《型材生产》PPT课件.ppt
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1、型材生产及孔型设计 第一篇 型材生产型材生产概述1型材生产工艺分析2内内 容容 提提 要要型材分类及特征型材的生产方法型材轧机的布置形式型材轧机及发展型材生产新技术生产工艺概念及型材的一般生产工艺流程生产工艺分析型材的概念经过塑性加工成型,具有一定断面形状和尺寸的实心金属材我国的型材 钢铁的生产数量和技术水平是一个国家国民经济实力的重要标志,是农业、工业、国防和科学技术现代化的基础。在金属材生产中,型材占有非常重要的地位。目前,世界上工业发达国家轧制型材总产量约占轧材总产量的1/3。中国型材工业化轧制经过百年发展,已经有一些企业拥有了代表国际先进水平的设备和工艺,产品质量也达到了国际先进水平,
2、型材总产量逐年增加,约占钢材总产量的50。广泛用于国民经济的各个部门,如:机械、金属结构、桥梁建筑、汽车、铁路、车辆制造和船舶制造的行业,在国民经济中占有不可替代的地位。1概述第一章 型钢生产uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征热轧型材是最主要的生产方式,可生产大多数断面的型材冷轧成型用于生产高精度型材,产品的机械性能和表面质量好,产品精度和表面光洁度高1.按生产方式热轧型材冷轧型材冷弯型材热弯型材焊接型材特殊轧制型材挤压型材拉拔型材锻压型材uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征冷弯型材热弯型材1.按生产方式热轧型材冷轧型材焊接型材特殊轧制型材挤压型材拉拔型材锻压
3、型材uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征冷弯型材热弯型材1.按生产方式热轧型材冷轧型材焊接型材特殊轧制型材挤压型材拉拔型材锻压型材uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征冷弯型材热弯型材1.按生产方式热轧型材冷轧型材焊接型材特殊轧制型材挤压型材拉拔型材锻压型材uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征冷拔(或挤压)是将坯料经一系列模孔拉拔(或挤压)成型材1.按生产方式热轧型材冷轧型材冷弯型材热弯型材焊接型材特殊轧制型材挤压型材拉拔型材锻压型材uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征2.按断面尺寸和单位长度的重量大型中型小型轨梁线材轨梁材:轨梁材
4、:u3875kg/m的重轨、2463工字钢、直径90350mm圆钢大型材:大型材:u直径大于100mm圆钢、边长大于100mm的方钢、3375kg/m钢轨、2063号工字钢和1840号槽钢中型材:中型材:u直径50150mm圆钢、830kg/m轻轨、1018号工字钢和820号槽钢、816角钢小型材:小型材:u直径965mm圆钢、58工字钢和槽钢、28角钢线材:线材:u直径为513mm。uu1.1 1.1 型材的分类及特征型材的分类及特征3.按使用部门铁路用型材汽车用型材造船用型材结构建筑用型材矿山用型材机械制造用异型材4.对热轧型材按断面形状不同主要可以分为:1.简单断面型钢2.复杂断面型钢3
5、.周期断面型钢定定义义横截面没有明显的凹凸分枝,外形比较简单对称,包括方、圆、扁、六角、角钢常见的见下表:品种断面特征表示方法尺寸范围()主要用途方钢方形一边长大小表示4250机械及零件制造圆钢圆形直径10350钢筋,螺栓,零件,轴线材圆形直径4.513建筑,冷拔,金属扁钢矩形宽厚(360)/(10240)焊管坯,薄板坯机械制造六角钢正六边形內截圆直径5100制造焊帽和各种工具三角刚等边三角形边长表示930制造工具:如弓形钢弓形宽厚度1520/512椭圆钢椭圆宽厚度1026/1520角钢等边、不等边边长或边长厚度2516/250165结构,桥梁,土建带肋钢筋带月形的横筋和纵筋 工称直径1240
