中厚板基础知识问答（一）

第一节 中厚板坯料的质量控制及加热

1．用初轧坯原料的优点与缺点是什么?

优点：初轧坯是用大钢锭经初轧机轧制而成，因而其组织比较致密，没有铸态组织应力，可以比钢锭以较大的加热速度加热；由于初轧坯已经过压缩，无需受压缩比的限制，因而采用初轧坯为原料时，原料的厚度可以尽量小。因此采用初轧坯为原料的中厚板轧机产量高，质量好。

缺点：初轧机投资大能耗高，从钢锭到钢板的综合成材率低。

2．用连铸坯作原料的优点与限制是什么?

优点：连铸坯的内部组织比扁锭致密，厚度尺寸比扁锭小，因而可使产量提高，且能提高成材率。

限制：受连铸设备的影响，连铸坯的宽度尺寸和厚度尺寸的规格不能太多，因而使得轧机的生产效率和加热炉的生产效率有所降低。受压缩比的限制，以连铸坯为原料的厚板的厚度不可能太大。

3．中厚板轧机原料选择的原则是什么?

(1)原料的厚度尺寸尽可能小，厚度小有利于轧机和加热炉效率的提高。为了保证钢板的性能，原料的厚度应满足钢板压缩比的要求，原料不同压缩比也不同。

(2)原料的宽度尺寸尽量大。宽度大的原料有利于轧机的操作。为了满足坯料在横轧时送钢操作的要求，每台轧机都有最小原料宽度的限制，小于这个宽度的原料无法在横轧时将其送入轧机。

(3)原料的长度尽可能接近原料的最大允许长度。加热炉的加热能力受原料的影响。原料长度在加热炉允许装入长度范围内时，原料越长加热炉生产能力越大，单位燃料消耗较小。

(4)原料长度还必须满足轧机设备和加热炉的各种限制条件，如加热炉允许装人厚度、轧机的最大允许轧件长度，生产操作的方便等。

4．中厚板原料的常见缺陷有哪些?

生产中厚钢板所用的原料一扁锭、初轧坯或连铸坯，由于受浇铸工艺操作或开坯工艺操作条件的影响，表面可能产生某些缺陷。扁钢锭常见的缺陷有横裂纹、纵裂纹、结疤、表面气孔、皮下气泡、缩孔、重皮等；初轧坯中常见的缺陷有耳子、折叠、裂纹、拉裂、结疤、发纹、气泡暴露、过烧、表面夹杂、划痕等；连铸坯常见的缺陷有表面纵裂纹、表面横裂纹、星状裂纹、皮下气孔和夹杂、鼓肚、内部裂纹、中心偏析和中心疏松、非金属夹杂物、振动波痕、划伤等。

5．如何清理中厚板原料的缺陷?

原料表面存在的缺陷，除一些比较轻微的缺陷因其在加热过程中被氧化烧掉不会影响钢板质量不需清理外，尺寸超过一定限度的缺陷都需要采用某种清理方法将其清除掉，以免影响钢板的表面质量或造成废品。因此，原料的表面清理不仅能改善钢板的表面质量，而且能减少钢板因表面缺陷而造成的废品，对节约原料和降低成本有一定的意义，应该重视这道工序。表面清理的方法很多，常见的有火焰清理、风铲清理、砂轮研磨、机床加工、电弧清理等。选择清理方法时，应考虑原料的钢种、加热和轧制的具体情况和对成品钢板表面质量的要求等。

6．选择中厚板坯料材质时应注意哪些问题?

(1)有害元素磷、硫含量尽量低；

(2)元素含量的上、下限的范围应尽量小，特别是碳元素的含量；

(3)非金属夹杂物含量应尽量少。

7．中厚板原料设计时应考虑什么?

(1)必须保证成品钢板的尺寸和性能能满足使用要求；

(2)能够充分发挥炼钢车间和厚板车间的工艺条件和设备能力；

(3)所生产的钢板成本最低。

8．连铸板坯的常见缺陷有哪些?

表面纵裂纹、表面横裂纹、星状裂纹、皮下气孔和夹杂、鼓肚、内部裂纹、中心偏析和中心疏松、非金属夹杂。

9．表面清理方法有哪些，选择时应注意哪些因素?

