轧钢控制冷却工艺
控轧控冷1
控制轧制与控制冷却
奥氏体状态控制 奥氏体状态： 晶粒尺寸：大？小？
奥氏体状态：蓄积能量
内含能量：高？低？ 内部缺陷：多？少？
铁素体、珠光体相变 贝氏体相变 马氏体相变 铁素体、贝氏体相变
相变方向 奥氏体相变条件的控制（阀门） 冷却条件的控制：冷却速度、 开始冷却温度、终止冷却温度、 冷却模式
TMCP的特征
微合金化元素在钢中的主要作用
1.2 控轧控冷强韧化机理
对钢的性能要求越来越高，不仅要求具有高的强度，并且要 具有良好的塑韧性、低的韧脆转变温度以及优异的加工性能 （焊接性能、冷成形性能等）。除对钢材性能的全面要求提 高之外，在钢材的使用上，不断要求降低材料用量、减少工 艺环节、削减生产成本。 在钢材应用上，其室温屈服强度σs、抗拉强度和韧脆转变温 度TC 是钢材的几项基本的力学性能指标。 在大多数条件下σs 和TC是设计选材的最基本标准。因此， 提高钢的σs和降低TC 一直是钢铁材料研究和开发的重点。
1.3 传统TMCP工艺的三个阶段
（1）奥氏体再结晶区变形阶段 t≥950℃ 对加热时粗化的奥氏体晶粒 反复进行轧制并反复再结晶 后使之得到细化 （2）奥氏体未再结晶区变形阶 2 段 t＝950℃ r3 950℃~A 奥氏体晶粒沿轧制方向伸长、 压扁，晶内产生形变带，这 种加工硬化状态的奥氏体具 有促进铁素体相变形核作用 （3）奥氏体＋铁素体两相区变 形阶段 t<Ar3 相变后为大角度晶粒和亚晶 粒的混合组织 图1 TMCP工艺的三阶段及其组织变化
通常研究的结构材料在室温工作条件下， 通常研究的结构材料在室温工作条件下，最需要考 虑的是屈服强度和断裂强度。 虑的是屈服强度和断裂强度。
屈服强度 σb≥σk 脆性材料 脆性材料的强度 通常以σ 通常以σk表示 断裂强度 σb≤σk 塑性材料 塑性材料的强度 通常以σ 通常以σb表示
热轧带钢技术论文（2）
热轧带钢技术论文(2)热轧带钢技术论文篇二热轧带钢轧后控制冷却技术的发展及比较摘要：本文对国内外热轧带钢轧后控制冷却技术从20世纪20年代到现在的发展做了介绍，同时对不同控制冷却方式进行了比较。
关键词：热轧带钢，控制冷却，喷水冷却，层流冷却，水幕冷却，超快速冷却UFC。
控制轧制和控制冷却技术已发展成为现代轧钢技术的一项重要工艺。
近年来，随着市场对热轧带钢的需求量增大，对钢材的质量要求也越来越高，不仅要求有很好的表面质量，对钢材的组织力学性能更是提出了更高的要求。
热轧带钢卷取温度的控制是整个热轧生产成品的最后一个环节，为了获得所需要的微观组织形态和力学性能，要求实现快速有效的轧后冷却，使得钢材冷却过程中的温度控制要求更严格。
轧后冷却是控制热轧带钢最终机械性能和板形质量的一个关键环节，这已成为全世界业内研究人员的共识。
控制冷却技术是从对控制冷却工艺及有关理论的系统研究、控制冷却系统、控制冷却装置三方面逐步发展起来的。
1.国内外轧后控制冷却的发展90年代，欧美各国也相继在现有设备改造、新技术的引进、全面生产跟踪、管理系统自动化等诸多方面做了大量的工作。
苏联伊里奇-日丹诺夫1700mm热带钢轧机层流冷却装置，采用了一种新型的“管套管”喷嘴，内管输送压缩空气，外管送水，形成细雾化的水汽混合物喷柱，实现了在线水-空冷却。
在供水量不变的条件下，解决了厚度5-10mm带钢冷却不足问题。
日本钢厂针对冷却设备存在的问题再次进行改造，使卷取温度的精度大幅度提高。
截止1994年，对于厚度2.4mm，卷取温度550℃的普碳钢，99%的热轧带钢卷取温度可控制在士20℃以内。
日本水岛厂热带钢轧机冷却设备进行了一系列改造，流量控制阀采用了响应时间仅为0.5秒，使用寿命超过75万次后仍不漏水的活塞阀，设计出I/D=28(过去为20)的新喷嘴，确定喷嘴最佳安装高度，从而提高了冷却能力，提高了冷却精度，尽管末架精轧机出口温度有波动，卷取温度仍控制在10℃目标范围内。
钢材的控制轧制和控制冷却(1)ppt课件
控制轧制和控制冷却概念
控制冷却（Controlled Cooling)：控 制轧制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。 目前，控制轧制和控制冷却工艺已应用 到中、高碳钢和合金钢的轧制生产中，取 得了明显的经济效果。
昆明理工大学多媒体课件
控制轧制与控制冷却
材料科学与工程学院 材料加工工程系
任课教师：王华昆 2012年9月
1
§0 绪论（Introduction）
课程简介 教学要求 学习内容 教学安排 参考书目
控轧和控冷的概念 控轧和控冷技术的发展过程 我国控轧和控冷发展概况
2
课程简介
除了强度之外，钢材还要求一定的韧性和 可焊性能，这两个指标和强度是相互关联甚 至互相矛盾的，很难单方面改变某一指标而 其它不变。
结构钢的最新发展方向是高强、高韧和 良好的焊接性能，控制控冷是满足这一要求 的一种较好的工艺。
18
§1.1 钢的强化机制
