轧钢试验室设计(laboratory design of rolling mill)

对轧钢生产过程中的各种工艺介质进行定期取样分析，对轧制的半成品和成品进行理化性能检验的试验室设计。为一个车间服务的轧钢试验室称轧钢车间试验室，为几个车间服务的轧钢试验室则称轧钢区域试验室。一些中小型厂由中心试验室承担轧钢产品的检验任务，可不单独设立轧钢试验室。轧钢试验室设计内容主要是根据轧钢车间的生产产量、品种和工艺操作要求，按轧制产品的有关检验标准，确定轧钢试验室的任务和组成、进行设备选择与配置、完成工艺布置和公用设施设计等。

任务和组成轧钢试验室的主要任务有两项：(1)根据轧钢生产的需要，对操作介质，如各种气水油等进行定期取样和对轧制半成品试样进行试验分析，以指导生产正常进行；(2)按有关标准进行轧钢成品的生产检验，提供产品的理化性能数据，以达到质量控制的目的。

轧钢试验室的组成和配置与产品的品种、质量有关，表1列出了不同服务对象的轧钢试验室的组成和配置。

设备选择与配置按产品的有关标准，根据检验工作量，在计算的基础上配套确定主要设备的数量和选型。低倍检验室、金相室、热处理室和试样加工室等的设备选择与配置见中心试验室设计，保护气体(氩气、氮气和氢气等)分析室、水质分析室和油脂分析室等见气水油化验设施设计。

成分分析室钢材化学成分一般由熔炼成分代替，但对于多品种的大型厂，为方便生产可设有钢中碳、硫等常规元素的分析装置。对产品标准有特殊要求者按需要配置设备。

力学性能室常规的力学性能检验，包括硬度、强度和韧性测定，所用的主要设备选择见中心试验室设计。此外，对于有些产品要求进行工艺试验的，如管材的液压、扩口、缩口、弯曲和压扁试验，线材的反复弯曲、扭转、缠绕和松懈试验，薄板材的双层咬合、弯曲、杯突和反复弯曲试验等，需要分别配置万能试验机、压力试验机、扭转试验机、弯折试验机、杯突试验机等。深冲薄板需测定r值(塑性应变比)和”值(应变硬化指数)，可选用全自动电子式万能试验机。薄板材还需选用深冲和深拉试验机。对高压锅炉用钢管和钢板需配备持久和蠕变强度试验机，通常将这种高温性能试验机安装在钢铁研究所(或中心试验室)内，既承担生产检验任务，也担负研究试验任务。

探伤室检查试样内部或近表面的缺陷，如发纹、极薄裂纹或孔洞等。通常使用的方法有磁粉探伤、荧光探伤、涡流探伤、着色探伤、射线探伤和超声波探伤等六种。表2列出了各种探伤方法的比较。

硅钢测定室测定电机和变压器用硅钢片的电磁性能的试样形状有条片、圆环和半整张(或整张)三种。条片状试样为基本试样，它是采用25cm的爱泼斯坦方圈；圆环状试样适用于厚度小于0．2mm的钢带；半整张(或整张)状试样在生产中使用方便，能节约金属。按照产品要求采用上述不同的试样，检测设备主要有硅钢片磁性测量仪、剪板机、弯折试验机和一些辅助设备。对于冷轧高性能硅钢带还需配置层间电阻仪、磁转矩测试仪、磁滞回线磁化曲线记录仪、磁致伸缩测试仪和涂层附着性测试装置。

酸洗液分析室为酸洗机组及时提供分析数据，以便指导和调整酸洗工艺。分析项目有酸碱浓度、含铁量和漂洗水中的pH、Cl^-等值。通常采用酸碱滴定法和携带式仪器进行测定，配置的主要设备有天平、干燥箱、pH计、分光光度计等。

