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钢铁有什么加工而来

发布时间:2023-07-25 14:52:58

A. 炼钢的原料是什么燃料是什么

生铁,矿石或加工处理后的废钢氧气等为主要原料
炼钢的方法,一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。现分别介绍如下:
1. 转炉炼钢法 这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量 (含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。
当磷于硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。
随着制氧技术的发展,现在已普遍使用氧气顶吹转炉 (也有侧吹转炉)。这种转炉吹如的是高压工业纯氧,反应更为剧烈,能进一步提高生产效率和钢的质量。
2. 平炉炼钢法 (平炉炼钢法也叫马丁法)
平炉炼钢使用的氧化剂通入的空气和炉料里的氧化物,(废铁,废钢,铁矿石)。反应所需的热量是由燃烧气体燃料(高炉煤气,发生炉煤气)或液体燃料(重油)所提供。
平炉的炉膛是一个耐火砖砌成的槽,上面有耐火砖制成的炉顶盖住。平炉的前墙上有装料口,装料机就从这里把炉料装进去。熔炼时关上耐火砖造成的门。炉膛的两端都筑有炉头,炉头各有两个孔道,供导入燃料与热空气,或从炉里导炉气之用。
平炉炼钢所用的原料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂 (石灰石和生石灰)。开始冶炼时,燃料遇到导入的热空气就在燃料面上燃烧,温度高达1800摄氏度。热量直接由火焰传给炉料,使炉料迅速熔化 (铁的熔点是1535摄氏度,钢略低)。同时有一部分熔化的生铁生成氧化亚铁,生铁里的杂质硅、锰被氧化亚铁氧化,声成炉渣。由于炉里放有过量的石灰石,磷与硫等杂质就生成磷酸钙和硫化钙成为炉渣。其次碳也进行氧化,生成一氧化碳从熔化的金属里冒出,好象金属在沸腾一样。
反应快要进行完毕的时候,加入脱氧剂并定时把炉渣扒出。在冶炼将完成时要根据炉前分析 (用快速分析法,几分钟可完成)来检验钢的成分是否合乎要求。炼锝的钢从出钢口流入钢水包里,再从钢水包注入模子里铸成制品或钢锭。
为了提高炉温,气体燃料要在蓄热室 (如图I,II,III,IV)里进行预热。
在平炉里不但可加入液态生铁,而且可以加入固态的生铁以及夹攻以后的废铁和铁矿石等。另外,在平炉里如果用30%的富氧空气鼓风,同时在熔化的金属里吹入氧气,可使生产率提高80%,冶炼的时间缩短2~4小时,并可节约燃料,富氧空气也不需要预热。
3. 电炉炼钢法 钢还可以在以电能为热源的电炉里冶炼。使用电炉炼钢可以炼出优质的合金钢。电炉的种类很多,
应用最广泛的是电弧炉。

B. 钢胚是什么

钢胚其实就是大家比较熟悉的钢坯,它是钢铁生产行业中钢材的原始雏形,或者也可以说是钢铁建材的半成品。一般的钢铁建材,比如说钢筋钢板等都是由钢坯经过加热之后再经过强大的压力轧制而成的,经过这道工序之后,钢坯也就成为了我们在建筑工地上常常看到的建材。

传统工业对于钢坯的需求其实一直很大,因为对于很多企业来说,作为半成品的钢坯价格相对来说比较低,可以节省许多成本。但是近些年来,随着新材料进入市场,钢坯的价格也一降再降,虽然钢铁行业的地位不会被撼动,但是还是需要改革。

C. 钢铁冶金的主要工艺有哪些

烧结---炼铁---炼钢---连铸(模铸)---轧钢
烧结:就是把铁矿粉造块,为高炉提供精料专的一种方法。是利用铁属矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例制成块状冶炼原料的一个过程。

炼铁——高炉的冶炼过程主要目的是用铁矿石经济高效的得到温度和成分合乎要求的液态生铁。
高炉冶炼的全过程可以概括为:在尽量低能量消耗的条件下,通过受控炉料及煤气流的逆向运动,高效率的完成还原、造渣、传热及渣铁反应等过程,得到化学成分与温度较为理想的液态金属产品。
高炉炉料经各种化学还原反应生产出合格铁水然后通过鱼雷罐送入炼钢,然后作为炼钢原料入转炉冶炼成钢。炉渣经水冲渣排入渣池,通过渣水分离,炉渣排走,水循环利用。
高炉冶炼过程中产生的付产品——高炉煤气做为低热值气体燃料供热风炉,烧结,锅炉,预热炉和加热炉等使用。

