控制轧制与控制冷却在线材生产中的作用
30MnSi生产工艺中控轧控冷技术应用
浅谈30MnSi生产工艺中控轧控冷技术的应用摘要:本文介绍了唐银高速线材使用先进的控轧控冷技术,通过合理控制钢的化学成分、加热温度、轧制温度、变形量、变形速度及冷却速度进行生产30mnsi的生产,2010开始生产并取得了良好的效果,赢得了用户的好评。
关键词:控轧控冷 30mnsi 冷却速度工艺流程轧制温度1、前言:30mnsi盘条钢属于预应力钢棒,又称预应力混凝土用钢棒、pc 钢棒等,由于具有高强韧性、低松弛性、与混泥土握裹力强、良好的可焊性、镦锻性、节省材料等特点,随着现代工业和建筑业的发展,已被广泛应用于高强度预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。
市场对建筑基础用pc钢棒的需求量愈来愈大,高强度预应力钢棒用盘条的使用量逐年增加,各大中小型钢铁企业也加大了生产研发的力度[1]。
2、30mnsi盘条的应用前景近几年来,随着我国沿海经济的飞速发展,建筑业发展速猛。
据相关资料2004年全国pc钢棒实际销售量达100多万吨,该钢种具有广阔的市场前景。
由于30mnsi盘条对质量要求比较严格,尤其是对化学成分、钢的纯净度、盘条的表面质量及尺寸[2]。
唐银公司生产的30mnsi盘条规格主要有¢8、¢10、¢12,并严格制定了企业标准。
30mnsi盘条的成功研发,使唐银公司的产品竞争力有了进一步的提高,标着唐银钢厂由生产普钢型向优特钢型转变的目标迈进了一步!3、30mnsi盘条的化学成分:唐银钢铁有限公司高线车间生产的30mnsi热轧盘条产品尺寸精度执行gb/t14981-2009标准,尺寸精度执行c级标准;30mnsi盘条设计的化学成分、力学性能分别与用户签订了相应的技术协议。
4、唐银公司高速线材生产工艺流程及分析唐银公司高速线材生产线是2008年2月投产的国产全连续式高速无扭线材轧钢生产线,全线28架轧机,目前使用最快轧速高达85 m / s。
生产工艺主要设备包括汽化冷却步进梁式加热炉、高压水除鳞、平立交替粗中轧机组、悬臂辊环式预精轧机组、顶交 45°摩根五代重型无扭精轧机组、控制冷却水冷段、测径仪、夹送辊、吐丝机、斯太尔摩风冷辊道、集卷站、p / f钩式运输机等。
棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用
棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用姓名:迟璐全班级:学号:棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用迟璐全材料成型及控制工程12级[摘要]控制轧制(Contorlled Rollign)是在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制,使热朔性变形与固态相变结合,以获得细小晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。
控制冷却(controlled Cooling)是控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。
控制轧制和控制冷却相结合能将热轧钢材的两种强化效果相加,进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合力学性能。
并介绍了棒材轧制过程中控制轧制和控制冷却工艺的特点,金属学理论。
分析了控制轧制和控制冷却工艺对热轧棒材的影响,并提出目前需要研究的问题。
[关键词]热轧棒材控制轧制控制冷却ABSTRACT:Controlled rolling is in the process of hot rolled through the metal heating system, reasonable control of the deformation and temperature, and to integrate the thermal plastic deformation and solid-state phase transformation to obtain fine grain structure, make the excellent comprehensive mechanical properties of steel rolling process. Is controlled cooling after controlled rolling steel cooling speed to achieve the purpose of improving the microstructure and mechanical properties of steel. Controlled rolling and controlled cooling could add those two kinds of reinforcement effect of hot rolling steel, further improve the tenacity of steel and have a reasonable comprehensive,mechanical,properties.Anintroductionwasmadetothefeaturesandmetallo graphicaltheoryofrollingcontrolandcoolingcontrolprocessesduringbarrolling.Theeffects oftherollingcontrolandcoolingcontrolprocessesonthehotrolledbarswereanalyzed.Proble mstoberesearchedatpresentwerealsoputforward.KEY WORDS: hotrolledbars rollingcontrol coolingcontrol1.引言控制轧制和控制冷却技术是近十多年来国内外新发展起来的轧钢生产新技术,受到国际冶金界的重视。
