 94

5.2 连轧张力 94

5.2.1 连轧张力公式 94

5.2.2 连轧张力分析 96

5.3 连轧综合特性分析 98

5.3.1 概述 98

5.3.2 增量厚度方程 99

5.3.3 增量轧制力方程 100

5.3.4 增量凸度方程 100

5.3.5 静态综合分析——影响系数法 101

6 不对称轧制理论 103

6.1 异步轧制理论 103

6.1.1 异步轧制基本概念及变形区特征 103

6.1.2 异步轧制压力 104

6.1.3 异步轧制的变形量及轧薄能力 105

6.1.4 异步轧制的轧制精度 106

6.1.5 异步轧制的振动问题 108

6.1.6 异步轧制有关参数的选择 108

6.2 轧辊直径不对称（异径）轧制理论 108

6.2.1 概述 108

6.2.2 异径轧制原理与工艺特点 109

6.2.3 异径轧制极限压下量及轧制力计算 111

6.3 轧制材料不对称（复合）轧制理论 113

6.3.1 双金属复合轧制特征 113

6.3.2 复合板轧制力模型 114

7 轧制时钢的组织性能控制（物理冶金学）原理 120

7.1 钢材的强化机制 120

7.1.1 细晶强化 120

7.1.2 固溶强化 121

7.1.3 析出强化 121

7.1.4 相变强化 122

7.1.5 位错强化 122

7.1.6 亚晶强化 122

7.2 钢的再结晶与相变 123

7.2.1 钢材热轧过程中的动态再结晶行为 123

7.2.2 钢材热轧后的静态再结晶行为 123

7.2.3 钢材热轧后的相变行为 125

7.3 控制轧制工艺基础 126

7.3.1 控制轧制的基本类型 126

7.3.2 控制轧制工艺参数的选择 126

7.4 控制冷却工艺基础 128

7.5 新一代TMCP工艺技术原理和强韧化机制 128

8 轧钢生产工艺综论 132

8.1 钢材的种类及生产工艺流程 132

8.1.1 钢材的钢种与品种 132

8.1.2 钢材一般生产工艺流程 135

8.2 轧钢生产工艺过程各主要工序及其工艺制度的制定 138

8.2.1 钢材产品标准和技术要求（条件） 138

8.2.2 钢种的加工特性 140

8.2.3 钢材生产过程各基本工序及其一般工艺制度 143

8.2.4 拟订轧钢生产工艺过程举例 153

8.3 连续铸钢-轧钢原料生产技术 157

8.3.1 对炼钢与钢质的要求 158

8.3.2 连铸机类型及连铸机组成 159

8.3.3 连铸生产工艺 161

8.3.4 连铸坯的质量控制 162

8.4 连铸与轧钢的衔接工艺技术 169

8.4.1 铸坯与轧材断面规格及产量的匹配衔接 169

8.4.2 连铸与轧钢的衔接模式及连铸-连轧工艺的特点 171

8.4.3 连铸坯热装及连铸-连轧工艺技术发展历程与展望 172

8.4.4 连铸-连轧工艺的主要关键技术 175

第二篇 板带钢生产 181

9 中厚钢板生产 181

9.1 轧机型式及其布置 181

9.1.1 中厚板轧机 181

9.1.2 中厚板轧机的布置及中厚板车间 185

9.2 中厚钢板生产工艺 187

9.2.1 原料选择 187

9.2.2 加热 188

9.2.3 轧制 189

9.2.4 轧后控制冷却与精整 193

9.3 中厚板组织性能控制——新一代TMCP技术 200

9.3.1 概述 200

9.3.2 管线钢的控轧、控冷新技术 201

9.3.3 桥梁钢的TMCP新工艺技术 204

9.4 中厚板轧制规程（制度）设定 207

9.4.1 制定轧制制度的原则和要求 208

9.4.2 轧制压下规程设定的方法和步骤 212

9.4.3 轧制规程设定计算 216

10 传统热连轧薄板带钢生产 224

10.1 传统热连轧带钢生产概述 224

10.2 轧机型式及其布置 225

10.2.1 粗轧机组 225

10.2.2 精轧机组 232

10.2.3 传统热带连轧机生产线设备布置图举例 232

10.3 传统热连轧带钢生产工艺技术 234

10.3.1 热连轧带钢生产工艺综述 234

10.3.2 热轧带钢温度及组织性能控制 239

10.3.3 自由程序轧制（SFR-Schedule Free Rolling）技术 247

10.3.4 无头轧制技术 250

10.3.5 连铸厚板坯连铸连轧（DHCR+DR）工艺流程与车间布置 253

