超快冷技术在首秦宽厚板生产线上的应用

介绍了基于超快速冷却的新一代TMCP工艺的基本思想,轧后立即进行超快速冷却,在动态相变点停止冷却,而后进行冷却路径的控制。以超快速冷却为核心的新一代TMCP工艺在管线钢X70、水电钢07MnNiMoVR、高强钢SQ550等高等级品种钢的工业实践表明,该工艺较传统的TMCP工艺在降低合金元素含量、提高钢板的强度和冲击韧性等方面所表现出来的优势将越来越受到轧钢工作者的青睐。     

大型热连轧线基于超快速冷却的新一代控轧控冷技术开发与应用

超快速冷却作为近年来热轧钢材控轧控冷技术领域最重要的技术突破,为热连轧产线产品的生产工艺进步提供了重要支撑。基于热连轧板带钢超快速冷却系统的开发与应用实践,在阐明高温运动钢板高强度均匀化冷却机理机制的基础上,重点介绍了超快冷系统在热连轧产线的工艺配置,以及采用超快冷工艺,在系列细晶钢、高钢级管线钢、热轧双相钢、低残余应力热轧板带钢等特色化产品领域的工艺开发及应用情况。基于超快冷系统冷却速度无级调控优势,开发了基于超快冷装备的层流冷却、加强型冷却、超快速冷却3种冷却模式及模型系统,进一步结合粗轧中间坯超快冷控温系统,构建了基于超快速冷却的热连轧线新一代控轧控冷多工序温度协同控制系统,相关技术应用取得良好效果。     

大型热连轧线基于超快速冷却的新一代控轧控冷技术开发与应用

超快速冷却作为近年来热轧钢材控轧控冷技术领域最重要的技术突破，为热连轧产线产品的生产工艺进步提供了重要支撑。基于热连轧板带钢超快速冷却系统的开发与应用实践，在阐明高温运动钢板高强度均匀化冷却机理机制的基础上，重点介绍了超快冷系统在热连轧产线的工艺配置，以及采用超快冷工艺，在系列细晶钢、高钢级管线钢、热轧双相钢、低残余应力热轧板带钢等特色化产品领域的工艺开发及应用情况。基于超快冷系统冷却速度无级调控优势，开发了基于超快冷装备的层流冷却、加强型冷却、超快速冷却3种冷却模式及模型系统，进一步结合粗轧中间坯超快冷控温系统，构建了基于超快速冷却的热连轧线新一代控轧控冷多工序温度协同控制系统，相关技术应用取得良好效果。     

热轧带钢新一代TMCP技术的开发与应用

热轧带钢新一代TMCP技术以超快速冷却为核心,通过冷却系统从空冷至超快冷的无级调控,利用广阔 的冷速范围及精准的温度控制,实现对带钢轧后冷却路径进行灵活的控制。有利于细晶强化、析出强化、固溶强 化、位错强化、相变强化的最佳匹配,从而使得热轧带钢产品获得优良的综合性能。新一代TMCP工艺技术具备低 成本、高效率、高均匀性、高控制精度等特征,是轧制工艺发展的重要领域之一。随着人们对带钢产品性能要求的 不断提高以及资源的日益枯竭,以超快速冷却为核心的热轧带钢新一代TMCP技术具有广阔的发展前景。     

新一代TMCP技术发展及应用

针对传统控制轧制和控制冷却(TMCP)技术存在的问题,提出了以超快速冷却为核心的新一代TMCP工艺。通过介绍TMCP发展状况,对比传统与新一代TMCP技术特点,分析了新技术的工艺原理及对产品组织性能的影响。这一新技术必将有助于我国实现热轧钢材绿色生产,推动轧钢工艺全面进步。     

传统层流冷却技术的开发、实践及再认识——中厚板新一代TMCP(控轧控冷)装备及工艺技术

根据新一代TMCP(控轧控冷)工艺技术理念,充分利用细品强化、相变强化、析出强化、固溶强化等综合强化手段,进一步挖掘钢铁材料潜能,进一步认识和理解“水是最廉价的合金元素”,采用节约型的成分设计和减量化的生产方法,较低成本实现高性能钢铁材料的开发与大批量生产,获得高附加值、可循环的钢铁产品,不仅是新一代TMCP工艺的技术目标,同时也是当前我国钢铁行业众多中厚板企业的强烈诉求.实施新一代TMCP工艺技术的关键是要开发出中厚板超快速冷却装备及相应的工艺技术,从而为热轧中厚板生产过程实施新一代TMCP工艺提供装备支撑.传统中厚板控制冷却装备自1980年日本NKK开发成功并实现大规模工业化应用至今已历经三十余年,尤其是近十年来,国内中厚板轧线控制冷却技术得到普遍应用,企业工艺技术人员对控制冷却技术所涵盖的设备和工艺的认识及理解也得到进一步的深化提高.实际上,在中厚板企业冶炼和轧制装备及技术水平的日益提高、生产工艺组织及管理水平近趋成熟的前提下,决定中厚钢板组织和性能等级以及平直度质量的轧后控制冷却技术及工艺,已成为国内外中厚板生产厂家提高产品档次和竞争力的关键核心技术.     