火焰清理、风铲清理、砂轮研磨、机床加工、电弧清理等。选择时应该注意原料的钢种、加热和轧制的具体情况和成品钢板表面质量的要求等。

10．原料切断时，长度上应注意哪些问题?

其长度可能是所需长度得双倍、三倍或更多倍。在装炉前需按要求的长度切断。

11．中厚板坯料加热的目的是什么?

加热有以下目的：(1)提高钢的塑性；(2)使坯料内外温度均匀；(3)改变金属的结晶组织。

坯料加热的质量直接影响到中厚钢板的质量、产量、能耗及轧机寿命。

12．中厚板用的加热炉按其构造可分为哪几种?

中厚板用的加热炉按其构造分为连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。

均热炉多用于由钢锭轧制特厚板的情况；室状炉适用于特重、特轻、特厚及特短的板坯，或多品种少批量及合金钢种的坯或锭，生产比较灵活；连续式加热炉适用于少品种大批量生产，它不便于对少数板坯做特殊的加热，故在多品种大批量生产的车间，除连续式加热炉以外，往往同时设有室状炉。为了克服滑道冷痕，近年来中厚板连续式加热炉多改为热滑轨式或步进式。

13．加热温度及加热时间对材料有何影响?

加热温度的高低，在炉时间的长短，直接影响到原始奥氏体晶粒的大小。加热时间越长，加热温度越高，原始晶粒度也越大；更重要的是，加热温度直接影响到开轧温度的高低，开轧温度越高，无论对控温轧制或压下量控制轧制都不利。

14．判定钢的加热温度时应注意哪些问题?

加热碳素和低合金结构钢的加热温度可采用铁碳平衡图确定。低合金钢的加热温度主要

依据含碳量来确定，对于高合金钢不仅要参照相图，还要考虑塑性图，变形抗力曲线和金相组织。钢的最低加热温度应由终轧温度并考虑坯料出炉及轧制过程的热损失来确定。

15．为什么要控制钢的加热速度?

由于金属的热阻，坯料在加热过程中表面温度总比中心温度升得快，从而在内部产生温度应力。它取决于温度梯度。加热速度越快、温度梯度越大，热应力就越大。当热应力超过钢的破裂强度极限时，坯料内部就会产生裂纹或断裂。

16．钢板品种规格对加热温度有何要求?

根据生产钢板厚度来制定不同的加热温度。由于厚规格钢板轧制道次少，终轧温度高，要求厚规格钢板加热温度低于薄规格钢板20—30℃，微合金化钢也相应降低了加热温度。这是因为，降低加热温度，不仅可以缩短轧制过程的待温时间，也可以细化奥氏体初始晶粒度的大小，提高钢板的强度和韧性。

17．加热温度对奥氏体晶粒度有何影响?

随着加热温度的提高，各种钢的奥氏体晶粒都长大，而在1150℃二时有个平台，在这个温度附近奥氏体晶粒度大小比较均匀；若超过1180℃，奥氏体晶粒急剧长大。根据这一特性，我们将加热温度控制在1130～1160℃之间，通过控制奥氏体晶粒度，达到细化铁素体晶粒的目的。

18．板坯称重机的作用是什么。由哪三个部分组成?

作用：主要是对准备加热的钢坯进行称量作业，并确定板坯流向。

称量机的称量作业由三部分组成：确认称量的板坯轧制号的唯一性和正确性；称重作业；确第一节中厚板坯料的质量控制及加热认称量后的板坯的流向作业。

19．加热炉推钢机的作用及组成是什么?

加热炉推钢机是向连续式加热炉推人钢坯的装置，它由电动机、减速机、推杆、托辊、压辊及推头等组成。

20．推钢机减速机的特点?

(1)改变了输出轴的输出方向，即输出轴与输出轴正交。

(2)结构比较紧凑，在横向位置比较紧张的情况下，电动机布置在减速机纵向上，这样，横向位置就可以大大的节省下来，对于安装位置要求特殊的情况下，减速机可以解决一定的问题。

21．板坯火焰切割机是什么装置?