强度：金属材料抵抗塑性变形或断裂的 能力，用给定条件下所能承受的应力来 表示。
13
我国控轧控冷技术概况
我国控制控冷起步于60年代初，并取得了 初步成果，例如对含有Cr、Ni、V的超高 强度钢德形变热处理工艺研究，轴承钢轧 后快冷工艺研究等；
1978年开始对控制控冷进行系统研究； 武钢、鞍钢、重钢、太钢等钢铁企业采用
控制控冷技术生产高强度、高韧性的造船、 锅炉及压力容器用各种钢材，开发了新钢 种，填补了国内钢材的部分空白。
10
控轧控冷技术发展过程
20世纪20年代开始研究钢在热加工时， 温度和变形条件对显微组织和力学性能的 影响；
钢材的控制轧制与控制冷却技术
钢材的控制轧制与控制冷却技术专业：材料成型及控制工程12姓名：***学号：钢材的控制轧制与控制冷却技术管沁（材料成型及控制工程12级）[摘要]控制轧制和控制冷却能将热轧钢材的两种强化效果相加，进一步提高钢材的强度、韧性和焊接性能，获得更合理的综合力学性能。
控轧控冷工艺是一项提高钢材质量、节约合金、简化工序、节约能源消耗的先进轧钢工艺技术。
由于控轧控冷具有形变强化、相变强化的综合作用，因此控轧控冷既能提高钢材强度又能改善钢材的韧性和塑性。
轧钢厂生产的中厚钢板、热轧板卷、棒、线、型材和钢管都可以采用控轧控冷工艺。
[关键词]控制轧制；控制冷却；中厚板；线材生产Abstract:Controlled rolling and controlled cooling could add those two reinforcement effect of hot rolled steel products, further improve the strength, toughness and welding performance of steel, to obtain better comprehensive mechanical properties. Controlled rolling process of controlled cooling is an improve steel quality and saving alloy, simplify the process, save energy consumption of advanced rolling technology. Because the controlled rolling cold has deformation strengthening and phase transformation strengthening combination, so both can improve the strength of steel and controlled rolling cold can improve the toughness and plasticity of steel. Rolling mill in the production of medium plate, hot-rolled coil, rod, wire, profiles and steel tube can be used in a controlled rolling process of controlled cooling.Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;plate rolling Wire rod production 1.引言控制轧制和控制冷却工艺是现代钢铁工业最大的技术成就之一,所谓控制轧制和控制冷却技术,就是在一定的钢材化学成分的情况下,通过对轧制温度、压下量和轧后冷却过程参数的控制,可以细化钢材显微组织、显著改善和提高钢材的性能,获得具有良好综合性能的钢铁材料。
控轧控冷技术的发展及在钢管轧制中应用的设想
写 Ｔ Ｐ技 术是 随着钢铁 材料性 能的提 高 和新 钢 种 ＭＣ ）
开发 的需要 而产 生 的 ，并 随之 得到 了持 续 的发 展 与
应 用 ，其 可在不 降低 韧性 的前 提下 获得更 高 的强度
王 国栋 （ ９ ２ ） １４ 一 ，男 ，教 授 ，博 士 生 导 师 ，中 国工 程 院 院士 ，中 国金 属 学 会 常 务理 事 ，中 国金 属 学 会 轧 钢 学
在 Ｔ Ｐ技 术 的发 展 历 程 中 ，人 们 首 先 认 识 ＭＣ 到 的是控 制轧 制 。控 制轧制 是 一种用 预定 的程序 来
控 制热 轧 钢 的变形 温度 、压 下量 、变 形道 次 、变 形
会副理事长 、轧制理论学术委 员会 主任 。长期从事钢铁 材料轧制理论 、工艺 、自动化等领域的应用基础和工程 技术研究。先后 主持 和完成多项 国家重点基础研究发展 计划 （ ７ ） 目、高技术 研究 发展计划 （６ ） 目、国 ９ ３项 ８ ３项
时间