超快速冷却对中碳钢组织和性能的影响

利用超快速冷却装置,通过控制轧后冷却路径,对某中碳钢的显微组织和力学性能进行了系统的研究.结果表明:超快速冷却可以抑制先共析铁索体的生成,破坏原有先共析铁素体的网状分布;超快速冷却显著缩小了珠光体的片层间距;随着超快速冷却后温度的降低,实验钢的强度和室温冲击韧性同时得到了提高.高温终轧+超快速冷却工艺可以使中碳钢获得良好的力学性能,避免了低温轧制带来的轧机负荷大的弊端,提高了轧制节奏.     

基于超快冷的控轧控冷装备技术的发展

控制轧制与控制冷却技术是钢种开发和改善产品质量的重要轧制工艺技术。介绍了热轧板带钢超快冷技术的发展前沿,重点阐述了国内自主研发超快冷工艺装备的技术特征。在此基础上,进一步介绍以超快冷为核心的新一代TMCP工艺原理以及“轧制-冷却”相结合的“温控-形变”耦合控轧技术研发现状,通过控制轧制与超快冷有效结合,综合利用细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化方式,可以充分挖掘钢铁材料的潜力,实现资源节约型、节能减排型的绿色钢铁产品制造过程。     

超快冷系统在山钢精品基地2050mm热连轧的应用

山钢精品基地的超快冷是世界首例在热连轧产线建设期同步配备的工艺装备.结合当前轧后冷却技术的最新进展,为满足低成本高性能管线钢、高强钢和双相钢等产品品种的开发及稳顺生产需要,在轧后冷却区配置前置式超快速冷却系统和后置式超快速冷却系统.分析了超快冷的工艺原理、缝隙喷嘴和高密喷嘴设备的区别与冷却效果、两套控制系统并行等,超快冷直接建设降低投资成本,降低产品调试成本,满足山钢结构调整,产品升级的需要.     

控制冷却中的先进技术

<正>自第一套层流冷却系统应用于热轧带钢生产以来,轧后控制冷却技术得到迅速发展:一是工艺技术的发展,体现在冷却工艺和层流冷却装置的进步;二是控制技术的发展,体现在控制模型、控制策略的进步。出现的先进的技术包括:(1)在普通层流冷却的基础上增加了加强型层流冷却段ILC,Intensive Laminar Cooling或超快速冷却装置     

中厚板超快速冷却条件下的温度模型

 结合中厚板轧后超快速冷却的工业实践,以传热学为基础,利用有限元法开发了中厚板轧后超快速冷却过程的一维温度场模型。为了同时满足在线模型的精度和实时性要求,在建模过程中采用了逐层细分法对钢板的厚向进行表面密集、心部稀疏的离散化处理;在求解过程中采用了变步长模型对时间步长进行动态调整。将该模型应用于工业现场,获得了钢板在超快速冷却条件下的水冷温降曲线和瞬时温度分布。现场应用表明,钢板终冷温度的计算值与实测平均值吻合较好,两者的偏差在±15℃以内,满足了新一代TMCP工艺的生产需求。     

用超快速冷却技术生产低成本高强钢

东北大学与莱芜钢铁公司开展了将超快速冷却技术用于H型钢生产的研究,结果证明超快速冷却技术可以改善H型钢轧后氧化铁皮状况,减缓产品锈蚀,消除轧件边腰接合部外侧疱疹状缺陷。尤其重要的是,超快速冷却技术通过控制相变过程,改善轧后组织结构,能够以低成本普碳钢为基材,在不添加或少添加微合金元素条件下开发高性能建筑用耐火H型钢、耐候型H型钢及海洋用H型钢等,显示出巨大的经济和社会效益。     

