第一章 钢材生产及分类
  第一节 金属的基本概念
  第二节 炼钢的原理
  第三节 钢的分类
  第四节 钢的浇注方法
  第五节 钢材的分类
第二章  钢管生产基本知识
第一节 钢管概述
第二节 钢管生产工艺--热轧
第三节 钢管生产工艺—冷加工
第一章  钢材生产及分类
第一节金属的基本概念
金属是一种不透明的结晶材料，通常具有高强度和优良的导电性、导热性、延展性和反射性。
主要包括黑金属、钢、有金属。
1、黑金属是指铁和铁的合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
铁水温度
生铁是把铁矿石经高炉冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。
铁合金是由铁和硅、锰、铬等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、生铁在炼钢炉经一定工艺熔炼，即得到钢，也称为粗钢。钢的产品有钢锭（模铸坯）、连铸坯和直接铸成的各种铸件等。通常所讲的钢材，是指经塑性变形（轧制、锻压等）而形成的各种钢材。
钢属于黑金属但钢不完全属于黑金属。
3、有金属又称非铁金属，指除黑金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
4、金属主要加工方法有：铸造，压力加工，切削，焊接。
压力加工定义：就是用不同的工具，对金属施加压力，使之产生塑性变形，制成一定形状产品加工方法的，有轧制，锻造，挤压和拉拔等。钢材的90%左右是用轧制方法成型。
合金的定义：由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素按一定的配比构成，其改变了原来单一金属的物理及化学性质，但一般仍具有金属的一些通性，所以的合金的使用更为广泛。
第二节炼钢的原理
钢是指完成了冶炼过程，未经型性加工的粗钢，也是一种铁碳合金，含量为0.0218或2.11%
1、钢铁的划分，是以钢铁中的含碳量进行划分的。
1纯铁：C≤0.0218%；（或称海绵铁）
2铁：C≥2.11%；（生铁或铸铁）
3钢：0.0218%＜C＜2.11%；
2、炼钢的主要原料：
炼钢的主要原料有：生铁、铁矿石（粉）、熔剂（如碳酸钙或俗称生石灰）等。
（备注：铁矿石为垄断行业，全球三大铁矿石巨头：巴西淡水河谷、澳大利亚力拓、澳大利亚必和必拓。近期有全球第四大铁矿石供应商FMG也渐露尖角）
3、钢的六元素：铁、碳、锰、硅、硫、磷，其中硅、锰是在炼钢时作为脱氧元素而加入的，硫、磷是在冶炼是未能除尽的杂质元素：一般锰小于0.8%，硅小于0.5%，磷小于0.05%，硫小于0.04%。
4、炼钢的原理：
炼钢是将生铁、铁矿石（粉）中的C、Si、Mn、P、S（碳、硅、锰、磷、硫）等杂质通过氧化的方法而降低，使其达到规定的含量。炼钢的全过程就是氧化-还原的过程。
为了提高钢材的机械性能，炼钢时人们在钢水中人为地加入一些合金元素，如Mn-Fe、Ni-Fe、Ni及稀土等元素，即低合金钢、高合金钢等，以满足社会的不同需求。
5、炼钢的程序：  铁矿粉    铁水    钢    坯
高炉      转炉（铁水）          连铸机（连铸坯）        轧机        初轧坯
（生铁）    电炉（废铁）    钢    钢包结合钢定模  钢锭  (热轧)      连铸坯
第三节钢的分类
1、按冶炼方法分
转炉钢：利用纯氧或空气吹入铁水中，使C、Si、Mn、P、S等元素氧化除去，并靠某些元素氧化时放出的热量升高铁水温度，从而得到成分、温度合格的钢水。
可分为：顶吹围炉钢、底吹围炉钢、侧吹转炉钢
特点：冶炼时间短，生产率高，钢的品种多，质量好，成本低，投资少。
  平炉钢：利用煤气、天燃气或重油等燃烧的热，熔化炉料，靠炉气中的氧气加入的铁矿石，使铁水中的杂质氧化，从而得到成分、温度合格的钢水。
特点：冶炼时间长，生产率低，目前已被淘汰。
电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。加入铁矿石氧化其中的杂质，加入生石灰等除去P、S后，得到成分、温度合格的钢水。
可分为：电弧炉钢、电渣炉钢、感应炉钢、真空自耗炉钢、电子束炉钢
        特点：由于电炉炼钢的温度高，可冶炼难熔的合金钢，炉内气温及炉渣成份容易调节，除P、S、很彻底，钢的质量好，但是电炉钢的成本高。
2、按化学成分：非合金钢/碳素钢（只描述C，P，Mn）、低合金钢(≥1种合金元素)、
合金钢（不含不锈钢，≥2种合金元素）、不锈钢四类。
3、按状态分：连铸坯、模铸坯、铸造用液态钢三类
连铸坯按断面形状又分为：方坯、矩形坯、管坯、板坯、圆坯、异形坯。
4、综合分类：
普通钢：碳素结构钢、低合金结构钢、特殊用途普通结构钢
  优质钢
  优质碳素结构钢：合金结构钢、弹簧钢、易切钢、轴承钢、特殊用途优质结构钢
  工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢
特殊性能钢：不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金钢、电工用钢、高锰耐磨钢
第四节钢的浇注方法
1、模注法：模注法分为上注法和下注法，目前我国小吨位电炉及老炼钢厂均采用下注法。它的原理是“U型管”的原理，将钢水浇入一定形状的钢锭模中，凝固后脱去锭模即得到钢锭。
