上海增旭实业有限公司

联系电话:19840536446

首页 >> 行业资讯 >>媒体报道 >> 热轧角钢的轧制工艺优化与质量提升
详细内容

热轧角钢的轧制工艺优化与质量提升

摘要: 本文深入探讨了热轧角钢的轧制工艺,分析了各工艺环节对产品质量的影响,并提出了相应的优化策略。通过优化加热制度、轧制规程以及冷却方式等,旨在提高热轧角钢的尺寸精度、力学性能和表面质量,满足建筑、机械制造等行业对高品质热轧角钢的需求。


一、引言


热轧角钢作为一种重要的型钢产品,广泛应用于建筑结构、桥梁工程、机械制造等众多领域。其质量优劣直接关系到相关工程的安全性与可靠性。随着工业技术的不断发展,对热轧角钢的质量要求也日益提高,因此深入研究其轧制工艺并进行优化具有极为重要的意义。


二、热轧角钢的轧制工艺流程


(一)原料准备
优质的钢坯是生产高质量热轧角钢的基础。钢坯的化学成分、尺寸精度和表面质量都必须严格符合要求。一般来说,用于热轧角钢生产的钢坯主要为碳素结构钢和低合金结构钢,其碳含量、锰含量等化学成分的控制对于角钢的最终性能起着关键作用。钢坯的尺寸偏差应尽可能小,以确保在轧制过程中能够均匀变形,减少尺寸超差的可能性。表面不得有严重的裂纹、折叠、结疤等缺陷,否则会在轧制过程中进一步扩展,影响角钢的质量。


(二)加热
加热环节的主要目的是将钢坯加热到合适的轧制温度范围,通常在 1100℃ - 1250℃之间。加热过程中,需要精确控制加热速度、加热时间和炉内气氛等参数。如果加热速度过快,可能会导致钢坯表面与内部温差过大,产生热应力,甚至引发裂纹;加热时间过长则可能造成钢坯表面过氧化、脱碳等问题,降低角钢的表面质量和力学性能。炉内气氛应保持中性或弱氧化性,以防止钢坯过度氧化。


(三)轧制
轧制是热轧角钢生产的核心工序,包括粗轧和精轧两个阶段。粗轧阶段主要是通过多道次轧制将钢坯逐步轧制成近似角钢的形状,使金属在较大的变形量下发生塑性变形,改善其组织结构。在粗轧过程中,轧辊的孔型设计至关重要,合理的孔型应能保证钢坯在轧制过程中顺利咬入、稳定变形,并且使各部分金属流动均匀,避免出现局部应力集中和尺寸偏差过大的情况。精轧阶段则是对粗轧后的角钢进行进一步的精确轧制,以获得符合标准要求的尺寸精度和良好的表面质量。精轧时,轧制速度、轧制力和辊缝的控制尤为关键。较高的轧制速度有助于提高生产效率,但过快可能导致角钢表面质量下降,如出现划伤、麻点等缺陷;轧制力需要根据角钢的规格、钢坯材质以及轧制温度等因素进行动态调整,以确保角钢在规定的尺寸公差范围内成型;精确控制辊缝可以保证角钢的厚度精度。


(四)冷却
轧制后的角钢需要进行冷却,以获得合适的组织结构和力学性能。冷却方式主要有空冷、水冷和雾冷等。不同的冷却方式和冷却速度会对角钢的性能产生显著影响。例如,快速冷却可以使角钢获得较高的强度,但如果冷却速度过快且不均匀,可能会导致角钢内部产生较大的内应力,甚至出现裂纹。因此,需要根据角钢的材质、规格以及对性能的要求,制定合理的冷却工艺,确保冷却均匀、稳定。


三、影响热轧角钢质量的因素分析


(一)原料因素
如前所述,钢坯的质量对热轧角钢质量有着决定性影响。钢坯中的杂质元素含量过高,如硫、磷等,会降低角钢的韧性和焊接性能。此外,钢坯的原始组织不均匀也会导致在轧制过程中变形不均匀,从而影响角钢的尺寸精度和力学性能。