板坯自动切割机安装在板坯清理线上，它是通过气体火焰切割，获得定尺板坯的一种自动切割装置。该装置全部采用钢板焊接而成，是由走行台车及框架和横向自动走行装置组成的。

22．翻坯机的减速机有何特点?

(1)不产生滑动，可获得准确的转动；

(2)滚子链转动平稳，即使是在滚子链的寿命终点，其转动机构的运动平稳状态也几乎没有变化；

(3)由于滚子链具有弹性，可以吸收冲击负荷；

(4)传递功率大，滚子链寿命长；

(5)对装配精度要求不高，易于维护检修，是一种较经济的传动装置。

23．造成卡炉墙及炉筋管的原因有哪些?

坯料装偏，其端部距炉墙或水管过近；装人坯料过长；扁锭的大小头没有成对颠倒排料与并料；坯料弯度过大，推钢机两个推头的推力不均而将其推斜；炉底不平或两根滑辊高低不一致，使坯料跑偏。

24．造成翻钢及拱钢的原因有哪些?

坯料侧面不平直，有明显的弯曲或翘曲；坯料较薄，推钢比过大；相邻坯料的厚度相差悬殊，小断面坯料装在大坯料断面之后；滑道或均热段坑面不平。

25．如何观察火焰颜色来判别空气与煤气的配比是否合适?

火焰正常与否可从烧嘴砖内燃烧通道观察识别，火焰呈黄色表明空气与煤气配比合适，当呈黑色时表明空气量过小，应及时调整风量或煤气。

26．点火操作的注意点是什么?

当火把熄灭时应该立即关闭煤气开闭器，打开烟道闸门进行炉膛放散，过15min后再重新点火，即待炉内积存的煤气完全排除后才能再点火，以免因炉膛内可燃气体浓度过大而引起爆炸。当炉膛或烧嘴砖温度在701～800℃以上时，可靠炉膛自身的温度直接点火。

27．如何做爆发试验?

从煤气管道末端用爆发试验筒取出煤气样，当用火接触取样筒内气体时，无燃烧现象时，表明煤气管道没有煤气，可停送蒸汽。

28．产生回火时应如何处理?

要关闭烧嘴，检查处理。如果回火时间较长，烧嘴混合管已烧红，应待该混合管冷却后再进行点燃，在实际工作中，应掌握煤气压力不得过低的原则。

29．如何防止爆炸?

应在煤气管道上安装停电切断阀，当停电时自动切断煤气；在空气管道上安装防爆孔，一旦煤气侵入空气管道时即卸压保护空气管道；在助燃空气鼓风机停转之前，应立即关闭烧嘴的煤气阀门；采用煤气和空气相互引带的安全烧嘴，无论空气或煤气哪一种供应中断均不易侵入对方管道中。

30．喷嘴头部和喷嘴砖结焦的原因有哪些?

重油雾化不良；喷嘴安装不正或喷嘴砖孔径或张角过小；流股冲碰喷嘴砖，油滴热裂积碳结焦；关闭喷嘴时，其头部存留残油热裂积碳结焦。

31．雾化不佳的主要原因是什么?

油温过低是主要原因，因而要相应提高油的加热温度，降低重油黏度，改善雾化质量。低压喷嘴内的调风机构失灵也会造成雾化不佳，此时需定期清洗或检修喷嘴。

32．一次加热轧制法和二次加热轧制法的适用范围有哪些?

一次轧制法是用钢锭经一次加热就直接轧制成钢板，适用于轧制较重或厚的钢板；二次加热法是钢锭经过一次加热并开坯再经二次加热轧制成钢板，适用于一些特殊的、厚度比较薄的钢板。

33．什么叫钢的过热，如何消除过热产生的不良影响?

过热就是当加热温度超过A继续加热达到一定温度时，钢的晶粒过度长大，从而引起晶间的结合力减弱，钢材的力学性能恶化的现象。

已过热的钢，可进行常化退火处理，就是使钢缓慢加热到略低于A温度，再慢慢冷却，让组织进行再结晶，以改善其力学性能。但严重过热的钢就难以用退火的处理方式恢复其力学性能。为防止钢的过热，在坯料加热过程中应掌握好加热温度及其在高温段的停留时间，并应适当缩短加热时间。尤其在因轧机故障停轧时间较长时，看火工应减少燃料用量，适当降低炉膛温度。

34．什么叫钢的过烧，如何防止过烧?