控轧控冷工艺的发展及应用
控轧控冷工艺的发展及应用摘要控轧控冷工艺是把钢坯加热到适宜的温度,轧制时控制变形量和变形温度及轧后按工艺要求来冷却钢材。
控轧主要用于轧制细晶粒结构钢,主要原理是在终轧后当钢板在轧机上运行至“再结晶”完成的温度时,选用合适水冷方式获得理想延展性和韧性。
关键词变形量变形温度再结晶1 前言1.1 控轧控冷就是控制轧制和控制冷却,也叫TMCP(热机械变形轧制)+ACC。
比较适合于低碳微合金钢,特别是Nb、V 、Ti复合的。
1.2 控制轧制:是在调整钢的化学成分的基础上,通过控制加热温度、开轧温度,轧制过程温度、变形制度等工艺参数,控制奥氏体状态和相变产物的组织状态,从而达到控制钢材组织性能的目的.1.3 控制冷却:是通过控制热轧钢材轧后的冷却条件来控制奥氏体组织状态、控制相变条件、控制碳化物析出行为、控制相变后钢的组织和性能。
1.4 TMCP:控制轧制和控制冷却技术结合起来,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,降低生产成本。
通过控轧控冷生产工艺可以使钢板的抗拉强度和屈服强度平均提高约40~60MPa,在低温韧性、焊接性能、节能、降低碳当量、节省合金元素以及冷却均匀性、保持良好板形方面都有无可比拟的优越性。
2 发展历程2.1 控轧控冷工艺主要是用于生产板材的技术。
该技术的核心是在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数,改善钢材的强度、韧性、焊接性能。
2.2 控制轧制工艺主要用于含有微量元素的低碳钢种,钢中常含有铌、钒、钛,其总量一般小于0.1%。
依据《塑性变形和轧制原理》控制轧制的内容是控制轧制参数,包括温度、变形量等,以控制再结晶过程,获得所要求的组织和性能。
根据塑性变形、再结晶和相变条件,控制轧制可分为三阶段,如下所述。
(1)在奥氏体再结晶区控制轧制:适用于轧制低碳优质钢普通碳素钢低合金高强度钢。
(2)在奥氏体未再结晶区控制轧制:适用于轧制含有微量合金元素的低碳钢,如含铌钛钒得低碳钢。
控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用
控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用一、引言型钢是一种重要的金属材料,在建筑、汽车制造、机械制造等领域具有广泛的应用。
为了提高型钢的质量和性能,控制轧制及控制冷却技术被广泛应用于型钢生产中。
这些技术通过精确控制轧制工艺参数和冷却过程,可以有效提高型钢的强度、塑性和表面质量,满足不同领域对型钢材料性能的需求。
二、控制轧制技术的应用1. 调整轧制温度和速度在型钢轧制中,通过调整轧制温度和轧制速度,可以控制晶粒的细化和晶格的取向,从而提高型钢的强度和塑性。
尤其是在热轧过程中,通过精确控制轧制温度和速度,可以有效控制晶粒生长,减少析出相的尺寸,使得型钢的晶粒细化,提高强度和硬度。
2. 控制轧制力和变形量通过精确控制轧制力和变形量,可以有效调整型钢的组织结构和力学性能。
在轧制过程中,通过监测轧辊力和变形量,可以实现对型钢的细微调整,达到提高型钢性能的目的。
在轧制高强度型钢时,通过增加轧制力和变形量,可以有效提高型钢的强度和硬度。
3. 控制轧制辊形状通过选择合适的轧辊形状,可以实现更加精确的型钢轧制。
不同形状的轧辊对型钢的变形和组织结构有着不同的影响,因此通过调整轧辊的形状,可以实现对型钢结构和性能的精细控制。
三、控制冷却技术的应用1. 控制冷却速度在型钢生产中,通过控制冷却速度,可以实现对型钢组织和性能的调整。
在快速冷却条件下,型钢的组织结构更加均匀,晶粒更加细小,从而提高了型钢的强度和韧性。
在慢速冷却条件下,型钢的组织结构更加致密,表面质量更好,适用于高表面质量要求的场合。
2. 控制冷却介质不同的冷却介质对型钢的冷却效果和组织结构有着不同的影响。
通过选择合适的冷却介质,可以实现对型钢组织和性能的精细调控。
对于高强度型钢,可以采用高效的水冷或气体冷却,快速降温,实现对型钢强度和硬度的提高。
3. 控制冷却方式在型钢生产中,采用不同的冷却方式,可以实现对型钢的细微调整。
采用直接水冷或间接水冷,可以分别实现快速和慢速的冷却效果,从而满足不同型钢的冷却需求。
钢材控制轧制和控制冷却技术
2)一道次压下率越大,越易产生变形带,越易获得均匀组织。 )一道次压下率越大,越易产生变形带,越易获得均匀组织。 体晶粒尺寸( ) ⑤、未再结晶区材料强度由固溶强化( σ sh)和F体晶粒尺寸(d) 未再结晶区材料强度由固溶强化( 体晶粒尺寸 等决定。 等决定。
§2控轧控冷理论
3、变形条件对A 变形条件对A
→ P转变的影响
r1的影响
变形使P体转变加速,从而使钢的淬透性变坏。 (1)、变形使P体转变加速,从而使钢的淬透性变坏。 (2)、变形对A 变形对A
§2控轧控冷理论
4、铁素体的变形与再结晶 (1)F体热加工中的组织变化 ①、F体热加工应力—应变曲线 体热加工应力 应变曲线 ②、F体热加工软化方式 ③、亚晶尺寸d 亚晶尺寸d (2)F体在变形间隙时的组织变化 ①、F体发生静态回复和再结晶软化 1)静态再结晶有条件的: > ε s 静态再结晶有条件的: ε 为临界值) (ε s为临界值) 2)影响静态再结晶的因素 ②、F体再结晶晶粒大小