(二)加热因素
加热温度不均匀是常见的问题之一,这会使钢坯在轧制过程中各部分的变形抗力不同,容易造成角钢的弯曲、扭转等形状缺陷。而且,加热过程中的氧化和脱碳现象会降低角钢的表面质量和强度。


(三)轧制因素
轧辊的磨损是影响轧制质量的重要因素。随着轧制量的增加,轧辊表面会逐渐磨损,导致辊缝形状发生变化,从而使角钢的厚度精度下降。此外,轧制过程中的张力控制不当也会引起角钢的尺寸偏差和形状缺陷。如果张力过大,可能会导致角钢拉薄或拉断;张力过小则可能使角钢在轧制过程中出现堆钢现象。


(四)冷却因素
冷却速度不均匀会使角钢产生残余应力,严重时会导致角钢变形或开裂。例如,在水冷过程中,如果水的流量、温度和喷射角度控制不当,就容易出现局部冷却过快或过慢的情况。


四、热轧角钢轧制工艺的优化措施


(一)优化加热制度
采用先进的加热炉控制系统,如计算机模拟技术和自动化控制系统,精确控制加热速度、加热时间和炉内气氛。通过在加热炉内安装多个温度传感器,实时监测钢坯各部位的温度,及时调整加热参数,确保加热温度均匀性控制在较小范围内。同时,优化炉内气氛的控制,减少钢坯的氧化和脱碳。例如,可以采用保护气氛加热技术,在炉内通入适量的惰性气体或还原性气体,降低氧气含量,从而减少氧化和脱碳现象。


(二)改进轧制规程


  1. 轧辊孔型优化
    利用有限元分析软件等工具,对轧辊孔型进行模拟优化。根据角钢的不同规格和生产要求,设计出更加合理的孔型系统,使钢坯在轧制过程中能够更加均匀地变形,减少应力集中和尺寸偏差。例如,通过优化孔型的侧壁斜度、圆角半径等参数,改善金属的流动规律,提高角钢的成型质量。

  2. 轧制参数动态调整
    建立轧制过程的数学模型,根据钢坯的材质、温度、轧制速度等实时信息,动态调整轧制力、辊缝和张力等参数。采用先进的传感器技术和自动化控制系统,实现对轧制过程的实时监测和精确控制。例如,通过激光测速仪、压力传感器等设备,实时采集轧制速度和轧制力数据,反馈给控制系统,由控制系统根据预设的模型计算出最佳的辊缝和张力调整值,确保角钢的尺寸精度和形状符合要求。


(三)优化冷却工艺
采用智能化冷却控制系统,根据角钢的材质、规格和轧制工艺参数,自动确定最佳的冷却方式和冷却速度。例如,对于高强度低合金钢角钢,可以采用先水冷后空冷的复合冷却方式,在水冷阶段通过精确控制水的流量、温度和冷却时间,使角钢快速冷却到合适的温度范围,然后进行空冷,以消除内应力。在冷却过程中,通过安装多个温度传感器和流量传感器,实时监测角钢的温度变化和冷却介质的流量,及时调整冷却参数,确保冷却均匀性。同时,可以采用喷雾冷却等新型冷却技术,通过调节喷雾的压力、流量和雾化程度,实现更加精确的冷却控制,提高角钢的质量稳定性。


五、结论


通过对热轧角钢轧制工艺的深入研究和优化,可以有效提高热轧角钢的质量。优化加热制度能够减少钢坯的氧化、脱碳和温度不均匀性;改进轧制规程可以提高角钢的尺寸精度和形状质量;优化冷却工艺有助于获得良好的组织结构和力学性能,减少内应力和变形。这些优化措施的实施将有助于满足市场对高品质热轧角钢的需求,提高企业的竞争力,推动热轧角钢生产技术的不断进步。在未来的研究中,还需要进一步探索更加先进的工艺技术和控制方法,以适应不断发展的工业需求。


标题
更多

联系电话:19840536446

                 15901609968

上海增旭实业有限公司

公司邮箱:shzengxu@163.com

总部地址:上海市宝山区藴川公路5218号-1号楼207室

成都分部:四川省成都市金牛区量力钢材市场B区

产品分类

网站导航

技术支持: 网站建设 | 管理登录
seo seo