山西工程职业技术学院2011届毕业论文Word格式文档下载.doc

山西工程职业技术学院2011届毕业论文Word格式文档下载.doc

《山西工程职业技术学院2011届毕业论文Word格式文档下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山西工程职业技术学院2011届毕业论文Word格式文档下载.doc（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

引言 4

1.中厚钢板的质量构成 5

1.1使用性能 5

1.2工艺性能 6

1.3表面质量 6

1.4内部质量 6

1.5尺寸精度 6

1.6板型精度 7

2.中厚钢板质量控制的主要技术和方法 8

2.1钢板坯料的质量控制 8

2.2中厚钢板的组织和性能控制 9

2.3中厚钢板的板型控制技术 10

2.3.1横向板型控制技术 10

2.3.2平面形状控制技术 10

2.4中厚钢板生产的自动化控制技术 11

2.5钢板实物的先进检测手段 12

结语 13

参考文献：

13

致谢 14

摘要

中厚钢板质量主要由使用性能、工艺的性能、内部质量、表面质量、尺寸精度、板型精度等方面构成。

本文从中厚板的定义、分类、用途、生产工艺等方面的知识入手，对中厚板质量主要构成要素和与其相关的生产工艺控制技术进行了综合论述。

从而使有关人员能系统认识中厚板质量构成的要点，掌握和了解相关技术的应用状况，为完善中厚板质量控制方法、有针对性的提升产品质量、实现产品质量的持续改进和满足市场不断变化的需求提供借鉴。

关键词：

中厚钢板质量构成控制方法

引言

中厚钢板一般指厚度为大于或等于4mm的钢板，主要生产方式有单机架可逆式（往复）中厚板轧机、双机架可逆式（往复）中厚板轧机、连续式、半连续式布置的轧机轧制及单或双炉卷轧机轧制。

中厚钢板按厚度可以分为中厚板、厚板、特厚板三类，通常将厚度为4～20mm的钢板称为中厚板，厚度为2O～60mm的钢板称为厚板，厚度大于60mm钢板称为特厚板。

按照用途分类，中厚钢板产品主要有汽车板、锅炉板、压力容器板、低合金高强度板、耐腐蚀板、碳素结构板、合金结构板、造船及采油平台板、机械建筑用板、模具板、桥梁用板、油气输送管线板等。

中厚钢板的生产具有流程长、装备水平高、工艺路线复杂、技术应用密集度高等特点，其质量控制与相关技术既是钢铁企业技术水平高低的一个体现，也是钢铁企业竞争力强弱的一个体现。

1.中厚钢板的质量构成

中厚钢板的质量要求是中厚钢板制造、质量判定、产品使用的依据和规范，一般在中厚钢板的技术标准、制造协议或合同中进行规定。

因中厚钢板用途广泛、品种繁多，使得中厚钢板的质量要求也多种多样。

但通常中厚钢板的质量主要由使用性能、工艺性能、内部质量、表面质量、尺寸精度、板型精度等方面构成。

1.1使用性能

中厚钢板的使用性能是指钢板在使用条件下所表现出来的性能，主要包括钢板的力学性能、物理性能、化学性能等。

中厚钢板使用性能的好坏决定了钢板的使用范围和使用寿命。

中厚钢板力学性能指材料在外加载荷或载荷与环境温度的联合作用下而不失效的能力，是钢板选材和设计的重要依据。

主要包括拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击和时效性能等。

钢板所承受的载荷一般采用各种力学参量（如应力、应变、冲击吸收功等）表示，而表征中厚钢板力学行为的力学参量的临界值或规定值称为钢板的力学性能指标（如强度指标、塑性指标、韧性指标等）。

拉伸试验评定的拉伸性能是钢板最基本的力学性能，是评定钢板质量的重要依据。

通过拉伸试验可以评定钢板的弹性、强度、延展（延伸）等方面的性能。

中厚钢板物理性能和化学性能主要包括钢板的耐热性、耐蚀性、耐候性、耐低温性、抗磁性等，使用环境和部位决定了对钢板物理性能或化学性能的不同要求，如酸性环境下使用的抗HIC或抗CO2腐蚀的管线钢板、高层建筑上使用的耐高温结构钢板等。

1.2工艺性能

中厚钢板的工艺性能是指钢板在后续加工制造过程中特定的冷、热加工条件下所表现出来的性能。

工艺性能的好坏，决定了制造过程中的加工成型能力，钢板的加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如对钢板的可焊性、弯曲性、切削加工性等的要求。

