冷轧带钢产问答doc

更新时间:2020-04-24 18:14

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  轧钢工人应知应会丛书 PAGE 27 冷 轧 带 钢 生 产 问 答 第一章 冷轧带钢生产概述 1.什么叫冷轧?冷轧带钢有哪些优点? 金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧。一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。 冷轧后的带钢可能烫手但还是叫冷轧。 冷轧生产可提供大量高精度和性能优良的钢材和带材,其最主要的特点是加工温度低,同热轧生产相比,它有以下优点: 冷轧带钢产品尺寸精确,厚度均匀,带钢厚度差一般不超过0.01~0.03毫米 可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001毫米 冷轧产品表面质量优越,不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷,并且可根据用户的要求,生产出不同表面光洁度的带钢(光泽面或麻糙面等),以利于下道工序的加工; 冷轧带钢具有很好的机械性能和工艺性能(如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等); 可实现高速轧制和全连续轧制,具有很高的成产率。 2.冷轧生产方法有哪几种? 冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制两种方法。 单片轧制。单片轧制最早采用二辊式轧机,目前多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧辊运转方向可分为可逆式和不可逆式。 采用不可逆式四辊轧机进行单机生产时,轧制操作是由人工逐张将钢板喂入轧机,全垛钢板轧完一道次后,用吊车将板垛吊送到轧机前,进行下一道次的轧制,如此循环进行,直到轧成规定的成品尺寸时为止。 采用可逆式轧机时,则轧制操作有两种,一种是每一张钢板在轧机上往返轧制,直到轧制成最纵的成品尺寸,然后再进行第二张钢板的轧制,这种操作方法虽然压下调整操作频繁,但产品表面不易化划伤,故实际生产中应用较多,特别是轧制单重尺寸较大的钢板,均采用此法。另一种是每张钢板逐次送入轧机,待全垛钢板轧完一道次后,再逐张返回轧制第二道次。此种操作方法使轧制产品尺寸较均一,而且省去了轧辊反转和压下的调整时间,从而冷轧产量较高,但板面之间有时可能造成划伤。 单张轧制方法由于不能采用张力,故每道次的压下率一般不超过14%,轧制道次增多,钢板加工硬化程度增大。因此,单张轧制不能生产厚度很薄的冷轧产品。 成卷轧制。目前,冷轧生产大多是采用成卷轧制,其基本型式分为单机成卷轧制和多机架连续式成卷轧制两种,成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式的冷轧机。 单机不可逆式冷轧机主要有二辊轧机和四辊轧机轧机两种(图1-1),这种轧机在我国有数百台之多,其辊身长度在100~600毫米间,辊径在100~300毫米间。在这些轧机中,大部分设有开卷机和卷取机。这些轧机主要用来生产600毫米以下的窄带钢或平整成卷的窄带钢,轧制速度在1.2~ 单机可逆式冷轧机分为四辊轧机和多辊轧机(偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机)。轧机大部分采用工作辊驱动方式,这样可使总变形抗力减小,降低电能消耗,可轧制较薄的产品表1-1给出了1200四辊可逆式轧机的主要技术性能。 与单机座可逆式冷轧相比,多机座连续冷轧机具有如下特点: 轧制速度高,一般在25米/秒以上(最高可达41米 产品质量好,能满足用户提出的机械性能、表面质量、厚度、精度等各种要求。 表1-1 1200四辊可逆式冷轧机主要技术性能 性能 1200四辊可逆式冷轧机 性能 1200四辊可逆式冷轧机 工作辊直径/支承辊直径×辊身长度, 毫米 轧制压力,千牛(吨) 最大轧制速度,米/秒 主要机功率,千瓦 压下型式 原料厚度×宽度,毫米 成品厚度,毫米 钢卷重量,吨 400×1300×1200 1800(1800) 13.8 2×2000 电动压下 1.8~3.0×550~1020 0.2~1.5 15 钢卷最大外径,毫米 卷取机直径,毫米 卷取机电机功率,千瓦 卷取机最大张力,千牛(吨) 卷取机最大速度,米/秒 开卷机功率,千瓦 开卷机张力,千牛(吨) 开卷机速度,米/秒 年产量,万吨 1800 7500 2×2600 100(10) 13.8 2×80 34(3.4) 6.9 10 钢卷的两端均能压下,减少了切头切尾损失,金属收得率高。 产量高,年产量一般在数十万吨到一百万吨以上。 采用液压压下装置和一系列自动化及各种新技术,其优点更为突出, 多机架连续式冷轧机的缺点是: 各机架的延伸和轧制不易调整,生产操作较难掌握, 轧制品种范围受到一定限制。 设备投资较大。 3冷轧板带的生产工艺流程是怎样的? 冷轧板带的轧制方法虽有单张和成卷、单机和多机座之分,但他们的生产工艺过程却基本相似。冷轧薄板带钢中用三大典型产品:镀层板、汽车板与电工硅钢板。其生产工艺流程大致如图1-2所示。 热轧板卷料 酸 洗 淬火,碱酸洗 冷 轧 检查,清洗 冷 轧 电解清洗 淬火,碱酸洗 退 火 退 火 脱碳退火 平 整 平 整 平 整 成品退火 连续镀锌 剪 切 矫 直 横 剪 检查、重卷 瓦垄机组 抛 光 连续镀锡 纵 剪 拉伸热平整 横 剪 横 剪 镀锡板 普通深冲板 电工硅钢 镀锌板 酸洗热轧带 不绣钢板 图1-2冷轧薄板、带钢生产工艺流程 4.冷轧薄带钢生产的发展概况怎样? 薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外,还与日常生活有直接关系,如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中,薄钢板占钢材的比重逐年增加,在薄板、带钢中,冷轧产品占很大部分。 冷轧生产最初是在二辊、四辊轧机上进行的。随着科学技术和工业的发展,需要更薄、质量要求更高的带材,尤其是仪表、电子、通讯设备上需要极薄带材。四辊轧机往往不能满足这一要求,这样便出现了新型结构的轧机,如六辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机、偏八辊轧机和其它复合式多辊轧机,如图1-3所示。 冷轧带钢可以用单机和多机架连轧机来生产,目前主要采用三机架到六机架四辊冷连轧机,这种轧机的特点是生产率高,机械化,自动化程度高,产品质量好。 近年来,冷轧带钢生产技术的发展主要是增加钢卷重量,加快机组速度,提高产品厚度精度,改善板形,提高自动化程度以及改进轧机结构和生产工艺等。 增加钢卷重量。增加钢卷重量是提高设备生产能力是有效方法,因为冷轧带钢是以钢卷方式生产的,每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前,都必须经过拆捆、开卷、穿带,然后加速到正常速度工作,在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程,占用较多的生产时间。钢卷重量增大后,可相应地增加作业的时间,而且由于每卷带钢长度的增加,带钢在稳定速度下轧制的时间也相应增加,机组的速度才能真正得到提高。带钢它受到开卷机、卷取机等机械设备是结构与强度的限制。也受到电动机调速范围的限制,而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前,冷轧带卷的重量已达40吨,个别的达到60吨,以带钢单位宽度计算的卷重达到30公斤/毫米至36公斤 提高机组和轧机的速度。以五机架为例,五十年代大都在20米/秒左右,六十年代以来已逐步提高到30米/秒左右,最高轧制速度达.37.5米/秒。六机架冷连轧的最高轧制速度已超过了 其它作业线(如单机架平整机组、双机架平整机组、各剪切机组、连续热镀锌机组、酸洗机组、电镀锡机组等)的机组速度也都相应提高。 