精密铜管连铸连轧加工技术

铜管水平连铸和行星旋轧技术简称为铜管铸轧技术或连铸连轧技术它是一种短流程的高效生产技术TP2 铜管的铸轧技术已经在空调制冷管等领域得到了快速的发展成为该领域主要的生产技术本书重点介绍精密铜管铸轧制备加工技术在现代铜管短流程加工工程中的应用及其相关的技术问题注重精密铜管铸轧加工先进技术发展的最新动态

具体包括铜管应用及加工制备、铜及铜合金的熔炼与管坯水平连铸、铜及铜合金管坯的行星旋轧、铜及铜合金管材的浮动芯头拉拔、内螺纹铜管旋压成形、铜管退火、ACR 管件加工成形技术、微合金化对制冷铜管力学性能和耐蚀性的影响、铜及铜合金管材铸轧加工专家数据库与质量信息管理系统全书理论与实践应用并重在阐述基础理论的同时充分结合生产和工程应用实际反映最新科技发展成果培养和拓宽材料加工工程专业的本科生与研究生的科学素养和学术视野具有较高的学术价值和实际应用价值读者通过本书的学习可以掌握铜管铸轧加工先进技术的最新发展趋势与研究热点将理论分析与工程实践紧密衔接在一起有助于我国铜管加工行业对国内外先进加工制造技术的引进、消化与推广应用提升铜管加工技术水平增强企业市场竞争能力本书适合作为相关铜加工企事业工程技术人员技术资料也可作为高等院校材料科学与工程专业的硕士研究生与博士研究生和材料成形与控制工程专业本科高年级学生的学习参考书