炼钢——广义上说就是铁水通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。它的主要任务是脱碳、脱氧、升温、去除气体和非金属夹杂、合金化。

连铸——就是合格钢水在铸机中冷却成坯的过程。

轧钢:在旋转的轧辊间改变钢坯形状的压力加工过程

D. 铁矿石经过哪些步骤练成钢铁的

原料--可以是铁矿石也可以是废铁,这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉,而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。
然后,钢水被倒入连铸机中凝固。
这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭,也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料,用于制造最后的成品。
最后,这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理,就是所谓的“热轧”。 随后,一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制(即所谓的“冷轧”)。 然后,它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。
1-烧结
在烧结车间中,制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒,被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎,并按一层焦炭、一层矿石的交替方式,被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣,极易燃烧。
2-高炉
在高炉中,从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉,而高炉底部送来的一股热气(1200℃)致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物,它通过除氧过程来减少了氧化铁,从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石(矿石中矿物的集合)熔化成液体。 脉石,由于比较轻,会漂浮至铁水表面,就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣,可用于其他工业用途,比如用于铺设道路或生产水泥。
3-炼焦炉
焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏(即将不需要的成分气化掉)得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳,其结构呈多孔状,且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧,提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。
4-转炉
在吹氧转炉中,生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉,从而生产出粗钢。 然后,残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢,是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。
5-电弧熔炉
加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁(比如旧的机器零件),或者可以是含铁量至少为92%的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水,然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种,原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动,这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水,现在正被送入钢包炉和分级设备。
6-精炼
精炼(脱碳)和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体-氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整,以得到特种钢铁。
7-连续铸造机
这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时,钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触,并开始凝固。 然后,铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉,同时持续得到冷却。 当它到达末端时,钢铁已完全凝固,并立刻被切成所需的长度。
8-轧钢机
将坯料转变为最终成品。 此时,扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性,促进拔出和成形。 紧接着,坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”,或者使它逐渐地变薄。
原料--可以是铁矿石也可以是废铁,这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉,而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。
然后,钢水被倒入连铸机中凝固。
这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭,也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料,用于制造最后的成品。
最后,这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理,就是所谓的“热轧”。 随后,一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制(即所谓的“冷轧”)。 然后,它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。
1-烧结
在烧结车间中,制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒,被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎,并按一层焦炭、一层矿石的交替方式,被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣,极易燃烧。
2-高炉
在高炉中,从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉,而高炉底部送来的一股热气(1200℃)致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物,它通过除氧过程来减少了氧化铁,从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石(矿石中矿物的集合)熔化成液体。 脉石,由于比较轻,会漂浮至铁水表面,就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣,可用于其他工业用途,比如用于铺设道路或生产水泥。
3-炼焦炉
焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏(即将不需要的成分气化掉)得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳,其结构呈多孔状,且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧,提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。
4-转炉
在吹氧转炉中,生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉,从而生产出粗钢。 然后,残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢,是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。
5-电弧熔炉
加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁(比如旧的机器零件),或者可以是含铁量至少为92%的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水,然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种,原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动,这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水,现在正被送入钢包炉和分级设备。
6-精炼
精炼(脱碳)和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体-氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整,以得到特种钢铁。
7-连续铸造机
这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时,钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触,并开始凝固。 然后,铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉,同时持续得到冷却。 当它到达末端时,钢铁已完全凝固,并立刻被切成所需的长度。
8-轧钢机
将坯料转变为最终成品。 此时,扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性,促进拔出和成形。 紧接着,坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”,或者使它逐渐地变薄。

E. 市场上的钢铁材料主要以哪几种形式出现主要用于哪些产品的加工

钢铁按含碳量多少可分为生铁、纯铁和钢三种。钢铁按组成元素分为碳素钢和合金钢;按用途分为结构钢、工具钢和特种钢。结构钢具有一定的强度和韧性,用途最广,一般用作结构零件,如用来制造汽车、轮船、钢轨、机械、油田井架、电视塔等等。