为提高冷轧带钢的厚度精确度,在冷轧机上采用了全液压压下装置,以便增加轧机压下装置的反应速度,并采用了带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧机,实现了计算机控制。 在带钢冷连轧机上,广泛采用液压弯辊装置来改善板型。 在生产操作自动化方面,普遍采用各种形式的极限开关、光电管等,对每个动作实行自动程控。实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分类等自动化操作和控制。 1971年以来,出现了全连续式冷轧机。这种轧机只要第一次引料穿带后。就可实现连续轧制。此时,后续带卷的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊接在一起。为了保证带钢能够连续轧制,在连轧机入口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端设置了分类用的飞剪机,并设置了两台卷取机,以便交替地卷取带钢。全连续式冷连轧机即使在换辊时,带钢依然停留在轧机内。换辊一结束,轧机可立即进行轧制。采用全连续式冷连轧机,可以提高生产率30~50%,产品质量和收得率也都得到提高。 不断采用新工艺、新设备、例如深冲钢板连续退火作业线和浅槽沿酸、HC轧机和异步轧制等,以简化冷轧工艺过程,提高冷轧带钢的精确度和节省能量。 5.什么叫镀锡薄钢板?其热镀锡生产工艺流程怎样? 过热浸加工或电解加工,使冷轧薄板表面牢固地附着一层异种金属的过程叫镀层板加工工艺过程,而镀锡的薄钢板叫做镀锡板,俗称马口铁。 是化学稳定性较强的元素之一,其原子量为118.7,比重为7.3克/厘米3,熔点为232℃。锡在硫酸、硝酸和盐酸的稀溶液中几乎不溶解。它的塑性较钢好,本身无毒,对 镀锡板主要用于罐桶和食品包装盒、箱等方面。镀锡板以片状或者成卷交货。 锡钢板的生产方法有热镀锡和电镀两大类。热镀锡时,带钢通过熔融的锡槽,将锡热镀在带钢表面。电镀锡时,带钢通过电解槽,用电解的方法将锡热镀在带钢表面。电镀锡时,带钢通过电解槽,用电解的方法将锡镀在带钢表面。 热镀锡板生产过程如下: 热镀时镀层较厚,多数大于25克/米2,镀层不均匀。通常热镀锡只在速度低,生产率不高的单张或窄带镀锡机组 热镀锡工艺流程如下: 原料 电解酸洗 高压水冲洗 溶剂处理 热镀锡 油处理 碱洗 除油 抛光 成品检验 热镀锡原板先进行白酸洗,清洗表面轻微氧化膜和油污等,或在盐酸槽内进行电解酸洗,以迅速清除表面氧化皮,镀锡槽中的锡温度为300~400℃,进入锡槽前的原板先通过溶剂槽,清除表面氧化膜,由锡槽出来的钢板需通过棕榈油槽(油温235~240℃),来防止锡发生氧化并保持熔融状态,以便由镀锡辊挤掉多余的锡量。然后经过洗涤机洗去油脂,抛光机抛光,就可得到表面光洁的 6.电镀锡板生产过程是怎样的? 电镀锡板老式的热镀锡板具有镀层薄而均匀,表面美观,锡层附着牢固等优点,但是需要的生产设备较庞大。 电镀锡工艺流程: 原料 电解清洗 酸洗 电镀锡 软熔 钝化 静电涂油 镀锡钢卷(卷状交货) 成品卷取 矫直、剪切 成品检验、分选 堆垛 镀锡板(板状交货) 根据所使用的电镀液不同,电镀锡机组有碱性、酸性和卤素型三种类型。 碱性型电镀锡机组采用碱性电镀液,腐蚀性小,不需要耐酸槽和耐酸泵,其设备简单,投资低。但是,带钢的电镀时间长,电耗大,机组速度低一般为180米/分,最大速度也只能达到300米 酸性型电镀锡机组的电镀效率高,镀层厚度能控制,可以得到两个表面镀层厚度不等的差厚镀层带钢,这种机组的最大速度可达550米/分,在这种机组上,由于需要耐酸槽和耐酸泵,在带钢电镀前还要对带钢进行电解脱脂等镀前处理设备,故机组投资费用较大。常用的酸性电镀液有硫酸盐和氟硼酸盐两种,氟硼酸盐电镀液的电镀效率高,但其腐蚀性更大,对设备的维 卤素性电镀锡机组的电镀液是卤化物,电镀效率比氟硼酸盐还高,机组最高速度可达到760米/分。由于速度较高,电镀槽采用水平式,以便于控制。因为卤化物的腐蚀性很强,必须十分注意防蚀 目前,国内外应用最广泛的是酸性型电镀锡机,机组简图如1-4 图1-4所示的酸性型电镀锡机组的主要技术性能如下: 带钢规格 带钢厚度 0.15~0.6毫米 带钢宽度 457~1016毫米 带卷最大外径 1800毫米 带卷内径 500毫米 进料段带卷最大重量 15吨 出料段带卷最大重量 5吨 堆垛最大重量 4吨 机组速度 进料段最的速度 550米/ 工艺段和出料段速度 104~450米/ 在酸性型电镀锡机组中,电镀液的主要成分是硫酸亚锡和酚磺酸,电镀时以阳极,带钢为阴极,这样,锡阳极就溶解成二价锡离子进入电镀液,并在带钢表面析出。 电镀锡钢板的镀层厚度与电流密度成正比,因此可分别调节正、反两面的电镀电流而得到各自不同的镀层厚度。 电镀的锡层附着力差,没有光泽,必须通过软熔装置将带钢加热到锡的熔点以上的温度,使锡层熔融,然后立即浸入水中冷却,使之变为有光泽镀锡板。 软熔后的带钢表面敷有一层自然产生的锡的氧化物(主要是氧化亚锡),当长期贮存或涂料烘烤时,会氧化而发黄,耐蚀性也就变坏。为了消除这些缺点。还要进行钝化处理(化学处理)。钝化是将带钢防入碳酸盐、铬酸盐溶液中进行化学处理或在重铬酸钠溶液中进行铬化电解处理。通过钝化,将自然产生的锡氧化膜溶解掉没,并生成一层很薄但很致密的铬酸酸盐钝化膜,这种钝化膜有很好的保护作用。 镀锡钢带经钝化后,通过清洗、干燥、涂油(一般用静电涂油)最后切成定尺,或卷成带钢,供应用户。 7.什么叫镀锌板?其生产方法怎样? 锌是一种蓝白色的金属,熔点为419.4℃,比重为7.14克/厘米3。锌具有中等的延展性。室温下,锌在干燥的空气中不起变化。在潮湿的空气中锌表面则生成一层很致密的碳酸锌薄膜,它能保护锌内部不再受到腐蚀,由于锌有这样一种优良的特定,所以将锌镀在钢板表面上以防止腐蚀,这种钢板 钢板镀锌后能大大延长使用寿命。如果钢板上锌层没有被破坏,那么锌可以防止腐蚀介质(水、氧气、二氧化碳等)接触钢板表面,这与镀锡层防腐的作用完全一样。但是,如果当镀锌层发生了破坏,个别部位的铁露出表面时,由于锌的化学性质比铁活泼,在腐蚀过程中锌与铁形成了微电池,锌是微电池的阳极,在腐蚀时被溶解,而铁是阴极则受到了保护。因此,镀锌器皿即使局部地方露铁仍然不会生锈。如果铁表面暴露得太大,那么铁就同末镀锌一样被腐蚀。有此可见,镀锌板具有良好的防锈性能,是建筑、车辆、家具、机械电气和包装等行业广泛应用的板材。 带钢镀锌有电镀锌和热镀锌两种方法。用电镀锌方法生产的带钢,镀层较薄,但工艺复杂。近年来出现了不少新的工艺,工艺比较简单,便于大规模生产,镀层较厚,使用普遍。 8.热镀锌板的生产过程是怎样的? 热镀锌板生产方法是由热镀锡生产方法发展而来的,大致可归纳为下列几种: 湿法 线外退火 干法(单张钢板热镀锌法,惠杯法) 热镀锌 线内退火(森吉米尔法,改良森吉米尔法,美国钢铁公司法, 塞拉斯法,莎伦法) 所谓线外退火,指原料(热、冷轧薄板)在进入热镀锌作业之前,首先进行再结晶退火;所谓线内退火,指在热镀锌作业在线,钢板先进行再结晶退火,接着热镀锌。‘ 目前,广泛采用森吉米尔法,也称为氧化-还原法。冷轧后的带钢被直接送到热镀锌机组,带钢在连续退火过程中先将油烧去,并在带钢表面形成薄薄的一层氧化膜,再经过退火炉的还原段,使表面的氧化膜还原成纯铁体,因而在进入锌锅时镀层与铁基结合得很好。 图1-5是1700连续热镀锌机组的简图。机组的进料段和出料段的设备布置和工作情况基本上与连续电镀锡机组相同。连续热镀锌机组工艺段包括镀前处理(脱脂和热处理)、热镀锌、矫正和钝化四个主要工序。机组的速度为10~180米/ 1700连续镀锌机组采用快速加热炉脱脂退火的方法,退火炉加热最高温度达980℃,退火后的带钢在450~470℃温度下进入锌槽,以保持锌液温度不变。控制锌层厚度采用“气刀法”,即在锌槽出口采用可控制的喷嘴沿一定角度向带钢喷吹压缩空气或过热蒸汽,以除去多余的锌液,用这种方法可以生产正、反两面镀层厚度不同的差厚镀锌钢板。为使原板表面形成一层锌铁合金,使它具有良好的延伸性,镀锌后的钢板因经过再加热(即通过镀层退火炉),加热温度约为550℃。