§2控轧控冷理论
(2)位错强化 加工硬化是位错强化的外部表现 (3)沉淀强化 低合金钢中加入微量Nb、 低合金钢中加入微量Nb、V、Ti等元素,可形成碳化物、氮化物或碳氮化 Nb Ti等元素,可形成碳化物、 等元素 物,在轧制时或轧后冷却时,它仍析出 在轧制时或轧后冷却时,它仍析出——第二相沉淀强化 第二相沉淀强化 (4)晶界强化 晶粒越细小,晶界相对越多,晶界对为错的运动的阻力越大。 晶粒越细小,晶界相对越多,晶界对为错的运动的阻力越大。 1 霍尔—佩奇公式: 霍尔 佩奇公式: σ s = σi + Ki D 佩奇公式
控制轧制和控制冷却工艺讲义
控制轧制和控制冷却工艺讲义控制轧制和冷却工艺讲义一、轧制工艺控制1. 轧制温度控制a. 在热轧过程中,轧机和钢坯之间的接触摩擦会产生高温,因此需要控制轧机温度,避免过热。
b. 实时监测轧机温度,根据温度变化调整轧制速度和冷却水量,确保温度适中。
c. 使用专用液体和冷却器进行在线冷却,防止轧机过热引起事故。
2. 轧制力控制a. 测量轧机产生的轧制力,确保轧机施加的压力适中。
b. 监控轧制力的变化,根据钢坯的变形情况调整轧制力,使钢坯的形状和尺寸满足要求。
c. 根据轧制力的大小调整轧制速度,保持稳定的轧制负荷。
3. 轧制速度控制a. 根据不同钢材的特性和规格,调整轧制速度,确保成品钢材的质量和尺寸满足要求。
b. 控制轧制速度的稳定性,避免过快或过慢的轧制速度导致钢材质量不达标。
4. 轧辊调整控制a. 定期检查和调整轧辊的位置和间距,确保钢坯能够顺利通过轧机,避免产生不均匀的轧制力和过度变形。
b. 根据车间实际情况和轧制工艺要求,调整轧辊的工作方式和参数,使轧制过程更加稳定和高效。
二、冷却工艺控制1. 冷却水量控制a. 根据钢材的材质和规格,调整冷却水的流量和压力,确保钢材迅速冷却到所需温度。
b. 监测冷却水流量和温度,根据实时数据调整冷却水量,确保冷却效果和成品钢材的质量。
2. 冷却速度控制a. 根据不同的冷却工艺要求,调整冷却速度,使钢材的组织和性能满足要求。
b. 监控冷却速度的变化,根据实时数据调整冷却速度,确保成品钢材的质量和性能稳定。
3. 冷却方法控制a. 根据钢材的特性和要求,选择合适的冷却方法,如水冷、风冷等。
b. 根据不同冷却方法的特点和效果,调整冷却工艺参数,使冷却效果和成品钢材的质量最优化。
4. 冷却设备维护a. 定期检查和维护冷却设备,确保设备的正常运行和效果良好。
b. 清洗和更换冷却设备中的阻塞、损坏部件,保证冷却水的流量和质量。
以上是对控制轧制和控制冷却工艺的讲义,通过合理的工艺控制和设备维护,能够提高轧制和冷却过程的效率和质量,满足钢材的要求。
钢材的控制轧制和控制冷却
精心整理钢材的控制轧制和控制冷却一、名词解释:1、控制轧制:在热轧过程中通过对金属的加热制度、变形制度、温度制度的合理控制,使热塑性变形与固态相变结合,以获得细小晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能。
2、控制冷却:控制轧后钢材的冷却速度、冷却温度,可采用不同的冷却路径对钢材组织及性能进行调控。
3、形变诱导相变:由于热轧变形的作用,使奥氏体向铁素体转变温度Ar3上升,促进了奥氏体向铁索体的转变。
在奥氏体未再结晶区变形后造成变形带的产生和畸变能的增加,从而影响Ar3温度。
4、形变诱导析出:在变形过程中,由于产生大量位错和畸变能增加,使微量元素析出速度增大。
两相区轧制后的组织中既有由变形未再结晶奥氏体转变的等轴细小铁素体晶粒,还有被变形的细长的铁素体晶粒。
同时在低温区变形促进了含铌、钒、钛等微量合金化钢中碳化物的析出。
5、再结晶临界变形量:在一定的变形速率和变形温度下,发生动态再结晶所必需的最低变形量。
6、二次冷却:相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。
二、填空:1、再结晶的驱动力是储存能,影响其因素可以分为:一类是工艺条件,主要有变形量、变形温度、变形速度。
另一类是材料的内在因素,主要是材料的化学成分和冶金状态。
2、控制冷却主要控制轧后钢材冷却过程的(冷却温度)、(冷却速度)等工艺条件,达到改善钢材组织和性能的目的。
3、固溶体的类型有(间隙式固溶)和(置换式固溶),形成(间隙式)固溶体的溶质元素固溶强化作用更大。
4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同,将控制轧制划分为三个阶段,即奥氏体再结晶型控制轧制、奥氏体未再结晶型控制轧制、在A+F两相区控制轧制。
5、以珠光体为主的中高碳钢,为达到珠光体团直径减小,则要细化奥氏体晶粒,必须采用(奥氏体再结晶)型控制轧制。
6、控制轧制是在热轧过程中通过对金属的(加热制度)、(变形制度)、(温度制度)的合理控制,使热塑性变形与固态相变结合使钢材具有优异的综合力学性能。
线材生产中的控制轧制和控制冷却技术
线材生产中的控制轧制和控制冷却技术线材是现代工业生产中使用频繁的一种材料,它广泛应用于电线电缆、机械制造、建筑材料等行业。
在线材生产过程中,控制轧制和控制冷却技术是关键的环节,它们直接影响着线材的质量、机械性能和用途范围。
一、控制轧制控制轧制是指通过改变轧制变形量、轧制温度、轧制速度、轧制力等因素,控制金属材料的形变和微观组织,达到调整线材力学性能、改善表面质量和优化产品用途的目的。
1、轧制变形量控制轧制变形量是指轧制前后的减压变化,它对线材的力学性能和表面质量有着直接影响。
为了保证线材的质量稳定和合格率,轧制变形量控制必须精准可靠,并考虑到批量变化和轧制型号的特定要求。
目前,国内外的轧制变形量控制采用电液伺服技术,通过实时监测轧制变形量变化,及时控制系统参数的变化,保证线材轧制变形量的稳定。