镀层分析室为镀锌、镀锡、镀铅和镀铝等机组进行有关镀层的生产分析，并及时提供测试数据。

(1)镀锌。热镀锌和电镀锌两种工艺各有不同的分析对象，主要的分析项目有原料、熔剂、锌锅中锌液、酸洗液、铬酸钝化液、磷酸涂层液等的成分分析和产品镀层检验。采用仪器法和湿式化学分析法进行测定，主要设备有X射线荧光光谱仪、电化学微量分析仪、原子吸收分光光度计、天平和其它湿式化学分析设备。镀锌板的成品检验按有关标准进行，常用设备有剪板机、拉力试验机、杯突试验机、弯折试验机和锌层重量测定设备等。

(2)镀锡。电镀锡和热镀锡两种工艺各有不同的分析对象，主要分析项目有酸洗液、碱洗液、镀锡熔剂、金属锡中杂质、镀锡用油的分析和产品镀层检验。常用湿式化学分析法进行测定，选配天平、比色计和分光光度等仪器。镀锡板成品检验按有关标准进行，常用设备有硬度计、杯突试验机、镀层测厚仪和镀锡量测定装置等。带油量测定一般用湿式化学分析仪器，若要求快速测定，则采用椭圆计。

(3)镀铅。主要分析项目有酸洗液、涂熔剂和铅锅合金成分分析以及镀层检验。成分分析常用湿式化学分析法，配置天平、分光光度计等仪器。镀铅板成品检验按有关标准进行，常用设备有拉力试验机、杯突试验机、金相显微镜和镀铅层重量测定装置。

(4)镀铬。主要分析项目有熔剂分析和镀铬层重量的测定，通常配备湿式化学分析仪器和镀铬层重量测轧zha定装置。

(5)镀铝。有热镀法和电泳法两种生产工艺，以热镀法为主。主要分析项目有酸洗液、原料铝、铝锅中铝液等的成分分析和产品镀层检验。成分分析通常配置湿式化学分析仪器，镀铝板成品检验的常用设备有拉力试验机、杯突试验机、镀层测厚仪以及腐蚀性能测试设备。

有机涂层检验室为有机涂层机组及时提供工艺控制分析和产品检验的测试数据。工艺控制分析项目包括清洗液的碱度测定，干燥底涂炉的炉气成分分析和涂料(或漆)的预涂试验。有机涂层板产品的主要检验项目有湿膜厚度测定，色度测定，盐雾、磨损、老化和涂料混合试验等。需配置的涂层板检验成套设备，主要包括湿膜计、色差仪、盐雾试验箱、调湿试验箱、薄片磨损试验机、划痕试验机、彩色比色系统、标准色片、涂层冲击试验机、杯突试验机、涂料混合试验装置、T弯试验机和剪板机等。

腐蚀试验室各种镀层板和有机涂层板必须进行标准规定的腐蚀试验，如盐雾试验、湿度试验和S0。腐蚀试验。将小试片置于严格控制的各种影响因素的环境中，作模拟试验和加速试验。主要设备有盐雾试验箱，调温调湿试验箱和SO₂、H₂S试验箱。

工艺布置按轧钢试验室的组成和面积进行工艺布置，包括总体、房间和设备布置。

总体布置。按照全厂试验研究设施的布点设计进行，车间试验室宜靠近所服务车间的成品精整工段。区域试验室宜靠近所服务的一个检验量较大的车间。试验室建筑物大体分为独立和非独立两种形式，后者常建在车间厂房的偏跨中，或同车间办公室、生活间合建在一起。为节约用地，试验室可采用部分楼房结构。如图为某厂中厚板轧钢检验室工艺设备平面布置图。房间和设备等工艺布置要求见中心试验室设计。

发展趋势轧钢试验室设计的主要发展方向是：(1)与轧制过程高速化、自动化相适应的工艺控制和成品检验向在线检验发展，以利实现自动控制生产过程。(2)多功能、全自动的试验机不断开发和采用，大大提高了测试精度和生产效率。在日本的钢铁厂中已建成了几个全自动的轧钢试验室，从试样加工到力学性能检验基本上实现了无人操作。