随着现代工程中钢板焊接工艺技术的应用和普及，对中厚钢板焊接性能的要求也更加普遍和严格，通常采用碳当量（Ceq）和裂纹敏感系数（Pcm）等来评价钢板的可焊性。

1.3表面质量

钢板表面缺陷一般分为冶炼缺陷和轧制缺陷。

在实际生产中，钢板表面缺陷的种类、形态与钢种、生产方式有着密切的关系，有些缺陷的分类和界定还不能完全从其表征和形态来简单地确定，需要作进一步解剖和分析，按照其产生的原因、分析的结论进行划分。

由于钢板外形扁平、宽厚比大、单位体积的表面积大、使用条件复杂，因此钢板的表面质量对钢板的加工和使用有着重要的影响。

1.4内部质量

中厚钢板的内部质量主要是指对钢板内部缺陷的要求，如钢板内部裂纹、偏析、夹杂物、组织大小及均匀性等。

钢板内部质量是钢板的抗层状撕裂能力、塑性、韧性、耐蚀性等各项性能指标好坏的重要基础，对钢板的使用范围和使用寿命有着重要的影响。

钢板内部质量的现场检测主要采用超声波无损探伤、磁粉探伤等方法。

1.5尺寸精度

中厚钢板的尺寸精度主要通过厚度偏差、宽度偏差和长度偏差来评价。

宽度偏差和长度偏差通常定义为相对名义值的正偏差，厚度偏差由正负公差规定。

厚度公差随着钢板厚度的减小而减小；

大多数情况下，随着产品宽度和厚度的增加，宽度和厚度偏差加大；

随着产品长度和厚度的增加，长度偏差加大。

尺寸偏差的大小不仅反映了轧制生产技术和装备水平的高低，而且体现了在线检测手段和控制能力的强弱，是中厚板生产线先进程度的重要标志之一。

厚度、长度和宽度精度除了通用的尺寸偏差标准外，对一些特殊钢板还有专有标准，如船板的尺寸精度，因为要求耐海水腐蚀，厚度负偏差要比通用标准偏差范围小很多。

1.6板型精度

中厚钢板的板型所含的内涵很广泛，直观上说的钢板翘曲程度，是指轧后钢板的平直度、矩形度、板凸度。

从外观表征来看，包括钢板平面的矩形化程度、沿钢板长度和宽度方向上的平直程度。

从表现形式看，有表观板型及潜在板型之分，潜在板型是指钢板中存在残余内应力，但不足以引起钢板翘曲，称为潜在板型不良；

表观板型是指钢板残余内应力足够大，以致引起钢板翘曲，称为表观板型不良。

矩形度缺陷表现为钢板的外形呈现出桶形、枕形、镰刀弯、锥形、头尾异型（舌头、斜角、燕尾）等不规则形状。

板凸度是指钢板中部标志点厚度hc与两侧标志点heo和hed的平均厚度之差，即：

Ch=hc一（heo+hed）／2。

板型不良主要来源于钢板的变形不均，与钢板制造过程中应力应变分布、温度均匀性等都有密切的关系。

钢板越薄、越宽，就越容易产生不均匀变形，越不易保持良好的板型。

2.中厚钢板质量控制的主要技术和方法

高品质中厚钢板的生产是基于炼钢—连铸／模铸—轧制—精整—热处理等全流程的高效、准确的工艺衔接和管理技术。

近年来，随着炼钢与中厚板装备水平的不断提高、先进工艺技术的广泛应用、生产过程自动化水平的提高，使钢的化学成分、夹杂物、铸坯的低倍组织、表面质量的控制能力及钢板的性能、轧制精度、板型控制有了很大的提升，钢板生产的效率也有了显著提高。

在满足用户对钢板“均质化、连续化、一致化”的内在质量要求下，钢板的尺寸精度和外观质量控制也有了很大的突破，大大推进了管线钢、油罐钢、高强度桥梁钢等诸多高等级、厚规格钢板的批量化、规模化和高效化生产。

