中厚板的轧制
⼀、原料准备
1.原料种类：扁钢锭、连铸坯、初轧坯、压铸板坯
2.原料设计：①厚度尺⼨尽可能⼩；②原料的宽度尺⼨尽量⼤；③原料的长度应尽可能接近加热炉的最⼤允许长度。 ⼆、原料的加热
1.加热的⽬的①提⾼钢的塑性，降低变形抗⼒；②使坯料内外温度均匀；③改变⾦属的结晶组织，保证⽣产需要的机械和物理性能。
2.加热的要求①满⾜⼯艺规范的需要；②沿长度和断⾯均匀；③减少加热时氧化烧损
3.加热炉型式：按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。
①连续炉：推钢式（热滑轨式）步进式
②室状炉：特重、特轻、特厚、特短的板坯，或多品种、少批量及合⾦钢，⽣产灵活。
③均热炉：多⽤于由钢锭直接轧制特厚板
推钢式：优点：设备简单、操作容易掌握、投资少；缺点：钢坯在⽔梁上滑动产⽣擦伤；加热时间长，钢坯氧化，脱碳严重；容易粘钢；不能空出炉。
步进式：靠动梁的上、下、前、后平移动作⽽实现的，故炉长不受限，操作灵活，易于空出炉。不会造成钢坯划痕，加热效率⾼。便于调整坯料间隙和加热时间，易于调整出炉节奏，适应冷装坯，冷热混合坯在炉内的加热条件控制。 加热⼯艺制度①加热温度：满⾜轧制⼯艺规范的温度；②加热速度：单位时间内钢在加热时的温度变化③加热时间：精确确定困难，影响因素多④炉温制度及炉内⽓氛的选择与控制
估算公式：τ=CH H—坯料厚度cmτ—加热时间h C—系数，h/cm
低碳钢 0.1~0.15中碳钢 0.15~0.2低合⾦钢 0.15~0.2⾼碳钢0.20~0.30⾼级⼯具钢 0.3~0.4
④加热制度
钢在加热炉内加热时的温度变化过程叫钢的加热制度。
⼀段式加热制度：只有⼀个加热段；
⼆段式加热制度：加热段+均热段预热段+加热段
三段式加热制度：预热段+加热段+均热段
多段式加热制度：预热段+多个加热段+均热段
三、轧制
除磷--粗轧--精轧或成型轧制--展宽轧制--伸长轧制
（1）除鳞①除鳞⽬的：除去表⾯的氧化铁⽪以获得有良的表⾯质量。
②除鳞原理：利⽤⾼压⽔的强烈冲击作⽤，去除表⾯的氧化铁⽪。
(2) 粗轧（展宽轧制）粗轧阶段的主要任务：将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度并
进⾏⼤压缩延伸展宽的⽅法：⾓轧—纵轧法、综合轧制法、全纵轧法、全横轧制法
(3) 精轧：主要任务：控制钢板厚度、板形控制、表⾯质量和性能
中厚板轧制⽅法
全纵轧法：钢板的延伸⽅向与原料(钢锭或钢坯)纵轴⽅向相⼀致的轧制⽅法。原料的宽度稍⼤于或等于成品钢板的宽度时采⽤。
全横轧法：钢板的延伸⽅向与原料的纵轴⽅向相垂直的轧制⽅法。板坯长度⼤于或等于钢板宽度时采⽤。
区别轧钢的⽅法：纵轧、横轧、斜轧
纵轧：钢板的延伸⽅向与原料纵轴⽅向重合的轧制
①全纵轧法：当板坯的宽度⼤于或等于钢板宽度时，即可不⽤宽展⽽直接纵轧成成品的轧制⽅法。优点：产量⾼、且钢锭头部缺陷不致扩展到钢板长度上；缺点：由于轧制中钢板只向⼀个⽅向延伸，使钢中偏析夹杂等呈明显条带状分布，钢板组织和性能存在严重的各向异性，使横向性能（冲击韧性）太低，以致往往不合理，加之板坯宽度与钢板宽度也难得正好适应，所以这种轧制法实际⽤的不多。