2、轧制温度控制轧制温度是指线材在轧制时的温度,它对线材的力学性能和表面质量有着重大影响。
过高或过低的温度会导致线材的晶粒过大或过小,从而影响线材的硬度、韧性和塑性等力学性能。
为了提高线材的机械性能和用途范围,轧制温度控制必须准确可靠,并考虑到金属材料的温度敏感性和轧制工艺的特定要求。
目前,国内外的轧制温度控制采用激光测温技术或红外线测温技术,通过实时监测线材温度变化,及时调整轧制温度,保证线材轧制温度的稳定。
3、轧制速度控制轧制速度是指线材在轧制过程中的速度,它对线材的表面质量和机械性能有着直接影响。
过高或过低的轧制速度会导致线材表面的纹路不均匀和线材的硬度、韧性等力学性能下降。
为了提高线材的表面质量和机械性能,轧制速度控制必须准确可靠,并考虑到轧制型号的特定要求。
目前,国内外的轧制速度控制采用伺服电机技术或电磁流体技术,通过实时监测线材的速度变化,及时调整轧制速度,保证线材轧制速度的稳定。
二、控制冷却控制冷却是指针对金属材料在热加工过程中产生的内应力、变形、晶粒长大等现象,通过采用不同的冷却方式和工艺参数,调整金属材料的组织和性能。
CCT控制冷却技术在线材生产中的应用
CCT控制冷却技术在线材生产中的应用摘要:控制冷却技术是轧钢生产的关键技术,受到冶金界的高度重视。
本文对控制轧制和控制冷却的概念、基础理论、分类及其在线材生产中的应用等情况进行了介绍。
并阐述了湘钢大盘卷工艺设计中控制冷却的相关工艺流程,以及DANIELI、SMS先进的控轧控冷技术在湘钢大盘卷的应用状况。
并对生产过程中控轧控冷技术关键和存在问题进行了分析讨论。
关键词:控制冷却技术CCT 在线离线软件温度机械性能高速线材生产的控制冷却技术,是利用轧材余热进行热处理的技术,也称在线热处理。
是直接关系到产品力学性能及其均匀性的关键工艺,已经成为现代轧钢技术领域中的一项新技术,它不但充分挖掘了钢材的潜力,大幅度地提高了钢材的综合性能,简化了生产工艺,提高了生产效率,同时也节约了能源和昂贵的合金元素,给冶金工业和社会带来了巨大的经济效益。
已成为目前新型钢铁行业的主要发展趋势。
湘钢大盘卷生产线是湘钢为适应钢铁市场对高档次机械类用钢的需求,结合产品结构调整,新建的一条现代化的大盘卷与高速线材复合生产线。
生产钢种以冷镦钢为主,以优质碳素和合金结构钢;焊接用钢;弹簧钢;易切削钢;帘线钢;出口材等为辅,生产工艺技术优越,引进了低温轧制技术和DANIELI、SMSMeer先进的控轧控冷技术,以及CCT 在线/离线系统,实现了控冷程序编制时的产品性能模拟计算,生产过程轧线各点温度的实时控制,以及成品性能反馈后的控冷程序优化。
全线装备有9个水冷箱以及步进梁式保温线和备有冷却风机和保温罩的散卷风冷运输线,以及在线温度控制系统,多点的温度控制,准确控制轧件在轧机机组内的温升,可以实现低温轧制和细晶轧制,根据各钢种冷却工艺,可以实现对不同钢种采用不同的冷却工艺,对提高产品的内部组织和性能具有重要作用,为生产高性能的线棒材提供了技术和质量保障。
1 湘钢大盘卷生产线介绍湘钢大盘卷生产线采用大盘卷和高速线材复合配置的方式,扩大了产品品种,增加了生产的灵活性和市场适应能力;可以生产Φ5~Φ25的线材和Φ16~Φ52的盘卷;对于Φ16~Φ25的产品,既可以通过盘卷线生产,也可以通过高线生产线生产。
线材生产中的控制轧制和控制冷却技术
应采用轧后快速冷却。因为如果轧后慢冷 , 则变形奥氏体 晶粒将在冷却过程中长大 , 相变后得 到粗 大的铁 素体组 织。由于冷却缓慢 , 由奥 氏体转变的珠光体粗大, 片层 问 距加厚。这种组织的力学性能较低 。对于低温终轧的线 材 , LG 终 ̄ u奥氏体处于未再结晶温度 区域 , , 由于变形影响 温度提高, 终轧后奥氏体很快就相变 , 形成铁素体。这
着重叙述 了线材 生产 中控制轧制和控制冷却技术的机理、 特点 、 、 用及斯 太尔摩冷却 工艺。 方式 应
关键词 :线材 生产 中图分类号 :l T ̄l 控制轧制 控制冷却 斯 太尔摩冷却工 艺 (0 10 08 0 2 1 )2— 07— 5 文献标识码 : A 文章编号 :02一 10  ̄
a p iain o o told r l n d C n r l d c o i g tc nq e a d semo o t l d c oi g tc n l gc lp o e s a e man y d — p l t fC n r l ol g a o t l o l e h iu n tl r C n r l o ln e h o o ia r c s r il e c o e i n oe n oe s rb d c e. i
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。
自动控轧控冷系统在棒材生产线的应用
自动控轧控冷系统在棒材生产线的应用杨宇桥张永(山东石横特钢有限公司,山东肥城271612)应用科技蹄5要]随着国家淘汰落后产能步伐的加大,降低生产成本提高钢材}生能的控轧控冷技术应用前景将十分广阔。
自动控轧控冷技术在当前已得到快速发展,用这种方法生产的钢铁产品已经得到广泛应用。
法键词]控轧控冷;电气自动化;棒材控轧控冷和热处理技术是现代轧钢生产中节约能源、提高产品竞争能力的新技术和新工艺,也是将轧制工程学、塑性加工理论、金属材料学、传热学和流体力学等学科结合为一体的一门新学科,是金属压力加工专业的前沿技术。
控轧控冷广泛应用于各种带钢、中厚板、宽厚板的生产实践中,但目前国内大量的棒线材生产线在设计时定位较低,仅考虑普通的圆钢或螺纹钢生产,不具备控轧控冷工艺条件。
有不少棒线材生产线已经自主研发出控轧控冷的生产工艺,但是开始也往往缺少完善的检测和控制技术,造成钢材性能不稳定、可控性差、不合格品多等等现象,因此采用自动控轧控冷系统是棒材生产线的发展趋势。