6、建筑表表1.1 热轧型材的断面形状、尺寸规格及主要用途热轧型材的断面形状、尺寸规格及主要用途2.复杂断面型钢定 义:横断面由两个及以上简单几何形状组成的,具有长而薄的翼缘的型钢生产特点:如槽钢、工字钢、钢轨等,其断面形状复杂,各部分之间的断面形状差异很大,首先,给孔型设计带来困难给孔型设计带来困难;在热轧成型过程中,各个部分变形严重不均匀,表现在孔型各个部位的轧制速度不同,各个部分受力条件不同以及在时间上的不同时性等,这种严重的不均匀变形导致轧件在孔型中变形的复杂化,对轧件的质量,轧辊磨损,轧前轧件的质量,轧辊磨损,轧前能耗以及导致安装和调试工作带来很多不利的影响。能耗以及导致安装和调试工作带
7、来很多不利的影响。精整困难精整困难:复杂断面型钢在轧后自然冷却过程中,断面各个部分的金属冷却条件不同,引起部分金属温度不同,造成冷却收缩不均匀,这样就会使冷却后的型钢发生弯曲或者扭转,造成轧件内部组织性能的不均匀和,给后续精整带来困难,并导致成材率的降低。后续精整带来困难,并导致成材率的降低。按断面形状分类:按照用途复杂断面型钢可分为5类机械工业用的1.印刷机,打印机零件2.风动工具零件3.石油机械零件4.采矿机械零件5.粮食加工机械零件6.农业机械零件10.医疗、造纸机械零件7.汽车零件8.轴承零件9.机床零件12.刀具11.传动零件纺织工业用的1.各类缝纫机零件2.纺织机零件仪表工业用的1
8、.刃具2.号码机,调节器零件3.无线电构件4.电讯仪表零件5.放映机,录音机元件电机制造业用的1.涡轮机叶片:动叶片和静叶片2.电机元件3.垫圈建筑结构用钢1.民用钢窗2.船舰用钢窗常见热轧型钢品种断面形状表示方法尺寸范围mm主要用途钢轨每米单位重30重轨,80120起重机轨工字钢工字高宽或原高的1/10NO.563(563032115)建筑,造船,金属结构槽钢U 形高宽或原高的1/10545(5045032115)建筑车辆零件H型钢H形高宽80110046454建筑、桥梁3.周期断面型钢定 义断面尺寸沿轧材纵轴方向是周期变化分 类带肋钢筋,弯断面轴,弯断面扁钢和机械零件用断面轧件生产特点主要
9、用纵轧、斜轧、横轧或楔横轧方式生产产品生产方法u1.2 型钢的生产方法 轧制法采用适当的原材料,在初轧机,钢坯连轧机和各种型钢轧机上通过不同形状孔型轧制成众多简单断面和复杂断面的型钢.生产规模大,生产效率高,能耗少和成本低等优点,是生产型钢的主要方法弯曲成型法用钢板或钢带,通过多对具有不同形状是旋转的轧辊使轧件承受弯曲变形获得所需形状的钢材,这种生产方法成为弯曲成型用弯曲型钢代替普通热型钢可以减轻结构的重量,较少制造工作量并节约大量金属。广泛用于汽车,车辆,造船,农具,航空和自行车等焊接成型法将中厚板或带钢焊接成型的方法可以生产特大断面型钢,多用于H型钢。用焊接法生产型钢可以节约金属随着钢板生
10、产的发展,焊接型钢的比例也将提高锻压成型法原料在锻锤往复冲击力或在压力机的压力下成型的钢材典型的有圆棒材,饼材,弯断面和异形断面型钢,如:连杆,螺旋桨和涡轮叶片先热轧成型,并留有加工余量,后经酸洗、碱洗、水洗、涂润滑剂、冷拔(轧)成材,可生产高精度型材,产品机械性能和表面质量均高于一般热轧型材。热冷弯成型法是以热轧或冷轧板带为原料,使其通过带有一定槽形而又回转的轧辊,使板带钢承受横向弯曲变形而获得所需断面形状的型材。u 轧制生产的常规方法 在一般二辊或三辊轧机上进行轧制,孔型由两个或三个轧辊的轧槽所组成,可生产一般简单、异型和周期断面型材。1.普通轧法2.多辊轧法孔型由三个以上轧辊轧槽组成,减