横轧-纵轧法（综合轧制法）
横轧-纵轧法：先将板坯展宽⾄所需宽度以后再转90°进⾏纵轧直⾄完成。优点：提⾼横向性能；减少
各向异性；适合以连铸坯为原料缺点：易产⽣桶形，增加切边量。纵轧-横轧法：将钢坯长度轧⾄⽑边钢板宽度时，回转90°后进⾏横轧⾄获得成品。优点：由于两个⽅向得到变形，有利于提⾼钢板性能；缺点：当原料的宽度与长度均⼩于钢板宽度时才适合，为了保证钢板的尺⼨和性能必须保证纵向与横向变形的分配。
全横轧法：将板坯进⾏横轧直⾄轧成成品的轧制⽅法。适⽤于板坯长度⼤于或等于钢板宽度时采⽤。优点： a.减⼩了钢板组织、性能的各向异性，提⾼横向塑性和冲击韧性； b.得到更整齐的边部，⽆端部收缩，不呈桶形，减少切边损失，提⾼成材率；c.减少⼀次转钢，提⾼产量。缺点：组织性能产⽣各向异性（对于初轧坯
2.精轧：与粗轧⽆明显界限
双机架：第⼀架为粗轧，第⼆架为精轧
单机架：⽆明显界限，前阶段为粗轧，后阶段为精轧。
作⽤：继续轧制，将板坯轧制为成品，并控制表⾯质量，组织、性能及尺⼨要求。
3.精整：定义：为使轧后的钢材具有⼀定的尺⼨要求，组织、性能⽽进⾏的⼀系列⼯序。
(1) 钢板的轧后冷却
轧后冷却是指对不同钢号的钢板，根据其不同的厚度和化学成分，选⽤不同的冷却⽅式、冷却速度、开冷和终冷温度，以控制其组织结构和综合性能，并满⾜其质量要求。
①分类
步进式加热炉冷却⽅式：⾃然冷却：矫直后钢板的冷却，介质：空⽓，设备：冷床
控制冷却：⾼压喷⽔冷却、层流冷却、风冷、缓冷或堆冷等
⾦属流动过程：在线冷却：边运送、边冷却
离线冷却：固定在⼀个地⽅，冷后<150℃、特厚板
(2)矫直
热矫：700℃左右开始热矫直，150~200℃开始表⾯检查
冷矫
热矫设备：热矫直机：根据矫直的钢种、规格、性能及钢板的外形质量要求（辊式）来确定矫直的⼯艺参数(T，△h矫，n)
n=3~5、max=7 温度过⾼会重新产⽣瓢曲，T=600~750℃，设定测温仪。
(3)翻板、划线、剪切
①翻板设备：翻板机，上下表⾯检查，长轴向相反⽅向转动180°。
②划线：剪切前，按线剪切⽅法：⼈⼯划线：操作⼈员⽤粉笔画出剪切位置
⼩车划线：利⽤有轨⼩车，⽤简易机械⼿划出纵横线
光标投射：利⽤光标投射装置将光线投封到钢板上
③剪切：切头、切尾、切边、部分定尺剪切、取样
机械分类：结构：铡⼑剪、摆切剪、圆盘剪、滚切剪⽤途：横切剪、纵切剪
4) 钢板的标志
⽬的：防⽌在以后的存放、运输和使⽤过程中造成混乱，并保证按炉送钢制度的延续性。
永久性的钢印：钢号、炉罐号、批号及专⽤印记
醒⽬的油漆喷印：钢号、炉罐号、批号、块号、⽣产单位和⽇期、检验标准号、钢板规格尺⼨及专⽤标志。绦纶标笺：钢号、批号和厚度
四、产品缺陷及处理
⼀、钢质缺陷及处理⽅法