工具钢的强度高、耐磨性好,大量用于机械制造,用工具钢做的刀具,可像切豆腐那样切削一般金属材料。特种钢按用途不同可分为磁性钢、耐磨钢、高温合金钢、低温钢、精密合金钢、电工钢等等。

(5)钢铁有什么加工而来扩展阅读:

钢分为两类:碳素钢和合金钢。

(1)碳素钢。竖物皮含碳量小余差于2.11%并含有少量杂质的铁碳合金统称为碳素钢。碳素钢由于价格低廉、工艺性良好,因此在汽车制造工业中获得了广泛的应用。

在汽车制造工业中常用的碳素钢主要有碳素结构钢、优质碳素结构钢和铸钢。

(2)合金钢。为了改善钢的性能,炼钢时有目的地加入一些合金元素所形成的钢称为合金钢。常添加的合金元素有钛、铌、钨、钼、铬、锰、铝、钻、硅、硼、氮及稀土元素等。

合金钢种类很多,在汽车工业中常用的是合金结构钢和滚动轴承钢。滚动轴承钢是用来制造滚动轴承滚动体、内外套圈的专用钢。合金结构钢根据蚂神成分和用途不同可分为低合金高强度结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢和合金弹簧钢。

F. 钢铁是怎么来的

钢冶炼 炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料,用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有转炉炼钢法、平炉炼钢法、电弧炉炼钢法3类(见钢,转炉,平炉,电弧炉)。以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。为了满足更高质量、更多品种的高级钢,便出现了多种钢水炉外处理(又称炉外精炼)的方法。如吹氩处理、真空脱气、炉外脱硫等,对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后,都可以生产高级的钢种。对某些特殊用途,要求特高质量的钢,用炉外处理仍达不到要求,则要用特殊炼钢法炼制。如电渣重熔,是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢,铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺;真空冶金,即在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程,包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。 钢液在炼钢炉中冶炼完成之后,必须经盛钢桶(钢包)注入铸模,凝固成一定形状的钢锭或钢坯才能进行再加工。钢锭浇铸可分为上铸法和下铸法。上铸钢锭一般内部结构较好,夹杂物较少,操作费用低;下铸钢锭表面质量良好,但因通过中注管和汤道,使钢中夹杂物增多。近年来,在铸锭方面出现了连续铸钢、压力浇铸和真空浇铸等新技术 铁冶炼 现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁,个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。高炉炼铁是将铁矿石在高炉中还原,熔化炼成生铁,此法操作简便,能耗低,成本低廉,可大量生产。生铁除部分用于铸件外,大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺,相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。直接还原炼铁法,是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原,在低于矿石熔化温度下,炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁,作为炼钢原料(也可作高炉炼铁或铸造的原料)。电炉炼铁法,多采用无炉身的还原电炉,可用强度较差的焦炭(或煤、木炭)作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭,并可用低级焦炭,但耗电量大,只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。

