CCT控制冷却技术在线材生产中的应用
cct曲线连续冷却产物
cct曲线连续冷却产物
摘要：
一、CCT曲线的概念
二、连续冷却的原理
三、CCT曲线的应用领域
四、CCT曲线在我国的研究现状
五、未来发展趋势与展望
正文：
CCT曲线，全称为Continuous Cooling Transformation Curve，中文意为连续冷却转变曲线，是描述金属材料在不同冷却速率下发生相变的过程的曲线。
CCT曲线在金属材料的热处理过程中具有重要的指导意义，能够预测金属材料的组织结构和性能。
连续冷却是一种重要的冷却方式，通过在金属材料加热至一定温度后，以一定的冷却速率进行冷却，使其在连续冷却过程中发生相变。
连续冷却转变曲线记录了在不同冷却速率下，金属材料的相变开始温度、转变完成温度以及相变产物等参数。
CCT曲线广泛应用于钢铁、合金等金属材料的热处理过程。
通过CCT曲线，可以指导生产过程中冷却方式的选择，优化金属材料的组织和性能，提高金属材料的使用寿命和可靠性。
此外，CCT曲线在材料科学研究、机械制造、航空航天等领域也有着广泛的应用。
在我国，CCT曲线的研究始于上世纪80年代，经过几十年的发展，我国
在CCT曲线的理论研究和实际应用方面取得了一定的成果。
目前，我国已经制定了一系列关于CCT曲线的国家和行业标准，为金属材料的热处理提供了技术支持。
未来，随着材料科学研究的不断深入，CCT曲线在金属材料热处理领域的应用将更加广泛。
同时，随着计算机模拟技术的发展，CCT曲线的计算和预测将更加精确，有助于进一步提升金属材料的性能和使用寿命。
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。
辙叉用贝氏体钢CCT曲线的测定及其 对生产实践的指导
辙叉是铁路轨道结构的关键部件之一，在使用过程中受到巨大的交变冲击载荷和接触应力作用，易产生疲劳裂纹，导致剥离掉块等伤损。
传统的高锰钢辙叉存在内部铸造缺陷，初始硬度低，使用初期不耐磨等问题，整体使用寿命不高。
而贝氏体钢强度高，具有良好的强韧性、耐磨性和抗接触疲劳性，是制造辙叉的理想材料之一[1,2]。
近年来随着贝氏体相变理论的不断成熟，国内外道岔市场逐步开始采用贝氏体合金钢来制造固定型辙叉中的心轨和翼轨，并表现出非常好的使用效果；但目前贝氏体钢辙叉面临的主要问题是质量不稳定，实际使用过程中寿命离散度较大，这主要是由于辙叉生产过程中热处理工艺控制不合适导致。
为了进一步优化贝氏体辙叉钢的热处理工艺，提高贝氏体钢辙叉质量及其稳定性，实验中利用Gleeble-3800热模拟机对目前在线使用的一种典型贝氏体辙叉钢进行CCT 曲线的测定和绘制，并基于测定的CCT 曲线优化产品热处理工艺，使辙叉产品的性能及质量得到显著提升。
1 实验材料与方法1.1 实验材料实验材料的化学成分（重量百分数，wt.%）见表1。
表1 测试材料化学成分合金元素C Cr Mn Si Mo Ni V 含量（wt.%）0.25 1.3 1.6 1.50.40.250.11.2 CCT曲线测试方法作者简介：王磊（1986-）,男,陕西榆林人,本科,工程师,研究方向：铁路道岔、辙叉制造技术。
辙叉用贝氏体钢CCT 曲线的测定及其对生产实践的指导王 磊1,王 浩2（1.中铁宝桥集团有限公司,陕西 宝鸡 721006;2. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安 710049）摘 要：实验利用Gleeble-3800热模拟机测定辙叉用贝氏体钢在不同冷速下的连续冷却转变膨胀曲线，根据曲线上的拐点确定相变点；再利用金相显微镜观察不同冷却速度下试样的金相组织，判断各相变点的相变类型，绘制连续冷却转变曲线（CCT 曲线）。
并利用测得的CCT 曲线优化热处理冷却工艺，辙叉产品性能稳定性及实际使用寿命得到显著提升。
cct热处理曲线
cct热处理曲线（原创实用版）目录T 热处理曲线简介T 热处理曲线的作用T 热处理曲线的优缺点T 热处理曲线的应用实例正文一、CCT 热处理曲线简介CCT 热处理曲线，全称为连续冷却转变热处理曲线，是一种描述钢材在连续冷却过程中组织转变规律的温度 - 时间曲线。
在这个曲线中，横坐标代表时间，纵坐标代表温度，曲线上的各个点则表示钢材在不同时间所经历的不同温度。