第1章铜管应用及加工制备技术1

1.1铜及铜合金的物理性能和加工成形性能1

1.2铜及铜合金管材的应用及发展趋势2

1.2.1制冷铜管2

1.2.2白铜管4

1.2.3铜水管4

1.2.4特殊铜管5

1.3铜管挤压加工等传统生产技术简介5

1.3.1铜管挤压加工技术5

1.3.2铜管上引连铸法6

1.3.3铜管(有缝)焊接生产技术7

1.4铜管铸轧技术简介7

1.5铜合金管材及其加工技术9

第2章铜及铜合金的熔铸与管坯水平连铸技术10

2.1铜管坯连铸工艺与设备10

2.1.1铜管坯连铸工艺10

2.1.2铜管坯连铸设备12

2.2铜管连铸工艺缺陷及其解决方法15

2.2.1铜管连铸工艺缺陷分类15

2.2.2铜管连铸工艺缺陷分析15

2.3水平连铸铜管坯的微合金化技术20

2.3.1铜合金微合金化原理20

2.3.2微合金化元素及应用22

2.3.3铜管坯的稀土微合金化26

2.3.4微合金化铜管坯的水平连铸31

2.4本章小结33

第3章铜及铜合金管坯的行星旋轧34

3.1国外三辊行星轧机的发展及现状34

3.2我国三辊行星轧机及其工艺的发展现状与前景35

3.3连铸管坯铣面36

3.4三辊行星旋轧37

3.4.1三辊行星轧机的结构37

3.4.2三辊行星旋轧机的特点39

3.4.3三辊行星轧机的轧制原理40

3.4.4三辊行星轧机的运动分析40

3.4.5三辊行星轧机坯料变形特点及轧辊的特点43

3.4.6三辊行星旋轧模型的建立及变形规律分析44

3.4.7铜及铜合金计算结果对比52

3.4.8三辊行星旋轧温度场分布规律54

3.4.9铜及铜合金三辊行星旋轧组织演变规律分析59

3.5四辊行星轧机66

3.5.1四辊行星轧机的结构和工作原理67

3.5.2横断面变形过程68

3.5.3温度场分布70

3.6轧辊模具71

3.7工艺缺陷、注意事项73

3.8本章小结75

第4章铜及铜合金管材的拉拔76

4.1铜及铜合金管材拉拔变形工艺76

4.1.1空拉工艺76

4.1.2固定芯头拉拔工艺76

4.1.3游动芯头拉拔工艺77

4.2拉拔设备80

4.2.1联拉机82

4.2.2盘拉机83

4.3道次变形及模具配比84

4.3.1拉拔的基本概念84

4.3.2拉拔工艺参数的确定85

4.4模具的润滑失效与典型缺陷分析89

4.4.1拉拔模具的失效机理89

4.4.2竖道缺陷90

4.4.3环沟缺陷92

4.5本章小结92

第5章内螺纹铜管滚珠旋压加工技术93

5.1内螺纹铜管概述93

5.1.1内螺纹铜管的应用与发展93

5.1.2内螺纹铜管技术标准和产品类型95

5.1.3内螺纹铜管成形方法96

5.1.4滚珠旋压成形工艺原理和成形设备99

5.2工艺分析101

5.2.1减径拉拔工艺101

5.2.2滚珠旋压工艺104

5.2.3内螺纹管空拉工艺110

5.3工艺模拟和优化111

5.3.1减径拉拔有限元模拟111

5.3.2滚珠旋压工艺有限元模拟119

5.3.3定径空拉有限元分析132

5.4本章小结134

第6章铜管退火工艺及微观组织控制135

6.1铜管的退火工艺及设备135

6.1.1铜管退火工艺135

6.1.2铜管退火设备136

6.1.3常见缺陷及解决办法137

6.2退火过程中的传热137

6.2.1传热学基本理论137

6.2.2铜盘管退火过程的传热分析140

6.3铜盘管温度场的有限元计算141

6.3.1初始条件及边界条件142

6.3.2对流换热系数和等效热导率142

6.3.3铜盘管几何尺寸及退火工艺参数144

6.3.4温度场模拟结果及分析145

6.4退火过程中的组织演变规律148

6.4.1TP2铜管退火过程中的再结晶与晶粒长大148

6.4.2TP2铜管退火组织演变的有限元计算149

6.4.3晶粒尺寸模拟结果151

6.5本章小结153

第7章ACR管件成形加工技术154

7.1铜管件成形工艺与设备154

7.1.1ACR管弯管成形工艺及设备154

7.1.2ACR管胀管、扩口成形工艺及设备155

7.1.3ACR管折弯成形工艺及设备156

7.1.4ACR管旋压工艺及设备157

7.2铜管件常见成形工艺158

7.2.1ACR弯管工艺关键问题158

7.2.2ACR胀管工艺关键问题160

7.2.3ACR管旋压工艺关键问题162

7.2.4ACR管焊接工艺关键问题164

7.3铜管件成形常见缺陷164

7.3.1ACR管材弯曲成形缺陷164

7.3.2ACR管材胀管缺陷165

7.3.3ACR管内螺纹成形缺陷167

7.3.4ACR管焊接工艺缺陷168

7.4本章小结169

第8章铜及铜合金管材铸轧加工专家数据库与质量信息管理

系统170

8.1铜管铸轧专家数据库与质量信息管理系统结构与功能171

8.1.1系统设计架构171

8.1.2数据流程174

8.1.3系统功能结构设计175

8.2铜管铸轧专家数据库与质量信息管理系统技术实现178

8.2.1研究方法178

8.2.2知识库179

8.2.3推理机181

8.2.4优化方法181

8.2.5数据库186

8.3铜管铸轧专家数据库与质量信息管理系统程序设计187

8.3.1水平连铸188

8.3.2铣面190

8.3.3三辊行星旋轧设计190

8.3.4游动芯头拉拔195

8.3.5盘拉203

8.3.6水平缠绕与退火203

8.3.7系统界面设计及分析结果显示203

8.4本章小结211

参考文献213"

书名精密铜管连铸连轧加工技术

书号978-7-118-10229-1

作者张士宏等

出版时间2016年2月

译者

版次1版1次

开本16

装帧精装

出版基金国防科技图书出版基金

页数216

字数265

中图分类TG335

丛书名

定价66.00

连铸连轧全称连续铸造连续轧制（英文：Continue Casting Direct Rolling，简称CCDR），是把液态钢倒入连铸机中铸造出钢坯（称为连铸坯），然后不经冷却，在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。这种工艺巧妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来，相比于传统的先铸造出钢坯后经加热炉加热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加金属收得率、节约能源、提高连铸坯质量、便于实现机械化和自动化的优点。

连铸连轧工艺现今只在轧制板材、带材中得到应用。

世界上的主流的连铸连轧生产线有德国西马克公司CSP(Compact Strip Production)，意大利达涅利公司FTSC(Flexible Thin Slab Casting)，奥钢联公司CONROLL。

