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第1章　钢铁基本知识1

1.1　金属的晶体织构和结晶1

1.1.1　金属的晶体结构1

1.1.2　金属的结晶2

1.1.3　合金及其相变3

1.2　铁碳合金相图4

1.2.1　纯铁的同素异构转变4

1.2.2　铁碳合金的基本相5

1.2.3　铁碳合金相图中的主要特征线和特征点7

1.2.4　铁碳合金的分类7

1.2.5　铁碳合金的成分、组织和性能的关系8

1.2.6　合金元素对铁碳相图的影响8

1.2.7　钢的相变9

1.3　钢的分类和编号10

1.3.1　钢的分类10

1.3.2　我国钢号的表示方法12

1.4　钢中元素对其性能的影响15

1.4.1　钢中常存元素的影响15

1.4.2　隐存元素在钢中的作用16

1.4.3　合金元素在钢中的作用16

1.5　金属材料的性能17

1.5.1　物理性能17

1.5.2　化学性能17

1.5.3　力学性能18

1.6　钢的热处理19

1.6.1　钢在加热冷却时的组织转变19

1.6.2　热处理工艺20

1.7　金属的回复与再结晶23

1.7.1 冷塑性变形对金属组织和性能的影响23

1.7.2 回复与再结晶24

第2章　塑性变形基本知识26

2.1　塑性变形力学基础26

2.1.1　外力、内力和应力26

2.1.2　弹性变形和塑性变形27

2.2　金属的塑性和变形抗力27

2.2.1　塑性28

2.2.2　变形抗力29

2.3　金属的塑性变形条件31

2.4　塑性变形的基本定律31

2.4.1　体积不变定律31

2.4.2　最小阻力定律32

2.4.3　弹塑性共存定律33

2.5　塑性成型中的不均匀变形33

2.5.1 均匀变形和不均匀变形33

2.5.2　附加应力和残余应力33

2.5.3　不均匀变形的原因34

2.5.4　不均匀变形的典型现象35

2.6　塑性成型中的外摩擦36

2.6.1　金属塑性成型时摩擦的特点36

2.6.2　摩擦的类型37

2.6.3　摩擦理论38

2.6.4　影响摩擦因数的因素38

2.6.5　轧制时的摩擦因数39

第3章　轧制基本理论41

3.1　变形区主要参数41

3.1.1　简单轧制41

3.1.2　轧制变形区及其主要参数41

3.1.3　轧制变形的表示方法43

3.2　轧制过程的建立44

3.2.1　咬入条件44

3.2.2　稳定轧制阶段45

3.2.3　改善咬入条件的途径46

3.3　轧制过程中的横变形47

3.3.1　宽展的分类47

3.3.2　宽展的分布48

3.3.3　影响宽展的因素49

3.3.4　宽展的计算公式50

3.4　前滑和后滑52

3.4.1 轧制过程中的前滑和后滑现象52

3.4.2　前滑区和后滑区52

3.4.3　前滑、后滑与延伸的关系53

3.4.4　前滑的计算式54

3.4.5　前滑的影响因素54

3.5　轧制压力和轧制力矩55

3.5.1　单位压力和平均单位压力55

3.5.2　轧制压力的计算56

3.5.3　影响轧制压力的因素57

3.5.4　轧制力矩58

3.6　连续轧制基本知识58

3.6.1　连轧常数58

3.6.2　堆拉系数和堆拉率60

3.6.3　连轧张力61

第4章　轧制设备基本知识62

4.1　轧机的标称与类型62

4.1.1　轧机的标称62

4.1.2　轧机的类型63

4.2　轧辊64

4.2.1　轧辊结构与参数64

4.2.2　轧辊性能指标及材料65

4.2.3　轧辊的使用与维护65

4.3　轧辊轴承68

4.3.1 轧辊轴承的特点和类型68

4.3.2　液体摩擦轴承68

4.4　轧辊的调整机构和平衡装置70

4.4.1　轧辊调整装置70

4.4.2　平衡装置72

4.5　机架73

4.6　工作机座刚度74

4.6.1　轧机弹性变形74

4.6.2　轧机刚性的测定75

4.6.3　轧机当量刚度与轧机控制性能77

4.7　轧机主传动装置78

4.7.1　轧钢机主传动装置组成78

4.7.2 轧钢机主传动装置类型80

第5章　型（棒）线材生产工艺基础81

5.1　孔型的类型81

5.1.1　按用途分类81

5.1.2　按配置分类82

5.1.3　按形状分类82

5.2　孔型的基本组成及各部分的作用83

5.2.1　辊缝83

5.2.2　侧壁斜度83

5.2.3 圆角84

5.2.4　辊环84

5.2.5　锁口84

5.3　延伸孔型系统85

5.4　轧机导卫87

5.4.1　横梁87