G. 钢铁成型的方法有哪些

1.单半径成型法
单半径辊式成型法有圆周弯曲成型法、边缘弯曲成型法和中心弯曲成型法三种,单半径成型法是:孔型由一个单半径组成,成型机水平辊、立辊交替布置,带钢从水平辊、立辊中间经过,逐渐将平板弯曲成圆管。
2.圆周弯曲成型法
带钢整个宽度方向上同时弯曲变形,各架成型的弯曲半径逐渐减小;边缘弯曲成型法是从带钢边部开始弯曲,弯曲半径恒定,逐步增加变形角,以减小带钢中间部分的宽度,直到钢带成圆封闭;中心弯曲成型法是从带钢中心部分开始弯曲变形,弯曲半径恒定,逐渐向两侧边缘扩展,直到成圆封闭。
3.双半径成型法(综合弯曲成型法)
采用两种以上的基本变形法进行组合变形,但应用较多的是边缘成型法+圆周成型法。管坯边缘与圆周综合变形的成型法,它以挤压辊孔型半径或成品管半径为边缘弯曲半径,将钢带边缘弯曲到某一变形角,并在以后各成型架次基本保持不变,而带钢中间部分的弯曲成型则按圆周弯曲成型法进行变形分配。该方法成型过程较稳定,变形均匀,边缘相对伸长小,成型质量好。
4.W成型法
粗成型段第1架或前几架采用W反弯弯曲成型,带钢边缘部分正向弯曲,中间部分反向弯曲,增加了边缘部分弯曲弧长,使边缘变形充分,管坯在成型过程中高度差较小,使边缘相对延伸大为减小,避免了边缘纵向伸长引起的鼓包,同时缩小了圆周速度差。
5.排辊成型
为了避免一般连续式成型机组上带钢成型时发生的带钢边缘相对延伸和纵向回弹变形,在水平成型辊之间连续配置许多小辊,以代替一般的水平成型辊,使带钢边缘能够沿一条平滑的自然变形路程进行。这些装在一个笼式框架里的小辊就成为排辊。一般排辊式成型机由1架预弯辊、1套排辊装置、2架精轧辊组成。适用于较薄壁钢管的成型。
6.CTA成型
是排辊成型的一种。1987年由奥地利钢铁联合公司研制。圆管成型系统由2个通用的预弯机架、1个弯边机架和1个专门的CTA装置4部分组成。CTA装置由许多排辊连续作用,钢带穿过成型机后被连续、光滑的轧制成开口约为32°的开缝管,即排辊成型工艺,最后再进入精轧机架,在上辊带有导向环的精轧孔型中完成精成型。机架调整自动化程度高,是直缘成型技术的一种方法。前三部分均可共用,可节省换辊时间,减少轧辊消耗,提高生产效率。
7.FF成型
20世纪80年代中期,由日本中田机械制造所研制开发。其粗成型段永一套共用冷弯成型辊即可完成机组所生产的各种规格。精成型段与传统精成型机架相同。粗成型纵向变形采用下山法,水平机架第一架为W孔型,以后各架为双半径孔型。边缘及其附近的弯曲采用具有渐开线曲率的成型辊来实现,即不同外径的钢管用同一套成型辊的不同曲率半径的部位进行轧制。水平机架和立辊机架都由3个自由度,使管坯在成型过程中始终保持边缘弯曲良好,中部弯曲借助边缘弯曲力和中间助力辊来实现。该法管坯变形压力小,成型质量好易于焊接。
8.FFX成型(柔性成型)
由日本中田机械制造研究所在FF成型技术的基础上改进的新技术。其变形重点在粗成型段的边部,使边部弯曲达到钢带宽度的30%左右,同时在粗成型段均匀地完成钢带全部变形量的80%以上,且粗成型段每架成型辊孔型均采用一组连续变化的多曲率曲线,这段曲线上含有所能生产焊管的孔型,使粗成型只要一套成型辊就可以生产不同规格的产品,减少了成型架次和换辊时间。
9.TPF三点弯曲成型
根据直缝焊管变性规律采用部分成型法,第一道采用“W”成型弯曲带钢边缘;第二道水平辊弯曲带钢中部使带钢为“U”形;第三道水平辊弯曲“U”形的两直线边,使其接近双半径截面并送入立辊组队带钢进行圆化变形。
10.UO成型
将钢板边部预先按要求弯曲后采用U成型机和O成型机两次模压成型,在O成型发生环向的压缩变形(0.2%~0.4%),使开口管周向残余应力均匀化。然后将O形管坯焊接后冷扩径。其特点是产能大,年产能为30~100万吨,适合单一规模大批量生产,投资较大。
11.JCO成型
渐进式折弯压力成型首先将钢板的一半压成J形,再将钢板的另一半压成J形,经多次压缩后形成C形,最后从中部压形成开口的O形管坯。然后将O性管环节后冷扩径。钢管生产灵活性大,特别适合生产中直径的厚壁管,且投资较少。
12.RB成型(辊弯成型)
钢板在三辊和四辊之间经多次滚压弯曲,最终弯曲成所需的圆筒形状。该工艺出现较早,多用于生产外径较大(可达4500mm)、长度较短(3~6m)的压力容器、结构管及水管,尺寸精度较差,产能较低。
13.螺旋焊管前摆式成型
成型器前钢带整体摆动,以调整成型角。机组不设活套,占地少,但只能间断生产(卷对卷或对头停车)。
14.螺旋焊管后摆式成型
成型器后钢管大桥摆动,以调整成型角。通常设有活套,保证连续生产,占地较多,设备较多。