为提高镀锌钢板的防腐性能,带钢冷却后,因在铬酸或磷酸液中进行钝化 镀锌机组的头部设备与一般带钢连续作业线相类似。尾部设备除一般的卷取、横剪和垛板设备外,常设有平整机和拉伸矫正机,以提高带钢的机械性能和改善板行。 9.什么叫全连续式冷连轧机? 常规的冷连轧机生产是单卷生产的轧制方式,因此就一个钢卷来说构成多机架连轧,但对冷轧生产过程来看,还不是真正的连续生产。单卷轧制不能消除穿带、脱尾、加碱速轧制以及过焊缝降速等过阶段,引起冷轧产品的尺寸精度发生波动 。同时,常规冷轧机工时利用率也低。全连续冷轧机的出现解决了单卷轧制的弊病。 图1-6为一套五机架全连续式冷轧机组的设备组成。原料板卷经高速盐酸酸洗机组处理后送至开卷机,拆卷后经头部矫平机矫平及端部剪切机剪切,板卷在高速闪光焊接机中进行首尾对焊。在焊卷期间,为保证轧机机组仍按原速轧制,需要配置专门的活套仓。在活套仓的路口与出口处装有焊缝检测器,若在焊缝前后有厚度的变更,则由该检测器给计算机发出信号,以便对轧机作出相应的调整。 在冷连轧机组末架(第五机架)与两台张力卷取机之间装有一套特殊的夹送辊与回转式横切飞剪。夹送辊的用途是当带钢一旦被切断而尚未进入第二个张力卷取机之前,维持第五机架一定的前张力。在通常情况下,夹送辊不与带钢相接触。横切飞剪用于分卷。设置两台卷取机以便于交替卷取带钢。全连续式冷连轧机即使在换辊时,带钢仍然停留在轧机内。换辊结束,轧机可立即进行轧制。 与常规冷连轧相比较,全连续式冷轧的优点是: 工时利用率大为提高。这是因为:消除了穿带过程所引起的工时损失;减少了换辊次数;节省了加减速时间。在全连续冷轧机组中,轧机一经开动后,一般不减速,只在更换产品规格及飞剪剪切时才有必要将速度降至5~10米/秒左右; 提高了成材率。减少带卷头尾厚度超差及头尾剪切损失; 轧辊使用条件改善。减少了因穿带轧折与脱尾冲击而引起辊面损伤;因加、减速次数减少,也使轧辊磨损减小。结果使换辊次数减少,轧辊的储备和磨削工作量相应地减少,同时也提高了产品的表面质量; 节省劳动力。由于轧机工作不需要人工调定,并取消了穿带脱尾作业,而且生产控制的主要任务都由计算机完成,故操作人员可大大缩减。 10.对冷轧板带钢通常要求哪些机械性能和工艺性能? 为了合理地使用板带钢和评定其质量,技术标准中都有对钢材进行机械性能及工艺性能试验的规定。机械性能是指钢材受外里力作用时反映出来的各种指标,包括抗拉强度、屈服极限、伸长率、断面收缩率和冲击韧性等。工艺性能试验目的,是检验板带钢具有的再加工性能,工艺性能包括弯曲、冲压、焊接性能等。 板带钢的各种机械性能和工艺性能的名词解释列于表1-2和表1-3。 11 、冷轧板带有哪些品种和规格? 冷轧钢板和带材的品种很多,国家标准作出了相应规定(见表1-4和表1-5)。需要量最大的有深冲钢板、镀层钢板和电工硅钢板三大品种。 深冲钢板主要是汽车钢板,特点是宽度较大,钢板表面要求平滑洁净,对钢板厚度公差及板形要求也十分严格。在冷状态下,钢板具有较好的加工和焊接性能,一般均为优质低碳结构钢(含碳量低于0.09%),结晶组织是均匀的等轴铁素体细晶粒(晶粒度6~7级)加少量粒状珠光体或渗碳体是组织。 表1-2机械性能 名称 符号 单位 解释 极限强度 抗拉强度 2.屈服强度 — σb σS σ0.2 兆帕 兆帕 (公斤/毫米2) 兆帕 (公斤/毫米2) 兆帕 (公斤/毫米2) 材料底抗外力破坏作用的最大能力,即材料在断裂前能能承受的最大载荷除以原横截面积得到的应力,叫做极限强度 外力是拉力时的极限强度叫做抗拉强度 材料(试样)在受外作用,载荷增大到某一数值时,试样发生连续伸长的现象,叫做屈服现象。这时材料抵抗外力的能力,叫做屈服强度。 一般把引起试样标距部分发生一定残余伸长量的载荷,规定为试样的屈服载荷,若标距内的残余伸长量定为拉伸试样原标距长度的0.2%,此时的屈服强度常用σ0.2表示 塑性 伸长率 2.断面收缩率 硬度 布氏硬度 2 洛氏硬度 标度C 标度B 标度A 维氏硬度 冲击值 (冲击韧性) δ δ5 δ10 ψ HB HR HRC HRB HRA HV ak % % % % 焦耳/厘米2 (公斤.米/厘米2) 塑性是金属材料受力后发生永久变形而不破坏的能力。金属材料塑性的高低是用两种指标来表示的,即延伸率和断面收缩率(也叫面缩率) 材料受拉力作用而断裂时,伸长和长度与原有长度百分比,叫做伸长率(或延伸率)。 伸长率公式: 试样拉断时的长度L1一试样原来长度L0 δ= ×100% 试样原来长度L0 δ5表示试样的标距等于5倍直径的伸长率 δ10表示试样的标距等于10倍直径的伸长率 材料受拉力作用断裂时,断面缩小面积与原来断面积的百分比,叫做端面收缩率。断面收缩率公式: 试样原来断面积F0一试样断裂处的断面积F1 ψ ×100% 试样原来断面积F1 硬度是材料抵抗硬的物体压力入自己表面的能力 布氏硬度试验是测量硬度的主要方法之一。其原理是以一定的载荷(一般为30000牛,相当于3000公斤)把一定大小(直径一般为10毫米)的淬火硬钢球压入材料表面,然后以材料表面上凹坑的表面积来除载荷,其商即为硬度值。布氏硬度值可根据印痕直径的数值在专门的硬度换算表面上查得。当测定硬度时,一般不将硬度值单位(兆帕,相当于公斤/毫米2)列出。 当材料硬度超过布氏硬度HB450以上,或者试样过小,均不能采用布氏硬度试样,而改用洛氏硬度计,洛氏硬度试验是用一个顶角120°的金刚石圆锥或直径为1.59、3.18毫米的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。洛氏硬度试验时,根据试验材料可能的硬度,采用不同的压头与载荷,所得的硬度分别用三种不同的标度来表示: HRB,HRC,HRA 标度C是采用1500牛(150公斤)载荷和钻石锥压入器求得的硬度值。HRC用于测量硬度很高的材料,如淬火钢、 标度B是采用1000牛(100公斤)载荷和直径1.59毫米淬硬的钢球求得的硬度,HRB用于测量硬度较低的材料,如退火钢。 标度A是采用600牛(60公斤)载荷和钻石锥压入器求得的硬度,HRA用于测量硬度极高的材料,如碳化物、硬质合金等。 它是以1200牛(120公斤)以内的载荷,把顶角为136°方维形金刚石压头压入材料表面,然后以材料表面上凹坑的表面积来除载荷,其商即为硬度值。 金属材料抵抗冲击载荷的能力,叫做冲击韧性。以试样断口处的断面积来除冲断试样所耗用功的商,叫做冲击值。在常温下进行的冲击试验叫常温冲击韧性;在低温下进行的冲击试验叫低温冲击韧性 冲击值公式: 断试样所消耗的冲击功Ak ak= 试验前试样断面积F 表1-3工艺性能 名 称 解 释 焊接性能 金属材料的焊接性能是指在给定的工艺条件和焊接结构方案下,用焊接方法获得预期质量要求的优良焊接接头的性能 冷弯性能 冷弯是材料承受弯曲变形能力的指标,它间接反映钢材的塑性,常用于板带材检验。通常,试样宽度等于厚度的2倍,弯曲直径为厚度色1~5倍,当弯到1800时,检查试样弯曲处情况。如果没有裂纹或分层缺陷,即为冷弯性能合格 冲击性能 在冲压变形过程中金属板料不产生裂纹等缺陷的变形极限。常用板料的宽厚塑性变形比R的大小来表示板料的冲击能力。测定冲击能力的试验方法有杯突法(也叫艾利克森试验法)和拉伸试验法 镀锡钢板一般多为沸腾钢或封顶钢。它的特点是除了具有良好的深冲性能外,还具有很好的耐蚀性、良好的外观质量,能够进行精美的印刷和涂饰。因此,它是罐头食品工业的重要材料;也广泛用于制盒、玩具和日用品工业中。 除了镀锡钢板外,还有镀锌、镀铝、镀铅及搪瓷板、塑料覆层板等。镀锌板抗大气腐蚀性能较好、表面美观、加工性能也较好,大多用于建筑工业和容器等日用工业。镀铝板耐高温氧化性能甚好,为普通钢板的3~5倍,多用于热处理炉的内罩及热气流导管等。镀铅板对汽油有很好的耐蚀性,主要用于汽车油箱等处。塑料覆层钢板具有良好的耐酸、耐蚀等塑料的固有性能,可与基体钢板同时冲压焊接,而且色泽鲜艳光彩,现已用语于车辆、船舶、建筑、器具等制造业中。 