通过 CCT 热处理曲线，我们可以了解钢材在连续冷却过程中的相变规律，为热处理工艺提供理论依据。
二、CCT 热处理曲线的作用CCT 热处理曲线在钢材热处理中有着非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：1.预测组织转变：通过 CCT 热处理曲线，可以预测钢材在连续冷却过程中经历的各种相变，如珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变等。
这有助于我们了解钢材在不同阶段的组织形态，为优化热处理工艺提供依据。
2.制定热处理工艺：CCT 热处理曲线可以帮助我们确定合适的冷却速度和冷却方式，以实现所需的组织结构和性能。
此外，通过分析 CCT 热处理曲线，我们还可以评估热处理过程中可能出现的问题，如裂纹、变形等，从而提前采取相应措施。
3.分析热处理结果：通过观察 CCT 热处理曲线，可以分析热处理结果是否达到预期目标。
如果发现曲线与预期不符，可以及时调整热处理工艺，以确保最终得到理想的组织结构和性能。
三、CCT 热处理曲线的优缺点CCT 热处理曲线在实际应用中有一定的优缺点：优点：1.可预测钢材在连续冷却过程中的组织转变，为热处理工艺提供理论依据。
2.有助于优化热处理工艺，提高钢材的性能和质量。
3.可以分析热处理结果，为进一步改进热处理工艺提供参考。
缺点：1.受钢材成分、冷却条件等因素影响，CCT 热处理曲线具有一定的不确定性。
2.分析 CCT 热处理曲线需要一定的理论知识和实践经验，对技术人员要求较高。
四、CCT 热处理曲线的应用实例CCT 热处理曲线广泛应用于钢铁、汽车、航空航天等行业，以下是一个应用实例：某企业生产一种高强度、高韧性的汽车用钢，需要通过热处理实现所需的组织结构和性能。
中高碳钢棒线材的控冷工艺及主要类型
中高碳钢棒线材的控冷工艺及主要类型中高碳钢棒线材是一种具有高强度、高硬度和高耐磨性能的金属材料，广泛应用于机械制造、汽车制造和船舶建造等领域。
为了保证其性能达标，需要对其进行控冷处理。
控冷工艺包括退火、正火和淬火。
各种工艺具有不同的特点和适用范围。
退火是中高碳钢棒线材的常见控冷工艺之一。
通过加热钢材至临界温度，保持一段时间后，缓慢冷却至室温。
退火工艺可以消除内部应力，改善钢材的塑性和韧性。
适用于中高碳钢棒线材的加工硬化材料。
正火是另一种常见的控冷工艺。
将中高碳钢棒线材加热至适宜的温度，保温一段时间后，以较快的速度冷却。
正火可以增加钢材的硬度和强度，适用于需要提高材料的耐磨性能的情况。
但同时也会降低材料的塑性和韧性。
淬火是中高碳钢棒线材控冷工艺中的一种特殊方法。
将钢材加热至适宜温度，保温一段时间后，迅速浸入冷却介质中，如水或油中。
淬火可以使钢材迅速冷却，并形成马氏体组织，从而使钢材具有高硬度和高强度。
但与此同时，会造成内部应力较大，易产生裂纹。
因此，在采用淬火工艺时，需要进行适当的回火处理。
根据不同的控冷工艺，中高碳钢棒线材可以分为退火线材、正火线材和淬火线材三种主要类型。
退火线材具有较好的塑性和韧性，适用于一些需要较高延展性的场合。
正火线材具有较高的硬度和强度，适用于一些需要耐磨性的场合。
淬火线材具有最高的硬度和强度，适用于一些对材料性能要求较高的场合。
总之，中高碳钢棒线材的控冷工艺包括退火、正火和淬火。
不同的工艺具有不同的特点和适用范围。
根据不同的控冷工艺，中高碳钢棒线材可以分为退火线材、正火线材和淬火线材三种主要类型。
合理选择和控制控冷工艺，可以使中高碳钢棒线材达到理想的性能要求。
在中高碳钢棒线材的控冷工艺中，退火是一种常见且重要的处理方法。
退火的目的是通过改变钢材的组织结构，消除内部应力，提高韧性和塑性，同时减少硬度。
退火的工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度等。
加热温度是退火过程中的关键参数之一。
控制冷却技术在H型钢生产中的应用
制 冷 却方 式 应该 是 ， 控 冷 区仅 对腿 部外 侧 在 的Ｒ 进 行 快速 的冷 却 ， 面 安装 多 个 喷嘴 ， 部 侧
３ ２ ７ 雾 冷却 ． ｋ
