高速线材生产中的控轧控冷
高速线材生产的质量控制(DOC42页)
线材生产的质量控制及缺陷说明书线材的表面要求光洁和不得有妨碍使用的缺陷，即不得有耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等缺陷，允许有局部的压痕、凸块、凹坑，划伤和不严重的麻面。
线材无论直接用于建筑还是深加工成各类制品，其耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等直接影响使用性能的缺陷都是绝对不允许有的。
至于影响表面光洁度的一些缺陷可根据使用要求予以控制，直接用作钢筋的线材表面光洁程度影响不大。
用于冷墩的线材对划伤比较敏感，凸块则影响拉拔。
几种线材表面缺陷的深度限量线材的表面氧化铁皮越少越好，要求氧化铁皮的总量＜10kg/t,控制高价氧化铁皮（Fe2O3、Fe3O4）的生成要严格控制终轧温度、吐丝温度和线材在350℃以上温度停留的时间.冷拉、冷墩用线材的脱碳层要求缩孔、夹杂、分层、过烧等都是不允许存在的缺陷。
热轧盘条的质量控制高速线材轧机生产的热轧盘条的质量通常包括两个方面的内容：一是盘条的尺寸外形，即尺寸精度及外表形貌；二是盘条的内在质量，即化学成分、微观组织和各种性能。
前者主要由盘条轧制技术控制，后者除去轧制技术之外，还严重受上游工序的影响。
任何质量控制都要靠严格的完整的质量保证体系，靠工厂工序的保证能力，靠质量控制系统的科学、准确、及时的测量、分析和反馈。
高速线材轧机是高度自动化的现代轧钢设备，其质量控制概念也必须着眼于全系统的各个质量环节。
为了准确的判断和控制缺陷，首先要把缺陷产生的原因分析清楚，并设法将它控制消灭在最初工序。
缺陷的清理或钢材的判废越早，损失越少。
（一）外形尺寸高速线材轧机精轧机组的精度很高，轧辊质量很好，当速度控制系统灵敏，孔型轧制制度合理，并且调整技术熟练时，它生产的盘条精度可以大大超过老式盘条的精度。
热轧盘条尺寸精度允许的偏差（GB/T14981）（二）表面质量现将高速线材生产过程中，易出现的产品缺陷得特征、产生原因及危害、预防及消除方法及检查判断的依据等进行介绍，有些缺陷因条件不具备未能配备图，在以后的实习及生产过程中再进行补充。
钢材控制轧制和控制冷却
钢材控制轧制与控制冷却姓名:蔡翔班级:材控12学号:钢材控制轧制与控制冷却摘要:控轧控冷就是对热轧钢材进行组织性能控制得技术手段,目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材与钢管等钢材生产得各个领域。
控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式,使钢材得强度韧度得以提高。
Aｂstract: cｏntrolled rolling is cｏntrｏlleｄcooｌｉｎg of hot ｒoｌlｅd sｔeel orgaｎｉzaｔｉon ｐerｆoｒmanｃe ｃontrol tecｈnology, has been ｗideｌy useｄｉｎthe hot ｒｏlled ｓtrip steeｌ,plaｔe,ｓｔeｅl,wｉre rod aｎd stｅeｌｐｉpｅaｎd oｔhｅr ｓｔeel products pｒoｄuction fiｅｌdｓ。
Ｃontroｌｌｅｄrollinｇtechｎology of contｒｏllｅd coolｉng cａn pas ｓover ａssaｕltｉng a police officer, phasｅtransｆｏｒmａtiｏｎsｔｒengthening and so oｎ,to iｍproｖe the ｓtｒengｔｈoｆtｈe steelｔoｕg ｈnｅss、关键词:宽厚板厂,控制轧制,控制冷却1。
引言:控轧控冷技术得发展历史:20世纪之前,人们对金属显微组织已经有了一些早期研究与正确认识,已经观察到钢中得铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。