1控轧控冷的工艺流程和技术原理控轧是指在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制,使塑性变形和固态相变相结合,以获得细小晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能的轧制工艺。
控冷是指控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的热处理技术。
将控制轧制和控制冷却这两种强化手段相结合能够进一步提高钢材的强韧性,并获得良好的综合力学性能。
控轧控冷的主要工艺流程为:钢坯加热一粗、中轧轧制——精轧控制——{L后冷却。
11钢坯加热.在炉内加热使钢坯温度均匀性达标的,要尽量缩短高温停留时间,避免形成过于粗大奥氏体晶粒。
由于一些合金元素对奥氏体化临界温度起到很大作用,因此温度制度的确定必须与钢种相结合。
/J、型棒线材生产中一般要求钢坯出炉温度不低于950。
C。
12粗、中{L车L制一般粗中轧采用常规轧制工艺体晶粒反复轧制、再结晶使之细化,终组织晶粒细化做好;隹备。
控轧与控冷
控轧与控冷一:名词解释控制轧制:是指在热轧过程中通加热制度,变形制度,温度制度的合理控制,使钢材具有优异综合理学性能的轧制新工艺。
控制冷却:是指控制轧后钢材的冷却速度达到改善组织和性能的目的。
金属强化:通过合金化,塑性变形,和热处理等手段提高金属材料的强度。
韧性:材料在断裂前在塑性变形和裂纹扩展时吸收能量的能力。
铁素体:铁或其内固溶体有一种或数种其他元素形成的体心立方固溶体。
奥氏体:γ铁内固溶有碳和其他元素的面立方固溶体。
贝氏体:钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度一下,马氏体转变温度以上这一中间温度区间,转变而成的有铁素体及其内分布着弥散的碳化物形成的亚稳定结构。
IF钢:又称无间隙,由于C,N含量低,在加入一定量TI,Nb使钢背固定成碳化物,氮化物或者碳氮化物,从而使钢无间隙存在。
不锈钢:在腐蚀介质中有良好的耐腐蚀性的钢。
双相钢:由马氏体或奥氏体基本两相组织构成的钢。
再结晶:经冷塑性变形的金属超过一定加热温度时,通过形核长大形成等轴晶粒无畸变新晶粒过程。
在线常化:在热轧无缝钢生产中,在轧管延伸工序后,将钢管按常化处理要求冷却到某一温度后,再进行加热炉生产,然后进行减轻轧制,按照一定冷却速度冷却至常温。
1·控制轧制与普通轧制的区别答:可以充分发挥微量元素的作用起沉淀强化,细化晶粒的作用;提高钢的强度的同时题干钢的韧性;降低了终轧温度,采用较低的卷曲温度,课消除或减少板卷头部,中部和尾部的强度差;采用低温大压下细化低碳钢的铁素体晶粒,提高强韧性。
2·控制冷却的目的答:节约冷床面积;防止或减轻转型材的翘曲和弯曲;降低残余应力;提高型材的力学性能及改善组织状态,简化生产工艺。
3·影响材料强韧性的因素答:化学成分;气体夹杂物;晶粒尺寸;沉淀析出;形变;相变组织等的影响。
其中气体夹杂物对韧性有害,晶粒越小,材料韧性越好。
4·提高材料强韧性的措施答:晶粒细化;冶炼:采用真空搅拌,减少有害成分;控扎:使形变强化,提高材料强韧性;热处理:阻止晶粒长大,使晶粒细化,提高强韧性。
控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用
控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用一、导言在当今工业领域中,钢铁工业一直扮演着不可或缺的角色。
而型钢作为钢铁产品中的重要一员,其质量和性能的提升一直是企业和行业追求的目标。
控制轧制及控制冷却技术作为一种重要的生产工艺,对型钢的生产和性能提升具有重要意义。
本文将从控制轧制和控制冷却技术在型钢生产中的基本原理、关键技术和应用实例等方面展开探讨,旨在深入了解这一主题的重要性和具体应用。
二、控制轧制技术控制轧制技术是指钢铁生产中利用先进的控制系统和设备,对轧制过程中的参数进行精确控制,以获得高质量、高性能的型钢产品的一种技术。
这项技术最早应用于薄板生产领域,后来逐步在型钢生产中得到推广和应用。
1. 温度控制:在轧制过程中,控制轧制技术可以通过对钢坯的温度进行精确调控,以保证轧制过程中的塑性变形性能,从而得到均匀、细腻的晶粒结构。
2. 形状控制:利用控制轧制技术可以对轧制过程中的轧辊、模具等设备进行精确控制,获得符合设计要求的型钢截面形状和尺寸精度。
3. 轧制力控制:控制轧制技术可以实现对轧制力的实时监测和调节,避免轧制过程中的过度变形,并保证产品的尺寸和形状精度。
三、控制冷却技术控制冷却技术是指在型钢生产过程中,通过对冷却过程的控制,使钢材在冷却过程中获得理想的组织和性能。
这项技术的应用可以有效提高型钢的强度、韧性和耐磨性等性能,同时降低产品的变形和裂纹率。
1. 冷却介质控制:通过选择不同的冷却介质和控制冷却速度,可以使型钢获得不同的组织和性能,如马氏体组织、贝氏体组织等,从而满足不同领域对型钢性能的要求。
2. 温度控制:在控制冷却技术中,对冷却过程中的温度进行精确控制,可以有效控制组织相变,并获得理想的力学性能,如强度、韧性等。
3. 冷却速度控制:通过对型钢冷却速度进行控制,可以获得不同的组织和性能,如快速冷却可以获得细小的组织和高强度,而缓慢冷却则可以得到较好的塑性和韧性。
四、控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用实例1. 控制轧制技术在型钢生产中的应用:某钢铁企业引进了先进的控制轧制系统和设备,通过对轧制过程中的温度、形状和轧制力等参数进行精确控制,生产出了高精度、高强度的型钢产品,受到了市场的广泛认可。
