新闻资讯News
首页>新闻资讯
热轧钢材的生产工艺
2023-09-11
热轧(hot rolling)是一种金属加工工艺,是相对于冷轧而言的,冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制,而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。简单来说,一块钢坯在加热后经过几道轧制,再切边,矫正成为钢板,这种叫热轧。能显著降低能耗,降低成本。热轧时金属塑性高,变形抗力低,大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能改善金属及合金的加工工艺性能,即将铸造状态的粗大晶粒破碎,显着裂纹愈合,减少或消除铸造缺陷,将铸态组织转变为变形组织,提高合金的加工性能。
概念特点:
热轧是指在金属再结晶温度以上进行的轧制。
再结晶就是当退火温度足够高,时间足够长时,在变形金属或合金的纤维组织中产生无应变的新晶粒(再结晶核心),新晶粒不断的长大,直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶,其中开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度,显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度,一般我们所称的再结晶温度就是开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值,一般再结晶温度主要受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响。
以上就是理论上的热轧的简单原理,在我们铝加工行业的实际生产中主要的体现是,当铸锭在加热炉内加热到一定的温度,也就是再结晶温度以上时,进行的轧制,而这一个温度的确定主要依据是铝合金的相图,也就是最理想化的情况下,加热温度的确定为该合金在多元相图中固相线80%处的温度为依据,这就牵扯到了不同合金多元相图的问题,加热温度的确定是以该合金固相线的80%为依据,在制度的执行中,根据实际的生产情况,根据设备的运行情况,多加修改所得到的适合该合金生产的温度。
热轧的特点:
1、能耗低,塑性加工良好,变形抗力低,加工硬化不明显,易进行轧制,减少了金属变形所需的能耗。
2、热轧通常采用大铸锭、大压下量轧制,生产节奏快,产量大,这样为规模化大生产创造了条件。
3、通过热轧将铸态组织转变为加工组织,通过组织的转变使材料的塑性大幅度的提高。
4、轧制方式的特性决定了轧后板材性能存在着各向异性,一是材料的纵向、横向和高向有着明显的性能差异,二是存在着变形织构和再结晶织构,在冲制性能上存在着明显的方向性。
生产工艺:
热轧的方式很多,但是我们最常见的也最简单的就是纵轧,也就是采用顺着铸锭长度方向进行轧制的方式,在轧制过程中主要是轧辊、轧件和乳液的三者之间相互作用的过程,另外还有辊缝外的立辊辊边轧制、卷取张力控制等。
影响轧制的因素
1)轧辊的各项参数,这一因素中影响的主要参数为辊型和表面粗糙度,而这两个参数的制定要根据实际的经验才能够确定出,根据轧机生产工艺要求而定,比如热轧机的辊面粗糙度的选择要求既要有利于咬入,防止轧制过程中打滑,也要防止因辊面粗糙而影响产品表面质量。表面粗糙度是指零件加工表面所具有的,较小间距和微小峰谷的微观集合形状不平度。虽然定义如此,但是包含着一种用特定的磨削工艺磨削出来的表面状态。比如,同样磨削一根粗糙度为1.0的工作辊,用80号的砂轮和用150号的砂轮磨出的效果就大不一样,其他如不同的磨削液、不同的磨削工艺加工出来的效果也会不一样。
2)热轧温度
这个热轧温度包括开轧温度和终轧温度,开轧温度的确定主要是根据合金相图中固相线温度的80%左右,而终轧温度的确定要根据合金的塑性图确定,一般要求控制在合金的再结晶温度以上。
3)轧制速度
一般情况下,为了提高生产效率,保证合理的终轧温度,在设备允许的范围内尽量采用高速轧制,而在实际的生产中应根据不同的轧制阶段确定不同的轧制速度,比如开始轧制阶段,平铺阶段,卷取阶段等,不同的阶段可采用不同的速度进行轧制。
4)热轧压下制度
热轧压下制度的确定主要包括热轧总加工率和道次加工率的确定,而热轧总加工率其确定原则是:
a)合金材料的性质,比如纯铝,高温塑性范围较宽,热轧脆性小,变形抗力低,因而总加工率大,但是硬铝合金,热轧温度范围窄,热脆性倾向大,其总加工率通常比软铝合金小。
b)满足最终产品表面质量和性能的要求,比如供给冷轧的坯料,热轧总加工率应留足冷变形量,以利于控制产品性能和获得良好的冷轧表面质量。
c)轧机能力及设备条件,轧机最大工作开口度和最小轧制厚度差越大,铸锭越厚,热轧总加工率越大,但是铸锭厚度受轧机开口度和辊道长度的限制。
热轧道次加工率的确定原则:
制定道次加工率应考虑合金的高温性能,咬入条件,产品质量要求及设备能力,不同轧制阶段道次加工率确定原则是:
a)开始轧制阶段,道次加工率较小,一般为2%-10%,因为前几道次主要是变铸造组织为加工组织,满足咬入条件。
b)中间轧制阶段,随金属加工性能的改善,如果设备条件允许,应该尽量加大道次变形量,对硬铝合金道次加工率可达到45%以上,软铝合金可达50%,大压下量的轧制将产生大的变形热,补充带材在轧制过程中的热损耗,有利于维持正常轧制。
c)最后轧制阶段,一般道次加工率减小,为防止热轧制品产生粗大晶粒,热轧最后道次的加工率应大于临界变形量(15%-20%),热轧最后两道次温度较低,变形抗力较大,其压下量分配应该保持带材良好的板形,厚度偏差以及表面质量。
热轧用途:
1、适用于一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带,可供焊管、冷轧料、自行车零件、以及重要焊接、铆接、栓接构件。
2、用于冷轧、深冲产品。
3、制作汽车、拖拉机、工程起重机械、小型轻工民用机械的冲压和结构件。
4、制作集装箱及裸露金属结构件。
5、焊管、钢结构。
6、输送石油天然气用管线。
7、汽车大梁、横梁。
8、汽车车轮专用钢带。
9、结构用防滑板、楼梯、天梯踏板等。