2０世纪20年代起开始有学者研究轧制温度与变形对材料组织性能得影响,这就是人们对钢材组织性能控制得最初尝试,当时人们不仅已经能够使用金相显微镜来观察钢得组织形貌,而且还通过X射线衍射技术得使用加深了对金属微观组织结构得认识、1980年OLＡC层流层装置投产,控轧控冷在板带、棒线材等大面积应用,技术已成熟,理论进展发展迅速、2 控轧控冷技术得冶金学原理2。
钢材控轧控冷工艺的原理
钢材控轧控冷工艺的原理钢材的控轧控冷工艺是一种重要的热处理工艺，它通过对钢材的热轧与冷处理过程进行精细控制，以实现对钢材组织和性能的调控。
钢材的控轧控冷工艺包括控轧与控冷两个方面。
控轧是指通过控制轧制温度、轧制速度、轧制负荷、轧制压力等工艺参数，来改变钢材的变形程度、变形速度和变形温度，在轧制过程中对钢材进行组织和性能的调控。
控轧工艺的原理主要包括以下几个方面：1.塑性变形原理：钢材在热轧过程中通过塑性变形来改变其晶粒结构和形态。
通过适当的控制轧制压力、轧制温度和变形程度，可以使钢材的晶粒细化，形成高强钢材的组织。
2.回火效应：控轧工艺中的控制冷却速率可以影响钢材的相变行为和形成的组织结构。
适当选择冷却速率可以实现奥氏体转变为铁素体，从而改善钢材的韧性，并且减少钢材的残余应力。
3.相变控制：控轧工艺可以通过控制变形温度和轧制速度来控制钢材的相变行为，例如马氏体相变。
通过选择合适的变形温度和轧制速度，可以实现马氏体的形成和相变产生的显微组织调控，从而获得高强度、高韧性的材料。
4.微量元素控制：在控轧工艺中，添加适量的微量合金元素可以改变钢材的组织和性能。
例如添加微量的硼元素可以细化晶粒，改善钢材的塑性和韧性。
控冷工艺是控制钢材在冷却过程中的温度和冷却速度，以实现对钢材组织和性能的调控。
控冷工艺的原理主要包括以下几个方面：1.相变控制：钢材的冷却速率会影响其相变行为和相变产物的组织结构。
通过控制冷却速率，可以实现奥氏体向铁素体的转变，形成细小的铁素体晶粒和均匀的组织结构。
2.马氏体相变控制：通过控制冷却速率，可以控制钢材从奥氏体向马氏体的相变行为。
适当调节冷却速度、冷却温度和冷却介质，可以实现马氏体的形成和马氏体组织的调控，从而获得高强度、高硬度的材料。
3.淬火与回火控制：控冷工艺还可以通过控制钢材的淬火和回火工艺参数，来调控钢材的组织和性能。
适当的淬火工艺可以实现钢材的高强度、高硬度，而回火工艺可以降低钢材的脆性和残余应力。
控轧控冷工艺基本原理
控轧控冷工艺基本原理控轧控冷工艺是一种通过控制轧制和冷却条件来调控钢材的组织和性能的加工工艺。
其基本原理是通过控制轧制温度、变形程度和冷却速度等参数，实现对钢材组织和性能的调控。
1. 控轧工艺原理控轧是指在钢材的轧制过程中，通过调整轧制温度和变形程度等参数，控制其组织和性能的加工工艺。
控轧工艺的基本原理是通过控制轧制温度和变形程度，调整钢材的晶粒度、相组成和形貌等因素，从而实现对钢材性能的调控。
在控轧过程中，调整轧制温度可以影响钢材的晶粒度和相组成。
通过控制轧制温度的高低，可以实现晶粒细化或粗化，进而影响钢材的力学性能和韧性。
同时，调整轧制温度还可以改变钢材中的相组成，如奥氏体、铁素体和贝氏体等的含量和分布，从而调节钢材的强度、硬度和耐腐蚀性能。
控轧过程中的变形程度也对钢材的组织和性能产生重要影响。
通过控制变形程度，可以实现钢材的晶粒细化、相变和组织调控。
在轧制过程中，钢材受到外力的变形，晶粒会发生形变和细化，从而提高钢材的强度和韧性。
同时，变形程度还可以引起钢材中的相变，如奥氏体向铁素体的相变，进一步改善钢材的性能。
2. 控冷工艺原理控冷是指在钢材的冷却过程中，通过调整冷却速度和冷却方式等参数，控制其组织和性能的加工工艺。
控冷工艺的基本原理是通过控制冷却速度，调整钢材的组织和性能。
在控冷过程中，调整冷却速度可以影响钢材的相组成和组织形貌。
通过控制冷却速度的快慢，可以实现钢材中相的相变和组织的调控。
当冷却速度较快时，钢材中的相变会受到限制，从而形成细小的相和均匀的组织。
相反，当冷却速度较慢时，钢材中的相变会较为充分，形成较大的相和不均匀的组织。
不同的冷却速度会影响钢材的强度、硬度和韧性等性能。
控冷过程中的冷却方式也会对钢材的组织和性能产生影响。