控制轧制和控制冷却技术期末复习资料
控制轧制:是在热轧过程中,通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数,控制奥氏体状态和相变产物的组织状态,从而达到控制钢材组织性能的目的。
控制冷却:是控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。
钢的强化机制:固溶强化、位错强化、晶界强化、沉淀强化、亚晶强化、相变强化等1固溶强化(机制晶格畸变、气团效应):溶质原子溶入基体金属使材料强度增加的现象,间隙式固溶强化使强度↑,但塑性↓、韧性↓;置换式固溶强化强化效果小,但对塑性、韧性影响不大。
2形变强化:在塑性变形中,随变形程度↑,基体强度↑的现象。
机理:变形量ε↑,位错密度ρ↑,位错的移动阻力↑,强化↑。
3细晶强化(晶界强化)随晶粒细化,基体强度上升的现象。
本质:晶界对位错运动的阻碍作用。
晶界处:原子排列不规则,杂质多,存在大量晶格缺陷。
晶界强化能同时提高材料的强度和韧性。
4沉淀强化与弥散强化(析出强化):第二相微粒从过饱和固溶体中沉淀析出使材料强度↑的现象。
5亚晶强化:实质:位错密度增高。
亚晶因动态、静态回复形成,亚晶本身是位错墙。
6相变强化:实质:马氏体强化,马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
碳原子固溶强化是马氏体最基本的强化机制。
随着时效时间的延长,材料的强度出现连续下降现象,是什么原因?随着时效时间的延长,强度将连续下降。
这是因为颗粒长大,颗粒间距加大的原故。
因此对沉淀强化析出的质点应具有尽可能小的溶解度和很小的凝聚性。
也就是说能在各种温度下保持稳定。
结构钢中的碳化物、氮化物和碳氮化物在实际使用中能满足这些要求。
韧性(又名韧度):是材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力,它是强度和塑性的综合表现。
因此可以用材料在塑性变形和断裂全过程中吸收能量的多少来表示韧性的高低。
应力应变:现在与开始相比。
真应力应变:短时间内的相比。
奥氏体热加工的真应力-真应变曲线:第一阶段(加工硬化):当塑性变形小时,随着变形量增加变形抗力增加,直到达到最大值。
CCT控制冷却技术在线材生产中的应用
。 。
工 业 技 术
CCT控 制 冷 却技 术在 线材 生产 中的应 用
欧 阳建 明 罗辉 辉 ( 湖南华 菱湘 潭钢 铁有 限公司 ( 材厂 ) 湖 南湘 潭棒
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摘 要 : 制冷 却技 术是轧 钢 生产 的关键技 术 , 控 受到 冶金界 的 高度 重视 。 文对控 制轧 制和控 制冷 却 的概念 、 础理论 、 类及其 在 线 本 基 分 材生产 中的应 用等情况进行 了 绍 。 阐述 了相钢 大盘卷工 艺设计 中控 制冷 却的相关工 艺流程 , 介 并 以及D N E lS S A I L ,M 先进 的控轧控冷技术在 湘钢 大盘卷的应 用状况 。 并对生 产过 程 中控 轧控冷技 术关键和 存在 问题进 行 了分 析讨论 。 关键词 : 制冷 却技术 C T 在线 离线软件 温度 机械性 能 控 C 中图分 类号 : F T 1 文 献标 识码 : A 文 章编 号 : 6 7 1 2 l ) 5c一 1 8 0 l 7 -3 9 ( 0 10 () 0 — 3 2 2
fo r m t e h me a l r y f c o y. i a tc e i e a d s r p i n t lu g a t r Th s r il g v s e c i to o b sc h o y, l s i y nd p lc to o Th C n r l f a i t e r c a s f a a p i a i n f e o t o Co ln Te hn l g oi g c oo y i l n b r n w i e o f e d. n a s g v s a d s r p i n f t e e i n, h a p ia i n f d a c d o t o c o i g e h i u f r n o g a a d r r d i l a d l o i e e c i to o h d sg t e p lc t o o a v n e c n r l o ln t c n q e o m
中厚钢板的生产中控轧控冷工艺
中厚钢板的生产中控轧控冷工艺引言中厚钢板是一种常用的钢材产品,广泛应用于建筑、制造业等领域。
在中厚钢板的生产过程中,控制轧控冷工艺对于产品质量至关重要。
本文将介绍中厚钢板的生产中控轧控冷工艺,并详细说明其中的关键步骤和注意事项。
轧制工艺中厚钢板的轧制工艺包括粗轧和精轧两个阶段。
粗轧粗轧是将原始钢坯进行初步塑性变形的阶段。
粗轧的目标是将钢坯变形成中间产物,称为中间轧件。
在粗轧过程中,通常采用辊道传动和液压装置来实现钢坯的塑性变形。
粗轧的主要参数包括轧制温度、轧制速度和轧制压力。
在中厚钢板的粗轧过程中,通常采用温度控制的方式来保证轧制温度在适宜的范围内。
轧制温度过高会导致钢板变形过快和质量下降,而轧制温度过低则会增加轧制能力和能耗。
因此,在粗轧过程中,需要根据具体情况控制轧制温度。
粗轧的轧制速度和轧制压力也是影响产品质量的重要因素。
过高的轧制速度会导致轧件表面质量下降,过低的轧制速度则会降低生产效率。
轧制压力的大小会直接影响轧制力和轧制间隙,从而影响钢坯的变形能力和成形质量。
因此,在粗轧阶段,需要合理控制轧制速度和轧制压力。
精轧精轧是将中间轧件进行细致加工的阶段。
在精轧过程中,主要采用辊道传动和液压装置来实现钢板的塑性变形。