1.分层：表现形式：在钢板截⾯出现平⾏于轧制⾯的分层或局部的缝隙；产⽣原因：原料中有⽓泡、⽓囊、缩孔、夹杂、严重疏松和严重偏析存在，轧制时不能使其分离的部分得到焊合；处理⽅法：⼀般均⽤切除的⽅法消除分层缺陷。
2.⽓泡：表现形式：钢板表⾯⽆规律的分布，圆形凸起，外缘圆滑，酸洗后发亮；产⽣原因：钢板内部有⽓体，轧制后不能焊合⽽成为缺陷；处理⽅法：采⽤切除的⽅法消除这种缺陷。
3.表⾯夹杂：表现形式：点状、块状、长条状分布；红棕⾊、淡黄、灰⽩⾊；具在⼀定的深度；产⽣原因：⾮⾦属夹杂物外和耐⽕材料轧制后压⼊；处理⽅法：⼩⽽浅的修磨、⼤⽽深的切除。
4.发纹：表现形式：长短和形状没有规律、其分布有时是断续的，有时是密集的；断⾯呈蓝⾊，有时断续灰⽩⾊发状⼩细纹；产⽣原因：原料⽪下⽓泡未焊合，轧后暴露；厚钢板蓝脆温度剪切；处理⽅法：切除
5.裂纹和裂缝：表现形式：钢板表⾯不规则形状破裂，密集的裂纹分布在边缘，皱纹和鱼鳞状；产⽣原因：⽓泡在轧后的破裂和暴露；原料表⾯的清理不彻底；处理⽅法：切除。
6.结疤：表现形式：块状或⽚状产⽣原因：原料在清理时的深宽⽐不当，或者表⾯⽑刺没有清除掉。处理⽅法：轻微的结疤可以采⽤修磨进⾏清理；对于较严重的结疤则应切除；应加强对原料表⾯的清理和检查
⼆、操作缺陷及处理⽅法
1.凸包：表现形式：周期性的局部凸起；产⽣原因：轧辊或矫直辊表⾯的掉⾁或表⾯硬度不够被硬物压出凹坑所致；处理⽅法：凸起不超过允许偏差范围，可以进⾏修磨或降级处理；
凸起较严重和范围较⼤的应判为废品，并通知有关⼯序换辊
2.⿇点：⿊⿇点：表现形式：钢板表⾯的局部呈⿊⾊蜂窝状的粗糙凹坑⾯，⼀般多为⼩块状或密集的⿇⾯；产⽣原因：原料在加热时，燃料喷渍侵蚀表⾯
光⿇点：表现形式：钢板表⾯出现局部块状和连续的粗糙平⾯，或者出现灰⽩⾊光⾯凹坑；
产⽣原因：由于氧化严重，在轧制时氧化铁⽪全部或部分脱落。处理⽅法：采⽤轻微的修磨，严重的
应采⽤切除。预防办法：控制好加热炉的温度波动及⾼温氧化阶段的湿度、⽓氛和时间，并在轧制时加强除鳞，尽可能将原料表⾯氧化铁⽪除尽。
3.氧化铁⽪压⼊：表现形式：在轧制完成后，钢板表⾯粘附⼀层灰⿊⾊或红棕⾊氧化铁⽪，⼀般成块状或条状。其深度较光⿇点浅；产⽣原因：原料表⾯有氧化铁⽪或在轧制过程中产⽣的再⽣氧化铁⽪没有除尽，轧制时压⼊；处理⽅法：轧制时加强除鳞；轻的修磨；妨碍检查质量切除。
4.划伤：表现形式：钢板表⾯有低于轧制⾯的直线或横向沟痕；长短不⼀、部位不定分布，连续或间断。划伤处的伤⼝，有的有氧化现象（⾼温），⽽有的则露出⾦属光泽（低温）；
产⽣原因：纵向：轧制时的护、导板或辊道的尖⾓部分与钢板接触横向：钢板在横移过程中所造成处理⽅法：轻微的划伤可以不处理或修磨，严重的划伤要切除。对造成划伤的设备要及时调整或处理。
5.压痕：表现形式：钢板的表⾯呈现出不同形状和⼤⼩的凹坑；产⽣原因：轧制过程中，轧辊的表⾯有粘合硬物(焊渣、铁⽪等)，或者有⼩件异物掉在轧件上；处理⽅法：轻微修磨、严重切除
本章⼩结⼀、重点内容1.板带钢按规格分类2.中厚板轧机的型式及其布置3.中厚板⽣产⼯艺流程及各⼯序主要任务
五、中厚钢板组织性能控制