10.4 传统小型企业（mini-mill）热轧薄板带钢生产 255

10.4.1 叠轧薄板生产 255

10.4.2 炉卷轧机热轧带钢生产 256

10.4.3 行星轧机热轧带钢生产 258

10.5 热连轧板、带钢轧制规程设定 261

10.5.1 确定连轧机压下规程的一般方法 261

10.5.2 热连轧机组轧制规程设定计算的一般过程和步骤（以7架连轧机为例） 265

11 薄（中）板坯连铸连轧及薄带铸轧技术 272

11.1 薄（中）板坯连铸连轧概述 272

11.2 几种薄（中）板坯连铸连轧工艺技术及其比较 273

11.3 轧材的组织性能特点及产品品种开发 277

11.3.1 按照曼内斯曼钢管公司采用的轧制工艺 277

11.3.2 微合金化技术是提高钢材综合性能的有效技术措施 278

11.3.3 TSCR工艺生产的产品特性及品种开发 279

11.4 薄板坯连铸连轧技术的新发展 280

11.4.1 半无头连铸连轧超薄带钢技术 280

11.4.2 无头薄带连铸连轧（ESP）技术 282

11.4.3 超薄规格轧制与铁素体轧制 284

11.4.4 薄（中）板坯连铸连轧（TSCR）技术的发展趋势 286

11.5 薄带连续铸轧技术 287

11.5.1 概述 287

11.5.2 Castrip工艺的最新成就与发展 290

12 冷轧板带钢生产 295

12.1 概述 295

12.1.1 冷轧板带钢生产的发展概况 295

12.1.2 冷轧板带钢产品种类与用途 296

12.2 冷轧机类型及特点 297

12.2.1 可逆式轧机 298

12.2.2 连续式轧机 298

12.3 冷轧板带钢生产工艺特点 301

12.3.1 加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化 301

12.3.2 冷轧中要采用工艺冷却和润滑 301

12.3.3 冷轧中要采用张力轧制 304

12.4 冷轧板、带材生产工艺过程 306

12.4.1 冷轧板、带钢的主要品种、工艺流程与车间布置 306

12.4.2 普通冷轧板带钢（含深冲钢板）生产工艺 306

12.4.3 汽车钢板（IF钢）的生产 313

12.4.4 镀层板带钢生产 315

12.4.5 不锈钢板生产 318

12.4.6 电工硅钢板生产工艺 319

12.5 极薄带钢生产 319

12.5.1 关于轧机最小可轧厚度问题 319

12.5.2 极薄带材轧制的特点 320

12.5.3 极薄带轧机的类型与特点 321

12.5.4 极薄带材轧制生产工艺 323

12.6 冷轧板带钢轧制规程制定 324

12.6.1 冷轧压下规程制定 324

12.6.2 张力制度制定 327

13 板带钢高精度轧制及板形控制 329

13.1 板带轧制中的厚度控制 329

13.1.1 厚度变化的原因与特点 329

13.1.2 P-h图的应用及板带厚度控制方法 331

13.1.3 热轧板带厚度控制 333

13.1.4 冷轧板带厚度控制 340

13.2 横向厚差与板形控制技术 345

13.2.1 板形与横向厚差的关系 345

13.2.2 影响辊缝形状的因素 349

13.2.3 轧辊辊型设计 350

13.2.4 辊型及板形控制技术 359

13.2.5 板带热轧板形计算机控制系统 363

13.2.6 冷轧板形控制 367

第三篇 型钢生产与孔型设计 377

14 型钢轧制工艺技术基础 377

14.1 轧制特征和轧制方法 378

14.2 型钢轧制的咬入条件 380

14.3 轧制过程变形参数 380

14.4 孔型轧制时的延伸和宽展 381

14.5 孔型轧制时的前滑和后滑 383

14.6 在轧槽内轧件的变形 383

14.7 型材轧制的孔型系统举例 384

15 大、中型及复杂断面型材生产 388

15.1 生产特点、需求及典型产品 388

15.1.1 型钢的生产特点 388

15.1.2 型材的分类、用途及市场对型材的需求 388

15.1.3 典型产品 390

15.2 轧机规格、轧制工艺及轧机布置 397

15.2.1 命名原则、轧机尺寸和轧机形式 397

15.2.2 型钢轧制工艺 398

15.2.3 大型型材轧机的典型布置形式 400

15.3 二辊孔型与四辊万能孔型轧制异形型钢的区别 401