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其 优 点是 ，可 以提 高产 品 的屈 服 强度
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图２ 喷嘴布置示意 图
控 制 冷却 方 式采 用 气雾 冷 却， 冷却 区 在 会 产 生 比较 多 的水 雾， 使Ｅ ＇ 不直 接 与冷 即 ｆ ｑ － 却 水接 触 也会 有 较 火 的温 降 。控冷 时 ， 了 为 防止在 冷－ Ｒ部 （ ￣ Ｉ ］ 轧件 的边 腰 结合部 ）的 同 时加快 腰 部温 降的速 度 ， 从腿 的外侧 对 需要 Ｒ部 进 行 快速 的 冷 却 ， 对 腿 内侧 的Ｒ部 及 而 腰 部和 腿部均 采 用较低 的冷却 强度 。 然在 虽 出冷却 段 时各 部位 （ 主要 是 Ｒ ）温 差较 火 ， 部 但 在 随 后 的 空冷 过 程 中， 内部 的热 量 会 Ｒ部
冷床 面 积来 提 高冷床 冷 却能 力 ， 从而 也增 加
了投 资。 因此 在水 冷技 术在 型钢 生产 中应 片 ｊ
还 不成 熟 的时候 ， 们想 到 了风冷 。风冷 即 人
钢越 来越 受 到 关注 和 重 视， 已广 泛应 用 于 高 层建 筑 、桥梁 等大 型］ 程 。 二
控 制 冷却 技 术 是 热 轧 生 产 线 必 不 可少
控制冷却技 术在 Ｈ 型钢 生产 中的应用
朱 凤泉 摘 要 ：介 了 目前 比较 成 熟 的 Ｈ 型钢 控 制冷却 技 术 ，为我 国 开发 Ｈ 型钢 新产 品提 供技
术 借 鉴。 关 键词 ：Ｈ 型钢 ；控制 冷却 ；水冷
3Cr_1Mo_14V钢的CCT图
(3)
24
《金属热处理》2000 年第 9 期
计算结果为 Bs = 482 ℃。这与我们测定的在获得完全贝氏体 组织时 Bs 点的结果相近 。
在 CCT 图中 ,先共析铁素体 + 珠光体转变区显著右移 , 且与贝氏体转变区完全分开 ,这和钢中加入合金元素有关 。 钢中加入 Cr 、Mo 、V 、B 等合金元素可推迟先共析铁素体和珠 光体转变 ,特别是 B ,由于 B 在晶界处的偏聚 ,可强烈的阻碍 先共析铁素体的形核 ,提高钢的淬透性[6 ] 。Mo2B 还可以提高 先共析铁素体 + 珠光体转变温度 ,降低贝氏体的转变温度[6 ] , 因此使先共析铁素体 + 珠光体区与贝氏体区完全分开 。Mo2 B 的复合加入还可使贝氏体转变区左移 ,从而扩大贝氏体转 变的冷却速度范围 。另外 ,从公式 (1) 、(3) 中可以看出 ,碳及 合金元素均降低 Ms 点和 Bs 点 ,而合金元素对 Bs 点的降低作 用大于对 Ms 点的作用 ,从而导致贝氏体转变的温度范围变 得窄而扁平 。
作者简介 :张乐欣 (1969 —) ,女 (汉) ,内蒙哲盟人 ,硕士学位 ,工程师 , 主要从事大锻件材料及热处理工艺研究工作 ,发表论文 8 篇 ,曾获机 械部科技进步二等奖 。联系电话 :033528057047 收稿日期 :1999209204
现象[1 ,2 ] 。发生氢蚀时材料并不减薄 ,气泡和裂纹在内部形 成并扩展 ,使钢的强度降低到很低的水平 ,在高压气体的作用 下可能发生突然爆炸 ,导致恶性事故的发生 。因此 ,提高材料 的抗氢蚀性能是保证设备安全的关键 。目前 ,国内临氢容器 用钢主要为 2Cr21Mo 系列钢 。然而 ,随设备的大型化和服役 条件越来越苛刻 ,对材料的性能的要求也越来越高 ,对千吨级 大型厚壁临氢容器 ,此类钢已不能满足要求 ,开发新型抗氢材 料是大型临氢设备国产化的关键课题之一 。本工作测定了大 型临氢容器用 3Cr21Mo21/ 4V 钢的 CCT 曲线 ,为该钢的实际
cct曲线连续冷却产物
cct曲线连续冷却产物摘要：T 曲线的定义和作用2.连续冷却产物的定义和特点T 曲线对连续冷却产物的影响4.结论正文：一、CCT 曲线的定义和作用CCT 曲线，全称为Continuous Cooling Transformation 曲线，即连续冷却转变曲线，是一种描述金属材料在连续冷却过程中组织转变规律的曲线。
CCT 曲线通过实验测定，可以帮助我们了解金属材料在不同温度和冷却速度下的组织变化，对于预测和控制金属材料的性能具有重要意义。
二、连续冷却产物的定义和特点连续冷却产物是指金属材料在连续冷却过程中形成的组织结构。
