厚板生產(chǎn)(productionofheavyplate)

厚板生產(chǎn)的工藝流程(圖1)包括原料選擇和加熱、厚板軋制、厚板精整等主要生產(chǎn)工序。以提高厚板力學(xué)性能和工藝性能為目的的控制軋制和控制冷卻工藝在厚板生產(chǎn)中也日益得到廣泛采用。

原料選擇厚板生產(chǎn)使用的原料有扁錠、初軋板坯、連鑄板坯、鍛造坯和壓鑄坯等。扁錠和初軋板坯曾被長(zhǎng)期使用，但隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，使用連鑄坯則成為當(dāng)今的方向。這不僅可以提高厚板生產(chǎn)的成材率、降低成本，而且可以在具有足夠壓縮比的條件下提高厚板的質(zhì)量。如無(wú)初軋板坯和連鑄板坯時(shí)可用扁錠作原料，只在生產(chǎn)特殊的厚板時(shí)才用鍛坯及壓鑄坯作原料。

原料加熱生產(chǎn)厚板用的加熱爐有連續(xù)式加熱爐、室狀爐和均熱爐等。均熱爐多用于軋制特厚板的原料即鋼錠；室狀爐適用于特重、特輕及特短的板坯，或多品種少批量及合金鋼種的坯和錠；連續(xù)式加熱爐適用于少品種大批量生產(chǎn)。近年興建的厚板連續(xù)式加熱爐多為熱滑軌式或步進(jìn)梁式，現(xiàn)代厚板連續(xù)式加熱爐已向大容量、長(zhǎng)壽命、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無(wú)公害及操作自動(dòng)化方向發(fā)展，進(jìn)而優(yōu)化熱工制度。加熱的目的是提高金屬塑性，降低其變形抗力，滿足軋制工藝的要求。采用調(diào)整加熱溫度、加熱時(shí)間、加熱速度等熱工制度(見(jiàn)加熱制度)，來(lái)保證板坯溫度均勻、防止產(chǎn)生加熱缺陷。

厚板軋制厚板軋制(見(jiàn)彩圖插頁(yè)第5頁(yè))過(guò)程分為除鱗和成形軋制、展寬軋制及延伸軋制3個(gè)階段。

除鱗是指軋制之前去除板坯表面氧化鐵皮的過(guò)程。(見(jiàn)彩圖插頁(yè)第5頁(yè))在高壓水的噴射下，板坯表面激冷氧化鐵皮破裂，高壓水沿著裂縫進(jìn)入氧化鐵皮內(nèi)，氧化鐵皮破碎并被吹除，達(dá)到保證成品板材獲得良好表面質(zhì)量的目的。過(guò)去曾經(jīng)采用將杏枝、竹條、食鹽等投入高溫板坯表面爆破清除氧化鐵皮，也用齒式輥圖l厚板生產(chǎn)工藝流程圖壓機(jī)輥壓和壓縮空氣、蒸汽等吹除氧化鐵皮，但這些方法存在著勞動(dòng)條件差、污染環(huán)境、氧化鐵皮清除不凈等缺點(diǎn)，目前已很少采用；而采用高壓水噴吹氧化鐵皮幾乎成為厚板生產(chǎn)除鱗的惟一方式。

成形軋制是沿板坯縱向進(jìn)行的，以此來(lái)消除板坯表面因清理而帶來(lái)的缺肉不平和剪斷時(shí)引起的端部壓扁，使展寬軋制之前獲得準(zhǔn)確的坯料厚度，并使端部成扇形展寬以減少橫軋時(shí)的桶形，為提高展寬軋制階段的板厚精度和展寬精度打下良好基礎(chǔ)。

展寬軋制分為縱向展寬、橫向展寬和角軋展寬3種軋制過(guò)程。通常厚板坯料的寬度和長(zhǎng)度都滿足不了成品板材寬度的要求，因此在軋制過(guò)程中板坯需要在軋機(jī)前后的旋轉(zhuǎn)輥道上轉(zhuǎn)一定的角度后進(jìn)行展寬軋制，使經(jīng)過(guò)成形軋制后的板材繼續(xù)在寬度方向或長(zhǎng)度方向得到展寬，直至達(dá)到帶毛邊成品板材寬度為止。