基于超快冷技术的新一代中厚板轧后冷却工艺

结合国内中厚板生产需求,基于射流冷却的原理开发出新一代轧后冷却系统,其特点是以特定角度将一定 压力的冷却水喷射到钢板表面,达到钢板和冷却水之间的完全接触,实现核沸腾,从而大幅度提高冷却效率和冷却 均匀性。在此设备进行了基于超快冷技术的新一代TMCP工艺的研究工作,生产结果表明采用新一代TMCP工 艺可明显提高产品的强度和韧性、改善钢材的综合性能,并可大幅度降低钢中合金元素的添加量,从而实现高等级 品种钢的低成本减量化轧制。     

韶钢Q345B合金减量工艺研究

在韶钢3 450 mm宽厚板生产线四辊可逆轧机上,采用以超快冷为核心的新一代TMCP工艺进行Q345B合金减量试验,通过控制轧制温度、变形量分配及轧后冷却速率,成功轧制出Q345B级别钢板,确定了减量化Q345BTMCP工艺,满足客户需求.这对钢铁企业的降本增效,提高产品竞争力具有重大意义.     

宝钢热轧超高强度钢的研究开发

在实验室研究了成分及冷却工艺对高强度低合金钢、复相钢、马氏体钢等热轧超高强度钢组织和性能的影响,并在宝钢1880mm热连轧生产线进行了S700MC和MP1200热轧超高强度钢的工业性试验。相对于以往的高强度热轧产品而言,新开发的热轧超高强度钢采用了“以水代合金”的设计思想,通过经济的成分设计、轧后控制冷却技术的有效利用,不同冷却工艺的控制,可实现用相同的成分获得不同强度等级要求的超高强度热轧钢。     

热轧钢材一体化组织性能控制技术

钢铁材料先进热轧-冷却-热处理一体化组织性能控制技术是针对热轧钢材关键生产工艺进行的一系列原始技术创新。开发"轧制-冷却"同步化工艺装备,研制"温控+变形"相耦合的新一代控制轧制技术,结合轧后超快速冷却技术,充分发挥细晶、析出、相变综合强化作用,获得理想的微观组织形态,提升产品综合力学性能。在此基础上,针对高端产品研发先进热处理技术,满足高强度高均匀性淬火工艺需求。通过对热轧-冷却-热处理一体化组织性能控制技术创新,可实现热轧钢材生产流程系统控制,促进热轧钢铁材料性能的全面提升,保证钢铁材料性能稳定性,减少合金元素用量、降低钢材生产成本。     

厚板轧后冷却控制的难点分析及过程控制系统的建立

厚板轧后加速冷却过程控制系统在降低品种成本、减少产品生产的后处理工序、提高产品质量等方面起着关键作用。但厚板生产具有的小批量、多品种、高精度等特点增加了轧后加速冷却的控制难度。对引进的轧后冷却控制系统问题及轧后冷却控制难点进行了分析。设计了满足产品工艺需求的冷却过程控制系统架构,并对其核心模型进行了研究,采用分层递阶时空多模型自适应技术,开发了相应的新型过程控制系统,在线应用效果良好。     

基于超快冷带钢头部弱冷控制策略的建立与应用

热轧板带钢头部弱冷高精度控制是产线稳顺生产、提高成材率的重要手段,也是轧后冷却控制的关键技术难题。针对不同产品工艺需求及产线轧后冷却设备布置特点,开发基于超快冷的三种头部弱冷控制策略,实现带钢头部弱冷高精度控制和满足不同钢种的稳定生产工艺需求。     

基于超快速冷却装置控温技术在唐钢3500 mm中厚板生产线的应用

唐钢基于与东北大学合作开发的3 500 mm中厚板生产线超快速冷却装置,并结合即时冷却装置应用,开发出Q550以上级别高强钢、X70级别管线钢等高附加值产品。新一代TMCP工艺以超快速冷却技术为核心,利用细晶强化和相变强化相结合的机制,改善了材料强度、韧性及焊接等性能,缩短了中厚板控轧待温时间,提高了生产率,既满足了中厚板产品板型及组织性能要求,同时还降低了对合金元素的依赖,真正实现低成本、合金减量化生产。     

用超快速冷却新工艺生产GCr15轴承钢

 通过对GCr15轴承钢高温终轧后进行冷却速度大于100 ℃/s的超快速冷却试验,研究了轧后不同冷却工艺制度对组织形态和网状碳化物的影响,结果表明,高温终轧后进行超快速冷却可抑制网状碳化物析出,发生伪共析转变而得到细片层间距的珠光体型组织——索氏体,并促进珠光体形核和减小碳原子扩散能力,达到细化晶粒的目的,得到利于球化退火的预备组织。