精轧的主要参数包括轧制温度、轧制速度、轧制压力和轧制间隙。
与粗轧类似,精轧的轧制温度需要控制在适宜的范围内。
轧制速度和轧制压力的控制也是影响产品质量的关键因素。
在精轧过程中,需要根据具体产品的要求和实际情况,合理调整轧制速度和轧制压力,以保证产品的成形质量和表面质量。
冷工艺冷工艺是中厚钢板生产过程中的关键环节。
冷工艺主要包括冷卷和退火两个阶段。
冷卷冷卷是将轧制后的钢板进行冷加工的过程。
冷卷的目标是提高钢板的强度和硬度,并改善其机械性能。
在冷卷过程中,通常采用冷卷机进行操作,通过调整卷取张力和卷取速度来实现钢板的冷加工。
冷卷的主要参数包括冷卷张力、冷卷速度和冷卷厚度。
冷卷张力的大小对钢板的机械性能和表面质量有着重要影响。
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控制轧制与控制冷却在线材生产中的作用卜安思(大连理工大学材料成型及控制工程10级)[摘要]控制轧制、控制冷却是80年代国际重大轧钢新技术,在线材生产中具有重要作用,合理制定控轧控冷工艺就能改善线材的组织和性能。
并阐述了控制轧制和控制冷却的机理,控轧控冷技术的冶金学原理,线材控制轧制和控制冷却的方式及特点以及线材控制轧制和控制冷却的目的。
具有广阔的前景和重大战略意义。
[关键词] 控制轧制;控制冷却;线材生产Abstract:Control rolling and cooling is a new technology in the 80 time, and it has an important role in the production of online material. It can improve the structure and properties of the wire rod by setting the control cooling technology. The mechanism of controlled rolling and controlled cooling and the control principle, metallurgy rolling and cooling technology, wire rolling control and cooling control methods and characteristics and purpose of wire controlled rolling and controlled cooling. Has broad prospects and great strategic significance.Key Words:Controlled rolling;Control cooling;Wire rod production1引言控制轧制是在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制,使热塑性变形与固态相变结合,以获得细小晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。
控制冷却是控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。
单纯的控制轧制或控制冷却以及将二者结合在一起的技术称为TMCP。
通过科学合理的控制扎制和控制冷却工艺,可以使线材的强度和低温韧性有较大的改善,同时节省能源并使生产工艺简化,可以充分发挥合金元素的作用。
通过控制扎制之后的控制冷却,可以对冷却过程的相变进行控制,实现相变强化、细晶强化及沉淀强化等多种强化机制的有效结合,进一步提高钢材的综合使用性能[1- 2]。
2控轧控冷技术的冶金学原理2.1钢的强化机理及对韧性的影响钢的强化机理主要有:固溶强化、析出强化、位错强化、细晶强化(晶界强化、亚晶强化)、相变强化等。
固溶强化,通过添加C,Mn,Si,Ni等合金元素来获得。
通过添加Nb,V,Ti微合金元素及采用控制轧制工艺可实现细晶强化、析出强化、位错强化。
在采用强化手段提高钢的强度的同时,还必须考虑到强化手段对钢韧性的影响。
通常固溶强化(Ni元素除外)、析出强化、位错强化的结果导致脆性转变温度升高;而细晶强化使脆性转变温度下降。
因此通过控轧工艺以获得细小铁素体晶粒及采用奥氏体和铁素体两相区轧制获得铁素体亚晶组织,在提高钢的强度的同时,又可以降低脆性转变温度。
加入Nb,Ti微合金元素后,由于析出强化使屈服强度上升,同时脆性转变温度也上升。
当采用控轧工艺后,细晶强化与析出强化共存,使屈服强度上升,脆性转变温度下降,即提高了钢的强韧性。
V微合金元素细晶强化不明显,对改善钢的韧性不利,一般需与Nb组合使用,发挥V的析出强化和Nb的细晶强化的综合使用,以改善钢的强韧性。
钢中第二相组织的存在,对脆性转变温度有不利影响,因而尽可能降低其体积比或细化第二相组织使其均匀分布。
综合上述,细晶强化是提高钢强韧性的最佳手段。
2.2获得细小铁素体晶粒的途径——三阶段控制轧制原理图1给出了多种控制轧制工艺与相变后组织之间的对应关系。
如上所述,细晶强化可获得高的强韧性,它可通过奥氏体再结晶区域控轧、奥氏体未再结晶区域控轧、奥氏体和铁素体两相区控轧来获得细小铁素体晶粒。
图1各温度区域轧制后相变终了组织示意图[3]2.2.1奥氏体再结晶区域轧制(≥950℃)在奥氏体再结晶区域轧制时,轧件在轧机变形区内发生动态回复和不完全再结晶。
在两道次之间的间隙时间内,完成静态回复和静态再结晶。
加热后获得的奥氏体晶粒随着反复轧制——再结晶而逐渐变细。
图中第Ⅰ阶段,由于轧件温度较高,奥氏体再结晶在短时间内完成且迅速长大,未见明显的晶粒细小。