1、组织与性能的关系：结
论：材料的性能是由材料的组织决定的。
⾦属材料的性能有：物理性能，化学性能，⼒学性能，⼯艺性能等对于任何钢材最基本的性能要求是强度。
钢的组织状态是获得所需要的⼒学性能与⼯艺性能的关键。钢的成分、冶⾦、加⼯⼯艺因素、组织、性能的关系如图：
影响轧材⼒学与⼯艺性能的因素关系图
2、控制轧制
(1)概念：通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等⼯艺参数，控制奥⽒体的状态和相变产物的组织状态，从⽽达到控制钢材组织性能的⽬的。
(2)控制轧制⼯艺的类型
①奥⽒体再结晶区的控制轧制（⼜称Ⅰ型控制轧制)特点：轧制全部在奥⽒体再结晶区内进⾏（950℃以
上）。控制机理：它是通过奥⽒体晶粒的形变、再结晶的反复进⾏使奥⽒体再结晶晶粒细化，相变后能得到均匀的较细⼩的铁素体珠光体组织。
②奥⽒体未再结晶区的控制轧制（⼜称Ⅱ型控轧) 控制机理：轧后的奥⽒体晶粒不发⽣再结晶，变形使晶粒沿轧制⽅向拉长，晶粒内产⽣⼤量滑移带和位错，增⼤了有效晶界⾯积。相变时，铁素体晶核不仅在奥⽒体晶粒边界上、⽽且也在晶内变形带上形成(这是Ⅱ型控制轧制最重要的特点)，从⽽获得更细⼩的铁素体晶粒，使热轧钢板的综合机械性能、尤其是低温冲击韧性有明显的提⾼。
③两相区的控制轧制(也称Ⅲ型控制轧制) 控制机理：轧材在两相区中，变形时形成了
拉长的未再结晶奥⽒体晶粒和加⼯硬化的铁素体晶粒，相变后就形成了由未再结晶奥⽒体晶粒转变⽣成的软的多边形铁素体晶粒和经变形的硬的铁素体晶粒的混合组织，从⽽使材料的性能发⽣变化。
控制轧制分类⽰意图：aⅠ型-⾼温控制轧制；bⅡ型-低温控制轧制；cⅢ型-(γ+α)两相区控制轧制
3、轧制⼯艺参数的控制
(1)坯料的加热制度：坯料的最⾼加热温度的选择应考虑对原始奥⽒体晶粒⼤⼩、晶粒均匀程度、碳化物的溶解程度以及开轧温度和终轧温度的要求。对⼀般轧制，加热的最⾼温度不能超过奥⽒体晶粒急剧长⼤的温度，如轧制低碳中厚板⼀般不超过1250℃。但对控轧Ⅰ型或Ⅱ型都应降低加热温度(Ⅰ型控轧
⽐⼀般轧制低100～300℃)，尤其要避免⾼温保温时间过长，不使变形前晶粒过分长⼤，为轧制前提供尽可能⼩的原始晶粒，以便最终得到细⼩晶粒和防⽌出现魏⽒组织。
(2)中间待温时板坯厚度的控制：采⽤两阶段控制轧制时，第⼀阶段是在完全再结晶区轧制，之后，进⾏待温或快冷，以防⽌在部分再结晶区轧制，这⼀温度范围随钢的成分不同，波动在1000～870℃。待温后，在未再结晶区进⾏第⼆阶段的控制轧制。在第⼆阶段，即待温后到成品厚度的总变形率应⼤于40%～50%以上。总压下率越⼤(⼀般不⼤于65%)，则铁素体晶粒越细⼩，弹性极限和强度就越⾼，脆性转变温度越低，所以，中间待温后的钢板厚度(即中间厚度)是很重要的⼀个参数。(3)道次变形量和终轧温度的控制：在完全再结晶区，每道次的变形量必须⼤于再结晶临界变形量的上限，以确保发⽣完全再结晶。在未再结晶区轧制时，加⼤总变形量，以增多奥⽒体晶粒中滑移带和位错密度、增⼤有效晶界⾯积，为铁素体相变形核创造有利条件。在(γ+α)两相区控制轧制时，在压下量较⼩阶段增⼤变形量，钢的强度提⾼很快。当变形量⼤于30%时，再加⼤压下量则强度提⾼⽐较平缓，⽽韧性得到明显改善。