2.1钢板坯料的质量控制

中厚钢板用坯料主要包括连铸坯、钢锭、锻压坯等，坯料的质量控制需满足各类钢板的最终产品的质量要求。

在后续的轧制加工过程中，部分坯料缺陷难以去除，因此高品质坯料是生产高品质板材的前提，此外高质量的板坯也为以后的热送或直接轧制创造了条件。

目前，我国中厚板生产企业已经广泛采用复合吹炼、自动炼钢、LF／VD／RH等炉外精炼工艺措施，钢水的纯净度、成分控制水平和精度等都显著提高，满足了各类高品质钢板的冶炼要求。

铸机动态轻压下、电磁搅拌等无缺陷铸坯生产技术，能够实现优质高效的连铸板坯生产，为高质量钢板的生产奠定了基础。

2.2中厚钢板的组织和性能控制

中厚钢板的组织指钢铁产品的最终组织形态—金相组织，光学显微镜下主体相组成可划分为奥氏体、铁素体+珠光体、微珠光体、铁素体、铁素体+粒状贝氏体、低碳贝氏体、针状铁素体、超低碳贝氏体、低碳马氏体、复合相等几个类别。

还包括组织的晶粒度、珠光体百分含量、带状级别、魏氏组织级别、微量元素的析出与沉淀、夹杂物的数量、大小、形状及分布状态等。

组织类型和特征是钢板最终性能的决定性因素，组织性能控制是中厚钢板质量控制的核心，贯穿于坯料加热、轧制、冷却、热处理各个工艺流程和阶段，组织控制是制

定中厚板生产工艺的主要依据之一。

坯料加热是中厚板生产的一个重要工序，通过对加热温度和时间等工艺参数的控制，实现坯料奥氏体组织的均匀化和细小化，为得到最终组织提供重要的前提条件。

现代板材生产针对不同钢种采用不同的加热工艺，通过对加热炉的自动化控制，实现了坯料内部加热的高精度控制。

控制轧制和控制冷却是目前中厚板轧制过程中经常使用的技术。

控制轧制是通过控制热轧时的温度、形变、压下量等条件，使其处于最佳化，人为地调整奥氏体相变状态的一种技术；

控制冷却是在控制轧制的基础上，通过控制轧件的连续降温过程，从而控制过冷奥氏体相变产物的技术。

20世纪7O年代，将控制轧制和控制冷却方法相结合，出现了TMCP工艺和以TMCP为基础的许多工艺。

TMCP工艺是充分利用钢铁材料的相变特点来改善材料的性能，通过成分设计、控制轧制、控制冷却等先进生产工艺的组合，提高钢材产品的综合性能，是一种经济有效的生产方法，已成为轧钢技术发展的一个主要方向。

另外，钢板在线热处理工艺、在线调质也在不少中厚板厂得到推广应用，可以有效节约能源，实现和轧制同步的完全在线处理，有利于缩短钢板交货期和批量化生产。

2.3中厚钢板的板型控制技术

板型控制是钢板主体三维形状的控制技术。

中厚钢板的板型一般划分为纵向、横向及平面板型3项控制内容。

三者互相配合相互影响，只有统一运筹板型控制技术，才能生产出板型最佳和最经济的钢板。

2.3.1横向板型控制技术

板型控制的工艺方法有多种，目前在用的传统方法有：

设定合理的轧辊凸度、合理安排不同规格产品的轧制顺序、合理制定轧制规程、对轧辊进行局部加热以改变轧辊的热凸度等。

但随着钢板厚度范围的扩大，板幅宽度的增加，辊径与辊身长度增加，轧制压力提高，简单调整辊型的方法已经无法适应板型的控制要求。

因此，近年来新建的

中厚板轧机尤其是宽厚板轧机，普遍采用垂直方向液压弯曲轧辊、工作辊轴向移动（WRS）、工作辊和中间辊都能移动（HCMW）、轴向移动非圆柱形轧辊（CVC）、支承辊与工作轧辊交叉（PC）等多种辊型新技术。

其中PC轧机的辊型调控能力最强，能显著提高中厚板质量，减少轧制道次，具有较高的生产效率。

2.3.2平面形状控制技术

中厚板平面形状控制是指使轧制后的钢板尽量接近矩形形状的操作方法和控制技术。

在中厚板轧制过程中，根据坯料的料型、厚度、长短及轧制钢板的尺寸要求，需要进行展宽操作，一是要对板坯长度方向进行轧制，二是要对宽度方向进行轧制，这样就会造成4个板边都有不均匀变形，出现头部的舌形、尾部的鱼尾形、边部的桶形或枕形及镰刀弯等不规整变形，使钢板的切损增加，降低钢板的成材率。