表1-4 冷轧钢板的品种和规格 冷轧钢板品种 厚度范围,毫米 宽度范围,毫米 普通薄钢板 合金结构钢板 深冲钢板 弹簧钢板 不锈钢板 电工硅钢板 纯铁薄板 酸洗钢板 镀锌钢板 镀铅钢板 镀锡钢板 0.2~4.0 0.2~4.0 0.8~3.0 0.7~4.0 0.5~4.0 0.1~1.0 0.2~4.0 0.25~2.0 0.35~1.5 0.5~0.8 0.15~0.55 500~1500 500~1500 ~2000 500~1500 500~1500 600~1000 500~1500 400~1000 400~1000 600~1000 550~1100 表1-5 冷轧钢带的品种和规格 冷轧钢带品种 厚度范围,毫米 宽度范围,毫米 普通冷轧钢带 冷轧焊管坯 冷轧冲压钢带 碳素结构钢带 弹簧、工具钢带 不锈钢带 热镀锡钢带 0.05~3.0 0.5~4.0 0.05~3.6 0.1~3.0 0.1~3.0 0.05~2.5 0.08~0.52 5~200 50~500 4~300 4~200 4~200 20~400 90~300 电工硅钢钢板主要是硅钢薄板,含硅量0.5~5%。它是制造电机、电器和变压铁芯的材料,以要求电磁性能为主(导磁轮率高和铁损低),也要求板形好,尺寸公差小(得到较高的充填系数)及表面带钢有优良的绝缘薄膜。此外,还有工业钝铁。它的主要特点是成本低,导磁率高,加工性能好,也是制造电机和电器的适用材料。 冷轧电工硅钢板铁损较热轧电工硅钢板减少50%,磁感值提高30%,相应可减少钢材用量达20~30%,而且也节约了电能和铜导线等材料。 冷轧硅钢薄板的含硅量小于3.5%,可分取向硅钢薄板(用于变压器制造)和非取向硅钢薄板(用于电机制造)两大类。 此外尚有弹簧、工具、耐热及不绣等冷轧薄钢板,虽然这些品种需要量都不大,但却是国民经济发展和国防现代化所必需的关键性产品。 各种冷轧钢带还可按照制造精度、表面状态、表面颜色、边缘状态、用途、材料状态、机械性能和表面质量等八个方面进行分类,其分类情况和规定符号列于表1-6。 表 1-6冷轧钢带分类 分类 规定符号 生产钢号及分组 冷轧普通碳素钢带 冷轧优质碳素钢带 冷轧弹簧工具钢带 冷轧低碳钢带 热处理弹簧钢 1.按制造精度分: 普通精度钢带 宽度精度较高的钢带 厚度精度较高的钢带 宽度、厚度精度较高的钢带 较高精度钢带 高级精度钢带 P K H KH P K H KH P K H KH P K H KH P J G 冷轧碳素钢带用甲类钢或乙类钢生产 冷轧优质碳素钢带用15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、和70钢生产 冷轧弹簧钢带用T7~T13、T8MnA、T7A~T13A(不包括T11及T11A)生产 冷轧工具钢带用Cr06、8CVrV、W9Cr4V、 W18Cr4V、50CrVA、65Si2MnVA、60Si2Mn 60Si2MnA、70Si2CrA生产 ④冷轧低碳钢带用0.8、10及1号乙类钢或05F、08F、10F生产 ⑤热处理弹簧钢带用T7A~T10A、65Mn、60Si2MnA、70Si2Cr生产 按强度分三级 Ⅰ级1300~1600兆帕(130~160公斤/毫 米2) Ⅱ级1610~1900兆帕(161~190公斤/毫 米2) Ⅲ级<1900兆帕(190公斤/毫 米2) 2 按表面状态分; 光亮钢带 不光亮钢带 磨光钢带 不磨光钢带 G BG G BG G BG M BM 3 按表面颜色分: 抛光钢带 光亮钢带 经色调处理的钢带 灰暗色钢带 P0 Gn S A 4按边缘状态分; 切边钢带 不切边钢带 磨边钢带 压扁钢丝制的钢带 Q BQ Q BQ Q BQ Q BQ Q M Y 5.按用途分: 食品工业用 非食品工业用 S F 6按材料状态分: 冷硬钢带 退火(再结晶退火)钢带 球化退火钢带 特软钢带 半软钢带 低硬钢带 I T I T QT I TR R BR dI 7.按强度分; 一级强度钢带 二级强度钢带 三级强度钢带 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 8.按机械性能分: Ⅰ级钢带 Ⅱ级钢带 Ⅲ级钢带 9.按表面质量分 Ⅰ级钢带 Ⅱ级钢带 Ⅲ级钢带 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 第二章 坯料与酸洗 二、酸洗工艺 20.带钢表面氧化铁皮结构是怎样的? 带钢表面的氧化铁皮是由于热轧带钢在加热、轧制及冷却过程中与空气接触而生成的。随着带钢与空气接触的温度、时间等不同,带钢表面氧化铁皮的结构、厚度和性质也不同。了解氧化铁皮生成的这些因素和特性是为了能够更好地清除带钢表面氧化铁皮。 由加热生成的带钢表面氧化铁皮比较疏松和有裂缝,在粗轧机上轧制时即被破碎,再借助于高压的猛烈冲刷和激烈却爆破的作用,几乎把加热炉内生成的氧化铁皮全部从带钢表面上除掉。只有当水压不够时,才可能残留部分氧化铁皮。 热带钢粗轧阶段在表面上又生成气泡状薄层氧化铁皮,随着带钢轧制延伸,这薄层氧化铁皮破碎而被除掉。 带钢粗轧后在输送辊道上又会生成氧化铁皮,进入精轧机组后,也会被破碎出去。带钢在精轧机组里轧制时间很短,压下率又较大,因此带钢表面生成的氧化铁皮也迅速地被水和蒸汽冲掉。这样带钢从精轧机组轧出时表面是纯净的。所以热带钢表面氧化铁皮主要是终轧后、卷取以及成卷后的冷却中生成并成长的。因此,带钢的终轧温度、卷取速度和成卷后带钢冷却速度是影响氧化铁皮生成和性质的主要因素。 带钢表面氧化铁皮通常是由三层构成的,如图2-5所示。热带钢轧机轧出的带钢氧化铁皮总厚度一般为10微米。其内层是疏松多孔的细结晶组织,且易于破坏的氧化亚铁FeO,占氧化铁皮总厚度匀50%;中间层是致密而无裂纹的呈玻璃状断口的四氧化三铁Fe3O4,占铁皮总厚度的40%左右;外层是呈柱状结晶构造的三氧化二铁Fe2O3,占铁皮总厚度约10%。但是,由于热带钢各部分温度和冷却速度不同,如沿热带钢长度方向的头、中、尾部和沿带钢宽度方向的边部、中间以及带钢外层数圈和内层数圈的温度和冷却速度不同,导致即使同一带钢表面上其各部位的氧化铁皮结构也不相同。 热轧宽带钢和窄带钢的表面氧化铁皮结构也各不相同。宽带钢上多半是一层Fe3O4,,有时也出现在Fe3O4,层中夹杂着明显FeO的变态层。窄带钢上氧化铁皮通常为三层结构。 带钢沿宽度和长度上的表面氧化铁皮结构不同,故所要求的酸洗时间也不同。 从表2-10可以看出,带钢尾部表面的氧化铁皮在酸洗时很快被除去,这是因为带钢尾部轧制温度一般比带钢中部和头部的轧制温度低30~50℃,因此带钢尾部氧化铁皮的生成过程早结束,氧化铁皮也薄,对酸洗有利。最难酸洗的是带钢头部表面氧化铁皮。这是由于其生成过程结束的迟,使氧化铁皮增厚的缘 总之,热轧速度低、终轧温度和卷取温度较高,带钢冷却速度慢都会使氧化铁皮增厚和促使FeO分解成 Fe2O3或Fe3O4 引起氧化铁皮结构的变化,导致带钢酸洗时间增长。因此,在酸洗操作中,应根据具体情况适当地控制酸洗时间,以避免造成酸洗缺陷。 表2-10 带钢表面各部位氧化铁皮的酸洗时间(分) 带钢部分 带钢头部 带钢中部 带钢尾部 氧化铁皮结构 Fe2O3 或 Fe3O4 FeO 总计 Fe2O3 或 Fe3O4 FeO 总计 Fe2O3 或 Fe3O4 FeO 总计 边 部 2.1 0.45 2.55 3.2 0.54 3.74 1.8 0.51 2.31 中 部 3.6 1.0 4.6 2.3 1.8 4.1 2.4 0.53 2.93 21.清除 氧化铁皮的方法有哪几种? 清除氧化铁皮的方法有三种: 机械破鳞法。主要有砂轮研磨,弯曲破鳞法和喷丸破鳞三种型式。 砂轮研磨除鳞有用于手动砂轮和专门用砂轮磨床的,由于此法效率低,除鳞后钢板表面质量差,所以在原料除鳞中很少采用,只是在去除个别局部铁鳞时才采用。 弯曲破鳞主要形式如图2-6所示,它多安装在连续酸洗作业在线,带钢表面的氧化铁皮,因带钢的反复弯曲而被破碎,此法能起到破碎铁鳞有利于提高酸洗除鳞的效果,但不能完全清除铁鳞。所以弯曲破鳞与酸洗除鳞联合在一起使用。 喷丸破鳞的作用与弯曲破鳞相似,该装置是将喷丸(细小的铁珠)用高压空气送入高速旋转的叶片上,获得加速度之后,均匀地喷打在运动的带钢表面上,达到破碎和清除板面铁鳞的目的。由于此法可使全部板面受到喷丸的喷打,所以破鳞效果好,效率高.生产实践中多安装在连续酸洗作业在线,与酸洗喷合使用大大加快了酸洗除鳞的速度和提高酸洗除鳞的质量. 化学除鳞法。