現(xiàn)代化寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術

黃海玉

摘 要：控制軋制和控制冷卻技術首先在國外產(chǎn)生發(fā)展，然后逐漸傳到國內。各國先后就控制軋制和控制冷卻技術的有關理論展開了多方面的探討，并在實際生產(chǎn)過程中加以了應用，對鋼材多方面的性能都有較為明顯的改善，為鋼材新品種的出現(xiàn)創(chuàng)造了有力條件。該項技術傳入我國后，得到了個方面的重視，國內現(xiàn)行生產(chǎn)出的優(yōu)質鋼板均是采用了此項技術。為了使該項技術得到更為廣泛的應用，文章詳細探討了有關現(xiàn)代化寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術的各個方面。

關鍵詞：寬厚板廠；控制軋制；控制冷卻技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.005

1 前言

運用現(xiàn)代寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術生產(chǎn)出的鋼板具有高強度、高韌性、良好焊接性等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)技術生產(chǎn)出的鋼板固有的缺點，使鋼板的運用變得更加廣泛。該項技術的開發(fā)與理論研究更好揭示了鋼材的組織變化以及鋼材性能等各方面的內在聯(lián)系，為進一步的研究打下了基礎，也為制定合理的生產(chǎn)工藝提供了理論性的依據(jù)。接下來文章將著重分析現(xiàn)代化寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術在我國的運用現(xiàn)狀以及未來的運用。

2 技術運用現(xiàn)狀

我國目前擁有中厚性板軋機共計26套。大多數(shù)生產(chǎn)廠的改造工作已經(jīng)完成得差不多了，淘汰了一些舊得設備技術，引進了新的生產(chǎn)技術。從現(xiàn)有設備的總統(tǒng)數(shù)量上看還是比較樂觀的，但是這些設備以中板軋機為主，寬厚板軋機的數(shù)量與之相比就少的可憐了，這也是制約我國寬厚板廠發(fā)展的一個重要原因。多數(shù)廠家至今仍然采用簡易的噴淋冷卻裝置，沒有很好的熱處理裝備，這對生產(chǎn)出來的鋼板的質量產(chǎn)生了很大的影響，也造成了我國鋼板生產(chǎn)的低質化。因此，再建設一套高水平的寬厚板軋機是很有必要的，而且必須從質量、數(shù)量等多方面加以考慮。有條件的生產(chǎn)廠在現(xiàn)有的基礎上還必須進行進一步的改革，確?，F(xiàn)有技術的可操作性。

3 技術研究

控制軋制即在熱軋的過程中，通過對金屬的軋制、加熱、冷卻等一系列技術運用的合理控制，使范性形變與固態(tài)相變過程相結合，最終獲得性能良好的晶粒組織，使鋼材的性能得到優(yōu)化的一項技術，又被稱為見形變熱處理。該項技術不但能夠生產(chǎn)出性能優(yōu)越的鋼板，同時能夠節(jié)約能耗，是一舉兩得的好技術。但該項技術對硬件設備也提出了相應的要求，軋機的設備強度、動力和生產(chǎn)控制水平均需達到一個較高的層次要求。根據(jù)塑性變形、再結晶和相變條件，控制軋制大致可以分為以下三個階段。第一階段是在奧氏體再結晶區(qū)控制軋制，在該范圍內進行軋制，能夠使晶粒細化，從而提高鋼的韌性。第二階段是在奧氏體未再結晶區(qū)控制軋制，該過程的主要目的是讓晶粒的長度增加，增加轉變時的晶核生成能量，以使得鐵素體晶粒呈現(xiàn)極其細小的狀態(tài)，對鋼板的韌性又有進一步的提升。第三階段是在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)控制軋制，這一階段已經(jīng)出現(xiàn)了加工硬化和珠光體析出的硬化，對鋼強度的整體提高有很好的作用，但是板厚方向上的強度卻有所降低。把控制軋制的原理應用到現(xiàn)實鋼材生產(chǎn)中去，提高鋼材的整體性能，就形成了廣義上的“控制軋制”概念。

