30.>在带钢轧制时,带钢轧前尺寸为3×420mm,轧后尺寸为2.3×420mm,已知前张力为70000N,后张力为75000N,计算该道次轧制时前、后平均单位张力值是多少?答案:解:根据公式Q=qBh 则 q=Q/Bh
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前平均单位张力为:q前=70000N/(420mm×2.3mm)=72.46N/mm
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后平均单位张力为:q后=75000N/(420mm×3.0mm)=59.52N/mm
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答:该道次轧制时前、后平均单位张力值分别为72.46N/mm、59.52N/mm。
31.>已知轧辊辊径为φ700mm,轧件的出口厚度h=8mm,中性角γ=2°,轧辊的转度为380r/min,求轧件在该轧机实际的出口速度是多少?
答案:解:根据公式前滑为Sh=γ2R/h=(2×3.14/180)2×350/8=0.053 根据公式出口速度
Vh=(1+Sh)V=(1+0.053)×3.14×0.7×380/60=14.66m/s 答:轧件在该轧机实际的出口速度是14.66m/s。 六、综合题(每题10分,共1410分)
1.>按轧钢机的布置形式,轧钢机可以分哪几类?
答案:可分为单机座、一列式、二列式、多列式、顺列式、棋盘式、连续式、半连续式等。
2.>按轧辊在机座中的布置分类,轧钢机可以分哪几类?答案:可分为具有水平轧辊的轧机、具有互相垂直轧辊的轧机、呈斜角布置及其它的特殊轧机。 3.>什么是控制冷却?
答案:所谓控轧冷却就是通过控制热轧过程中和轧后钢材的冷却速度,达到改善钢材的组织状态,提高钢材性能,缩短钢材的冷却时间,提高轧机生产能力的生产工艺。 4.>什么是塑性变形?
答案:物体受外力作用而产生变形,当外力去除后,物体不能够恢复其原始形状和尺寸,遗留下了不可恢复的永久变形,这种变形称为塑性变形。 5.>为什么高温下轧制力小?
答案:因为温度升高时,金属原子的热振荡加强使其变形抗力下降,所以高温下轧制力小。 6.>应力集中是什么?
答案:当金属内部存在应力,其表面又有尖角、尖缺口、结疤、折叠、划伤、裂纹等缺陷时,应力将在此处集中分布,使这些缺陷部位的实际应力是正常应力的数倍,这种现象称应力集中。 7.>影响辊型的主要因素有哪些?
答案:(1)轧制过程中轧辊受轧制力的作用,产生的弹性弯曲变形;(2)受温度作用而产生的热膨胀;(3)在轧制过程中产生的不均匀磨损。 8.>怎样防止断辊?
答案:①选择适宜的变形温度。②正确安装轧辊,选择宜适的变形条件。③导卫安装正确,避免缠辊,喂错孔,喂低温钢黑头钢。使变形抗力增加,超过轧辊强度极限。④使用质量好的轧辊,消除原始应力和存在铸造缩孔。 9.>轧机主电机轴的力矩有哪几种?
答案:传动轧机轧辊所需主电机轴上的力矩由轧制力矩、附加摩擦力矩、空转力矩、动力矩四部分组成。 10.>在轧制过程中,造成断辊的原因是什么?
答案:在轧制过程中,造成断辊的原因是:(1)轧辊冷却不适当;(2)轧辊安装不正确,造成工作时受力不均;(3)由于缠辊、喂错孔轧制变形过大;轧制温度过低,使变形抗力增加,轧制力超过轧辊的强度极限;(4)轧辊材质不好;(5)轧辊工作直径小。
11.>自然冷却是什么?
答案:轧制终了的钢材在大气中自然冷却的方法称为称为自然冷却。 12.>轧钢机工作图表在轧钢生产中有什么作用?
答案:作用:(1)分析轧钢机的工作情况,找出工序间的薄弱环节加以改进,使轧制更趋合理;(2)准确计算出轧制时间,各一序的交叉时间和轧制节奏时间,用来计算轧机的产量;(3)计算轧制过程中轧是所承受的轧制压力和电动机传动轧钢所承受的负荷。
13.>写出三种可能的变形图示。答案:如图所示:
14.>钢锭内部是铸造组织,它有什么特点?