此法主要利用氧化铁皮能和酸发生化学反应的基本原理,使钢板或钢带全部浸泡在一定浓度的酸液中,并使它与酸液相对的运动,加速化学反应过程的进行,最后达到清除表面氧化铁皮的目的。此法虽可将铁鳞全部除掉,但所需时间较长,特别是对铁鳞厚度不匀的板料,往往发生局部过酸洗,局部铁鳞未除净的缺陷,所以在有条件的情况下,也尽量不单独采用。 机械—化学联合法。此法是目前最普通采用的除鳞形式,从设备上看可分为弯曲—酸洗和喷丸破鳞—酸洗两种形式。 22.硫酸酸洗和盐酸酸洗的机理是什么?哪一种酸洗好? 从“带钢表面氧化铁皮结构”一题中已经知道,热带钢表面氧化铁皮通常是三层结构:外层Fe2O3(三氧化二铁),中层为Fe3O4(四氧化三铁),内层为FeO(氧化铁)。带钢表面氧化铁皮由于具有多孔和开裂的性质,加上机械破碎而造成裂缝,因而,带钢一进入酸溶液,其表面三层氧化铁皮便与酸同时起反应,酸溶液所用的酸一般用硫酸和盐酸两种。下面分别叙述硫酸和盐酸的酸洗机理: 硫酸的酸洗机理,、。硫酸溶液与氧化铁皮的化学反应: Fe2O3 +3H2SO4 =Fe2(SO4)3 +3H2O Fe3O4 +4H2SO4 =Fe(SO4)3 +FeSO4 +4H2O FeO +H2SO4 =FeSO4 +H2o 氧化铁皮中三种氧化铁都溶解于硫酸溶液,生成可溶于水的硫酸铁和硫酸亚铁,从而去除了带钢表面的氧化铁皮。这种作用称为溶解作用。 硫酸溶液通过疏松的氧化铁皮直接与钢中的铁起化学反应: Fe + H2SO4 =FeSO4 +H2 钢中的铁与硫酸溶液反应,产生大量氢气,氢气产生的膨胀压力把氧化铁皮从带钢上剥落下来,这种作用称为机械剥离作用。氢气的剥离作用加快了酸洗速度,减少硫酸的消耗。硫酸酸洗主要是靠机械剥离作用除去带钢表面氧化铁皮的。 钢中铁与硫酸溶液起反应时,生成大量氢原子。氢原子很活泼,具有很强的还原能力,能把高价铁的氧化物还原成易溶于硫酸溶液的低价铁的氧化铁是的氧化物,使酸洗过程加快。这一作用称为还原作用。其化学反应是: Fe3O4 +2H = 3FeO +H2O Fe2O3 +2H = 2FeO +H2O Fe(SO4)+2H = 2FeSO4 +H2SO4 盐酸是酸洗机理。盐酸溶液与氧化铁皮的化学反应: Fe2O3 +4HCL = 2FeCL2 +2H2O +1/2 O2 Fe3O3 +6HCL = 3FeCL2 +3H2O +1/2 O2 FeO +2HCL =FeCL2 +H2O Fe +2HCL =FeCL2 +H2 (甚弱) 盐酸溶液能较快地溶蚀各种氧化铁皮,酸洗反应可以从外层往里进行。盐酸酸洗是以化学腐蚀为主。盐酸酸洗对金属基体侵蚀甚弱。因此,盐酸酸洗的效率对带钢氧化铁皮的结构并不敏感,不象硫酸酸洗那样,酸洗反应速度与酸洗前带钢氧化铁皮的松裂程度密切相关。试验表明,盐酸酸洗速率约等于硫酸酸洗的两倍, 而且酸洗后的板带钢表面银亮洁净。 带钢连续盐酸酸洗与硫酸酸洗相比较,有下列优点: 盐酸能完全溶解三层氧化铁皮,因而不产生酸洗残渣。而用硫酸酸洗时,就必须经常清刷酸槽,并中和这些粘液;硫酸不易除去压入板面的Fe2O3,从而会产生相应的表面的缺馅. 盐酸基本上不腐蚀基体金属,这样,经盐酸酸洗后板面平滑、银亮,无酸洗痕迹,不会发生过酸洗;盐酸酸洗的铁损比硫酸酸洗低20%;硫酸酸洗时,金属铁在酸液中溶解时会成氢,氢扩散进入板面,会引起氢脆,而盐酸酸洗就很少产生这种毛病。 氧化铁很易溶解,易于除去,故不易引起表面酸斑,这也是盐酸酸洗板面特别光洁的原因之一。而硫酸铁因硫酸因会形成不溶解的水化物,往往使板面出现酸斑。 盐酸酸洗速率较高,特别在温度较高时,盐酸酸洗时间与硫酸相比有很大差别。 废盐酸和清洗废液可以完全再生为新酸,循环使用。从而解决了废酸污染问题。 23.酸溶液怎样配制? 实际生产中配制酸溶液分两种情况。一是由于在酸洗过程中酸溶液浓度不断下降,需要补充新酸液(母液)。二是在没有母液的情况下,只能用弄硫酸和盐酸加入一定量的水配成所需要浓度的酸溶液。 浓酸加水配成一定浓度的酸溶液。浓硫酸或盐酸加水配成所需浓度的酸溶液由下式确定: A G = V·D· S 式中 G——所需工业酸重量,吨; V——酸洗槽有效容积,米3; D——预定浓度酸溶液的比重,% (重量); S——工业酸的浓度,% (重量)。 配制过程:先在酸洗槽中注入一半水; 注入算出的所需工业酸的重量; 再加水至酸洗槽的有效高度。 配制过程中必须遵守:先加水后再加酸,否则如把水注入硫酸中会因稀释热而引起酸泡沫飞溅而烧伤。 酸溶液浓度下降需补充新酸液(母液)。 V1D1A V = A·D 式中 V——所需新酸液(母液)的体积,米3; V1——酸洗槽只原有酸溶液的体积,米3; D——酸洗槽中原有酸溶液的比重;克/厘米3; A1——酸洗槽中原有溶液中酸的浓度,%,(重量); A——新酸液(母液)中酸是浓度,%,(重量); D——新酸液的比重,克/厘米3; 连续酸洗经常采用后一种方法即补充母液的方法来配制酸溶液。 24.硫酸溶液中为什么要加缓蚀剂?为什么加食盐? 由于氧化铁皮的结构没,厚度和性质不同,带钢表面个部分氧化铁皮的酸洗时间也不同,在难度层完全除掉的时间里,会有80%裸露的金属表面陪腐蚀着。同时酸通过氧化铁皮的空隙和裂纹进入内层与金属基体起作用,这样不仅金属损失增加,而且生成是氢原子在一定的条件下有一部分结合成氢分子从酸溶液中逸出,并将酸滴带到空气中, 使带钢产生气泡,降低带钢的机械性能。 往硫酸溶液中加适量的缓蚀剂,一是能保护金属基体不被腐蚀和防止氢往钢中扩散,二是在酸溶液面上形成一层泡沫,阻止氢逸出,改善工作条件。因此,在硫酸酸洗液中需加缓蚀剂。 常用的缓蚀剂有“氯化柴油废酸水”和PD—A型缓蚀剂两种。 1)“氯化柴油废酸水”,是洗涤叶岩柴油所得的废酸水,用盐酸处理制成的.对”氯化柴油废酸水”质量要求是:取50毫升试样于直径20~22毫米的100毫升试管中,在高温下静置一昼夜,液体表面与管壁不得有焦油出现.在90±10℃的25%硫酸溶液中,当缓冲剂含量为10毫升/升时,其缓冲效率(即加和不加缓冲剂时金属重量损失差与不加缓冲剂时金属重量损失之比)不得低于97%。缓冲剂中的粗吡啶盐基含量不得低于14%。在25%的硫酸液中酸洗带钢时,“氯化柴油废酸水”加入量为 10毫升/升最适宜(约占纯硫酸含量的4% 2)PD-A型缓冲剂,是煤焦油经脱酚后的剩余物,用硫酸处理所得的中吡啶残渣为原料,经蒸馏取230~290℃温度区间的馏份,再经氯化除油而制得。 使用PD-A型缓冲剂,酸洗后的带钢表面呈灰白色,对普碳钢在硫酸溶液中停留30分钟,其表面也没有过酸洗现象。但是,这种缓冲剂不能在酸液面上形成泡沫,不能防止酸汽扩散,故需加泡沫剂。 硫酸溶液浓度为25%,温度95±1℃,加入2%(按浓硫酸重量计)PD-A型缓冲剂,酸洗普碳钢时,其缓蚀效率达99% 硫酸溶液中随着盐浓度的增加,促使酸溶液导电性增加或SO4=离子增加,加速溶解氧化铁皮。实际应用中,酸溶液中加入5~6%(按硫酸重量计)的食盐较为适宜,这样,不仅能够加速酸洗过程,还能使带钢表面光洁。 25.酸溶液怎样进行加热? 酸溶液的温度是影响酸洗速度的主要因素。酸溶液通常采用蒸汽直接加热和石墨热交换器间接加热两种方法。 蒸汽直接加热。采用蒸汽直接加热酸溶液,是在酸洗槽4个角处个设一直径50毫米的垂直插入的铅管。使用的蒸汽有过热蒸汽和饱和蒸汽两种。过热蒸汽较饱和蒸汽在相同压力下温度高且冷凝水也少。因此,通常使用过热蒸汽加热 用蒸汽直接加热酸溶液的优点是升温快,时间短,方法简单,操作容易。在加热过程中由于蒸汽的对流作用,使酸溶液得到搅拌而增加其活性,从而加快了酸洗速度。但蒸汽冷凝水稀释酸溶液浓度而不利于酸洗,同时使废酸大量增加(一吨蒸汽就是一吨水),导致废酸回收机组的负荷增加。蒸汽直接加热会产生较多酸气,增加排风系统的负荷。在酸洗槽盖密封不良的情况下,会污染环境。 石墨热交换器间接加热。石墨热交换器加热酸溶液是通过蒸汽热交换间接加热的。酸溶液自酸洗槽一端流出,经过滤器过滤,由泵送入热交换器,通过热交换获得热量,由酸洗槽另一端输入。酸溶液不断循环,保持酸液工作温度。石墨热交换器装置系统如图2-7所示。 石墨热交换器通常采用圆块孔式和乳头列管式两种。圆块孔式石墨热交换器结构简单,导热系数较大,使用压力和温度高,体积和流体阻力小,检修方便,但价格较高。