軋制技術的新進展

1、1軋制技術的新進展軋制技術的新進展王國棟作者單位：東北大學文摘：摘：關鍵詞：關鍵詞：NewNewprogressprogressofofrollingrollingtechnologytechnologyWANGGuodong（NtheasternUniversity）1熱軋控制冷卻技術的發(fā)展熱軋控制冷卻技術的發(fā)展1.11.1SuperOLACSuperOLAC1998年，JFE西日本制鐵所福山地區(qū)厚板廠對原有的冷卻系統(tǒng)進行改造，建設了

2、SuperOLAC(SuperOnLineAcceleratedCooling超級在線加速冷卻)新型加速冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)的最大的特點是避開了過渡沸騰和膜沸騰，實現了全面的核沸騰。這不僅提高了鋼板和冷卻水之間的熱交換，達到較高的冷卻速率，而且可以實現鋼板的均勻冷卻，大大抑制了鋼板由于冷卻不均引起的翹曲，所以可達到極限冷卻速率和極高的冷卻均勻性。SuperOLAC系統(tǒng)既可以實現超快速冷卻，又可以實現在線直接淬火，也可以進行加速冷卻。一套系統(tǒng)

3、兼有多種冷卻功能，是新一代控制冷卻系統(tǒng)的重要特征。1.21.2CLCμCLCμ新日鐵于1983年率先采用冷卻前鋼材矯直和約束冷卻方式的冷卻系統(tǒng)，稱之為CLC(ContinuousonLineControlProcess連續(xù)在線控制)，并應用于生產焊接性優(yōu)良的高強、高韌性鋼板等產品。新日鐵在CLC應用的基礎上，開發(fā)了新一代控制冷卻系統(tǒng)CLCμ。CLCμ繼續(xù)采用約束型的控制冷卻方式，但在冷卻噴嘴的形式和水量控制方法等方面進行了根本性改變，大

4、大增強了冷卻控制性能。它可以實現由高冷卻速率到低冷卻速率的極寬范圍的穩(wěn)定控制，冷卻后鋼板內的溫度偏差比以往減少一半，在全部溫度區(qū)間內冷卻均勻性大幅增強。由于這種高水平的冷卻均勻性控制，板厚方向硬度均勻性增強，鋼板組織控制精度也得以大幅提高。1.31.3ADCOSADCOSRAL（東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點試驗室，下同）針對熱軋鋼材冷卻技術這一關鍵和共性技術，開發(fā)了適用于不同熱軋鋼材品種的軋后冷卻裝置(含UFC和ACC)，實施新

5、型的控制軋制和控制冷卻過程，提高產品的質量，降低產品的成本，為鋼材的升級換代做貢獻。這個控制冷卻系統(tǒng)構成一個家族，統(tǒng)稱之為ADCOS(AdvancedCoolingSystem先進的冷卻系統(tǒng))。最先開發(fā)成功的是用于熱軋棒材的超快速冷卻系統(tǒng)(ADCOSBM)，該系統(tǒng)安裝于棒材熱連軋機組之后，對正常溫度軋制的軋件進行超快速冷卻（20mm圓鋼，冷速可達200~300℃s的高冷速）。可以進行DQ，也可以冷卻到某一特定溫度，再進行后續(xù)冷卻。該技術

6、用于鋼筋，可以與常規(guī)的軋制制度相配合，減少控制軋制的難度，節(jié)省微合金元素，生產高級別的產品，不僅可以同時提高材料的強度和韌性（相應提高一個強度級別），而且產品具有低的屈強比，生產鋼筋具有良好的力學性能、焊接性能、抗震性能、時效性。這項技術保持棒材連軋機高速軋制、高產、高效率的優(yōu)勢和小規(guī)格切分軋制的特點，可以在不改造主要設備、不降低作業(yè)率、不低溫軋制、不余熱淬火的條件下提高產量、質量和產品的強度級別，是一項減量化、低成本、高效率的生3HO