答案:(1)铸造组织的晶粒比较粗大;(2)晶粒不均匀,表层冷却快是细晶粒,中心冷却慢是粗大的等轴晶粒;(3)存在着各种铸造缺陷,如缩孔、气泡、裂纹、夹杂及偏析等。 15.>原料堆放的原则有哪些?
答案:(1)堆放方法取决于原料的形状(钢锭要头尾交叉堆放,方坯横竖交叉堆放等);(2)堆放的高度取决于安全条件及料场单位面积的允许负荷;(3)堆放钢锭(坯)的垫基应坚固,防止堆垛下沉和歪斜;(4)堆放钢坯要有标志的一端朝向一侧,便于查找;(5)垛与垛之间距离应大于1米,原料垛与铁路(公路)之间距离大于2米;(6)垛要堆放整齐,保证吊运方便、安全。
16.>轧钢现场管理的主要任务是什么?
答案:(1)优化组合生产要素,不断提高劳动生产率;(2)加强精神文明建设,培养职工队伍;(3)提高产品质量、降低物质消耗,提高经济效益。
17.>什么叫弹塑性曲线?其意义是什么?
答案:弹塑性曲线是轧机的弹性曲线和轧件塑性曲线的总称。其意义在于:(1)利用弹塑性曲线可以分析轧辊热膨胀与磨损后轧机的调整过程;(2)利用弹塑性曲线可以分析来料厚度变化时轧机的调整过程。 18.>什么是过烧?产生的原因是什么?
答案:钢坯在加热炉中加热温度过高时,金属的晶界发生熔化,同时炉气浸入使晶界氧化,破坏了晶格的结合,这种加热缺陷称为过烧。产生的原因是加热温度过高、加热时间过长和炉内氧化性气氛过强等。 19.>轧制图表是什么?
答案:利用直线或折线反映轧件在轧制过程中所占用的轧制时间,各道次之间的间隙时间以及轧制一根钢所需要的延续时间,还有在轧制过程中轧件进行交叉轧制的情况和轧件在任一时间所处的位置的图表,就称为轧制图表。 20.>板坯加热的目的是什么?
答案:(1)提高钢的塑性。钢在常温下塑性很低,加热后塑性提高,便于进行压力加工;(2)降低变形抗力。钢在常温下变形抗力很高,加热后变形抗力降低,使加工易于进行;(3)使钢坯内外温度均匀,减少了温度差,有利加工;(4)改善带钢内部结晶组织,消除轧制中所引起的内应力,改善了板型,达到所需要的物理和机械性能(系指成品板热处理或指为进一步加工的薄板坯)。
21.>碳素钢中的硅、锰、硫、磷对钢有什么影响?
答案:1)硅加入钢中能提高钢的硬度和强度,但含硅较高时会急剧降低钢的延伸率和断面收缩率。在铸造时硅能增加钢液的流动和填充性;2)锰做为脱氧除硫的元素加入钢中,它能提高经热轧后钢的强度和硬度;3)硫在钢中是引起热加工时开裂的主要元素,但硫能改善钢材的易切削性;4)磷在钢中的危害是引发钢的冷脆性,但磷能改善钢的易切削性和耐蚀性。 22.>影响金属变形抗力的因素有哪些?
答案:(1)金属的化学成份及其组织结构:合金的变形抗力大于纯金属的变形抗力;(2)变形温度:变形温度升高,变形抗力降低;(3)变形速度:变形速度加快,变形抗力升高;(4)变形程度:变形程度加大,变形抗力增加。 23.>轧制时影响轧制力的主要因素有哪些?
答案:(1)轧件材质不同,则轧制压力不同;(2)外摩擦的影响,摩擦系数增加,则轧制力增大;(3)轧辊直径加大,则轧制力增加;(4)轧件的宽度增加,则轧制力升高;(5)绝对压下量增加,则轧制力加大;(6)轧制速度加快,则轧制力增加;(7)轧件的温度降低,则轧制力增加;(8)轧件的厚度减少,则轧制力上升。 24.>在实际轧制生产中改善咬入有哪些办法?