5.4.2　导板87

5.4.3　卫板88

5.4.4　夹板与夹板盒89

5.4.5　滚动入口导卫91

5.4.6　滚动扭转导卫91

第6章　棒线材生产操作技术92

6.1　现代化棒线材轧机92

6.2　换辊技术94

6.2.1　换辊时间的确定94

6.2.2　换辊方式及换辊装置95

6.2.3 闭口牌坊轧机换辊操作95

6.2.4　悬臂轧机的换辊操作96

6.2.5 无牌坊短应力线轧机的换辊操作97

6.2.6 摩根轧机碳化钨辊环的更换98

6.2.7　换辊换槽安全操作要点98

6.3　轧机的在线预调整99

6.3.1　上下辊位置的检查99

6.3.2　轧辊的水平对中调整99

6.3.3　轧辊轴向位置的检查调整100

6.3.4 机组轧制线对中的检查调整101

6.3.5　辊缝的设定与调整102

6.3.6　导卫的安装调整104

6.4　试轧小钢105

6.4.1　轧前检查105

6.4.2　换辊（槽）后试轧参数的设定106

6.4.3　试轧操作与要点106

6.4.4　试轧注意事项106

6.4.5　新槽试轧问题及处理106

6.5　轧制过程中的调整操作107

6.5.1　调整操作的原则107

6.5.2　粗轧机组的导卫操作108

6.5.3 粗轧机组轧件尺寸的检查与调整109

6.5.4　机架间张力的判断及调节110

6.5.5 中、精轧机在轧制过程中的调整111

6.5.6　安全操作要点112

6.6　主控台操作技术113

6.6.1 主设定113

6.6.2　速度调整基本概念114

6.6.3　张力调节与速度调整115

6.6.4　活套控制与速度调整117

6.6.5　辊缝在线“补偿调整”时的速度调整118

6.6.6　换辊换槽后轧制速度的调整119

6.6.7　钢坯温度变化与速度调整操作119

6.6.8　钢坯断面变化与速度调整120

6.6.9　辊缝调整后的转速调整120

6.6.10　轧机区操作常见故障分析处理120

6.6.11 控制台安全操作要点122

6.7　切分轧制技术123

6.7.1　孔型系统123

6.7.2　切分导卫124

6.7.3　切分轧制时的轧机调整125

6.7.4　切分轧制时常见工艺问题的处理126

6.7.5　切分轧制注意事项129

6.8　轧制缺陷与质量控制129

6.8.1　分层129

6.8.2　结疤130

6.8.3　裂纹130

6.8.4　发纹（又称发裂）130

6.8.5　表面夹杂130

6.8.6　耳子131

6.8.7　折叠131

6.8.8　刮伤（又称划伤、擦伤）131

6.8.9　麻点（又称麻面）132

6.8.10　凹坑132

6.8.11 凸块132

6.8.12　形状不正133

6.8.13　辊印133

6.8.14　角不满133

6.8.15　公差出格133

6.8.16　扭转134

6.8.17　弯曲134

6.8.18　拉穿134

6.8.19　轧损（又称中间轧废、轧甩）135

6.9　轧制事故的预防、分析和处理135

6.9.1 缠辊135

6.9.2　跳闸和卡钢136

6.9.3　打滑137

6.9.4　爆槽137

6.9.5　断辊138

6.9.6　冲导卫138

6.9.7　喂错钢139

6.9.8　倒钢139

6.9.9　崩辊环（又称掰辊环）141

6.9.10　爆套筒141

第7章　热轧宽厚板生产技术142

7.1　中厚板生产设备与工艺142

7.1.1 中厚板轧机形式142

7.1.2 中厚板轧机的布置142

7.1.3　宽厚板的轧制过程143

7.2　宽厚板生产轧制规程144

7.2.1　压下规程144

7.2.2　可逆轧机速度图146

7.2.3　温度制度147

7.2.4　辊型制度148

7.3　换辊操作149

7.3.1　换辊装置149

7.3.2　换辊步骤149

7.4　轧机调整技术153

7.4.1　轧辊轴线在垂直面内的调整153

7.4.2　轧辊轴线在水平面内的调整154

7.4.3　轧辊窜辊的调整154

7.4.4　零位调整154

7.4.5　辊缝设定155

7.5　宽厚板的生产控制技术156

7.5.1　厚度设定156

7.5.2　厚度自动控制157

7.5.3　平面形状控制159

7.6　轧制操作技能161

7.6.1　压下操作台操作技能161

7.6.2 主机操作台操作技能162

7.6.3　辊道工操作技能164

7.6.4　卡量工操作技能165

7.7　生产故障的排除与处理166

7.7.1　轧辊压靠166

7.7.2　“摊钢”167