不同的冷却方式，如空冷、水冷、油冷等，具有不同的冷却速度和冷却效果。
通过选择合适的冷却方式，可以实现钢材组织的定向调控，从而达到钢材性能的要求。
3. 控轧控冷工艺的应用控轧控冷工艺广泛应用于钢材的生产和加工过程中。
热机轧制在高速线材生产中的应用
热机轧制在高速线材生产中的应用 摘要：高线线材生产线采用热机轧制工艺，适当降低合金元素，通过细晶强化机制，提高产品力学性，达到降低合金、提高产品经济效益。在高速线材生产线上进行6mm～12mmHRB400E热轧带肋钢筋工业化试制，并对试制产品的力学性能进行了检验，结果表明采用该工艺生产的钢筋微观组织均匀,力学性能良好,各项性能均符合国家相关标准要求，具备开发低成本HRBF400E盘条钢筋基础，提高产品竞争力。
关键词：热机轧制； 细晶强化 ；控冷工艺 ；晶粒度 1 前言 云南德胜钢铁有限公司高速线生产线设计年产量60万吨，2007年建成投产，现主要生产HPB300、HRB400E。生产线装备较好、技术力量较强、管理体系完善、检测设施齐全。为降低HRB400E热轧带肋钢筋的生产成本，在高速线材生产线上采用热机轧制细晶强化方式，降低HRB400E热轧带肋钢筋的合金成分，达到降本目的。
2 生产工艺设备及要求 2.1 工艺流程 主要工艺流程： 连铸钢坯加热 粗中轧机轧制 预精轧机轧制 轧件控温水冷 精轧机轧制 轧后控冷 斯太尔摩风冷线冷却 集卷 P&F线 打包 称重、入库。
2.2 主要设备 主要设备包括：步进式蓄热加热炉1座、φ550X4牌坊式轧机、φ450X5牌坊式轧机、φ350X5牌坊式轧机、φ285X4悬臂轧机、顶交45°无扭高速线材轧机、预水冷箱、轧后水冷箱、夹送辊、吐丝机、斯太尔摩风冷线、P&F线等。
2.3 试制生产对钢坯成分控制及成品力学性能要求 对试制HRB400E热轧带肋钢筋的成分和成品力学性能要求见表1及表2。
表1 试制钢坯的成分要求
牌号 化 学 成 分 % C Si Mn P S HRB400E 0.20～0.25 0.30～0.60 1.05～1.15 ≤0.045 ≤0.045
注：Mn成分在试制前钢坯成分基础降低了0.15%-0.10%。 表2试制热轧带肋钢筋成品的力学性能要求
高速线材生产的质量控制
线材生产的质量控制及缺陷说明书线材的表面要求光洁和不得有妨碍使用的缺陷，即不得有耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等缺陷，允许有局部的压痕、凸块、凹坑，划伤和不严重的麻面。
线材无论直接用于建筑还是深加工成各类制品，其耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等直接影响使用性能的缺陷都是绝对不允许有的。
至于影响表面光洁度的一些缺陷可根据使用要求予以控制，直接用作钢筋的线材表面光洁程度影响不大。
用于冷墩的线材对划伤比较敏感，凸块则影响拉拔。
几种线材表面缺陷的深度限量线材的表面氧化铁皮越少越好，要求氧化铁皮的总量＜10kg/t,控制高价氧化铁皮（Fe2O3、Fe3O4）的生成要严格控制终轧温度、吐丝温度和线材在350℃以上温度停留的时间.冷拉、冷墩用线材的脱碳层要求缩孔、夹杂、分层、过烧等都是不允许存在的缺陷。
热轧盘条的质量控制高速线材轧机生产的热轧盘条的质量通常包括两个方面的内容：一是盘条的尺寸外形，即尺寸精度及外表形貌；二是盘条的内在质量，即化学成分、微观组织和各种性能。
前者主要由盘条轧制技术控制，后者除去轧制技术之外，还严重受上游工序的影响。
任何质量控制都要靠严格的完整的质量保证体系，靠工厂工序的保证能力，靠质量控制系统的科学、准确、及时的测量、分析和反馈。
高速线材轧机是高度自动化的现代轧钢设备，其质量控制概念也必须着眼于全系统的各个质量环节。
为了准确的判断和控制缺陷，首先要把缺陷产生的原因分析清楚，并设法将它控制消灭在最初工序。
缺陷的清理或钢材的判废越早，损失越少。
（一）外形尺寸高速线材轧机精轧机组的精度很高，轧辊质量很好，当速度控制系统灵敏，孔型轧制制度合理，并且调整技术熟练时，它生产的盘条精度可以大大超过老式盘条的精度。