概述图为德国西马克公司的薄板厂连铸连轧CSP生产线，从远处到近处分别为连铸机、均热炉、热连轧机组、层流冷却。

第1章　绪论

1.1　连续铸钢技术的概况

1.1.1　传统连铸技术

1.1.2　薄板坯连铸技术

1.1.3　带钢直接连铸技术

1.2　连铸连轧技术的概况

1.2.1　厚板坯连铸连轧技术的概况

1.2.2　薄板坯连铸连轧技术的概况

参考文献

第2章　连铸工艺基础

2.1　连铸生产工艺

2.1.1　连铸机类型

2.1.2　连铸机的组成

2.1.3　连铸生产工艺

2.2　连铸过程的凝固与传热

221结晶器内的凝固与传热56

222二冷区的凝固与传热73

23连铸过程中铸坯的受力与变形90

231钢水静压力90

232铸坯矫直（弯曲）93

233连铸过程中的拉坯阻力及驱动力的确定101

234凝固坯壳的变形112

24钢在高温变形时的金属学现象114

241动态再结晶114

242碳氮化物动态析出与应变诱导析出116

243动态铁素体相变与应变诱导相变117

244动态应变时效117

25钢在高温下的脆化特性及力学行为117

251钢在高温下的脆化特性117

252高温变形抗力121

26连铸连轧工艺中的高温冶金学问题123

261连铸坯热履历对原始奥氏体晶粒度的影响124

262连铸连轧过程中钢的热脆现象124

263连铸坯的热履历对微合金元素碳、氮化物析出的

影响125

264析出物的析出行为及其对奥氏体再结晶的影响126

参考文献128

第3章厚板坯连铸连轧工艺基础与关键技术129

31连铸坯质量的保证技术129

311钢水成分的控制132

312钢水处理技术132

313钢水浇注技术133

314改善结晶器的振动条件135

315改善连铸二冷制度135

316根据钢种特性避开脆性温度区进行拉矫加工136

317采用压缩浇注技术138

318铸坯缺陷的热检测与清理技术138

32连铸坯温度的保证技术140

321高速浇注技术142

322利用液芯凝固潜热进行复热均热的技术143

323液芯形状及位置控制技术143

324连铸坯的输送保温技术146

325铸坯边部补偿加热技术148

33轧制过程中的保温补热技术152

331增加精轧前中间坯的厚度152

332精轧机前中间坯的边角部补偿加热技术153

333采用带坯热卷取箱技术154

334辊道保温隔热技术的开发应用155

34板坯宽度的调节技术及自由程序轧制156

341板坯宽度的调节技术157

342自由程序轧制技术175

35炼钢连铸轧钢一体化生产管理技术204

36提高设备和工艺的稳定性和可靠性的技术207

361连铸连轧设备诊断207

362连铸连轧工艺诊断208

参考文献210

第4章薄板坯连铸连轧工艺基础与关键技术212

41薄板坯连铸采用的新技术212

411新型结晶器及其相关技术212

412结晶器和浸入式水口的一体化设计227

413液芯压下技术230

414新型连铸结晶器保护渣244

415二次冷却制度252

416结晶器内钢液面的控制253

42薄板坯连铸与轧制间的衔接与匹配技术254

421影响薄板坯连铸与轧制之间的匹配因素分析254

422薄板坯连铸连轧工艺中衔接区的主要型式256

43薄板坯热轧采用的新技术267

431大压下轧制技术267

432高效除鳞技术269

433半无头轧制技术273

434铁素体轧制技术290

参考文献303

第5章典型的连铸连轧生产工艺308

51厚板坯连铸连轧生产工艺308

511连铸热装轧制工艺308

512连铸直接轧制（CCDR）工艺309

513连铸直接开坯及热装轧制工艺317

514远距离连铸直接轧制工艺320

52型线材连铸连轧生产工艺325

521连铸机与棒线材轧机之间的衔接匹配326

522连铸机与棒线材轧机之间可能的衔接方式333

523型线材热装轧制工艺341

524型线材直接轧制（CCDR）工艺347

525棒线材的无头连铸连轧生产技术351

53钢梁的连铸连轧生产技术360

531异形坯连铸360

532CBP紧凑钢梁生产工艺367

54薄板坯连铸连轧生产工艺371

541德国西马克(SMS)公司开发的CSP工艺371

542德马克(MDH)公司开发的ISP工艺373

543奥地利奥钢联(VAI)开发的CONROLL工艺378

544意大利达涅利(Danieli)公司的FTSC工艺381

545日本住友金属(Sumitomo)工业公司开发的QSP

工艺387

546TSP工艺388

547CPR工艺390

55我国已建成的典型薄板坯连铸连轧生产线392

551珠钢的薄板坯连铸连轧生产线392

552邯钢的薄板坯连铸连轧生产线394

553包钢的薄板坯连铸连轧生产线396

554唐钢的薄板坯连铸连轧生产线397

555鞍钢的薄板坯连铸连轧生产线400

参考文献404

第6章连铸连轧过程产品的开发及其质量控制407

61钢的强韧化机制407

611固溶强化407

612细晶强化409

613位错亚结构强化410

614析出强化412

615相变强化417

616钢的强度分析417

617薄板坯连铸连轧钢的强韧化特点420

62钢中微合金元素碳、氮化物的析出规律422

621钢中的微合金元素碳、氮化物422

622钢中微合金元素碳、氮化物析出的动力学424

623钢中微合金碳、氮化物的应变诱导析出427

624钢中的成分偏聚对碳、氮化物析出的影响430

625薄板坯连铸连轧过程钢中的微合金元素碳、氮

化物432

63薄板坯连铸连轧产品的开发442

631高强度低碳碳素钢生产技术442

632硼微合金化钢的开发444

633钛微合金化高强钢的开发452

634铌微合金化管线钢的开发459

635钒微合金化产品的开发465

636电工钢产品的开发470

64薄板坯连铸连轧产品的质量控制485

641薄板坯的主要质量问题485

642薄板坯连铸连轧工艺因素对产品组织性能的影响494

65厚板坯连铸连轧产品的质量控制501

651厚板坯连铸连轧过程中析出物的析出行为及其对

奥氏体再结晶的影响501

652厚板坯连铸连轧生产中工艺因素对产品组织性能的影响503

本书结合连铸连轧生产中的关键环节，系统地介绍了连铸连轧技术的发展概况、基本知识、工艺基础与关键技术、典型的生产工艺以及产品质量控制等内容。

本书可供钢铁冶金、连铸和轧钢生产企业的科研、生产及管理人员使用，也可供相关专业师生参考。