7.7.3　电机阻转167

7.7.4　钢板翘头或叩头167

7.7.5 鱼头鱼尾169

7.7.6　双鼓形169

7.8　操作废品与生产管理169

7.8.1 凸包169

7.8.2　麻点169

7.8.3 划伤170

7.8.4　折叠170

7.8.5　压痕171

7.8.6　结疤171

7.8.7　浪形板171

7.8.8 弯曲171

7.8.9　瓢曲172

7.8.10　轧制厚度不合格172

第8章　热连轧板带生产173

8.1　热连轧板带生产工艺制度175

8.1.1　粗轧机组轧制规程175

8.1.2　精轧机组的压下规程176

8.1.3　精轧机速度图177

8.1.4　精轧机组速度锥179

8.1.5　轧制过程中的热传递179

8.1.6　热连轧板带生产中的温降方程180

8.2　设定控制182

8.2.1　粗轧机组厚度设定182

8.2.2　精轧机厚度设定182

8.3　速度控制184

8.3.1 电动机调速基本知识184

8.3.2　主速度级联系统185

8.3.3　精轧机组速度的设定186

8.3.4　机组速度操作186

8.4　张力控制188

8.4.1　张力作用188

8.4.2　无活套微张力控制189

8.5　活套控制190

8.5.1　活套的作用190

8.5.2　活套工作原理190

8.5.3　机架间活套量192

8.5.4　控制活套所需的力矩193

8.5.5　活套的控制194

8.5.6　主控台操作194

8.6　主控台生产故障及处理办法195

8.7　热轧带钢轧制缺陷及消除198

8.7.1　窄带钢轧制缺陷及消除198

8.7.2　宽带钢常见轧制缺陷及消除200

第9章　板带钢的高精度轧制技术204

9.1　宽度控制204

9.1.1　宽度控制设备形式204

9.1.2　板宽变动的原因205

9.1.3　板宽自动控制的基本方式206

9.2　厚度控制207

9.2.1　异板差和同板差207

9.2.2　影响厚度波动的因素207

9.2.3　轧出厚度的变化规律208

9.2.4　厚度自动控制系统基本形式208

9.2.5 AGC的控制方式214

9.2.6　AGC系统的补偿控制215

9.2.7 自动厚度控制系统控制方式217

9.2.8　AGC使用过程中的几个问题218

9.3　板形控制219

9.3.1　板形基本概念219

9.3.2　影响板形的因素221

9.3.3　板形控制的工艺221

9.3.4　板形控制的设备224

9.3.5　板形控制系统224

第10章　钢的控制轧制与控制冷却228

10.1　控制轧制228

10.1.1　控制轧制的类型228

10.1.2　控制轧制工艺230

10.2　控制冷却230

10.2.1　控制冷却原理230

10.2.2　轧后余热淬火及自回火工艺231

第11章　测量工具的正确使用和维护233

11.1　游标卡尺233

11.2　外径千分尺234

11.3　热卡样板236

11.4　卡钳237

11.5　塞尺237

11.6　量具的保养238

第12章　轧钢自动化239

12.1 自动控制的基本知识239

12.1.1　模拟量、模拟信号和数字量、数字信号239

12.1.2　在线与离线239

12.1.3　数学模型及其自学习239

12.1.4　人工控制、自动控制和实时控制240

12.1.5　开环控制、闭环控制和复合控制240

12.1.6 比例调节、积分调节与微分调节241

12.2　轧钢过程的计算机控制241

12.3　在线监测仪表243

12.3.1　温度测量仪表243

12.3.2　轧制压力测量仪表245

12.3.3　测厚仪245

12.3.4　辊缝测量仪表246

12.3.5　轧件位置检测器246

12.3.6　宽度测量仪表247

12.3.7　平直度测量装置247

12.3.8　凸度测量装置247

12.4　仪器精度的基本术语248

第13章　轧钢组织管理基本知识250

13.1　轧钢生产主要技术经济指标250

13.1.1　作业率250

13.1.2　成材率250

13.1.3　合格率251

13.1.4　轧机产量251

13.2　质量管理基本知识253

13.2.1 全面质量管理与PDCA循环253

13.2.2　标准与标准化253

13.2.3 质量管理小组与生产现场的7S活动254

13.2.4　全面质量管理常用的统计方法254

附录1 轧钢工（中级）理论知识复习题258

附录2　轧钢工（中级）理论知识复习题参考答案356

参考文献386