热轧盘条尺寸精度允许的偏差（GB/T14981）（二）表面质量现将高速线材生产过程中，易出现的产品缺陷得特征、产生原因及危害、预防及消除方法及检查判断的依据等进行介绍，有些缺陷因条件不具备未能配备图，在以后的实习及生产过程中再进行补充。
钢材控制轧制和控制冷却
钢材控制轧制和控制冷却（一）姓名：蔡翔班级：材控12学号：钢材控制轧制和控制冷却：控轧控冷是对热轧钢材进行组织性能控制的技术手段，目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材和钢管等钢材生产的各个领域。
控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式，使钢材的强度韧度得以提高。
Abstract: controlled rolling is controlled cooling of hot rolled steel organization performance control technology, has been widely used in the hot rolled strip steel, plate, steel, wire rod and steel pipe and other steel products production fields.Controlled rolling technology of controlled cooling can pass over assaulting a police officer, phase transformation strengthening and so on, to improve the strength of the steel toughness.关键词:宽厚板厂，控制轧制，控制冷却1.引言：控轧控冷技术的发展历史：20世纪之前，人们对金属显微组织已经有了一些早期研究和正确认识，已经观察到钢中的铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。
20世纪代起开始有学者研究轧制温度和变形对材料组织性能的影响，这是人们对钢材组织性能控制的最初尝试，当时人们不仅已经能够使用金相显微镜来观察钢的组织形貌，而且还通过X射线衍射技术的使用加深了对金属微观组织结构的认识。
1980年OLAC层流层装置投产，控轧控冷在板带、棒线材等大面积应用，技术已成熟，理论进展发展迅速。
钢铁的控轧控冷工艺(TMCP)介绍
4.控制轧制的效应
（1）使钢材的强度和低温韧性有较大幅度的改善
控制轧制对细化晶粒有明显的作用，按常规轧制工艺， 铁素体晶粒最好的情况为7～8级，晶粒直径>20m，而 按控制轧制工艺，铁素体晶粒可达12级，其直径可为 5m。仅从这方面就可使钢材的强韧性能得到明显的改 善。
（2）可以充分发挥微量合金元素的作用
5.控制冷却的介绍
➢ 控制冷却存在的主要问题是高冷却速率下材料冷 却不均而发生较大残余应力、甚至翘曲的问题。 例如，作为控制冷却的极限结果，直接淬火的作 用早已为人们所认识。但是，其潜在的能力一直 未得到发挥，原因在于直接淬火条件下冷却均匀 性的问题一直没有得到解决，板形控制一直因扰 着人们。
5.控制冷却的介绍
对于控制冷却，有两个通俗说法:
（1）水是最廉价的合金元素 (可以用水替代合金元素来改变钢材的性能)
控制冷却的理念可以归纳为“水是最廉价的合金元素” 这样一句话。
（2）中国的多数（中板）轧机是世界上最干旱的轧机 (目前我们还没有充分利用好水的作用) －川崎水岛：12000 m3/h，迪林根：14000 m3/h －宝钢2050：14000 m3/h，1580: 13000 m3/h
钢铁的控轧控冷 工艺介绍
知识求索人
目录
1. 何为控轧控冷工艺？ 2. 控轧控冷工艺的优势和应用 3. 控制轧制的类型 4. 控制轧制的效应 5. 控制冷却介绍
1.何为控轧控冷工艺？