答案:(1)降低咬入角:如用钢锭小头先送入轧辊,或用带楔形的钢坯进行轧制;(2)强迫咬入:对钢坯尾部施以重力,或用辊道高速送轧件入轧机;(3)提高摩擦角:对轧辊刻痕或堆炉增加轧辊表面的粗糙度;(4)降低咬入速度:采用变速轧制,低速咬入。
25.>金属的不均匀变形会引出什么后果?
答案:(1)使金属的变形抗力升高;(2)使金属的塑性降低;(3)使产品的产量下降;(4)使技术操作复杂化。
26.>参照下图,说明图中各参数表示的含义,指出变形区、前滑区和后滑区,并说明前滑区与后滑区的受力差别。
答案:图中参数的含义如下:
H-入口厚度;h-出口厚度;VH-入口速度;Vh-出口速度;α-咬入角; γ-中性角;R-轧辊半径;ABCD-变形区;ABEF-后滑区;EFCD-前滑区。
前滑区与后滑区的受力区别在于摩擦力的方向相反,在前滑区内摩擦力方向与带钢运行方向相反;而后滑区内摩擦力方向与带钢的运行方向相同。
27.>写出可能的各种应力状态图。 答案:如图所示:
28.>什么叫变形制度? 答案:在一定的轧制条件下,完成从坯料到成品的变形过程就称为变形制度。其主要内容是确定总的变形量和道次变形量。变形量的分配是工艺设计的重要参数,它是轧制设备选择和孔型设计的主要依据。变形制度对轧机产量、产品质量起差重要的作用。初轧机的压下规程,型钢轧机的孔型设计,板带轧机的压下规程以及钢管轧机的轧制表面部分内部都属于变形制度。
29.>速度制度的主要内容是什么?
答案:选择轧制速度,也就确定各道次的轧制速度以及每道次中不同阶段的速度。初轧机的速度规程;连轧机各机架速度的确认以及不可调速的轧机轧制速度的确定都属于速度制度的内容。 30.>轧制过程中,影响轧件宽展主要因素有哪些?
答案:(1)压下量的影响;(2)轧辊直径的影响;(3)轧件宽度的影响;(4)摩擦力的影响;(5)金属本身性质的影响;(6)轧制方式的影响。
31.>变形温度对金属塑性有什么影响?
答案:一般情况下,变形温度高,金属的塑性也高,但金属的加热温度不可过高,否则将引起晶粒的过分长大,反而使塑性降低。
32.>热轧(热加工变形)有何优缺点?
答案:优点:(1)金属塑性好,变形抗力小;(2)可改善金属组织和机械性能;(3)可加工尺寸较大,形状复杂的产品。 缺点:(1)表面易形成二次氧化铁皮,光洁度差;(2)尺寸精度不如冷轧;(3)要配备相应的加热设备,劳动条件和生产率均较差。
33.>冷轧生产中,对带钢进行平整的主要目的是什么?
答案:(1)消除冷轧带钢明显的屈服平台,改善带钢的机械性能;(2)改善带钢的平直度;(3)使带钢表面达到一定的粗糙度,从而可获得不同的表面结构。 34.>控制轧制对哪些方面进行控制?
答案:(1)变形温度的控制;(2)变形程度的控制;(3)变形速度的控制;(4)冷却速度的控制;(5)化学成份的控制。 35.>热加工变形与冷加工变形相比,有什么不足?
答案:(1)对薄和细的轧件,由于散热较快,在生产实际中,要保持热加工的温度条件比较困难;(2)热加工后,轧件的表面不如冷加工生产的轧件尺寸精确和光洁;(3)热加工后,产品的组织及性能不如冷加工产品均匀;(4)从提高钢材的强度着眼,热加工不如冷加工产品强度高;(5)有一些金属不适宜进行热加工。 36.>控制轧制是什么?
答案:控制轧制是严格控制非调质钢材的轧制过程,运用变形过程热动力因素的影响,使钢的组织结构与晶粒充分细化,或使在一定碳含量珠光体的数量减少,或通过变形强化诱导有利夹杂物沉淀析出,从而提高钢的强度和冲击韧性,降低脆性转变温度,改善炉接性能,以获得具有很好综合性能的优质热轧钢材。 37.>冷轧、冷拔的钢管比热轧钢管有什么优势?