15.3.1 异形型钢的轧制特点及使用万能孔型轧制的优点 401

15.3.2 在万能孔型和轧边端孔型中轧件的变形特点 402

15.3.3 横列式两辊轧机与两辊开坯机接万能轧机轧制异形型钢的区别 403

15.3.4 轧制重轨时万能孔型的作用 404

15.4 大、中型型钢生产新技术 406

15.4.1 连铸异形坯及连铸坯直接热装轧制（CC-DHCR）技术 406

15.4.2 在线控轧控冷和余热淬火技术 406

15.4.3 长尺冷却和长尺矫直技术 406

15.4.4 机械工程用钢生产技术 407

15.4.5 热弯型钢生产技术 407

15.4.6 H型钢生产新技术 407

15.5 大、中型钢控制冷却技术 408

15.5.1 H型钢的轧后控制冷却 408

15.5.2 重轨控制冷却技术 415

16 棒、线材轧制生产 424

16.1 棒、线材的种类、用途 424

16.1.1 棒、线材的种类和用途 424

16.1.2 市场对棒、线材的质量要求 425

16.2 棒、线材的生产特点和生产工艺 426

16.2.1 棒、线材的生产特点 426

16.2.2 棒、线材的生产工艺 426

16.3 棒、线材轧制的发展方向 428

16.3.1 连铸坯热装热送或连铸直接轧制 428

16.3.2 柔性轧制技术 429

16.3.3 高精度轧制 429

16.3.4 轧制速度的提高 429

16.3.5 低温轧制 430

16.3.6 无头轧制 430

16.3.7 切分轧制 431

16.4 棒、线材轧机的布置形式 432

16.4.1 棒、线材轧机的发展过程 432

16.4.2 现代化型棒、线材轧机 435

16.5 棒材的控制冷却、余热淬火和线材的控制冷却 440

16.5.1 概述 440

16.5.2 螺纹钢筋轧后余热淬火处理工艺的特点及基本原理 440

16.5.3 线材控制冷却的基本原理 441

16.5.4 线材控制冷却方法 442

17 型材轧制过程的自动化控制 444

17.1 连轧的张力特性及张力控制 444

17.1.1 棒、线材连轧机架间的张力特性 444

17.1.2 棒、线材连轧的张力控制 444

17.1.3 型材轧制的张力特性及张力控制 446

17.2 型材和棒、线材轧制的自动控制 447

17.2.1 型材和棒、线材的尺寸自动测量 447

17.2.2 轧件尺寸自动化控制 448

17.2.3 型材和棒、线材轧制的计算机控制 449

18 型钢孔型设计 451

18.1 孔型设计基本知识 451

18.1.1 孔型设计的概念和要求 451

18.1.2 孔型设计的原则和步骤 452

18.1.3 孔型的分类 455

18.1.4 孔型的组成和各部分的作用 456

18.1.5 孔型在轧辊上的配置 459

18.2 延伸孔型设计 465

18.2.1 延伸孔型系统及设计方法 465

18.2.2 箱型孔型系统 466

18.2.3 菱-方孔型系统 470

18.2.4 椭圆-方孔型系统 475

18.2.5 六角-方孔型系统 478

18.2.6 椭圆-圆孔型系统 480

18.2.7 无孔型轧制 481

18.3 简单断面型钢孔型设计 489

18.3.1 圆钢孔型设计 489

18.3.2 角钢孔型设计 496

18.3.3 H型钢孔型设计 507

18.3.4 钢轨孔型设计 514

18.4 连轧机孔型设计 519

18.4.1 连轧机孔型设计原则 519

18.4.2 连轧机孔型设计的方法 521

18.4.3 堆拉钢系数 523

18.5 导卫设计 526

18.5.1 导卫装置的作用 526

18.5.2 横梁 527

18.5.3 卫板 527

18.5.4 导板 529

18.5.5 夹板 529

18.5.6 导板盒 530

18.5.7 滚动导卫装置 531

18.6 计算机辅助孔型设计 532

18.6.1 计算机辅助孔型设计的图形技术 533

18.6.2 简单断面型钢的辅助孔型设计 535

18.6.3 复杂断面型钢的辅助孔型设计 538

18.6.4 孔型设计的优化技术 542

第四篇 钢管生产 547

19 钢管生产概述 547

19.1 钢管的特性及分类 547

19.1.1 钢管的特征 547

19.1.2 钢管的分类 547

19.2 钢管的生产方法 548

19.2.1 热轧无缝钢管 548