H. 钢材压力加工综述

炼钢工序生产的钢锭或连铸坯,不能直接作为其它工业生产的原材料或直接用于社会消费,因此必须对其作进一步的塑性加工或其它加工,制成各种形状并能满足各种用途的钢材。钢材既是工业生产的基础原材料,同时也是社会生活中重要的消费材料,在国民经济中具有十分广泛的用途。
在钢铁工业生产中,绝大多数钢材是经过塑性加工制成或先经塑性加工再经其它加工制成的。所谓金属塑性加工,就是用不同的设备、工具对金属施加外力,使之产生塑性变形,制成具有预期的尺寸、形状和性能的产品的加工方法,又称金属压力加工。
塑性加工方法很多,有热压延加工法和冷压延加工法。热压延加工是将坯料加热到金属再结晶温度以上进行的塑性加工,其中热轧法是最主要的生产方法,约有90%的钢是采用热轧法直接成材,或先经热轧然后再采用其它加工方法成材的。
一、热压延加工法
热压延加工法包括热轧、锻压、挤压等方法。
(一)热轧法
热轧法是将钢料加热到1000℃~1250℃左右,用轧钢机轧制成材的方法。
1、轧钢机
(1)按用途分类
热轧机按用途分类有以下几种:
1)初轧机。用于将大钢锭轧成半成品,如方坯、板坯等。初轧机的大小以轧辊名义直径来表示,例如“850”初轧机,表示其轧辊名义直径为850毫米。初轧机的轧辊直径一般在700毫米以上,目前国内最大的初轧机辊径为1300毫米(在宝钢股份公司)。随着连铸的迅速发展,初轧机的作用在逐步减弱,现已不再建设初轧机。
2)钢坯轧机。用于将小钢锭或连铸坯或经初轧后仍较大的钢坯轧成较小的钢坯。钢坯轧机的大小以轧辊名义直径来表示,例如“650”开坯机,表示其轧辊名义直径为 650毫米。钢坯轧机的轧辊直径一般为 450毫米~700毫米。
3)型钢轧机。用于轧制各种型钢、钢轨、棒材、钢筋和线材等产品。型钢轧机包括轨梁轧机、大型轧机、中型轧机、小型轧机、棒材轧机和线材轧机等。型钢轧机的大小用精轧机轧辊名义直径表示,轨梁轧机的轧辊名义直径一般为750毫米~950毫米,大型轧机一般为550毫米~650毫米,中型轧机为350毫米~500毫米,小型轧机为250毫米~300毫米,线材轧机在25O毫米以下。
4)钢板、钢带轧机。用于轧制钢板、钢带。钢板(带)轧机大小以工作辊的辊身长度来表示,例如“1700”钢板轧机,表示其工作辊辊身长度为1700毫米。钢板轧机按所轧钢板厚度分为特厚板轧机、中厚板轧机、薄板轧机。
5) 钢管轧机。用于以轧制法生产无缝钢管。钢管轧机以能轧钢管的最大外径来表示,例如 “140”轧管机,表示这套轧管机能生产外径最大为140毫米的无缝钢管。
6)特种轧机。有车轮、轮箍轧机、钢球轧机等。
(2)按排列方式分类
轧钢机按其排列方式分类主要有以下4种:
1)单机架轧机。轧件在仅有的一台机架中完成轧制。
2)横列式轧机。数台机架横列,由一台或两台电动机驱动。轧件依次在各机架轧制一道或数道。
3)纵列式轧机。数台机架按轧制方向排成一行,轧件依次在各机架中轧制一道,但不同时在数台机架中轧制,或虽然同时在数台机架中轧制,但不构成连轧关系。
4)连续式轧机。数台机架按轧制方向排成一行,轧件同时在几台机架中轧制,并保持连轧关系,即各架轧机单位时间内的金属流量相等。
(3)按轧辊在机座中的排列方式分类
按轧辊在机座中的排列方式分类有以下4种:
1)水平式轧机。即轧辊水平布置的轧机。初轧机、型钢轧机、钢板轧机都属于这一类。这类轧机按轧辊的数目和排列方式又可分为二辊式轧机、三辊式轧机、四辊式轧机、多辊式轧机(如六辊、八辊、十二辊、十四辊、十六辊、二十辊轧机及行星轧机等)。
2)立辊轧机。即轧辊直立布置的轧机。在连续式型钢及钢坯轧机、钢板轧机、带钢轧机及线材轧机中都有立辊机座,它专门用于加工轧件的侧面。
3)万能轧机。既有立辊、又有水平辊的轧机。如二辊式、四辊式万能轧机及万能式钢梁轧机等。
