現(xiàn)代化寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術(shù)

黃海玉

摘 要：控制軋制和控制冷卻技術(shù)首先在國(guó)外產(chǎn)生發(fā)展，然后逐漸傳到國(guó)內(nèi)。各國(guó)先后就控制軋制和控制冷卻技術(shù)的有關(guān)理論展開了多方面的探討，并在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中加以了應(yīng)用，對(duì)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(xiàng)技術(shù)傳入我國(guó)后，得到了個(gè)方面的重視，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行生產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)鋼板均是采用了此項(xiàng)技術(shù)。為了使該項(xiàng)技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用，文章詳細(xì)探討了有關(guān)現(xiàn)代化寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術(shù)的各個(gè)方面。

關(guān)鍵詞：寬厚板廠；控制軋制；控制冷卻技術(shù)

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

1 前言

運(yùn)用現(xiàn)代寬厚板廠控制軋制和控制冷卻技術(shù)生產(chǎn)出的鋼板具有高強(qiáng)度、高韌性、良好焊接性等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)出的鋼板固有的缺點(diǎn)，使鋼板的運(yùn)用變得更加廣泛。該項(xiàng)技術(shù)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(nèi)在聯(lián)系，為進(jìn)一步的研究打下了基礎(chǔ)，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(lái)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(shù)在我國(guó)的運(yùn)用現(xiàn)狀以及未來(lái)的運(yùn)用。

2 技術(shù)運(yùn)用現(xiàn)狀

我國(guó)目前擁有中厚性板軋機(jī)共計(jì)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(shè)備技術(shù)，引進(jìn)了新的生產(chǎn)技術(shù)。從現(xiàn)有設(shè)備的總統(tǒng)數(shù)量上看還是比較樂觀的，但是這些設(shè)備以中板軋機(jī)為主，寬厚板軋機(jī)的數(shù)量與之相比就少的可憐了，這也是制約我國(guó)寬厚板廠發(fā)展的一個(gè)重要原因。多數(shù)廠家至今仍然采用簡(jiǎn)易的噴淋冷卻裝置，沒有很好的熱處理裝備，這對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的鋼板的質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響，也造成了我國(guó)鋼板生產(chǎn)的低質(zhì)化。因此，再建設(shè)一套高水平的寬厚板軋機(jī)是很有必要的，而且必須從質(zhì)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(chǔ)上還必須進(jìn)行進(jìn)一步的改革，確保現(xiàn)有技術(shù)的可操作性。

3 技術(shù)研究

控制軋制即在熱軋的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)金屬的軋制、加熱、冷卻等一系列技術(shù)運(yùn)用的合理控制，使范性形變與固態(tài)相變過(guò)程相結(jié)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(xiàng)技術(shù)，又被稱為見形變熱處理。該項(xiàng)技術(shù)不但能夠生產(chǎn)出性能優(yōu)越的鋼板，同時(shí)能夠節(jié)約能耗，是一舉兩得的好技術(shù)。但該項(xiàng)技術(shù)對(duì)硬件設(shè)備也提出了相應(yīng)的要求，軋機(jī)的設(shè)備強(qiáng)度、動(dòng)力和生產(chǎn)控制水平均需達(dá)到一個(gè)較高的層次要求。根據(jù)塑性變形、再結(jié)晶和相變條件，控制軋制大致可以分為以下三個(gè)階段。第一階段是在奧氏體再結(jié)晶區(qū)控制軋制，在該范圍內(nèi)進(jìn)行軋制，能夠使晶粒細(xì)化，從而提高鋼的韌性。第二階段是在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控制軋制，該過(guò)程的主要目的是讓晶粒的長(zhǎng)度增加，增加轉(zhuǎn)變時(shí)的晶核生成能量，以使得鐵素體晶粒呈現(xiàn)極其細(xì)小的狀態(tài)，對(duì)鋼板的韌性又有進(jìn)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(duì)鋼強(qiáng)度的整體提高有很好的作用，但是板厚方向上的強(qiáng)度卻有所降低。把控制軋制的原理應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)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(shù)雖然對(duì)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(diǎn)。最突出的自然是改變了鋼材的性能，使強(qiáng)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(diǎn)，應(yīng)用的范圍更加廣泛了。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約了能源，新的技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)化了生產(chǎn)過(guò)程，使整個(gè)過(guò)程省去了很多不必要的能源浪費(fèi)。第三點(diǎn)就是有利于生產(chǎn)設(shè)備的優(yōu)化。新的技術(shù)的運(yùn)用必須有與之性能相匹配的硬件設(shè)備，如果硬件設(shè)備條件不過(guò)關(guān)，整個(gè)的生產(chǎn)便不能得到有效保證。該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用可以讓控制軋鋼設(shè)備的重量減輕，對(duì)設(shè)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(jìn)一步提高鋼材的整體性能，使鋼材的冷卻時(shí)間進(jìn)一步縮短，提高生產(chǎn)效率。除此之外，冷卻技術(shù)還可以很好地防止鋼材在冷卻的過(guò)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(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去的，這樣就會(huì)造成材料的浪費(fèi)，與我們現(xiàn)如今提倡的可持續(xù)發(fā)展理論有相違背。當(dāng)然了，控制冷卻的介質(zhì)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(zhì)。在所有的介質(zhì)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(jìn)一步提高材料的整體強(qiáng)度。冷卻一般也分為三個(gè)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(zhǔn)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(xì)化變形A才會(huì)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(dá)到固溶強(qiáng)化的目的。

4 技術(shù)運(yùn)用展望

不同階段的控制軋制均有細(xì)化鐵素體晶粒的功能，對(duì)改善鋼板的強(qiáng)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(chǔ)上使鋼的強(qiáng)度進(jìn)一步提升，削弱了變形使得相變溫度升高后引起的負(fù)面影響。我國(guó)在該項(xiàng)技術(shù)的研究應(yīng)用上還有很大的發(fā)展空間，值得我們?nèi)ミM(jìn)一步探索。

5 結(jié)束語(yǔ)

用戶對(duì)鋼板性能要求的不斷提高促使了寬厚板廠對(duì)控制軋制和控制冷卻技術(shù)的不斷開發(fā)，才促使了現(xiàn)代技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為寬厚板廠生產(chǎn)鋼板的主導(dǎo)技術(shù)，有著舉足輕重的地位。在經(jīng)濟(jì)全球化的大背景下，如果我們不能及時(shí)跟上時(shí)代發(fā)展潮流，及時(shí)引進(jìn)學(xué)習(xí)新的技術(shù)，必然會(huì)被發(fā)展淘汰。但是單單會(huì)是不夠的，我們需要結(jié)合本國(guó)國(guó)情，將該項(xiàng)技術(shù)本土化，研究出符合我國(guó)國(guó)情的鋼板生產(chǎn)技術(shù)，這才是發(fā)展的根本之道。

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