这种组织结构通常具有以下特点：首先，由于连续冷却过程中温度的变化，组织结构中的相变产物会在不同的温度下形成；其次，连续冷却产物的形态和性能受到冷却速度的影响，冷却速度越快，产物的形态和性能变化越明显。
三、CCT 曲线对连续冷却产物的影响CCT 曲线对连续冷却产物的影响主要体现在以下几个方面：T 曲线可以预测连续冷却产物的形态。
通过CCT 曲线，我们可以了解在不同温度和冷却速度下，金属材料会形成什么样的组织结构。
T 曲线可以指导控制连续冷却产物的性能。
通过对CCT 曲线的研究，我们可以找到优化金属材料性能的方法，比如通过改变冷却速度或温度来调节组织结构，从而改善金属材料的性能。
T 曲线有助于分析金属材料的失效机制。
在某些应用场景下，金属材料可能会因为组织结构的变化而失效，通过分析CCT 曲线，我们可以了解这种失效机制，并采取相应的措施进行改善。
四、结论CCT 曲线是研究金属材料连续冷却过程中组织转变的重要工具，它可以帮助我们预测和控制连续冷却产物的形态和性能，对于优化金属材料的性能和应用具有重要意义。
100143孙伟健-控制轧制和控制冷却技术在高速线材生产上的应用课件
控制轧制和控制冷却技术在高速线材生产中的应用摘要：介绍了线材控制轧制和控制冷却工艺的理论基础及其目的，控制轧制和控制冷却在高速线材生产过程中各个环节的应用特点及发展趋势，控制扎制和控制冷却技术是直接关系到产品力学性能及其均匀性的关键工艺。
采用控制轧制和控制冷却技术增加了产品的附加值，同时实现了生产节能。
在我国新建的高速线材车间得到了广泛的采用。
关键词：高速线材；控制轧制控制冷却；理论基础；特点一、前言20世纪60年代以来，国外出现无扭轧制新技术使得线材轧机终轧速度大大提高，单盘卷重也随之增加，导致了卷线机与高速度轧制和大卷重无法相适应的矛盾。
另外，由于轧制速度的提高，终轧温度高于1000℃，若仍在精轧后直接卷取，则出现氧化铁皮增多，晶粒粗大，机械性能不均匀等问题。
为此开发出了控制轧制和控制冷却技术，可使线材轧后的冷却速度和进程因钢种、规格及最终产品性能不同而不同，减少氧化铁皮的生成，改善线材的机械性能和拉拔性能。
高速线材控制轧制和控制冷却技术，也被称为在线热处理，是直接关系到最终产品力学性能及其均匀性的关键工艺。
对提高线材的社会经济效益和促进金属制品生产发展，开拓线材使用的新领域起到良好的作用。
二、线材控制轧制和控制冷却的目的线材热轧有两个目的：首先是热轧成形，满足尺寸、规格要求，达到轧机的生产能力；其次是控制钢材的组织和性能。
前者是由轧机特点、产品的孔型系统、轧制工艺而决定的。
而钢材的组织性能是通过钢的成分调整、控制轧制和控制冷却来达到的。
线材控制轧制的工艺是选择合适的化学成分，控制加热温度、各阶段的轧制温度及变形量，以获得所要求的组织和性能。
线材的控制冷却是控制轧后各段的冷却温度及冷却速度，及不同的冷却方法，以得到所要求的组织和性能。
三、线材控制轧制和控制冷却的理论基础（一）钢材的强化机理控制轧制的目的主要是提高钢材的强韧性。
钢材的强化机理主要有：固溶强化、析出强化、位错强化及晶粒细化强化等。
钢材轧后控制冷却
Ⅲ：吐丝后面加保温罩，罩内可装烧嘴进行加热保温。
适合某些需要缓冷的钢种。
Ⅳ：在运输机的后部加了冷却罩。适用于要求低温收集的钢种。
Ⅴ：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，然后进入水池急冷。主要用于处理奥氏体（不经水
冷 ）和铁素体（经水冷）不锈钢。
1
１．控制冷却的理论基础是什么？请画出共析钢的 CCT曲线并分析之．
四．施劳曼法 斯太尔摩法：侧重二次风冷 施劳曼法： 强调在水冷区控制冷却，在运输机上 自然冷却
工艺特点： ①改进了水冷装置，强化了水冷能力，简化二次冷却
段的控制，降低生产费用。 ②采用水平锥螺管式成圈器，成圈后的线圈可立着进
行水平移动，冷却均匀，易于散热。
主要优点： 由于是自然冷却，使得二次冷却过程基本不受车
1
7.2 轧后快速冷却工艺参数对钢材强韧性的影响
铁素体晶粒粗细
珠光体片层间距大小
贝氏体量的多少
碳、氮化物的析出量 ---------钢的强韧性
1. 轧后冷却速度的影响
2. 轧件冷却速度=(轧件开冷温度-轧件终冷温度 )
3.