圆块孔式常出现的故障是热圈老化和不严密,酸液通孔被铁堵塞。垫圈不严时,只要适当拧紧固定拉杆弹簧即可。垫圈老化时,要及时拆除更换。酸液通孔堵塞时,用60℃左右的热水将铁盐 乳头列管式石墨热交换器的性能比圆快孔式差,检修麻烦,但价格较便宜。乳头列管式常用出现填料函和石墨橡胶板垫片泄漏,传热管与管板结合的胶结缝渗漏;管子损坏等。 操作注意事项如下: 往换热器里送酸液一定时间后送入蒸汽,蒸汽压力不超过允许压力值(一般在0.2兆帕以下,相当于2公斤/厘米2 在酸液实行强制循环,流量很大时,严禁突然变换操作,应逐渐调节控制系统的阀门,以免冲击损坏。 换热器停止工作时,应将系统中酸液全部排除,并用温水冲洗干净,以防系统被结晶的铁盐所堵塞。 定期分析冷却水是否含有酸质,以鉴定换器是否泄漏;定期测定换器的工作性能和传热效果,检查结垢情况并加以处理。 石墨酸泵或玻璃钢酸液泵需精心操作和维护,酸泵不准逆转和无负荷运转,以防损坏机械密封衬套。 26,为什么带钢酸洗后要进行清洗和钝化? 清洗是把带钢表面残留的酸液和其它杂物冲洗干净,以利钝化工艺取得良好效果。 冷水洗槽要经常保持满流,高压水要不停地冲洗,水压应保持在0.5兆帕(5公斤/厘米2)以上。在上述条件下冷水含酸量不得超过0.1克/升,否则酸洗后的带钢容易绣蚀。冷水的含酸量每昼液检验 热水槽的热水温度要95℃以上,热水中不应有酸质,以防带钢绣蚀。热水槽出口的一对挤水胶辊要求紧,保证最大限度地挤掉带钢 在连续酸洗机组是,酸洗后带钢进行涂油,使带钢在轧制前存放期间(十天左右)不生绣。可是,在框式酸洗中,只能用带钢钝化来防绣。 钝化是使酸洗后的带钢表面形成钝化膜,提高抗环境腐蚀能力,一般保证带钢在2~3天内不再生绣。 钝化液是1~4%亚硝酸钠(NaNO2)的水溶解,带钢在室温钝化液中的钝化时间为30秒。 27.影响带钢酸洗有哪些因素? 影响带钢酸洗的主要因素有: 酸溶液浓度和温度的影响。酸溶液浓度和温度的变化对酸洗速度与酸洗质量有直接影响。如硫酸溶液的浓度由2%增加到25%时,酸洗速度提高一倍,即所需要是酸洗时间最短。如果浓度超过25%,酸洗速度反而下降。这是因为硫酸的氧化和钝化作用增强,使带钢表面生成钝化薄膜,阻碍酸和金属表面继续作用的缘故。 在实际生产中,带钢在5~20%的硫酸溶液里进行酸洗,或在3~15%的盐酸溶液中酸洗。 为使酸洗效果显著而又经济,与其增加酸溶液浓度倒不如提高酸溶液的温度。酸溶液的温度比浓度对酸洗速度是影响大得多。如硫酸溶液温度有18℃提高到60℃时,温度只升高2.3倍,酸洗速度却提高14倍;硫酸溶液的浓度由2%增加到25%,浓度增加了11.5倍,而酸洗速度只提高 在实际生产中,硫酸溶液温度控制在45~80℃,盐酸溶液温度控制在60~90 酸溶液中亚铁含量的影响。在酸洗过程中,随着钢中的铁和表面氧化铁皮的溶解,酸溶解的浓度逐渐降低,而酸溶液中硫酸亚铁FeSO4或二氯化铁FeCL2含量不断增加,使酸洗速度减慢。当硫酸溶液浓度为15%时,含5%FeSO4溶液的酸洗时间约为30秒。而含15%FeSO4溶液的酸洗时间约为60秒,即酸洗时间增加一倍。另外,硫酸亚铁不容易清洗,影响表面缺陷的清理。 在实际生产中,当硫酸溶液浓度下降到5%以下,硫酸亚铁含量达到300~350克/升时应该更换酸液。盐酸酸洗时FeCL2含量控制在140克/ 3)氧化铁皮破碎程的影响。带刚在酸洗之前往往经过剥壳机[或叫做辊式破鳞机五辊矫直机]反复弯曲变形,削弱了氧化铁皮与金属本体的附着力和完整程度,将有许多碎粒从金属表面上破碎脱落下来,从而加速了酸洗过程. 氧化铁皮结构和被破碎的程度不同,所需要的酸洗时间也不同.通常结构的氧化铁皮经碎者较未经破碎的酸洗时间缩短40%左右。 弯曲变形程度相同,厚带钢比薄带钢所需酸洗时间较长。带钢拉伸变形程度越大,则使氧化铁皮的致密程度降低,加速了酸洗速度。 4)酸溶液搅动的影响。酸洗时酸溶液一般用蒸汽加热,因而酸溶液在蒸汽压力作用下,自然地产生了搅动,使 带钢附近的酸溶液不断更新,从而提高了酸洗速度;同时,空气中氧化不断进入酸溶液中,增强了酸的活性,提高酸洗速度。 此外,酸溶液的流动,使酸溶液成为均匀体,可以消除蒸汽在带钢表面上的停滞,使酸洗均匀,提高酸洗品质。 带钢退火和未退火的影响。有些钢种在酸洗前常要预先退火(如铬13)。预先退火的带钢和不经过退火的带钢相比,它们表面氧化铁皮在酸溶液中的溶解速度将有很大差异。实践证明:未经退火的带钢,其酸洗速度快,且酸洗质量好。经退火的带钢表面往往出现条状的氧化铁皮痕迹。 28.连续硫酸酸洗工艺参数是怎样的? 酸洗工艺制度包括:酸溶液中硫酸浓度及硫酸亚铁浓度、酸溶液温度、酸洗速度、冷热水洗和干燥条件等。 各酸洗槽酸溶液中硫酸及硫酸亚铁的浓度和酸溶液温度规定如表2-11: 表2-11 酸洗槽中酸溶液的硫酸、硫酸亚铁浓度和酸溶液温度 槽 号 硫酸浓度,%(克/升) 硫酸亚铁浓度,克/升 酸溶液温度,℃ 4 25~23(约295~267) 80~100 90~85 3 22~20(约254~228) 100~120 96~94 2 18~16(约202~178) 140~160 95~93 1 14~12(约153~130) 180~200 92~90 当酸洗低合金钢和硅钢时,各酸洗槽的硫酸浓度分别取上限。 各酸洗槽中酸溶液的硫酸和硫酸亚铁浓度每班至少检验两次。通常是前两小时检验一次,后两小时再检验一次。酸溶液取样应在酸洗槽中间位置,使其具有代表性。酸溶液检验结果应使操作工知道,以便根据洗出带钢表面质量情况来控制酸洗速度。 根据酸溶液浓度的检验结果,酸洗工要及时地加入母液条配酸溶液浓度。母液中硫酸浓度应不低于4号酸洗槽中酸溶液的的硫酸亚铁浓度在70克/升以下。母液应连续打入4号 硫酸酸洗要求尽可能提高酸溶液的温度。从上述表中可以看出:2号和3号酸洗槽酸溶液温度较高,主要是充分发挥酸溶液的作用;4号酸洗槽酸溶液较低,这是防止带钢表面过酸洗;1号酸洗槽酸溶液温度略低些是便于加速度酸液的周转。 酸洗合金钢和硅钢时,各酸洗槽溶液温度均应达到上限。 酸溶液温度每班要测量四次,即每2小时测量一次。酸溶液温度应在酸槽中间测量,不应在加热管附近测量。温度测量结果应及时通知操作工,以便掌握酸洗速度。 由于各种钢的氧化铁皮结构、厚度、性质不同,破碎程度也不同,所以,在上述酸洗工艺参数条件下,为确保带钢酸洗表面质量。各种钢的酸洗速度是不同的。各种钢的酸洗速度列于表2——12 表2——12各种钢的酸洗速度 钢种 带钢厚度,毫米 酸洗速度,米/秒 低碳钢 低碳钢 中碳钢 中碳钢 高碳钢 高碳钢 合金钢 硅钢 2.0~2.5 3.0~4.0 2.0~2.5 3.0~4.0 2.0~2.5 3.0~4.0 2.5~4.0 2.0 1.2~1.4 1.0~1.2 1.0~1.2 0.8~1.0 0.8~1.0 0.7~0.9 0.6~0.7 0.3~0.5 29 带钢酸洗会产生哪些缺陷?怎样防止? 普碳钢带酸洗、水洗干燥后,其表面应呈灰白色和银白色。但因操作不当、酸洗工艺制度和某些机械设备不良的影响,往往会造成带钢的不同缺陷。这些缺陷主要有:酸洗气泡、过酸洗、欠酸洗、锈蚀、夹杂、划伤和压痕等。这些缺陷占冷轧产品缺陷20%左右,其中主要是欠酸洗、过酸洗和酸洗气泡。 酸洗气泡 酸洗气泡是由于酸与裸露的金属作用,生成氢气所造成的,它在冷轧时会发生劈啪的爆炸声,它的外观特征是呈条状的小鼓泡,破裂后呈黑色细裂缝。经过炸制后,气泡裂缝会延伸扩大,致使产品的机械性能(冲击韧性)降低。 酸洗气泡产生的机理是:金属和酸产生化学反应时,生成了部分氢原子,它渗透入金属的结晶格子中,并使其变形,变形后使氢更向金属内扩散,其中一部分氢原子穿过金属并分子化,从酸液中逸出,部分氢原子的分子化在晶格变形产生的“显微空孔”边界上,或金属的夹杂及空隙中进行,氢在空孔中的压力可达到很大值(几百个大气压),是金属中产生了引起氢脆的内应力。 防止产生气泡的措施是:调整酸液的浓度;控制酸洗时溶液的温度和带钢表面平直状态等。 过酸洗 金属在酸溶液中停留时间过长,使其在酸溶液作用下,表面逐渐变成粗糙麻面的现象称为过酸洗。 过酸洗的带钢延伸性大大降低,在轧制过程中,很容易断裂和破碎,并且造成粘辊,过酸洗的带钢即使轧制成材也不能做为成品,因为它的机械性能大大降低了。 