19.2.2 焊管 549

19.2.3 冷加工钢管 549

19.2.4 用户对钢管的技术要求 550

20 热轧无缝钢管的生产工艺过程 551

20.1 热轧无缝钢管的一般工艺过程 551

20.2 管坯 553

20.3 管坯加热 555

20.4 热轧无缝管的穿孔方法 556

20.4.1 斜轧穿孔 556

20.4.2 压力挤孔 558

20.5 轧管方法 559

20.5.1 连续轧管机 559

20.5.2 三辊斜轧轧管机 565

20.5.3 二辊斜轧轧管机 567

20.5.4 顶管机 568

20.5.5 周期轧管机 569

20.5.6 自动轧管机 569

20.5.7 挤压机 570

20.6 定径、减径方法 571

20.6.1 定径机 571

20.6.2 减径机 571

20.6.3 张力减径机 572

20.7 钢管的精整 574

20.7.1 钢管冷却 575

20.7.2 钢管的矫直 575

20.7.3 钢管切断 576

20.7.4 钢管尺寸和质量检查 576

20.7.5 液压试验 576

20.7.6 涂油、打印、包装 576

20.8 钢管的在线常化 576

21 斜轧原理与工具设计 578

21.1 斜轧过程的运动学 578

21.2 斜轧过程轧件的变形 581

21.2.1 斜轧穿孔变形区 581

21.2.2 斜轧穿孔变形特点 582

21.2.3 附加变形 583

21.2.4 变形计算 584

21.2.5 斜轧穿孔时孔腔的形成 585

21.3 斜轧的咬入条件 587

21.3.1 第一次咬入条件 587

21.3.2 第二次咬入条件 588

21.4 斜轧穿孔压力和力矩的计算 589

21.4.1 斜轧穿孔压力的计算 589

21.4.2 斜轧穿孔力矩的计算 590

21.5 斜轧工具设计 591

21.5.1 工具设计的要求和内容 591

21.5.2 斜轧穿孔机轧辊设计 591

21.5.3 斜轧穿孔的顶头设计 593

21.5.4 斜轧穿孔的导向装置设计 594

22 管材纵轧原理与工具设计 597

22.1 管材纵轧变形区的特点 597

22.1.1 管材纵轧变形过程 597

22.1.2 管材纵轧孔型 598

22.1.3 管材纵轧变形区参数 599

22.2 管材纵轧运动学 600

22.2.1 速度分析 600

22.2.2 滑移现象 601

22.2.3 动态张力系数 602

22.3 管材纵轧的咬入条件 602

22.4 管材纵轧的轧制力和轧制力矩 603

22.4.1 接触表面水平投影面积计算 603

22.4.2 平均单位压力、芯棒轴向力计算 605

22.4.3 管材纵轧的力矩计算 607

22.5 钢管纵轧工具设计 608

22.5.1 连续轧管机的工具设计 608

22.5.2 连续轧管机的竹节现象 613

22.5.3 限动芯棒连续轧管机的孔型设计 615

22.5.4 减径机 616

22.6 轧制表计算 621

22.6.1 轧制表编制原则 621

22.6.2 轧制表计算 622

23 钢管冷加工 625

23.1 钢管冷加工概述 625

23.1.1 钢管的冷拔生产 625

23.1.2 钢管的冷轧生产 627

23.2 冷轧管机的工作原理 630

23.2.1 周期式冷轧管机结构特点 630

23.2.2 周期式冷轧管机构原理 630

23.2.3 周期式冷轧管机的轧制过程 630

24 焊管生产工艺 633

24.1 电焊管生产方法概述 633

24.1.1 辊式连续成型机生产电焊管 633

24.1.2 履带式成型机生产电焊管 634

24.1.3 几种大口径钢管的生产方法 635

24.2 焊管成型的基本问题 637

24.2.1 机架的排列与布置 637

24.2.2 管坯成型的变形过程 638

24.2.3 成型底线 639

24.3 辊式连续成型机的轧辊孔型设计 640

24.3.1 带钢边缘弯曲法 640

24.3.2 带钢圆周弯曲法 641

24.3.3 带钢综合弯曲法 642

24.3.4 双面弯曲侧弯成型法 642

24.4 焊管的焊接方法 643

24.4.1 感应焊与电阻焊 643

24.4.2 电阻焊和感应焊的特点 644

24.4.3 其他焊接方法 644

参考文献 647

中文索引 651

后记 664