7、P安裝于矯直機之后，為了提高加熱效率，簡化裝置，采用巨大的感應線圈，可以對鋼板進行高速率的加熱；采用幾臺高頻電源并聯式同步傳動，鋼板內部的感應發(fā)熱量由通過線圈的電流精密控制，感應發(fā)熱量可以方便地換算成熱流量。經過SuperOLAC淬火的鋼板通過HOP時，利用高效的感應加熱裝置進行快速回火，可以對碳化物的分布和尺寸進行控制，使其非常均勻、細小地分散于基體之上，從而實現調質鋼的高強度和高韌性。基于碳化物的微細、分散、均勻控制，通過最優(yōu)組織設

8、計，可以大幅度地提高材料的性能，生產的抗拉強度600~1100MPa級調質鋼具有良好的低溫韌性和焊接性能等。2.22.2應用應用ADCOSADCOS的中厚板在線熱處理技術的中厚板在線熱處理技術在采用ADCOSPM作為中厚板的軋后冷卻系統(tǒng)時，由于超快冷設備的采用，為軋后冷卻控制提供了多種可供選擇的熱處理方案。在軋制階段，依據鋼種的設計要求在高溫軋制和低溫軋制之間進行軋制溫度的優(yōu)化選擇。終軋之后，可以采用超快冷或者ACC（層流冷卻），實現從

9、低冷速到高冷速的各種不同的冷卻速度。如果采用超快冷，可以對終冷溫度進行控制；如果終冷溫度處于鐵素體相變溫度區(qū)間，可以稱為UFC（超快速冷卻）F；如果終冷溫度處于貝氏體相變溫度區(qū)間，可以稱為UFCB；如果終冷溫度處于馬氏體相變溫度以下，可以稱為UFCM，或稱為DQ。對于UFCF、UFCB和DQ，后續(xù)還可以采用不同的熱處理方式，例如不同速率的冷卻、不同速率的加熱、不同的加熱溫度區(qū)間、不同的保溫時間等。通過這些冷卻、加熱過程，可以獲得多種多樣

10、的組織，因而得到多種多樣的材料性能。因此，采用ADCOSPM與各種不同的后續(xù)冷卻、加熱過程配合，會使得軋后的熱處理過程變得豐富多彩，具有極大的創(chuàng)新空間。2.32.3鋼軌在線熱處理技術創(chuàng)新與發(fā)展鋼軌在線熱處理技術創(chuàng)新與發(fā)展為了滿足我國鐵路對在線熱處理鋼軌的迫切需求，在20世紀90年代中期，攀鋼在國內率先建成具有完全知識產權的一條在線熱處理生產線，解決了高溫鋼軌精確導向、熱矯直、翻鋼及上料等一系列技術難題，在控制組織和穩(wěn)定性能的工藝研究基礎

11、上，采用在線連續(xù)、高效風冷和自學習功能的程序控制技術，實現了軋制與熱處理的連續(xù)生產，且生產線操作、維護簡便，生產過程實現了程序全自動控制，所生產的熱處理鋼軌質量穩(wěn)定可靠，綜合性能達到或優(yōu)于國外同類產品。由于前述創(chuàng)新，攀鋼是世界上唯一能夠連續(xù)對100m長鋼軌進行在線熱處理的企業(yè)，具備年生產60萬t100m長定尺熱處理鋼軌的能力。經使用，攀鋼在線熱處理鋼軌壽命是普通鋼軌2倍以上，較好地滿足鐵路發(fā)展的需要。2.42.4棒材在線熱處理棒材在線熱

12、處理意大利ABSLuna棒線材廠，軋機區(qū)域后布置著90m長的水冷淬火線(DQS)，在(DQS)后面裝設一臺退火爐(ONA)。90m長的DQS線由一系列水箱組成，可以處理直徑20~105mm的圓鋼，生產能力為130th。鋼材在進入退火和回火設備(ONA)前，在DQS冷卻和控制鋼材溫度，可以是直接淬火，也可以是加速冷卻。DQS水箱（每個水箱有4條線）可以根據產品的品種，進行快速更換。ONA爐是一座可以實現退火或回火的步進梁式加熱爐，燃料為天