产生过酸洗的原因是:机组连续作业中断,使酸洗失去连续性,或因带钢断带处理时间过长等。防止措施是尽量密切全机组的操作配合,保证生产正常进行。 3)欠酸洗 钢带酸洗之后,表面残留局部未洗掉的氧化铁皮时称为欠酸洗。欠酸洗的带钢(或钢板),轻者在轧制之后产品表面呈暗色或花脸状;严重时氧化铁皮被压入成黑斑。此外,由于氧化铁皮的延伸性较差,故在轧制后因延伸不均使产品出现浪形或瓢曲等缺陷。有时铁皮可能牢固地贴附在轧辊表面,直接造成轧制废品增多等。 造成欠酸洗的原因:氧化铁皮厚度不均匀,较后部分的氧化铁皮需要较长酸洗时间,同时其中的FeO分解成了较难溶解的Fe2O3(Fe3O4);带钢浪边度和镰刀弯较大,在酸洗过程中,起浪便部分没有浸泡在酸液中通过,造成漏酸洗;酸洗前机械破鳞不完善,特别是带钢两边端铁皮未被破碎等。 实际生产中欠酸洗多出现在带钢的头尾段和两侧边缘。根据实测资料,欲酸洗掉大快红色铁皮需要3~4倍的酸洗黑色氧化铁皮的时间,此时已洗掉铁皮的带钢将会形成过酸洗。因此处理欠酸洗的方法是:预先平整好板形,对于铁皮较厚,而面积又不大的带钢,可采用先局部酸洗一次,而后在过酸洗线)锈蚀 原料酸洗后表面重新出现绣层的现象称之为锈蚀。 锈蚀形成的原因是:带钢(钢板)酸洗后表面残留少许的酸溶液或带钢清洗后没有达到完全干燥而使表面重新生绣。此外,带钢在酸洗后于高温的清洗水中停留时间过长,也会产生锈蚀现象。 带钢锈蚀处的钢板表面在轧制之后呈暗色,它促使成品在库存时再次锈蚀,从而降低成品材的表面质量,严重时使产品报废。 防止锈蚀的措施是严格执行酸洗、清洗操作规程,既是给表面涂油,并应堆放在干燥的地方。 5)夹杂 带钢在酸洗后表面出现的星罗棋布的黑点疵病称为夹杂。它是由于热轧时氧化铁皮被压所形成。这样的缺陷不可能采取酸洗除去。当它经过冷轧后,黑点便扩展延伸黑色条状,大大降低了产品钢板的冲击性能。 6)划伤 带钢在机组运行过程中新出现的划伤,是由于卷取辊、弯曲辊的表面出现质硬的异物,或带钢的浪边及折棱与导板,或带钢的浪边及折棱与导板成线接触,或带钢在拆卷过程中拍打折头刮板等,使表面划出新的伤痕.另外也有部分伤痕出现在热轧后冷却和卷取的过程中. 带钢的划伤可分为上表面划伤和下表面划伤.划伤的原料经冷轧后,在成品带钢表面将形成宽而长的黑条.带钢划伤深度超过带钢厚度允许公差一半时,轧制后不能消除. 防止划伤的措施是经常检查机组的滚动部件和导板,维护好设备. 7)压痕 压痕是指带钢(钢板)表面呈凹下去的压迹而言.压痕形成的原因是,并卷焊时的焊渣没有吹净,被带钢带到拉辊上,而后在带钢表面压出了痕;拉辊在带钢表面滑动造成粘辊,使带钢表面造成压痕;热轧过程中压下失灵,突然压下停车,而后抬起压下轧制等.压痕深度超过带钢厚度允许偏差一半时,冷轧之后,压痕不能消除. 总之,上述带钢表面缺陷,只要精心操作,严格执行酸洗工艺制度和操作规程,及时检查和维修设备,是可以避免和减少的 30.硫酸酸洗后的废酸中含有大量的硫酸亚铁和相当一部分硫酸.废酸回收是把废酸中的硫酸亚铁提取出来,硫酸再回送到酸洗槽循环使用. 根据FeSO4在不同的酸溶液温度和浓度下溶解不同,随着酸溶液浓度的提高和温度的降低, FeSO4的溶解度降低.因此,通过提高酸溶液浓度和降低其温度的方法,是FeSO4在酸溶液中过饱和逐渐结晶出来. 废酸回收通常采用真空结晶法.真空结晶是在一定的真空度下,使酸溶液低温沸腾而蒸发,并在酸溶液中加入一定比例的硫酸,以便降低FeSO4的溶解度并起辅助蒸发作用,使FeSO4过饱和而结晶出来.其工艺流程如图2-8所示. 废液槽1中的废液与硫酸槽2中的硫酸,按一定的比例借助于蒸发罐3的真空吸入其中,由于蒸发罐和依次排列的4、5、6结晶罐的真空度是逐渐增大的(即压力逐渐减小),故溶液从蒸发罐顺序自流入各结晶罐。在蒸发罐中的溶液水分靠加入的硫酸稀释放热和线毫米汞柱)而蒸发,蒸发罐中溶液温度为36℃。溶液在1号~3号结晶罐的线毫米汞柱,18℃;100.4千帕,相当于753毫米汞柱,6℃)条件下沸腾蒸发,溶液逐渐浓缩达到过饱和,含有七个结晶水的硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)便结晶出来。FeSO4.7H2O开始形成极细微的结晶核。结晶核随着猛烈搅拌,迅速冷却的作用而迅速形成。结晶核数量越多,生成的晶体越多,反之越少。晶体大,杂质多,不纯洁;晶体小则纯洁。在晶体罐搅拌器的不断搅拌下,使结晶液保持悬浮状态,最后结晶液自3号结晶罐自动流入1号结晶液接收槽,结晶液在1号晶液接收槽中被不断搅拌,并停留30分钟以上,然后经泵打入2号结晶液接收槽,由下开口的专用放出阀放入离心机,将FeSO4.7H2O分离出来附于滤布上,达到一定量后用木铲铲下入库,液体(母液)通过滤布经管道流入另一处的贮存罐中贮 蒸发罐3和各结晶罐蒸发出来的气体,通过0.6~0.7兆帕(6~7大气压)的喷射器连续地排入主冷凝器7和双联式冷凝器8中。气体经这两个冷凝器上面喷下的冷水冷却,排入气压槽9,从而达到和保持蒸发结晶罐的高度真空。 蒸发结晶系统的真空是靠喷射形成的。通过调节蒸发结晶罐的真空来调节其温度,使溶液冷却。 31.蒸发结晶机组的操作要点是什么? 蒸发结晶机组的操作要点如下: 检查各槽是否满流,各管道是否畅通无阻或有无泄露。 向主、双联式冷凝器供水,水保持在0.1兆帕(1公斤/厘米2)。正常操作时,主冷凝器水温不超过39℃,双联式不超过:上部40℃ 各喷射器分别为: 喷射器号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 线 (毫米汞柱)( 735)(744)(726) (715) (669) (471) 当线毫米汞柱)时,开Ⅴ号 喷射器,达48~53.3千帕(360~400毫米汞柱)时,开Ⅳ号喷射器;达66.7千帕(500毫米汞柱)时,开Ⅲ号喷射器;达79.98千帕(600毫米汞柱)时,再开Ⅱ号和Ⅰ号喷射器。与同时应适当调节进水量。 机组各段真空度达到规定值后,供给硫酸和废酸液,然后开动各搅拌器进入正常操作。 各罐的温度和压力分别为: 蒸发罐 1号结晶罐 2号结晶罐 3号结晶罐 温度,℃ 40 35 22 10 压力,千帕 5.94 4.49 2.07 0.93 (毫米汞柱) (44.6) (33.7) (15.5) (7) FeSO4不结晶或晶粒大的解决办法。FeSO4不结晶主要是由于废酸液中FeSO4含量较低,真空度不够使结晶罐温度降不下来,硫酸加得少等原因造成的。因此,通过加大蒸汽压力,减少废酸液流量,延长蒸发结晶周期等措施来解决。 FeSO4晶粒大主要是结晶液流出量少(即结晶周期长),废酸液中杂质多,下料管不畅通或停车时罐内结晶液未放净等造成的。因此,须保持下料管畅通,定期清理管道,罐内结晶液要放净。 结晶罐回水、温度高和结晶罐真空度不高的解决办法: 结晶罐回水是由于结晶管泄露,使冷凝器上下真空差过大(上大下小),这样冷凝器喷下来的水就流不下去,或者冷凝器给水过大所造成的。处理方法是:使Ⅲ号和Ⅳ号喷射器按规定进行正常工作,冷凝器给水适量,检查并处理泄露。 结晶罐温度高的原因是蒸汽压力过大使蒸汽流量过大,或者冷凝器进水温度过高,不能很快冷凝蒸汽,使结晶罐真空度下降,温度升高。处理方法是:经常注意蒸汽压力的变化,冷凝器进水温度一定要保持在 25℃ 结晶罐真空度不高的原因是:Ⅰ号结晶液接收槽液面下降使Ⅲ号结晶罐下料管出口暴露在大气中,吸入空气或者蒸发结晶罐及管道泄露。处理方法是使结晶液接收槽液面保持一定高度,注意检查并保证系统无泄露(泄露用蜡烛检查)。 滤布不能有破的或密死,注意及时更换滤布。给料要均匀。以免离心机13幌动或漏锅。 32.废盐酸怎样再生? 流化床式盐酸再生设备如图2-9所示。一号酸洗槽(即带钢入口处)有一个溢流口,该溢流口把铁浓度为140~110克/升和盐酸浓度为40克/升的废洗液流到酸洗机组的中间罐中。这个罐中安装有一个液位控制器,待液位达到一定高度后自动使泵起动,把废酸洗液抽入再生站的废酸罐15中。再生站再生的酸将连续补充酸洗机组的第五号酸洗槽中,再生酸的成分为:HC1—180克/升,Fe—10克/升。