/冷却时间
中厚钢板 V冷过高→钢板心部与表面温差↑→ 应力↑→产生表面裂纹→冲击韧性↓
１）水冷段：T终℃＝1040～1080 ℃ 水冷区急冷后：750～850℃ 全长 30～40m，由2～3个水箱组成。每两个水箱 之间用一段6～10m无水冷的导槽隔开——恢复段。
恢复段目的：① 使线材表面和芯部温度差趋于一致 ② 防止线材表面形成马氏体组织
水冷区控制冷却的目的：延迟晶粒长大 限制氧化铁皮形成 接近相变温度
板厚H↑ 最大V冷↓
2. 轧后开冷温度的影响 3. T开℃尽量接近T终轧℃ 4. 原因: 3. 轧后终冷温度的影响 4. T终冷℃------控制冷却中很重要的控制指标 5. 与设备冷却能力、冷却区长度、轧件移动 6. 速度有关
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。
快速控制冷却(ACC)系统在济钢中厚板的改进与应用
３ Ｃ Ａ Ｃ系统存在 的问题 与解决措施
３１ 存 在 问题 ．
（） １由于精 轧机对 辊道控 制采 用的是 电压反 馈 ， 而 Ａ Ｃ系统 对 辊 道 速 度 的数 据 采 集 是 现场 实 际速 Ｃ 度 ， 系统差 值较 大 ， 远不 能满 足设计 要求 的小 于 两 远
给定（ 通过精轧机完成）冷却器流量调节等功能。 、 仪 表 Ｐ Ｃ控制系统主要 完成喷水流量和空气流量的 Ｌ
中国分类号 ：Ｇ ３ ． １ Ｔ ３ ５５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ ６）４ ０ ２ — ２ １０ — ６ ０ ２ ０ ０ —０ ２ ０
１ 概
述
控制 、 水温控制 、 扫描式高温计的数据采集等功能。
二级 自动 化 主要 完 成 Ａ Ｃ控制 系统 的 模型 过 程 控 Ｃ 制与计算 、 轧制工 艺的计算 机数据 通讯等功 能 。 实现 Ａ Ｃ控制 系统一级 自动化 接到精 轧机轧 制任务 Ｃ 结 束信 号后 ， 过精轧机 一级 自动化 ＳＭＡ Ｙ 通 Ｉ Ｄ ＮＤ将
线实现通讯 ，由 ｓ －３０ Ｌ ７ ０Ｐ Ｃ的中 Ｃ ３ ３ Ｐ４ 模块与精 轧机西门子一级 自动化系统中的全数字 、多处理器
ＳＭ Ｄ ＮＤ框 架 中的 Ｓ５ 模 块 完成 。二 级 自动化 ＩＡ Ｙ Ｓ２ 包 括两 台人机界 面 、 １台编程 器 、 １台服务 器 、 １台打
图 １ Ａ Ｃ系统 控制 原理 Ｃ
印机等设备 ， 通过工业以太网 Ｉ ｅ ｅ Ｔ Ｐ Ｐ与精 ｎ ｒ ｔ Ｃ／ ｔｎ Ｉ 轧机二级服务器进行通讯。 分别控制第一冷却区、 第 二冷却区及反喷和测喷装置。 级 自动化 电气 Ｐ Ｃ控制系统 主要完成钢板 Ｌ 头尾跟踪 、 过程的顺序 自 动控制、 Ｃ Ａ Ｃ区域辊道速度
气雾控制冷却技术在H型钢生产中的应用
产 品性 能 有 所 下 降 。在 精 轧 机 组后 加设 气 雾 冷 却 装 置 后 ， 轧件 温 度 在 短 时 间 内大 幅 下 降 ， 而 提 使 从 高 了产 品 的性能 。表 １ 为控冷 前后 产 品力学 性能 比 较（ 控冷 前 性 能 为使 用气 雾 冷却 装 置 前 ５ 月 产 品 个
轧后气雾冷却设置使轧件在短时间 内大幅度 降温 ， 不仅能够细化晶粒 ， 提高产品组织性能 ， 而且 使 轧件 断 面组织 均匀 ， 而得 到 均匀 的断 面力 学性 进
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作者简 介 ： 魏鹏 ， ，９ １ 男 １８ 年生 ，０ ２ ２ ０ 年毕业 于辽宁科技大学金属压 力加工 专业 。现 为莱 钢型钢厂 中型轧钢 车间主任 ， 工程 师 ， 从事工 艺技术及质量控 制工作。
所要求 性能 的关键 。
直 从 风 冷调 节 到 水 冷 ； 使 用 的型 钢 范 围广 ； 可 每
个 喷 嘴可 单独 控制 水流 量 大小 ， 嘴 的角度 也可 根 喷
据型钢 的形状调 节 。
３ 控制冷 却 的效果
经 过控 冷段 的大幅 降温 ， 件上 冷床 后不 需要 轧
再 进行 风机 吹拂强 制 降温 ， 省原用 于 冷床 的 ７ 台 节 ０
每个 喷 嘴均 由独立 的阀 门控 制水 量 ， 同时在 喷嘴 上 分别 设置 压缩 空气 管路 和 高压水 管 路 ， 高压水 由高 位 水 箱 供 水 。冷 却 水 在 喷射 过 程 中 由压 缩 空 气 打 散 成 气 雾 以增 大 冷 却 效 果 ， 现 Ｈ型 钢 的快 速 降 实 温 。气雾 控制 冷却 装置 的特 点是 冷却 速度 快 ， 约 节 冷床 面积 ， 却 均 匀 ， 决 了采 取 其 他冷 却 方 式 产 冷 解 生 的腰 部 积水 问题 ； 却 速 度 可调 节 范 围 大 ， 以 冷 可