当钢加热到比过热更高的温度，时间又长时，不仅钢的晶粒长大，而且晶粒之间边界开始熔化，氧进入晶粒间隙，使金属发生氧化并促其熔化，导致晶粒间结合力的破坏而使钢失去其本身的强度和塑性，这就是钢的过烧。过烧的钢无法挽救，只有报废重新冶炼。

为防止过烧，应避免加热温度过高及其在高温段长时间的停留。轧机发生故障或换辊时，应设法降低炉膛温度并减少进入炉内的空气量。

35．什么叫钢的脱碳。如何防止?

钢在加热过程中，其表层含碳量的减少称为脱碳。脱碳与钢的化学成分、加热温度、加热时间、炉内气氛有密切关系。炉内气氛是指炉气中的氧、氢、二氧化碳、水蒸气的含量多少。它们与渗碳体发生如下反应：

2FeC+O=6Fe+2CO

FeC+2H=3Fe+CH

FeC+CO=3Fe+2CO

FeC+HO=3Fe+H+CO

一般情况下，加热温度越高，时间越长，脱碳就越严重。钢在高温下长时间保温比在低温下保温脱碳层厚得多。碳素钢的含碳量越高越容易脱碳。加热时，炉内气氛的氧化性越强，也越容易脱碳。

因此，为了防止脱碳，应快速加热，缩短钢在高温段的停留时间；正确选择加热温度，避开易脱碳钢的脱碳峰值范围；适当调节和控制炉内气氛；最好在步进梁式加热炉中加热。

36．钢坯冷却有哪几种方式，如何合理选择钢坯的冷却方式?

钢坯轧后温度一般在900℃以上，将钢坯冷却到室温可采用不同的冷却方式，常用的有空冷、水冷、鼓风喷雾冷却、缓冷、热处理冷却。

钢坯冷却方式的选择，要考虑多方面的因素，主要是钢的化学成分、组织状态、断面尺寸及形状、钢的特性(如产生白点缺陷的倾向性和对冷却应力的敏感性)等。特别是要根据现场情况、生产状况综合考虑，其宗旨是保证生产和质量。

37．钢坯为什么要缓冷?

钢坯轧后温度一般在900℃以上，有些钢种放在空气中自然冷却显得冷却速度太快，中心和表面温差太大，从而产生应力、裂纹等缺陷。有的钢种在冷却过程中发生组织转变，转变中产生组织应力，也会导致裂纹的产生。采用缓冷即可消除或减少应力，防止裂纹的产生，以保证钢坯质量。有的钢种冷却速度快易产生白点缺陷，影响了钢坯的内在质量，采用缓冷即可避免白点的产生。

38．钢坯缺陷有哪些，产生的原因是什么?

钢坯缺陷可分为下列几类：

(1)化学成分出格。冶炼中化学成分出格，浇铸中偏析过大，造成钢坯头段成分出格。

(2)几何尺寸不合格。断面尺寸超差，形状不正，扭转，弯曲等。

(3)物理性能不合格。一般在轧材检验，但个别钢种需要在钢坯取样检验。

(4)钢坯内在缺陷。钢坯取样做低倍检验，主要有缩孔、白点等。

(5)钢坯表面缺陷。这种缺陷是多种多样的，造成表面缺陷的原因可分为钢锭带来的和开坯工艺造成的。

39．初轧板坯耳子的外观及产生的原因是什么?

耳子(或凸起)是钢坯表面顺着轧制延伸方向的凸起，多出现在钢坯的侧面，有单边的，也有多边的，有全长的，也有断续的、局部的。

耳子产生的原因是轧机调整不当、导板安装偏斜、轧辊轴向串动或安装不当、成品孔壁严重磨损。

40．初轧板坯折叠的外观及产生的原因是什么?

折叠是沿轧制方向与钢锭表面有一定的倾角且近似裂纹的一种缺陷，一般呈直线状，也有锯齿状，表面在钢锭的局部和全长，内有氧化铁皮。有时也呈舌状，有规律地分布在钢坯表面上。

由于在前一道孔型内产生耳子(或凸起)，轧后便产生折叠。

41．初轧板坯裂纹的外观及产生的原因是什么?