答案:(1)可生产薄壁、极薄壁和大直径的薄壁钢管;(2)可生产小口径钢管和毛细管;(3)可生产高几何尺寸精度的管材;(4)可生产表面光洁度高的管材;(5)冷加工有助于金属晶粒细化,配以热处理,不仅有高的强度,还有好的韧性;(6)可生产各种异形钢管和变断面管材;(7)热轧成形较难的金属材料,通过冷加工可以成形。 38.>为什么控制轧制能提高钢材的机械性能?
答案:因为控制轧制是以细化晶粒为主线的轧制方法,众所周知,钢的晶粒越粗大,不仅其塑性差,而且强度和硬度也很差。因此细化晶粒的钢材强度和韧性都得到加强,而控制轧制就是采用各种手段使轧制出的成品是晶粒细化的产品,因此能提高其机械性能。
39.>如何降低金属的变形抗力?
答案:(1)要选择良好的变形温度;(2)把变形速度和变形程度控制在适当范围内;(3)采用工艺润滑新技术减少外摩擦;(4)采用合理的加工方式和外加工工具。
40.>铁碳平衡相图如何在轧制工艺上得到应用?
答案:根据铁碳平衡相图,可以制定各钢种的加热温度范围,开轧温度范围和终轧温度范围,这是铁碳平衡相图中温度与组织结构的关系向人们提供了参考依据,保证了各钢种加工是在可靠状态下进行,并最终获得理想的组织和性能。 41.>什么叫穿梭轧制?
答案:在同一机架或机列上进行往返的轧制过程,交替地将轧件的头部和尾部送入轧机,直至轧制出成品的轧制方式叫穿梭轧制,一般多用在横列式轧机上。
42.>热轧型钢延伸系数的分配原则是什么?
答案:(1)轧制开始时,轧件断面大,温度高,塑性好,变形抗力小,有利于轧制,但此时氧化铁皮厚,可能处于熔化状态,摩擦系数低,咬入困难,故主要考虑咬入条件;(2)随着氧化铁皮的脱落,且轧件断面减小,咬入条件改善,此时延伸系数可以不断增加,并达到最大值;(3)以后随轧件温度下降,金属变形抗力增加,塑性降低,因此马达能力和轧辊强度成为限制延伸系数的主要因素,此时应降低延伸系数;(4)在最后几道次中,为减少孔型磨损和保证断面形状和尺寸的正确,应采用较小的延伸系数。 43.>什么叫层流冷却?
答案:为保证热轧带钢的性能,带钢在出精轧机组后,应从850℃左右的终轧温度迅速冷却到550~650℃的卷取温度,层流冷却就是为冷却带钢的一种方式,它采用低水压,大水量的冷却方式。它的特点是水流在带钢表面呈层流状,能冲破带钢表面的蒸气膜,没有飞溅,冷却效果好。 44.>什么叫“无头轧制”?其优点是什么?
答案:在轧制过程中,连续供无限长的钢坯,不间断地轧制,在一个换辊周期内,轧件长度可无限延长的轧制方法,称为\无头轧制\。其优点是:(1)可大幅度提高轧机产量;(2)消除了因咬入出现的堆拉钢造成断面尺寸超差和中间轧废;(3)大量减少切头切尾量,提高收效率;(4)减少因咬入对孔型的冲击,减少磨损,提高轧辊的使用寿命,有利轧机及其传动装置的平稳运转;(5)由于连续稳定轧制,为生产自动化创造了条件。 45.>什么叫斯泰尔摩冷却法?
答案:它是将轧出的线材(1000℃左右)通过水冷管快速冷至接近相变温度,然后经导向装置引入吐丝机,线材在成圈的同时陆续落在连续移动的链式运输机上,使每圈相隔一定的距离而成散卷,视钢种不同,在运输过程中可用鼓风机强制冷却,或自然冷却,或加罩缓冷,以控制线材的组织和性能,运输机速度可调,当线材冷却至相变完成温度(450~550℃)后,通过集圈器将散卷收拢,然后打捆包装。
46.>哪些钢种在加热时容易产生过烧缺陷?