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
４１ ０ １ １） １
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
钢材轧后控制冷却
Ⅲ：吐丝后面加保温罩，罩内可装烧嘴进行加热保温。
适合某些需要缓冷的钢种。
Ⅳ：在运输机的后部加了冷却罩。适用于要求低温收集的钢种。
Ⅴ：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，然后进入水池急冷。主要用于处理奥氏体（不经水
冷 ）和铁素体（经水冷）不锈钢。
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１．控制冷却的理论基础是什么？请画出共析钢的 CCT曲线并分析之．
3
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三．斯太尔摩法 １．类型
此控冷工艺是由加拿大斯太尔柯钢铁公司和美国摩 根设计建筑公司于１９６４年联合提出的。该冷却线 在世界上投产的已有二百多条。 线材轧后经两次冷却：一次水冷，一次风冷 根据运输机的结构和状态不同冷却线的风冷段分三种 形式：
１）标准型 线材轧后先水冷，根据钢种和用途不同，线材冷却
１）水冷段：T终℃＝1040～1080 ℃ 水冷区急冷后：750～850℃ 全长 30～40m，由2～3个水箱组成。每两个水箱 之间用一段6～10m无水冷的导槽隔开——恢复段。
恢复段目的：① 使线材表面和芯部温度差趋于一致 ② 防止线材表面形成马氏体组织
水冷区控制冷却的目的：延迟晶粒长大 限制氧化铁皮形成 接近相变温度
钢材轧后控制冷却
7.1 CCT曲线及转变产物
控制冷却的理论基础：过冷奥氏体连续冷却转变曲线
（ CCT曲线）
图9-1为共析钢的CCT曲线
1
CC’：转变中止线
奥氏体分解停止，余下部分到更低温度转变为
马氏体
CC’：转变中止线
V＜V C ’
P
V＞V C M＋Ar
VC’＜V＜V C
P＋M＋Ar
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图9-2为转变温度和 转变产物与冷却速度 的关系图
控冷工艺在高速线材生产中的应用
斯太尔摩控冷工艺在高速线材生产中的应用秦国庆李连诗李兆铨北京科技大学唐山钢铁集团公司摘要:介绍了唐钢高速线材厂生产工艺流程,对斯太尔摩控制冷却工艺特点、工艺参数及工艺应用进行了分析介绍。
关键词:高速线材, 控制冷却, 生产工艺1.概况13mm盘卷,φ5.5mm---φ唐钢高速线材厂是引进的具有八十年代国际装备水平的线材生产线。
该生产线轧制速度为90m/s,最高可达108m/s,产品规格为12mm 螺纹盘卷。
该厂主要生产工艺流程如下:φ10mm---φ210精轧机----三段水冷箱水冷----夹送辊夹送----吐丝机吐丝----斯太尔摩风冷辊道风冷----剪尾----集卷筒集卷----运卷小车运卷、卸卷----P/F线运输----剪头、检查----打包机打包----电子称称重----卸卷----入库φ300预精轧机(机架间有立活套)----预水冷----3#切头飞剪、转向器----侧活套----废品卡断剪----10*φ400中轧机----2#切头、切废飞剪----6*φ500粗轧机----1#切头、切废飞剪----5*φ连铸坯(135mm*135mm)----步进加热炉加热----出炉----夹送、废品或事故卡断剪----4*2.控制冷却工艺特点线材轧后的控制冷却是整个线材生产中产品质量控制的重要手段之一,它对线材成品的内部组织、力学性能及二次氧化均有重要的影响。
控制冷却的实质是利用轧件轧后的轧制余热,以一定的控制手段控制其冷却速度,从而获得所需要的组织和性能,以达到提高产品质量的目的。
1964年,加拿大斯太尔柯钢铁公司和美国摩根公司联合研制的高速线材轧机,首次采用了线材散卷控制冷却工艺,称之为斯太尔摩控制冷却方法。
这是线材生产发展史上的重大技术革命之一,并在世界高速线材轧机控冷线上得到了广泛的应用。