控制軋制技術雖然對多方面有較高的要求，但是卻具有常規(guī)方法所不具備的突出優(yōu)點。最突出的自然是改變了鋼材的性能，使強度和韌性等特性都有很大的改善，這些性能的提升使得鋼板克服了原有的缺點，應用的范圍更加廣泛了。第二個優(yōu)點就是節(jié)約了能源，新的技術的運用優(yōu)化了生產(chǎn)過程，使整個過程省去了很多不必要的能源浪費。第三點就是有利于生產(chǎn)設備的優(yōu)化。新的技術的運用必須有與之性能相匹配的硬件設備，如果硬件設備條件不過關，整個的生產(chǎn)便不能得到有效保證。該項技術的運用可以讓控制軋鋼設備的重量減輕，對設備的輕型化有很大的幫助。

熱制鋼材軋后控制冷卻的主要目的是為了改善鋼材的組織狀態(tài)，進一步提高鋼材的整體性能，使鋼材的冷卻時間進一步縮短，提高生產(chǎn)效率。除此之外，冷卻技術還可以很好地防止鋼材在冷卻的過程中由于冷卻不均產(chǎn)生的不均勻變形現(xiàn)象，扭曲或彎曲的鋼材是不能運用到實際生產(chǎn)中去的，這樣就會造成材料的浪費，與我們現(xiàn)如今提倡的可持續(xù)發(fā)展理論有相違背。當然了，控制冷卻的介質呈現(xiàn)多樣化，既可以是氣體，也可以是液體，甚至它們的混合物，只要符合要求，都可以作為控制冷卻的介質。在所有的介質中，水是最常見的、最易獲得的。控制冷卻最主要的目的在于使得鋼材在不降低韌性的前提下進一步提高材料的整體強度。冷卻一般也分為三個階段，即一次冷卻，二次冷卻和三次冷卻。一次冷卻可以阻止碳化物的析出，為相變做組織上的準備。一次冷卻的開始溫度與終軋溫度越接近，冷卻后有效晶體的增大面積和細化變形A才會越明顯。二次冷卻主要是控制冷卻速度和停止控冷的溫度，保證冷卻后鋼板的性能與所要求的基本吻合。三次冷卻則可以組織化合物的析出，達到固溶強化的目的。

4 技術運用展望

不同階段的控制軋制均有細化鐵素體晶粒的功能，對改善鋼板的強度和韌性有很大的幫助。軋后的加速冷卻工藝十分重要，能在原有的基礎上使鋼的強度進一步提升，削弱了變形使得相變溫度升高后引起的負面影響。我國在該項技術的研究應用上還有很大的發(fā)展空間，值得我們去進一步探索。

5 結束語

用戶對鋼板性能要求的不斷提高促使了寬厚板廠對控制軋制和控制冷卻技術的不斷開發(fā)，才促使了現(xiàn)代技術的產(chǎn)生與發(fā)展。目前，該項技術已經(jīng)成為寬厚板廠生產(chǎn)鋼板的主導技術，有著舉足輕重的地位。在經(jīng)濟全球化的大背景下，如果我們不能及時跟上時代發(fā)展潮流，及時引進學習新的技術，必然會被發(fā)展淘汰。但是單單會是不夠的，我們需要結合本國國情，將該項技術本土化，研究出符合我國國情的鋼板生產(chǎn)技術，這才是發(fā)展的根本之道。

參考文獻：

[1]日本鋼金失協(xié)會共同研究會.わが國における最近の厚板制造技術の進步.第2版[M].東京：日本鋼金失協(xié)會，2010：209.

[2]孫本榮，王有銘，陳瑛.中厚板生產(chǎn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993：317，341-343，348.

[3]賀達倫.現(xiàn)代化寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術陳健就[J].寶鋼技，2010（04）：08.

[4]小指軍夫.制御壓延·制御冷卻[M].東京：地人書館，2011（01）.