答案:随着钢中含碳量的增加,以及某些合金元素的增加,而产生过烧的可能性在增大,高合金钢由于其晶间物质和共晶体容易熔化而特别容易产生过烧缺陷,过烧敏感性最大的是含铬的合金钢,含镍的合金钢以及含铬、镍的合金钢。
47.>在轧制板带钢生产时,设置辊型的目的是什么?
答案:(1)控制板形,改善板形;(2)改善穿带条件,提高轧制的稳定性;(3)合理地使用轧辊。 48.>热轧带钢精轧机组为什么采用升速轧制?
答案:因为精轧机组的穿带速度不能过高,并且在带钢离开终轧机架进入卷取机前,带钢的运送速度也不能太高,防止带钢在辊道上飘浮,因此采取低速穿带然后与卷取机同步,升速进行轧制的办法,可使轧制速度大幅度提高以提高产量,同时采用升速轧制可减少带钢头尾温差。
49.>为防止和减少折叠的产生应采取什么措施?
答案:(1)按标准要求安装导卫装置;(2)保证轧槽的冷却效果;(3)及时更换调整导卫,以保证稳定轧制过程;(4)控制好轧制节奏,保持料型稳定,减少轧槽磨损;(5)操作工要勤检查导卫,勤观察料型,勤看管冷却水管;(6)确保轧辊的轴向固定,不能有轧辊窜动现象出现。
50.>在热轧型钢生产中,常有采用万能孔型系统的,它们的优缺点是什么?
答案:优点:(1)易去除轧件的氧化铁皮,有利于改善成品质量;(2)万能孔型系统调整范围大,且共用性好;(3)轧件变形均匀,孔型使用寿命长,轧辊消耗低;(4)这种孔型系统易咬入,在成品孔内轧制稳定。
缺点:(1)这种孔型系统延伸系数小;(2)轧件出立轧孔的形状不规正,且轧制不稳定,易产生扭转。 51.>在热轧型钢生产中菱-方孔型系统有什么优缺点?
答案:优点:(1)可获得尺寸精确的方形断面;(2)通过调整辊缝,在同一孔内可得到相邻的尺寸的方形轧件;(3)这种孔型系统延伸大。
缺点:(1)切入轧辊的轧槽较深,轧辊的强度因而削弱;(2)沿孔型宽度方向辊径差和速度差都较大;(3)孔型四角冷却较快,轧制时易产生缺陷;(4)这种孔型系统去除轧件的氧化铁皮能力差。 52.>绘出一箱形孔型图,并指出其构成名称。 答案:如图所示
h-孔型高度;B-槽口宽度;b-槽底宽度;S-辊缝;R-内圆角半径;
r-外圆角半径;f-凸度;-侧壁斜度。 53.>在热轧生产中,如何确定开轧温度?
答案:开轧温度是指第一道的轧制温度,一般比加热温度低50~100℃,生产现场一般总希望开轧温度高一点,以便提高轧件的塑性,降低其变形抗力,节省动力,易于轧制变形。开轧温度的上限取决于钢的允许加热温度;开轧温度的下限主要取决于终轧温度的限制。轧件一般在整个轧制过程应保持单相奥氏体组织。近来控制轧制技术的发展,在如何确定合适的开轧温度上又增加了新的限制因素。
54.>在热轧生产中确定其终轧温度时有什么考虑?
答案:终轧温度是指热轧生产的终了温度,终轧温度的高低对轧制的产量和质量都有显著的影响,终轧温度过低时,保证不了轧制是在奥氏体单相区进行,不但增加了钢的变形抗力,而且也降低了钢的塑性,容易产生尺寸超差和耳子、折叠等缺陷。终轧温度过高会造成钢的实际晶粒增大,降低钢的机械性能,同时影响钢的显微组织,如生产碳化物带状组织等。 55.>在轧制生产中,提高成材率,降低金属消耗的主要措施有哪些?
答案:(1)保证原料质量,及时处理缺陷;(2)合理控制加热温度,减少氧化,防止过热、过烧等缺陷;(3)严格遵守和执行岗位技术操作规程,减少轧废,采用合理的负公差轧制;(4)保证轧制质量,尽可能减少切损;(5)注意区分各类钢种的冷却制度;(6)提高钢材的表面质量;(7)提高操作技术水平,应用先进的新技术。
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