11、小了闭口槽的不利影响,可轧出凸缘内外侧平行的经济断面型材,轧制精度高,轧辊磨损、能耗、轧件残余应力均减少,常用于角、槽、丁、H型钢的生产。3.热弯轧法将坯料轧成扁带或接近成品断面的形状,然后在后继孔型中趁热弯曲成型,可轧制一般方法得不到的弯折断面型钢。4.热轧纵剖轧法将较难轧的非对称断面产品先设计成对称断面,或将小断面产品设计成并联形式的大断面产品,以提高轧机生产能力,然后在轧机上或冷却后用圆盘剪进行纵剖。5.热轧冷拔(轧)法型钢轧机的布置形式(生产方案)横列式轧机横向排布成一列。现在很少用到,不少开坯机也采用横列式分布a:同一列轧机一般由一台电动机驱动b:轧机结构一般为三辊或者两辊交替式轧机
12、c:轧机操作方式多为穿梭轧制,小规格产品采用活套轧制d:轧机设备(包括电器)比较简单,投资少,建厂快顺列式按轧机方向顺序排列成一行,轧件在每架轧机上轧一道a:每台轧机单独驱动,因而各架轧机具有不同的轧制速度b:与横列式相比较,具有间隙时间短,速度快,生产效率高,辅助设备少c:机架间距大,厂房长,只适用于生产大型钢材,机架数目多,投资大棋盘式介于横列式和顺列式之间。前几架轧机较短用顺列式,后几架精轧机布置成两横列式,各轧机相互错开,两列轧辊转向相反,轧机布置紧凑,适用于中小型钢生产这是顺列式轧机分布的缺点半连续式它介于连轧和其他形式轧制之间,通常用于轧制合金钢。a.一种初轧为连续,精轧为横列式;
13、b.另一种初轧为横列式或其他型式,精轧为连续式连续式轧机纵向紧密排列成连轧机组a.可用单独传动或集中传动b.每架只轧一道,一根轧件可在数机架内同时轧制,各机 架遵循秒流量相等原则 c.轧制速度快,产量高,轧机紧密排列,间隙时间短,轧件温度小,轧件温度比较均匀,钢材性能好d.机械、电气设备较为复杂,投资大,且品种比较单一连续式分布的缺点c.复二重式u1.3 型钢轧机 1.型钢轧机的分类按用途按轧辊平均工作直径命名按人字齿轮节圆直径命名按成品轧机尺寸大小分轧轧机机类类型型轧辊轧辊名名义义直径直径mm主要主要产产品范品范围围厂家厂家轨梁轧机75095038 kg/m以上重轨,2060号钢梁包钢,鞍钢
14、,攀钢大型轧机650以上18/m钢轨,80150方圆钢,2263工字钢,槽钢武刚,重钢中型轧机350650直径或边长40102 mm圆,方钢,830 kg/m轻轨,18号工槽钢,13号角钢104套小型轧机250350直径或边长938 mm圆,方钢200多套线材轧机150280直径513 mm线材75 套u轧机的发展方向 1.采用平立交替轧机代替全水平轧机的连续式或半连续式,提高轧制速度,提高生产效率,取消移钢和横移装置,避免了钢的扭转2.加大坯料尺寸,尤其是长度,增加机架数量,采用步进加热炉3.增加轧机刚度,提高轧制精度,采用闭口机架、预应力轧机、短应力线轧机等。采用快速换辊4.采用计算机自动
15、控制,提高产品精度5.采用无接触在线检测装置,为自动控制及调整提供数据,如激光测径仪、磁力探伤仪6.生产趋向专业化u1.4 型钢生产新技术 1.采用连铸异型坯及连铸坯直接热装轧制(CC-DHCR)近终形连铸热装轧制2.在线控制、冷却和余热淬火 目的:在不明显增加生产成本的前提下,提高钢材使用性能和精度 重轨的余热淬火、H型钢的控制冷却3.长尺冷却和长尺矫直 优点:提高平直度、减少矫直盲区、提高成品定尺率4.采用计算机自动控制,提高产品精度5.用万能轧机生产经济断面材(H型钢、板桩钢)6.无孔型轧制7.切分轧制型材生产概述1型材生产工艺分析2内内 容容 提提 要要型材分类及特征型材的生产方法型材
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