➢ 控轧控冷工艺，又称TMCP（Thermo Mechanical Control Process：热机械控制工艺），是将控制轧制和控制冷却 技术结合起来的工艺，该工艺能够进一步提高钢材的强 韧性和获得合理的综合性能，并能够降低合金元素含量 和碳含量，节约贵重的合金元素，降低生产成本。TMCP 是20世纪钢铁业最伟大的成就之一！
控轧控冷技术在钢材生产中的应用
控轧控冷技术在钢材生产中的应用马明珍（辽宁科技大学，材料成型及控制工程）[摘要]：钢材生产的控制轧制、控制冷却及其相结合的TMCP 技术是改善组织和力学性能的重要手段。
控制轧制用于控制奥氏体晶粒大小和形态,控制冷却用于控制相变组织类型，促进了细化晶粒和相变强化。
本文简述了控制轧制和控制冷却在管线材成产、中厚板生产、棒线材生产中的应用。
分析了目前国内TMCP的现状以及发展前景及趋势。
[关键词]：控制轧制；控制冷却；组织；管线材；中厚板；棒线材Application of controlled rolling and controlled cooling in steel production（Institute of equipment manufacturing of Liaoning Technology School,Yingkou,1233010109）Abstract：Medium plate production of controlled rolling and controlled cooling and TMCP of combining technology is important means to improve organization and mechanical properties. Control is used to control the austenite grain size and shape of rolling, controlled cooling is used to control the phase transition of tissue types, promoted the refine the grain size and phase transformation strengthening. This article has summarized the controlled rolling and controlled cooling in the plate to produce, the application of the wire rod, tube, wire production. Analysis of the current domestic status quo and the development prospect and trend of TMCP.Key Words:Controlled rolling; Controlled cooling; Organization; The thick plate; Tube wire; Rod wire1．引言：21世纪80年代以来，高速线材的轧制速度己突破100m/s,由于轧制速度的提高，导致轧件的温升增加，使终轧温度高于1000℃，线材成品表面的氧化铁皮增多、晶粒粗大、钢材的显微组织和机械性能极不均匀。
中高碳钢棒线材的控冷工艺及主要类型(PPT29张)
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施洛曼五种冷却工艺流程
USTB
a－自然冷却；b－低速空气冷却；c－缓慢冷却；d－喷水冷却；e－水池急冷 2019/4/3 1－保温罩；2－冷却罩；3－连续式退火炉；4－水冷池
材料科学与工程学院
University Of Science and Technology Beijing
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4、几种典型的控轧控冷工艺及设备配置
9
（4）棒线材控制冷却的分类
根据轧后控制冷却所得到的钢的组织不同，分 为珠光体型控制冷却、马氏体型控制冷却。
a) 珠光体型控制冷却