裂纹(或裂缝)一般呈直线形，有时呈“Y”形，其方向多与轧制方向一致。

钢锭的皮下气泡、超深的表面气孔、未洁净的裂纹及非金属夹杂物等，在轧制中破裂和延伸就形成裂纹。钢锭的内裂纹在轧制中扩大并暴露于表面也形成裂纹。钢锭加热不均或钢温过低及轧制不正确、各部延伸宽展不一致，也会产生裂纹。高碳钢及合金钢由于加热速度过快或冷却不当，也会造成裂纹。

42．初轧板坯拉裂的外观及产生的原因是什么?

拉裂是钢坯表面的一种“人”字形或“之”字形裂纹，也有近似直线的。一般钢坯面上拉裂较多，角部较少。裂纹不光滑也不整齐，多出现在钢坯的头尾两端。

钢锭上未经清理的横裂纹，在初轧过程中受拉伸扩大，在钢坯表面上形成纵裂纹、“人”字形或“之”字形裂纹。

43．初轧板坯结疤的外观及产生的原因是什么?

结疤是钢坯表面上的舌状、块状或条片状金属薄片。这些金属薄片有的压合在表面上与钢坯本体相联结，有的黏附在表面上与钢坯本体没有联结。结疤的面积大小与厚度均不等，其外形轮廓极不规则，有闭合的与不闭合的；有翘起的与不翘起的；有单个的和多个连片的。轧制产生的结疤不易翘起，周围留有痕迹，下面有氧化铁皮。由炼钢造成的结疤容易翘起和张开，下面有夹杂物。翘起的结疤又称为翘皮。

钢锭表面有残存的结疤、重皮等未能清除掉，经轧制后被拉长或破碎而未脱落，仍黏合在钢坯表面上形成结疤。表面清理深宽比不符合要求或清理后的凹坑有尖锐棱角，轧制后易形成结疤。

44．初轧板坯发纹的外观及产生的原因是什么?

发纹是在钢坯表面呈深浅不等的分散或成簇分布的发状细纹。其形状大小不同，一般均沿轧制方向排列。

钢锭的皮下气泡、超深的表皮气孔及非金属夹杂在轧制时暴露并延伸会产生发纹。加热温度不均、钢温过低或轧后冷却不当，也可能形成发纹。

45．初轧板坯气泡暴露的外观及产生的原因是什么?

钢坯面上有类似鱼牙形或纤维的很深的空洞，或在钢坯的表面上有密集的裂口，呈鸡爪形，分布不规则。

沸腾钢上涨严重或沸腾不好造成坚壳带过薄，大量蜂窝气泡外移，接近于钢锭的表面，加热后蜂窝气泡暴露，轧制后形成鸡爪形裂口。加热温度过高、操作不当而引起过烧，造成沸腾钢蜂窝气泡暴露，轧制后形成此缺陷。

46．初轧板坯过烧的外观及产生的原因是什么?

过烧(或烧裂)是钢坯表面上的一种龟裂状开裂。裂缝短浅，轻的呈短浅小裂纹，严重的呈粗大裂口。烧裂处肉眼可看到有粗大晶粒，在显微镜下可看到晶界被氧化。

钢锭加热温度过高、高温区停留时间过长均可能造成过烧。

47．车间平面布置确定的主要内容有哪些?

车间平面布置的主要内容有：

(1)轧机和辅助设备的位置及其相互间的距离；

(2)厂房建筑的跨间、柱距、吊车轨面标高、厂房总长、主电室、控制室、计算机房、机修间、生活福利办公室及其辅助间的位置与大小、操作台位置等；

(3)吊车的型式、数量、跨度、工作制度、驾驶室位置等；

(4)车间原料、半成品及成品仓库，铁路轨道和汽车线路的位置、伸入厂房长度、车间出入口位置；

(5)铁皮坑、地下油库、液压站、烟筒及主要通道、地沟及烟道的位置；

(6)车间内轧辊、备品备件、材料及其他工具的仓库；

(7)总图位置及主风向。