因此，中厚板平面板型控制已成为提高成材率最为有效的措施。

目前，中厚板平面板型控制主要采用的是以计算机厚度控制AGC、各种厚度测量仪（如射线测厚仪）、横向板型控制为基础的自动板型控制轧制法，如MAS轧制法、差厚展宽轧制法等板型控制技术。

在这些方面，许多厂家都有自己的专利技术，各种方式都有自己的独特功能，其中：

以日本水岛厂的MAS法使用比较普遍；

1989年我国舞钢4200mm轧机创造返回咬入法对钢锭轧制成钢板也起到了很好的作用。

另外，近年来中厚板轧机上附设立辊轧机方式得到了重视，不少新建宽厚板轧机上增设了立辊轧机，丰富板型控制的手段，取得了良好的控制效果。

2.4中厚钢板生产的自动化控制技术

中厚钢板炼钢、轧钢生产过程中自动化控制技术的应用，可以规范和优化生产过程，严格控制工艺参数，提高产品的尺寸精度及组织和性能，使一些机械的、繁琐的控制由计算机自动完成，使生产过程严格按照事先制定的工艺规程执行，生产过程的各种参数均可实时记录，消除手动操作的不稳定性，实现生产过程控制的安全与高效，操作人员只负责对生产过程进行监控，针对一些特殊的情况进行处理或实施有限的干预。

2.5钢板实物的先进检测手段

钢板的质量控制不仅需要先进的技术装备、完善灵活的工艺手段，还需要先进和适用的在线检测手段及系统科学的分析仪器，只有将两者的机能有机地结合起来，加以合理与充分的运用，才能真正建立起中厚板产品质量控制的完整技术保障体系。

目前，轧制流程在线装有非接触式的温度、压力、厚度、宽度、平直度、板型等先进的实时测量装置，实现了轧机过程的闭环控制；

在矫直机后部装有钢板自动标识装置，在厂房上部安装有钢板自动识别与走向跟踪监控系统，实现物流与信息流的同步传送；

精整线采用先进的多功能强力矫直机、多轴多偏心滚切式剪切机、在线多通道超声波探伤系统、先进的钢板表面和侧面标识系统及完善的热处理设施。

在产品质量分析手段上，新建的中厚板厂大多建有试样自动加工中心，增设了许多现代化的检测分析仪器，常规的力学性能检验、工艺性能评定、硬度测定也都实现了计算机控制下的数据自动采集和处理。

在金相组织检验和分析方面，光学金相显微镜增设了数字影像摄制、计算机图像分析功能，扫描电子显微镜、透射电子显微镜等先进观测分析设备得到了较广泛的应用，使高倍率观察、亚显微结构显示、晶体缺陷分析、高分辨显微等技术逐步成为钢材检验分析的常用手段，将钢材显微结构的观察与研究提升到一个很高的层次，大大提升了钢材组织的深层次分析能力，为产品质量的评价和工序改进提供准确的指向。

结语

企业的发展及经济效益的高低，最终落脚点是产品市场占有率的多少和竞争力的高低，而这是以产品质量保障为前提的。

中厚钢板使用广泛，其质量的控制和提高与用户的需求紧密相关，直接反映了用户加工与制造技术进步对材料性能提高的要求。

通过对中厚板质量及控制方法的论述，了解不同产品先进技术标准的核心要求与先进的检验试验方法，系统地认识中厚板质量的主要构成和要求，掌握相关技术的应用状况，有利于加快中厚板生产的技术进步与创新，有针对性地提升产品质量，满足市场不断变化的需求。

　参考文献：

　　[1]王国栋等著.中国中厚板轧制技术与装备.北京：

冶金工业出版社，2009.

　　[2]李曼云、孙本荣主编.钢的控制轧制和控制冷却技术手册，冶金工业出版社，1998.

[3]崔凤萍、孙伟等著.中厚板生产与质量控制.冶金工业出版社，2008.

致谢

在论文写作过程中，我非常感谢闫林洲老师在我大学最后的毕业论文设计阶段给我的指导，从选题到写作提纲，再到一遍又一遍地指出稿中的具体问题，并严格把关，在此我表示衷心感谢。

还有要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师及关心我的同学和朋友，他们使我的大学生活更加充实，更加有意义。

14