4)斜辊轧机。轧辊倾斜布置的轧机。如生产无缝钢管的穿孔机、钢球轧机等都属于这一类。
2、生产方法
传统的热轧生产过程一般分以下两个步骤:
第一步用初轧机或钢坯轧机将钢锭、钢坯或连铸坯轧成一定形状和尺寸的钢坯。这种轧制过程通常称为半成品生产,也叫开坯生产。
第二步采用不同的成品轧机将钢坯或连铸坯轧成适当形状和尺寸的成品钢材,这种生产过程叫成品生产,一般又分为粗轧和精轧两个阶段。粗轧阶段采取大的压下量(每轧一道次压下的量),以减少轧制道次,提高产量;粗轧之后再进入精轧阶段,以小的压下量进行精轧,以达到良好的表面和精确的尺寸。
随着连铸生产的发展,目前很多企业采用连铸坯作为原料,只用上述的第二步骤生产钢材,并且向连铸连轧方向发展。
(二)锻压法
锻压法是用锻锤、精锻机、快锻机或液压机将钢锭锻压成钢材、钢坯或锻件毛坯。锻压是最早采用的加工方法,锻造又分为自由锻造和模型锻造两种。锻压法可以得到机械性能更好以及轧制法所不容易或不能够得到的形状的成品钢材。
(三)挤压法
挤压法是将坯料装入挤压机的挤压筒中加压,使之从挤压筒的孔中挤出,形成比坯料断面小,并有一定断面形状的型材、管材或空心材等。挤压法用于生产用热轧法难以生产的产品(如复杂断面钢材、不锈钢管等)。
二、冷压延加工法
冷压延加工法包括冷轧、冷拔和冷拉、冷弯、冷挤压等方法。
冷压延加工法是将热轧后的钢材在再结晶温度以下继续进行加工,使之成为冷压延加工钢材。采用冷压延加工方法可以改善钢材的机械性能,并得到尺寸精度高和有一定光洁度的产品。
(一)冷轧法
冷轧法主要用于生产冷轧钢板、冷轧钢管及冷轧钢筋。
冷轧钢板可采用二辊式轧机、四辊可逆式轧机、多辊可逆式轧机和冷连轧机生产。四辊和多辊轧机虽然工作辊仍然只有两个,但每个工作辊都有一个乃至多个大直径的支承辊支承着,可防止工作辊产生挠度。因而可以生产宽度大和更薄的钢板,例如二十辊轧机能生产薄至0.001毫米的薄板,但两辊轧机一般只能生产薄至0.35毫米的薄板。
冷轧钢管采用二辊周期式冷轧管机和多辊式冷轧管机生产。
冷轧钢筋采用Y型三辊轧机生产。
(二)冷拔法
冷拔法主要用于生产型钢和钢管。冷拔法就是用冷拔机对型钢和钢管进行冷拔。对钢管进行冷拔又分无芯棒拉拔、长芯棒拉拔和短芯棒拉拔三种。
冷拔机大小以拉力来表示,如 10吨冷拔机是表示这台冷拔机的拉力为10吨。
(三)冷弯法
冷弯法主要用于生产冷弯型钢和焊管。冷弯法是通过冷弯机将钢带或钢板在冷状态下弯曲成各种断面形状的钢材。若弯曲成圆形、方形等中空形状并以适当的焊接方法将接缝焊合形成的钢管即是焊管。冷弯的优点:一是冷弯成的型钢重量轻、承载大,用它代替热轧型钢可以节约金属;二是可以生产热轧所不能生产的各种特薄、特宽和断面形状复杂的型钢。
三、镀、涂层加工
为了提高钢材的抗腐蚀性和装饰性,在塑性加工钢材的表面镀或涂一层保护层,成为镀、涂层钢材,也是钢材生产方法的重要内容。保护层材质分金属和非金属两类。金属保护层采用电镀、热镀及化学镀层方法。镀层金属主要有锌、锡、铜、铝、铬等,其中以镀锌和镀锡最为普遍。以薄板为例,薄板镀锌采用热镀方法的较多,连续热镀锌是目前世界各国采用的一种主要镀锌方法。钢板热镀锌工艺具有效率高、产量大、成本低、镀层厚等优点。薄钢板镀锡多采用连续式电镀方法。薄钢板电镀锡工艺较热镀锡工艺虽有成本高、镀层薄的不足,但具有镀层均匀、光洁度好等优点。非金属保护层采用辊涂等涂层方法,在冷轧板、镀锌板、焊管等钢材上涂上一层或两层有机涂料(如环氧酯、聚酯、丙烯酸脂、塑料溶胶等)或者覆上一层塑料薄膜。由于涂层可以制成不同的颜色,因此涂层钢板也叫彩色钢板或彩涂钢板。辊涂法是目前采用的主要生产方法,具有效率高、成本低、有利于环境保护以及产品涂层厚度均匀,具有良好的着色性、成型性、耐蚀性等优点。