对0.600.85%C的高碳钢。 要求：尽量减少铁素体的析出而得到单一的珠 光体组织，最终获得有利于拉拔的索氏体组织。
冷却工艺：轧后由奥氏体化温度急冷至索氏体 相变温度下进行等温转变，其组织可得到索氏体。
USTB
2019/4/3
材料科学与工程学院
University Of Science and Technology Beijing
16
a、Stelmor控冷工艺特点：轧后的线材经两种 不同的冷却介质进行两次冷却即一次水冷，二 次风冷。重点是在风冷段实现对冷却速度的控 制。 b、Stelmor控制冷却法有三种形式，即 标准型冷却; 缓慢型冷却; 延迟型冷却。
第四种型式：用于要求低温收集的钢种，在运输机的后 部加了冷却罩。 第五种型式：主要用于处理奥氏体和铁素体不锈钢。奥 氏体钢（不经水冷）、铁素体钢（经水冷）经过一段空气 冷却后，在一个辊道式连续退火炉内加热并保温，然后在 第二运输带进入水池急冷。
USTB
2019/4/3
材料科学与工程学院
University Of Science and Technology Beijing
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第31卷 第5期金 属 制 品2005年10月
Vol131 No1
5SteelWireProductsOctober2005
图5 方案3组织 ×
500
3
结论
(1)
由60Si2MnA盘条表面脱碳检验结果可以
看出,加热工艺合理。
(2)
3种控制冷却工艺相比,方案3优于方案1
和方案2,所轧盘条组织、性能明显改善。
(3)
经过用户使用证明,安钢现有轧制生产工艺
完全具备60Si2MnA弹簧用盘条生产条件,试轧的部
分产品性能超过进口盘条,但在生产过程中还应进一
步提高轧后控冷工艺的稳定性,确保产品质量。
参考文献
1 丁华,刘雅政,张立芬.工艺参数对60Si2MnA
钢高速线材
相变规律的影响[J].北京科技大学学报
,2001,23(1):28
～
31
(收稿日期:2005-09-12)
作者简介
孙 斌 1971年生,安阳钢铁集团有限责任公司技术中心
轧钢科工程师。
范银平 1965年生,安阳钢铁集团有限责任公司技术中心
轧钢科高级工程师。
巫宝振 1963年生,安阳钢铁集团有限责任公司技术中心
轧钢科工程师。
张全刚 1977年生,安阳钢铁集团有限责任公司技术中心
轧钢科助理工程师。
于爱民 1969年生,安阳钢铁集团有限责任公司技术中心
轧钢科高级工程师。
高速线材生产中的控轧控冷
曹树卫
(安阳钢铁集团有限责任公司 455004)
关键词 高速线材;控制轧制;控制冷却
中图分类号
TG333.6
+
2
1
控制轧制
控制轧制广义地解释为从轧前的加热到最终轧制道次为止的整个轧制过程的控制,即通过全部热轧条件的最优化,人为地调整奥氏体的状态,使其在后续的冷却过程中相变为期望的细晶组织,以得到良好的强度和韧性的加工过程,其操作如图1所示。图1 各种轧制程序的模式线材的控制轧制可以减少脱碳,控制晶粒尺寸,改善钢的冷变形性能,控制抗拉强度及显微组织,取
消热处理,减少氧化铁皮。控制轧制技术的工艺要
求:(1)低温变形可以导致晶粒细化,因此尽可能降
低加热温度,细化开轧前的奥氏体晶粒,一般线材加
热温度为1000～1150℃;(2)调整变形温度是控
制高温奥氏体的重要手段,线材轧制多为全部机架
连续轧制,因此调整空延时间余地很小,最好采用机
架间水冷;(3)在中间温度区(900℃以上)的轧制
道次实现最优化,通过反复再结晶使奥氏体晶粒微
细化;(4)加大奥氏体未再结晶区的累积压下量,增
加奥氏体每单位体积的晶粒界面积和变形带面积。
根据变形温度的不同,控制轧制工艺可分为
3
个阶段:(1)再结晶区变形。又称为Ⅰ型控制轧制
或常规轧制,轧制温度大于950℃,这种类型是在奥
氏体变形过程中和变形后自发产生奥氏体再结晶的
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第5期曹树卫:高速线材生产中的控轧控冷
