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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AGC318

7.3.2 BISRA-AGC318

7.3.3动态设定型AGC320

7.3.4 GM-AGC320

7.3.5相对AGC321

7.3.6绝对AGC322

7.3.7 AEG AGC和RAL AGC322

7.3.8压力AGC的综合评价323

7.3.9反馈AGC324

7.3.10前馈AGC325

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