斯太尔摩控冷工艺有三种类型:(1)标准型:采用标准型冷却时,从精轧机出来的线材以压力水进行快速冷却,根据不同的钢种和用途将线材冷却到接近相变的开始温度(760--900℃),冷却后的线材经吐丝机形成线环状,呈散卷状叠放在运输机上,线卷在运输过程中鼓风进行散卷冷却。
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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。
湘钢大盘卷在利用控制冷却技术方面,具有如下工艺和设备优势。
全线共有9个水箱,盘卷线4个,均为达涅利设计,控冷系统由达涅利整体引进,能够自动控制、自动调温,能满足各钢种的控冷要求;高线部分配备有5个水箱,为实现高速线材热机轧制提供了条件。
并且,盘卷线4个水箱和高线四/五号水箱都配备了多通道设计,可以根据所过轧件的尺寸进行合理选用,大大提高了设备的冷却能力,充分保证了轧件的冷却效果。
LCC风冷线由SMS设计,国内制造。
风冷线长度118m,配备有16台大风量风机(156000Nm3/h)和48个可开闭式保温罩,在控冷方式上具有高度灵活性,具备快速冷却和缓慢冷却等功能,能满足不同钢种的控制冷却需求。
可以起到细化内部晶粒,改善产品表面质量,提高产品工艺性能,简化或取代产品离线热处理的效果。
2 大盘卷CCT在线/离线控制冷却系统介绍大盘卷引进了德国SMSMeer公司的CCT离线、在线控制系统:离线系统用于在轧制之前核算模拟轧件在轧制过程在中的温度和全面的参数研究,以及可根据生产需要,在线下模拟制定出符合要求的控冷程序,并精确计算出所得到的钢材的微观组织和机械性能,在线系统用于生产时的精确控制,在线、离线系统的配合使用,加快了产品开发的速度,为新品种的开发和生产提供了有效的保障。
2.1 CCT离线/在线系统的控制原理和控制方式在线控冷技术附带有一个在线数据库服务器(MySQL或Interbase),它能预先把离线控冷技术的冷却程序保存起来,在线控冷技术再把它们转换给数据库,HMI通过可视化的方式存取数据和显示冷却程序,在HMI上选择冷却程序并点击确定按钮后,冷却程序数据将由HMI在OPC-Server上写入等价的变量值。
CCT在线与离线系统的数据转换和连接如图1所示。
CCT在线系统可以采用三种模式对轧线温度进行控制。
(1)自动模式:操作人员从CCT-Offline中将控冷程序直接传输到CCT－online系统中,并通过HMI直接从数据库内选出所需要的程序,闭环控制系统通过控冷调节系统对轧线温度进行控制和实时调节。
(2)半自动模式:若没有合适的控冷程序可以选择,操作人员可以在HMI中给出各控制点的参考温度,系统将通过自动调节水箱的方式来确保控制温度达到设定值。
(3)手动模式:对生产常规品种,或是对温度比较敏感的钢种,如易切削钢等,为了避免头部温度过低造成的开花头堆钢,操作人员可以人工控制各点的冷却水压力和水嘴数量。
2.2 CCT离线控制系统及应用CCT-离线技术的目的是在轧制过程中提供模拟温度控制。
结合材料的模拟TTT图,可以描述出预期的微观组织结构,同时能预知该材料的机械性能。
CCT离线系统在生产控制上具有如下技术优势:快速制定冷却程序;减少轧制测试次数;修正和优化已有的冷却程序;快速响应客户需求;便于研究材料缺陷(如产生的马氏体沉淀物和心部聚变);定性评定轧制变量等。
在CCT离线系统中,我们可以对生产钢种的详细工艺参数进行编辑和修订,包括,轧制规格,工艺路线,钢种化学成分,开轧温度,精轧前温度,吐丝温度,风冷线冷却方式,终轧速度,钢坯重量等,在提供以下参数的前提下,该软件可以自动计算出一套合理的控制冷却方法,包括需要使用哪些水箱,各个水箱所需要开启的水嘴数量,和水压使用压力及流量等全部信息,在该软件中,还可以充分考虑环境温度和水温等因素对冷却效果的影响,排除了气候条件等因素对钢材性能的影响。
在提供相关的输入数据后,该软件还可以直接模拟绘制出生产钢种的TTT曲线图表(时间(time),温度(temperature),转换(transformation))。
如果设定的钢种的冷却曲线符合该钢种的性能要求,即可以进行程序的模拟,在模拟后,软件可以显示出在不同时间里,钢坯的温度变化情况,并且软件用不同的颜色模拟出钢坯横截面上不同地方的温度情况,(如心部温度、平均温度、表面温度),如图2所示为Φ6.5m mXY1215温度曲线。