I. 钢材的原材料与生产工艺 有哪些

不锈钢材料加工难点主要有以下几个方面:
1. 切削力大,切削温度高

该类型材料强度大,切削时切向应力大、塑性变形大,因而切削力大。此外材料导热性极差,造成切削温度升高,且高温往往集中在刀具刃口附近的狭长区域内,从而加快了刀具的磨损。

2. 加工硬化严重

奥氏体不锈钢以及一些高温合金不锈钢均为奥氏体组织,切削时加工硬化倾向大,通常是普通碳素钢的数倍,刀具在加工硬化区域内切削,使刀具寿命缩短。

3. 容易粘刀

无论是奥氏体不锈钢还是马氏体不锈钢均存在加工时切屑强韧、切削温度很高的特点。当强韧的切屑流经前刀面时,将产生粘结、熔焊等粘刀现象,影响加工零件表面粗糙度。

4. 刀具磨损加快

上述材料一般含高熔点元素、塑性大,切削温度高,使刀具磨损加快,磨刀、换刀频繁,从而影响了生产效率,提高了刀具使用成本。
主要是降低切削线速度,进给。采用专门加工不锈钢或者高温合金的刀具,钻孔攻丝最好内冷

不锈钢零件加工工艺

通过上述加工难点分析,不锈钢的加工工艺及相关刀具参数设计与普通结构钢材料应具有较大的不同,其具体加工工艺如下:

1.钻孔加工

在钻孔加工时,由于不锈钢材料导热性能差,弹性模量小,孔加工起来也比较困难。解决此类材料的孔加工难题,主要是选用合适的刀具材料

镗孔加工

(1)刀具材料选择 因加工不锈钢零件时切削力大、切削温度高,刀具材料应尽量选择强度高、导热性好硬质合金。

对于此类材料淬火零件的加工,可以采用CBN(立方氮化硼)刀片,CBN硬度仅次于金刚石,硬度可达7000~8000HV,因此耐磨性很高,与金刚石相比,CBN突出优点是耐热性比金刚石高得多,可达1200℃,可承受很高的切削温度。此外其化学惰性很大,与铁族金属在1200~1300℃时也不起化学作用,因此非常适合加工不锈钢材料。其刀具寿命是硬质合金或陶瓷刀具的几十倍。

(2)刀具几何参数 刀具几何参数对其切削性能起重要的作用,为使切削轻快、顺利,硬质合金刀具宜采用较大的前角,以提高刀具寿命。一般粗加工时,前角取10°~20°,半精加工时取15°~20°;精加工时取20°~30°。主偏角的选择依据是,当工艺系统刚性良好时,可取30°~45°;如工艺系统刚性差时,则取60~75°,当工件长度与直径之比超过10倍时,可取90°。

用陶瓷刀具镗削不锈钢材料时,绝大多数情况下,陶瓷刀具均采用负前角进行切削。前角大小一般选应-5°~-12°。这样有利于加强刀刃,充分发挥陶瓷刀具抗压强度较高的优越性。后角大小直接影响刀具磨损,对刀刃强度也有影响,一般选用5°~12°。主偏角的改变会影响径向切削分力与轴向切削分力的变化以及切削宽度和切削厚度的大小。因为工艺系统的振动对陶瓷刀具极为不利,所以主偏角的选择要有利于减少这种振动,一般选取30°~75°。选用CBN作为刀具材料时,刀具几何参数为前角0°~10°,后角12°~20°,主偏角45°~90°。

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