延伸軋制是在展寬軋制之后，板坯轉(zhuǎn)回某一角度繼續(xù)軋制而達(dá)到成品板材厚度和質(zhì)量目標(biāo)的過(guò)程。通過(guò)平直度控制、厚度控制、性能控制及表面質(zhì)量控制等手段，生產(chǎn)出

板厚精度高、同板差小、平直度好及具有最佳綜合性能的板材。延伸軋制的前面道次盡量采用較大的壓下量以使板材充分延伸，后面道次則根據(jù)軋輥凸度(見(jiàn)輥型設(shè)計(jì))、軋制壓力、板厚、板溫來(lái)調(diào)整壓下量以使板形得到控制。厚板(尤其是特厚板)軋制具有初軋的高件軋制特點(diǎn)，初始的軋制單位壓力錘擊效果顯著，同時(shí)產(chǎn)生表面變形，因而多使板材側(cè)邊呈現(xiàn)出凹形折疊，這要靠精整工序處理

厚板精整包括板材的軋后冷卻、矯直、劃線、剪切或火焰切割、表面質(zhì)量和外形尺寸檢查、缺陷修磨(見(jiàn)表面缺陷清理)、取樣檢驗(yàn)、打印標(biāo)志、收集入庫(kù)等環(huán)節(jié)，有些板材因工藝需要或用戶要求還要進(jìn)行熱處理、酸堿洗等，其工藝流程如圖2所示。為了確保板材的平直度，除采取各種保證板形的措施外，厚度40mm以下的板材均需經(jīng)過(guò)熱矯直，而不平直的冷板需進(jìn)行冷矯直。為冷剪成品板，板材需冷到150℃以下，冷卻要均勻，冷卻速度應(yīng)適宜。采用滾切式剪斷機(jī)(見(jiàn)剪切)，基本上解決了剪彎缺陷，調(diào)整剪刃間隙又大大提高板材剪切的斷面質(zhì)量。根據(jù)板材質(zhì)量要求，采用超聲波進(jìn)行探傷熱處理除保證板材的力學(xué)性能外，還要保證良好板形。噴丸和涂層多用于生產(chǎn)造船和橋梁用板，噴丸去除氧化鐵皮后再涂層防銹，涂層后定要采取快干措施。板材表面尺寸形狀的檢查主要靠人工進(jìn)行，打印標(biāo)志工序已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，并可由計(jì)算機(jī)控制。

控制軋制和控制冷卻控軋、控冷工藝在絕大多數(shù)厚板生產(chǎn)過(guò)程中已被采用，以此提高厚板的力學(xué)和工藝等性能。從提高厚板強(qiáng)韌性的角度考慮，必須嚴(yán)格控制板坯加熱溫度、板坯待軋溫度、軋制道次變形量、終軋溫度、軋后冷卻速度等工藝參數(shù)。采用控制軋制和控制冷卻的厚板板坯加熱溫度比一般熱軋時(shí)的加熱溫度低50～100℃左右，坯料加熱溫度可進(jìn)一步降低到1050℃左右。通常在1100～1200℃時(shí)鋁和鈮的碳化物將部分或全部固溶，而釩則完全固溶；鈦的碳化物完全溶解溫度為1250℃。采用兩階段控制軋制時(shí)第一階段是在完全再結(jié)晶區(qū)軋制，然后進(jìn)行待溫或快冷以防止在部分再結(jié)晶區(qū)軋制，這一溫度范圍隨化學(xué)成分不同波。動(dòng)在1000～870℃待溫后在未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行第二階段的控制軋制，軋制總變形率應(yīng)大于40％～50％以上，碳鋼和低合金鋼大于60％，則鐵素體細(xì)化基本穩(wěn)定，板材性能也趨于穩(wěn)定在完全再結(jié)晶區(qū)的各道次變形量必須大于再結(jié)晶臨界變形量的上限，如此確保發(fā)生完全再結(jié)晶。在未再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí)加大道次變形量，以增多奧氏體晶粒中的滑移帶和位錯(cuò)密度和增大有效晶界面積，為鐵素體相變形核(見(jiàn)再結(jié)晶形核)創(chuàng)造有利條件。厚板的終軋溫度應(yīng)控制在Ar₃溫度以上，軋后控制冷卻工藝的開(kāi)始溫度應(yīng)接近于終軋溫度，冷卻速度為3～5℃／s；終了溫度為500～600℃，這就可以在不降低板材韌性的條件下提高板材的強(qiáng)度。