在五个串行的酸洗槽中由于流溢的作用使四号槽及三号、二 盐酸回收再生的原理如下: 酸泵站的加压泵16将废酸洗液连续地打入文氏管预蒸发器6(又称文氏管循环系统),废酸洗液经过预蒸发器后,喷入反应炉中。反应炉1排出的炽热气体通过预蒸发器,与废液之间进行热交换。此时,通过预蒸发的气体温度将由800℃左右降低到100℃,这些失去的热量使酸洗液蒸发和浓缩,从而利用了废热,这也就是文氏管循环系统浓缩废液 从预蒸发器浓缩的废酸液中,提取了一部分被浓缩的酸液通过两个钛制酸枪射入反应炉流化床中,浓缩的废酸液在890℃的温度下进行反应,生产盐酸气体和氧化铁.盐酸在生过程的反应式如下 1 2FeCL2 + 2H2O + 2 Fe2O3 +4HCL(再酸再生) 流化过程的特点是在整个反应炉的床层里都要保持恒定的温度,这是氯化铁分解的先决条件.氯化铁在流化的过程中形成了小的氧化铁颗粒(直径可达1~3毫米),然后,氧化铁颗粒由流化床层分布上的排料管连续地或间断得排出. 在反应炉中未沉下的细小颗粒连同炽热的气流一起流入旋风分离器进行分离,分离下来的氧化铁颗粒通过旋风除尘器4底部的回灰阀返送入反应炉中.而反应炉排出的炽热气流流向预蒸发器系统,炽热气体通过预蒸发器使废酸液浓缩,气体温度逐渐降至100℃,并使气体进入净化,使再生的盐酸的纯度提高 通过预蒸发器8后的气体进入吸收塔下端,在吸收塔顶部设有新水的喷淋管和漂洗水的喷管9,水流和盐酸气体呈逆流,用水来吸收盐酸气体,吸收率可达98%.此时,在吸收塔的底部将连续地生成浓度为18~20%的盐酸,通过吸收塔塔顶后的废气含酸量已很少,可直接排入大气. 33.怎样处理盐酸酸气? 盐酸酸气是由蜂窝式吸收塔加以处理的,蜂窝式吸收塔的作用原理系扩散过程,物质以分子扩散形式从一个相转移到另一相.蜂窝的作用在于增大气相和液相间的有效接触面积,用液体(水\NaOH溶液等)作吸收剂处理酸气,喷淋的液体在蜂窝表面成膜状下降,气、液两相即通过有效表面进行接触,气体的HCL(酸气)被流动的液膜吸收,HCL由气体转变到液体. 吸收塔系圆形断面,塔内三层填料,四层喷淋.这种蜂窝式填料表面积大,气体阻力小,耐腐蚀,重量轻. 吸收塔结构如图2—10所示. 34.怎样计算酸的消耗量? 酸洗带钢的酸消耗量的多少,标志着酸洗工艺是否合理和产品成本的高低. 影响酸消耗量的因素很多,难于详细计算,通过酸的消耗量以酸洗一吨金属所消耗酸的公斤数来表示, a A= G·S H·p 式中 A 带钢的单位表面积酸消耗量,公斤/米2; α带钢的单位重量的酸消耗量,公斤/吨; S带钢表面重量, 米2; G带钢重量,公斤; ρ钢的比重,吨/米3;(碳钢: ρ=7800公斤/米3; H带钢厚度,米. 以上为理论计算的酸消耗量.还应将影响酸消耗的各种因素所消耗的酸量加在内,才能得到酸的实际消耗量. 氧化铁皮所消耗的酸量由下式确定: α A皮=——————— G重损 由于蒸汽冷凝水对酸溶液浓度的稀释,使废酸液过剩,使废酸来不及回收而被迫排掉的酸约占酸消耗量的7.5%. 带钢从酸洗槽中带走的酸,约占酸消耗量的1%. 使用的酸洗缓蚀剂好,会减少酸洗过程中金属的损失,从而降低酸的消耗. 经破碎比未经破碎的带钢时间要短,酸消耗量减少.因此提高铁皮破碎机的效率是降低酸消耗的有效措施. 实际生产得知,单体式酸洗槽酸洗,酸的综合消耗量为25~28公斤/吨,串级式酸洗槽酸洗,酸的综合消耗量为14~16公斤/吨.上述计算未考虑酸再生回收的因素. 冷轧工艺 一、冷轧工艺特点 50.金属变形的方式是怎样的? 金属一般都是由无数单个晶粒构成的多晶体,要了解金属的塑性变形性质,必须先了解单个晶粒或单晶体的塑性变形机构.塑性变形时加在金属上的力,使金属中大量原子群定向地、多次地从一个稳定平衡位置转移到另一个稳定平衡位置,在宏观上便产生不能恢复的塑性变形.根据原子群移动发生的条件和方式不同,可观察到各种不同的塑性变形机构,如滑移,孪生及其它机构等. 滑移 滑移是指晶体在外力的作用下,其中一部分沿着一定晶面和这个晶面上的一定晶向,对其另一部分产生的相对移动.此晶面称为滑移面,此晶向称为滑移方向.滑移时原子移动的距离是原子间距的整数倍,滑移后晶体各部分的位向仍然一致.滑移结果,使大量原子逐步地从一个稳定位置移到另一个稳定位置,晶体产生宏观的塑性变形.入图3-1所示为晶体以滑移方式进行的塑性变形. 用金相显微镜所观察到的每一条纹是由许多滑移面与试样抛光平面的交线所组成的,称为滑移带.滑移带是由一群滑移层所形成的滑移线). 一般,在各种金属(晶体点阵)中,滑移不是沿任意晶面和晶向进行的,而总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生的。这是因为原子密度最大的晶面,原子间距小,原子间的结合力强,同时其晶面间的距离较大,即晶面与晶面间的结合力较弱。同理也可以解释滑移为什么沿着原子密度最大的晶向发生。滑移面与滑移方向数值的相乘积的称为滑移系。 金属的三种常见晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系如表3-1所示。 2)孪生(孪晶、双晶) 金属的塑性变形除以滑移方式进行外,孪生也是其重要方式之一。孪生是晶体在切应力的作用下,其一部分沿某一定晶面和晶向,按一定的关系发生相对的位相移动,其结果使晶体的一部分与原晶体的位相处于相互相称的位置,如图3-3所示。 在孪生变形时,所有平行于孪生面的原子平面都朝着一个方向移动。每一晶面移动距离的大小与它们距孪生面的距离成正比。每一晶面与相邻晶面的相对移动值等于点阵常数的几分之一。孪生变形后,晶体的变形部分与未变形部分以孪生面为对称面形成对称. 孪生变形是否出现,与晶体的对称性有密切关系.面心立方晶体组织的金属(如镍、铝等),由于对称性高,容易滑移,孪生变形不常见,只在少数情况下(如低温变形)才见到。体心立方晶体组织的金属(如α铁、铬、钼等)在高速变形(如冲击)或在低温拉伸时,常常出现孪生。例如铁在低温受冲击载荷时,可发生孪生。密排六方晶体组织的金属,其对称性较差,滑移西少,当晶体取向不利于滑移时,孪生便 为塑性变形的主要形式。 孪生的进行过程往往是突变式的,并可听到特有的干裂声,在某些情况下会使晶体产生空隙,降低其密度。 除了滑移和孪生外,在塑性变形中由于各个晶块(镶嵌块)相互转动的结果,晶体产生产生变形,并破坏晶块间的联系和在晶块间界上形成显微破坏。由于变形条件的不同,这些破坏可能愈合,也可能发展为宏观破坏。 总之,滑移是金属塑性变形的主要方式,金属在冷塑性变形时通过滑移变形,使精粒伸长、嵌镶块碎化,晶格歪扭增多,导致金属变形抗力增加。 51.什么叫加工硬化?怎样消除? 带钢在冷轧后,由于晶粒被压扁、拉长、晶格歪扭畸变、晶粒破碎,使金属的塑性降低、强度和硬度增高,这种现象叫做硬化。 冷轧带钢加工硬化后提高了钢的变形抗力,给带钢继续冷轧带来困难。为了消除加工硬化,大多数钢带必须在加工过程中进行结晶退火(软化退火或中间退火)。 再结晶退火(软化退火或中间退火)时,将带钢加热到再结晶温度(碳钢一般为450~500℃)以上150~200℃,保温一定时间,然后在空气或炉中冷 再结晶退火时钢的内部组织变化过程,分为回复、再结晶和晶粒长大几个阶段。金属加工硬化后,处于组织不稳定状态,即处于高能状态。因而它本省就有自发恢复变形其组织的倾向。在回复阶段中,冷轧变形后形成无数的位错大部分密集在晶体上,随着加热过程的进行,金属内部原子活动能力增大,使位错移动、合并或者重新排列,使晶格畸减小,金属的应力可以消除,但是金属的机械性能较回复前略有下降。 当继续加热时,由于位错聚集在晶粒间界上,这些位错的移动合并,并形成新的晶核,随着温度的继续升高,晶核逐渐长大形成新的晶粒。这时晶粒的畸形大大减小,原子排列规则,破碎的晶粒变成整齐的晶粒,长晶粒变成等轴晶粒。从而导致带钢机械性能恢复到加工前的状态,这就完成了再结晶过程。而以完全实现回复再结晶的温度称为再结晶温度。图3-5是冷加工后在加热时组织性能的变化示意图。 冷轧带钢的再结晶退火。一般分慢速加热退火和快速加热如退火两种。慢速加热退火一般用燃煤(气)退火炉或罩式退火炉进行;快速加热退火一般采用连续退火炉。 52。冷轧使带钢的组织发生什么变化? 钢在常温

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