模注法设备较复杂，工序多，劳动强度大，钢水损失多，钢锭质量差，开坯时对钢锭表面要进行大量的清除。
2、连铸法：钢水经中间罐连续地注入冷结晶器中，钢液中的热量被流经结晶器的冷却水迅速带走，形成一定厚度的坯壳，由拉坯机拉出结晶器，坯壳进入二次冷却而形成钢坯，经切割机切成一定长度，准备轧制。
连铸法是一种先进的生产方法，其成材率高，机械化程度高，劳动强度低，目前这种方法已得到了推广。
第五节钢材的分类
根据《中国钢铁工业生产统计指标体系》将钢材按品种分为22类：
1、线材
2、钢筋
3、棒材
4、大型型钢
5、中小型型钢
6、特厚板
7、厚板
8、中厚板
9、中厚宽带钢
10、热轧窄带钢
11、冷轧窄带钢
12、热轧薄板
13、冷轧薄板
14、热轧薄宽带钢
15、冷轧薄宽带钢
16、镀层板（带）
17、涂层板（带）
18、电工钢板（带）
19、无缝钢管
20、焊接钢管
21、铁道用钢材
22、其它钢材
第二章钢管生产基本知识
第一节 钢管概述
钢管是一种具有中空断面、周边没有接缝，且长度尺寸远大于断面尺寸的一种长条钢材。
钢管广泛应用于石油钻采，输送液体气体，而且在化学工业，建筑工业，机械工业，军事工业等方面都有较大需求量。
1、钢管按生产方式，可分为无缝钢管和焊接钢管。
无缝钢管和焊接钢管的区别：
无缝钢管是由实心的管坯经穿孔机穿制成毛管后，由各种形式的轧管机轧制成钢管，再径定、减径加工成最终成品钢管。
焊接钢管是以钢板或带钢为原料，通过各种方式成型后进行焊接而制成各种规格的管材。
2、钢管的品种规格多种多样，按其横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。
由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。
异型管有方形、三角形、矩形、弓型等。
3、无缝钢管按化学成划分，可分为：碳素无缝钢管和合金无缝钢管。
4、什么是无缝钢管 ？其规格如何表示？
无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧、冷拔及热扩制成。
无缝钢管的规格一般用外径×壁厚×长度表示，外径和壁厚一般用毫米作单位 ，长度一般用米作单位.              举例：89mm*4mm*6m
在国民经济各部门中钢管得到广泛的应用，成为钢材生产中的重要产品之一，其产量在钢材总产量中占8～15%，被称为工业的血管。
第二节  钢管生产工艺--热轧
生产钢管的方法主要有哪些？
生产钢管的方法主要有：自动轧管机组，周期轧管机组（皮尔格轧机），连续轧管机组，顶管机组，冷拔机组，焊管机组和三辊斜轧机组（阿塞尔轧机，Assel: 特朗斯瓦尔是改进型）。
主要工艺有：热轧、冷轧、冷拔，另外还有一种是热扩。
一、热轧无缝钢管的生产过程主要分为穿孔、轧管和定（减）径。
1、穿孔是将实心的管坯穿制成空心的毛管，是对钢管的初步成型加工，穿孔质量的好坏，对成品管有很大影响。
对穿孔的要求是：内外表面质量好，壁厚均匀。根据所用原料、生产能力、产品的技术要求来选用合理的穿孔方法。
穿孔方法有： 斜轧穿孔、压力穿孔、推轧穿孔。
2、轧管是对穿孔后毛管的进一步加工，管子壁厚减薄，长度延伸，并对毛管的内外表面进行加工，使之达到成品管所要求的热尺寸和均匀性，轧管是无缝钢管生产中的关键工序。
轧管方法有：自动轧管机轧管，连续轧管机轧管，三辊轧管机轧管，狄舍尔轧管机轧管，周期轧管机轧管，顶管机顶管。
3、定、减径是无缝钢管生产的最终轧制工序。定径是对轧制后的钢管进行成品加工，使尺寸准确，提高圆度，减径是将大直径的钢管进行直径方向的缩小，使其直径减缩到所要求的尺寸和精度，以扩大产品的规格。
减径也有定径的作用，减径时若对所轧制的管材施加张力，则还会使钢管的壁厚减薄。
i.热轧无缝钢管机组
热轧无缝钢管机组包括穿孔机、轧管机、定减径机、冷床、矫直机及精整冷加工设备。
广义上讲还应包括加热炉。
自动轧管机组生产工艺：管坯准备、管坯加热、穿孔、毛管轧制、均整、定减径、冷却矫直及精加工等，其工艺流程图如下：
                                    称量
管坯      截断      冷定心      加热      穿孔      轧管
                                            热定心
吹铁皮      矫直      冷却      定径      均整
热处理      减径      再加热
切管头                  成品检查    交库
研磨
待修品
再切头
1、管坯准备：
包括管坯检查、管坯切断、定心等工序。
热轧无缝管时管坯穿孔前在管坯前端加工出一个浅圆孔的工序，目的是有利于穿孔时顶头鼻部对准管坯轴线，减少毛管的前端壁厚不均，同时改善二次咬入。(见斜轧穿孔原理)定心方法有两种，即热定心和冷定心。热定心是指用压缩空气或液压在热状态下冲孔(挤孔)。设备放置在穿孔机前台处。这种方法生产效率高，设备简单，同时由于冲头(挤头)形状与顶头鼻部形状相适应，能获得良好的定心孔形状．
    冷定心是指在专门机床钻孔。冷定心仅在生产高合金钢和重要用途钢管时采用。冷定心时如果钻孔形状不当，穿孔时很容易产生定心内折叠缺陷(见内外折叠)。定心孔直径一般取(0．15～0．25)dz比(dz为坯料直径)。定心孔深度由定心目的而定，一般碳钢管坯定心目的主要是为了减小毛管前端壁厚不均，因此深度取得浅。而高合金钢管坯还要增加顶头前压缩量，因此取得深。