2.6.4控制轧制的优点（1）使钢材的强度和低温韧性提⾼；（2）节省能源，使⽣产⼯艺简化；
（3）充分发挥微量合⾦元素的作⽤缺点：会增⼤轧机的负荷，影响轧机的产量。
4、控制冷却
1.概念：控制冷却是利⽤轧后的余热，以⼀定的控制⼿段控制其冷却速度，从⽽获得所需要的组织和性能的⽅法。
2.机理：机理：细化相变前的奥⽒体组织，阻⽌或延迟碳化物在冷却过程中过早析出，使其在铁素体中弥散析出，提⾼强度。同时减⼩珠光体团的尺⼨，细化珠光体⽚层间距，改善钢材包括塑性、韧性等在内的综合⼒学性能。
(1) 钢材轧后的控制冷却过程：分为三个阶段：⼀次冷却、⼆次冷却、三次冷却
①⼀次冷却：⼀次冷却是指从终轧开始到变形奥⽒体向铁素体或渗碳体开始转变的温度范围内的控制。⽅法：⼀般采⽤快速冷却。⼀次冷却的⽬的：控制变形奥⽒体的组织状态，阻⽌晶粒长⼤或碳化物过早析出形成⽹状碳化物，固定由于变形引起的位错，增加变形奥⽒体相变时的过冷度，为变形奥⽒体向铁素体或渗碳体和珠光体的转变做组织上的准备。
②⼆次冷却由奥⽒体向铁素体或渗碳体析出的相变阶段的控制。⼆次冷却的⽬的：控制钢材相变时的冷却温度和冷却速度以及停⽌控冷的温度，以保证获得要求的相变组织和性能。⼆次冷却根据钢种和组织性能要求不同，冷却速度可以在很⼤范围
内变化，各种冷却速度可以通过等温相变、炉冷、缓冷、风冷、⽔冷和空冷等不同的冷却⽅式得到，⼆次冷却的终冷温度⼀般是控制到相变结束。
5、控轧控冷⼯艺对中厚板⽣产的要求：
确保坯料快速和均匀加热的多段式加热炉；轧机的强度和刚度⼤；具有使轧件进⾏冷却待温的功能；（轧机前后⼯作辊道要长，待温设备及中间快冷装置）有⾜够长度的轧后输出辊道和轧后快速冷却装置；具备必要的测温、测压、测厚、测宽、测长等测量仪表及显⽰装置。
技能操作
1：换辊及轧机的调整
换辊操作：⽅法：利⽤牵引台车将旧辊拉出，整个台架横向移动⼀个必要的距离，使预先吊放在台架上的⼀对新⼯作辊移向并对准牌坊窗⼝，再⽤电动齿轮齿条台车将新⼯作辊推⼊预定位置，换辊时间10分钟左右。
2.轧机调整
（1）⼆辊轧机轧辊调整：下辊⽔平度调整：⽤⽔平仪检查下辊⽔平度。⽤垫⽚垫于轴承座下，以调整下辊⽔平度。上辊⽔平度调整：在下辊基础上，⽤内卡尺在辊⾝据距辊端100mm处测量两端辊缝，若超过0.5mm则要单侧进⾏调整。
（2）四辊轧机调整：调整顺序及⽅法：下⽀持辊⽔平度调整：下⼯作辊辊⾯标⾼的调整（⾼出机架辊15～20mm）上、下⼯作辊平⾏度调整（抬起上⼯作辊，在辊缝两侧距辊⾝端部100mm处放⼊直径5～8mm的低碳钢或铅块，缓慢下压使上辊压⾄3～5mm后抬起上辊进⾏测量，两者之差不得⼤于0.5 mm，否则要打开电磁离合器，单独调整压下螺丝）。
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