随着轧制温度的降低,轧制道次的增多(即:再结晶次数的增多),在低温再结晶区域(图中第Ⅱ阶段)轧制时,晶粒细化效果明显,强化作用充分体现出来,相变后的组织为细小等轴的铁素体晶粒和珠光体组织。
2.2.2奥氏体未再结晶区域轧制(<950℃~Ar3)在奥氏体未再结晶区域(图中第Ⅲ阶段)轧制时,由于轧后的奥氏体不产生再结晶,因此随着轧制道次的增加,变形奥氏体晶粒沿轧制方向逐渐拉长,且在变形奥氏体晶粒中形成大量的变形带和位错。
变形奥氏体的晶界、变形带及位错等处是铁素体形核部位。
随着变形量的增大,变形带数量增多,而且分布更均匀。
另外奥氏体晶粒被拉长后,将阻碍铁素体晶粒的长大,因而相变后可获得更加细小的铁素体及珠光体组织。
对于微合金钢而言,微合金元素的碳氮化合物在相变时,优先在奥氏体晶界、变形带、位错处析出,从而阻碍铁素体、珠光体晶粒的长大。
2.2.3奥氏体和铁素体两相区轧制(<Ar3)在(γ+α)两相区(图中第Ⅳ阶段)高温区域轧制一定的道次,达到一定累积变形量,未相变的变形奥氏体由于变形而继续被拉长。
同时晶粒内形成的变形带及位错,在这些部位形成新的等轴铁素体晶粒。
而先析出的铁素体晶粒,由于塑性变形在晶粒内部形成大量的位错,并经回复形成亚晶结构。
这些亚晶结构使钢的强度提高,脆性转变温度降低[4]。
经(γ+α)两相区轧制后,室温条件下金相组织较复杂,通常为由极细小的等轴铁素体、拉长的铁素体、具有亚晶结构的变形铁素体、极细小的珠光体组成的混合组织。
两相区轧制使相变后组织更加细小,同时产生了位错强化及亚晶强化,从而进一步提高了钢的强度和韧性。
2.3控制冷却的强韧性机理尽管控制轧制能有效地改善钢材的性能,但由于热变形因素的影响,使得钢的相变温度(Ar3)提高,致使铁素体在较高温度下析出,在空冷过程中铁素体晶粒长大,从而使控制轧制效果受到限制。
因此,控制轧制必须配合加速冷却(即:控制冷却)工艺,降低相变温度,进一步细化铁素体及珠光体组织,同时使Nb,Ti,V微合金元素的碳氮化合物更加弥散析出,进一步提高析出强化效应。
当冷却速度达到一定值时,轧后加速冷却得到的相变组织从铁素体和珠光体组织变成更细小的铁素体和贝氏体组织,贝氏体量随着冷却速度加快而增加,且生成的贝氏体组织极细,从而使钢板强度进一步提高。
体现钢韧性指标的脆性转变温度受多种因素影响。
晶粒细化使脆性转变温度降低,而析出强化效应增强,珠光体和贝氏体的体积分量增加,使脆性转变温度升高。
加速冷却后最终脆性转变温度是降低还是升高,取决于上述两方面因素的综合作用结果。
只要合理选取加速冷却工艺,能在提高钢的强度的同时,维持高的韧性指标。
3控制轧制和控制冷却的机理线材的控轧控冷实质上是通过控制轧制工艺参数和轧后冷却参数来控制钢材的相变点和组织形态以生产出满足人们需要的钢种。
3.1控制轧制机理热塑性变形过程中或变形之后的钢组织的再结晶在控制轧制中起决定作用,奥氏体晶粒的细化是控制轧制的基础。
热变形从形变的角度考虑是降低变形抗力和提高钢的塑性变形能力。
从组织控制的角度考虑是:完成钢的奥氏体组织的控制;在一定的奥氏体组织条件下进行形变,通过对形变条件的控制,实现对变形过程中组织的控制为相变做组织准备;控制相变过程,以获得要求的组织和性能。
不同的相变前的奥氏体组织,相变后组织就会不同,性能就不同。
奥氏体化条件不同、形变条件的不同,热变形过程中会出现不同的动态回复过程(动态回复、动态再结晶)、静态回复过程(静态回复、静态再结晶),而不同的回复过程会形成各种热变形条件下钢的组织变化[3- 5]。
3.2控制冷却机理高温终轧的线材,轧后处于奥氏体完全再结晶状态,应采用轧后快速冷却。
因为如果轧后慢冷,则变形奥氏体晶粒将在冷却过程中长大,相变后得到粗大的铁素体组织。
由于冷却缓慢,由奥氏体转变的珠光体粗大,片层间距加厚。
这种组织的力学性能较低。
对于低温终轧的线材,终轧时奥氏体处于未再结晶温度区域,由于变形影响Ar3温度提高,终轧后奥氏体很快就相变,形成铁素体。
这种在高温下形成的铁素体长大速度很快。
如果轧后采用慢冷,铁素体就有足够长大时间,到常温时就会形成较粗大的铁素体,从而降低了控制轧制细化晶粒的效果。
轧后快冷实质上是控制轧制后细化了的变形奥氏体组织。
经过快速冷却,相变组织相应变化,钢中析出物的大小、数量、析出部位发生变化,从而使钢材的强韧性得以提高。
对于高碳钢和高碳合金钢轧制后控制冷却的机理则是防止变形后奥氏体晶粒长大,降低以致阻止网状碳化物的析出量和降低级别,减少珠光体球团尺寸,改善珠光体形貌和片层间距,从而改善钢材的性能[5- 7]。
4线材控制轧制和控制冷却的方式及特点4.1控制轧制的方式及特点线材为了获得高强度、高韧性的综合性能,可以采用不同的控制轧制工艺来达到。
根据热扎过程中变形奥氏体的再结晶状态不同,相变机制不同,将其划分为四个阶段,图2描述了四个阶段的组织变化情况[8-10]。
图2 控轧控冷工艺的四个阶段第一阶段为再结晶奥氏体(γ)区域轧制(约950℃以上)。
在高温轧制后急速进行再结晶,此阶段将因加热而粗化的奥氏体晶粒经反复轧制一再结晶进行细化,再结晶区轧制是通过再结晶进行奥氏体晶粒的细化,此阶段中奥氏体的进一步细化较为困难,它是控制轧制的准备阶段。
第二阶段是未再结晶奥氏体区域轧制(约950℃~Ar3之间)。
随着轧制温度的下降,奥氏体再结晶被抑制,仍保持加工硬化状态。
随着压下量的增加,奥氏体晶粒伸长,同时晶粒内有大量形变带和位错。
这是控制轧制最重要的阶段。
第三阶段是在(γ+α)两相区轧制(约Ar3以下)。
在此区轧制时,未相变的奥氏体晶粒更加伸长,同时,晶粒内形成了形变带及位错,在这些部位形成新的等轴铁素体晶粒。
先析出的铁素体晶粒由于塑性变形,在晶粒内部形成大量的位错,经回复形成亚晶结构。
这些亚晶结构使钢的强度提高,韧脆转变温度降低。
两相区轧制使相变后的组织更加细小,同时产生了位错强化及亚晶强化,从而进一步提高了钢的强度和韧性。