在模拟后的图表中,我们可以快速得到控制冷却后材料的微观组织情况和机械性能情况,如:Φ18.0规格ML30CrMo,在一定冷却速度下,我们模拟后得出的机械性能和微观组织情况如图3。
结合图3和软件计算可以得知,当KOCKS后4#水箱温度在867.6℃,集卷温度为817.5℃时,在上述冷却条件下,所得到的材料的微观组织和性能如下。
微观组织:铁素体45.8%,珠光体54.2%。
机械性能:屈服强度457MPa,抗拉强度667MPa。
根据该软件,可以模拟出我们想要得到的金相组织及性能参数,从而编制理想的控制冷却程序,满足产品要求。
2.3 CCT在线控制系统及应用CCT在线系统(CCTOnlinesystem)包括一个单独的基于Window-XP操作系统的ibaLogic软件PLC。
系统通过LAN连接到局域网(TCP/IP协议),通过Profibus连接到现有的PLC系统。
控冷在线技术针对于轧制温度采用闭环温度控制。
根据材料的相关知识和由控冷离线技术所提供的产品伺服控制参数,通过快速的PROFIBUS界面,自动为冷却水箱提供必要的参数调整(如水的压力和冷却管数目等),可以迅速可靠地达到目标。
CCT系统程序设定的原理为:根据输入的控冷程序计算要开启水箱的水咀个数和压力,投入使用的初始值为计算值,再根据实际的温度情况调节压力,直至压力达到6bar,若温度仍比设定高,则开启下一个水嘴,如此直到温度达到想要的值。
CCT在线控制系统的温度控制有以下三种设置方式。
(1)持续开关且持续压力控制:CCT-Online将会在轧制一支钢过程中都会开关不同的水嘴,冷却水压力在轧制时始终都保持稳定而合适。
这个功能在轧件的头部和尾部温差很大的时候使用。
对于闭环控制系统,这可能是CCT-Online系统达到正确的温度控制点的最快的模式。
(2)每支钢开关且持续压力控制:若在轧件的头部和尾部温差不是很大的情况下,在这个轧制过程中都持续调整的方法将被取消。
这保证轧制过程中始终使用固定的冷却水水嘴。
如果在使用当前的水嘴,温度达不到要求的温度,CCT-Online将会在轧制间隙时间中自动打开一个额外的水嘴。
冷却水压力在轧制过程中持续的保持恒定。
因需要利用轧制间隙进行调整,故该方式需要一个时间段才能达到正确的工作温度点。
(3)每支钢开关且每支钢压力控制:它是一种比较传统的控制方法,在轧制间隙时间内,同时对水压和水嘴数量进行调节。
冷却条件在整支钢的轧制过程中都是相同的。
这需要花相对较长的时间来找工作温度点。
3 CCT在线控制的应用难点及相关对策目前,大盘卷投产以来,各设备功能日趋完善,但因各种原因,CCT 在线控制冷却技术的普遍应用目前还存在以下难题。
(1)由于钢坯质量不稳定,在同等控制冷却条件下,较难获得相同质量的钢材性能,部分钢种为维持质量稳定,必须在其中添加一定的合金元素,如X82B加V或Cr元素,45#钢提高Mn含量等。
(2)生产线平面布局受场地限制,轧线恢复段较长,轧制过程中温降大,对温度控制具有一定的影响。
(3)精轧前高温计温度信息反馈过程中,存在一定的信号衰减,对同一条件下,钢坯温度显示值比实际测量值要低40℃～80℃,并且整支钢间的温度显示值跳动大,约有80℃～100℃,进精轧的温度不好控制。
(4)减定径后水箱在小规格中使用受限。
若减定径后水箱因轧制线不对正,会导致小通道无法正常使用;如轧制线采用大通道,钢在导槽导管内摆动较大,如遇水压波动,极易造成堆钢,而CCT在线系统对温度的调节,有可能在一支钢内所使用的冷却水嘴数量和冷却水压力都不尽相同,在轧制小规格时,如投入自动控制,极可能堆钢。
基于以上原因:我们分析若需要正常稳定的使用CCT控制系统来进行轧制过程中的控制冷却,还需要考虑如下问题。
(1)高温计的准确性:由于CCT系统对水箱的控制主要是根据高温计所反馈的温度来进行调节,故高温计的准确程度严重影响温度控制的正常性。
(2)对轧线水箱的控制阀进行恢复确认,确保实现自动控制;同时,应尽量减小水箱实际压力与设定压力之间的偏差。
(3)确保轧制规格按原设计通道选用,对小规格而言,冷却能力相对大规格来讲,明显要低些,若水箱不能使用标准通道,在设定控冷程序时必须要考虑冷却能力p[2] 蔡丹.82B钢热轧及控冷过程中组织演变计算机模拟,2003.[3] 钟浩,宋诚,李春峰,等.帘线钢轧制工艺优化改进.山东冶金,2009(5).[4] 曹树卫,孙汝林,赵贤平.高碳钢C72DA线材质量影响因素分析与控制[J].中国冶金,2010(10).[5] 朱敏,蒋跃东,徐光,等.胎圈钢丝用线材连续冷却转变行为[J].武钢技术,2010(4).。