区域中轧制,一般温度较高,在1000℃以上。奥氏体晶粒因重复发生静态再结晶而细化,奥氏体细化导致铁素体细化,晶粒细化有某一极限值(10～20μm)。(2)未再结晶区变形。又称为Ⅱ型控制轧制或常化轧制,轧制温度为950℃～Ar3,在此区间轧制时钢不发生奥氏体再结晶现象,塑性变形使奥氏体晶粒拉长,晶粒内部出现大量变形带、孪晶和位错,增加形核点,促进奥氏体边界及晶粒内部的形核率和形核速度,可以获得细小均匀块状铁素体晶粒(5～10μm)。(3)(γ+α)两相区变形。又称为Ⅲ型控制轧制或热机轧制,轧制温度小于Ar3,奥氏体产生加工硬化,铁素体产生亚结构,亚结构使强度提高,脆性转变温度降低,晶粒细化(3～5μm)。摩根型精轧机为顶角45°V型结构,由辊箱、废料防护罩和传动箱组成,传动箱通过串联连接的方式连接在驱动电机上,两根传动轴接近底面基础,机组重心下降,增加了机组的稳定性。轧辊箱包括轧辊、导卫和相关的电气元件、油/气润滑、冷却水和液压系统,在机架间设水冷导卫装置,将控制轧制技术引入设备整体设计,增大了轧机轧制能力。2 控制冷却控制冷却的实质是晶粒细化和相变强化,即在控制轧制之后,对奥氏体分解相变温度区进行某种程度的快速冷却,使相变组织细晶化,甚至相变成新的组织,然后再空冷的工艺。线材轧后的冷却方式分为自然冷却和控制冷却[1]。线材轧后控制冷却过程分为3个阶段。(1)一次冷却。从终轧温度开始到奥氏体向铁素体开始转变温度Ar3或二次碳化物开始析出温度Ac范围内的冷却,其目的是控制热变形后的奥氏体状态,阻止奥氏体晶粒长大或碳化物析出,固定由于变形而引起的位错,加大过冷度,降低相变温度,为相变做组织上的准备。一次冷却的开始快冷温度越接近终轧温度,细化奥氏体和增大有效晶界面积的效果越明显。(2)二次冷却。热轧钢材经过一次冷却后,立即进入由奥氏体向铁素体或碳化物析出的相变阶段,在相变过程中控制相变冷却开始温度、冷却速度和停止冷却温度等参数,就能控制相变过程,从而达到控制相变产物形态、结构的目的。(3)三次冷却。相变之后直到室温这一温度区间的冷却。一般钢材相变后多采用空冷,冷却均匀,形成铁素体和珠光体。此外,固溶在铁素体中的过饱和碳化物在慢冷中不断弥散析出,使其沉淀强化。对一些微合金化钢,在相变完成之后仍采用快冷工艺,以阻止碳化物
析出,保持碳化物固溶状态,达到固溶强化的目的。
轧后温度和冷却速度是线材生产质量控制的关
键。钢种成分不同,转变温度、转变时间和组织特征
各不相同,即使是同一钢种只要最终用途不同,所要
求的组织和性能也不尽相同,因此,工艺上对线材控
制冷却提出的基本要求是能够严格控制轧件冷却过
程中各阶段的冷却速度和相变温度,使线材产品既
保证性能要求,又尽可能地减少氧化烧损。其技术
关键:(1)线材产品要求通条性能好,对控制冷却装
置要求较高。(2)对再结晶奥氏体进行水冷效果并
不明显;对未再结晶奥氏体进行水冷,在变形后的奥
氏体晶界面或变形带产生晶核,在奥氏体晶粒内也
会生成铁素体核,产生明显的晶粒细化效果。
(3)
超级钢线材控冷后的组织,为细晶铁素体+分散的
贝氏体的混合组织,强度提高明显。(4)线材以
10
℃/s的冷却速度进行冷却,强度可以明显提高,如
图2所示
[2]
,
韧性可以保持不变。
图2 控制冷却速度对线材性能的影响
3
线材控轧控冷的意义
多条高速线材轧机的引进为改善我国线材产品
结构,提高线材质量做出了重要贡献,但是,能很好
地利用控轧控冷技术生产高碳钢、焊条钢、冷镦钢、
PC
钢棒、非调质钢、快速球化钢及超级钢等优质特
种线材的生产线还不多,部分高品质线材仍须进口。
控轧、控冷工艺的推广,可提高线材产品质量,降低
深加工的成本,促进我国金属制品行业的发展。
参考文献
1 王有铭,李曼云,韦光,等.
钢材的控制轧制和控制冷却
[M].北京:冶金工业出版社,1995.177～182
2 小指军夫.控制轧制控制冷却[M].李伏桃,陈岿译.
北
京:冶金工业出版社,2002.18～
20
(收稿日期 2005-09-02)
作者简介
曹树卫 1976生,工程师,安阳钢铁集团有限责任公司技术
中心综合科科长。
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