（ 例如 Ｎ ） ｂ 是为了提高奥氏体 的再结晶温度 ，使奥 氏体在 比较 高 的温度下 还 处于未 再结 晶区 ，从 而增 大奥 氏体在 未再 结 晶区 的变形量 ，实现奥 氏体 的硬 化。 仅 通过控 制 轧制对 钢材 性能 的提 高有一 定 的局 限性 。比如 “ 温大 压 下 ” 长 久 以来 形成 的 “ 低 与 趁热 打铁” 的传统观念背道而驰 ，它必然受到设备能力 等 条件 的 限制 。操 作方 面 的 问题 也不 容 回避 。为 了 突破控 Ｎ￣Ｎ 的限制 ，同时也是 为 了进一 步强 化钢 Ｆ Ｌ 材 的性 能 ，在控 制轧制 的基 础上 ，又 开发 了利用 轧 材余 热 进行 热处 理 的控 制冷 却技 术 。控制冷 却 的核
控制轧制和控制冷却技术
控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用姓名:班级:学号:控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用臧简(辽宁科技大学)[摘要]阐述了控轧控冷工艺的原理理和工艺特点，控制轧制(TMCP技术是取代离线热处理生产高性能钢材的一种生产技术, 它的核心包括:(l) 控制轧制温度和轧后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度;(2) 轧制变形量的控制;(3) 钢材的成分设计和调整。
指出TMC我术可以充分挖掘钢铁材料的潜力，节省资源和能源, 优化现有的轧制过程, 有利于钢铁工业的可持续发展。
最后给出了以新一代TMC为特征的创新轧制过程的案例，展示了该技术的广阔的应用前景。
[ 关键词] 控制轧制；控制冷却；轧制工艺；生产工艺Abstract：The principle and technological characteristics of controlled rolling and controlled cooling process are described. The control rolling (TMCP) technology is a kind of production technology, which is the core of the production of high performance steel. (1) controlling the rolling temperature and cooling rate, cooling the starting temperature and ending temperature; (2) rolling deformation quantity control; (3) the steel composition design and adjustment. It is pointed out that TMCP technology can fully tap the potential of steel materials, save resources and energy, optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry. In the end, a case study is given to demonstrate the broad application of the technology in the new generation of TMCP.Key Words：controlled rollin g; controlled cooling; rolling technology; production engineering1 引言控制轧制和控制冷却技术，即TMCP是20世纪钢铁业最伟大的成就之一。
精选控制轧制和控制冷却工艺讲义
5.2.2现代化宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术
近三十年以来 ,控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展 ,国外大多数宽厚板厂均采用控制轧制和控制冷却工艺 ,生产具有高强度、高韧性、良好焊接性的优质钢板。
获得细小铁素体晶粒的途径——三阶段控制轧制原理
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。
不然，出于平整道次压下率确定不合适，引起晶粒严重不均，产生个别特大晶粒，造成混晶，导致性能下降。
道次变形分配
满足奥氏体再结晶区和未再结晶区临界变形量的要求，要考虑轧机设备能力及生产率的要求。压下量的分配一殷在奥氏体区采用大的道次变形量 ，以增加奥氏体的再结晶数量，细化晶粒。在未再结晶区在不发生部分再结晶的前提下，尽可能采用大的道次变形量，以增加形变带，为铁素体相变形核创造有利条件。在轧机能力比较小的条件下，采用在未再结晶区多道次、每道次小变形量并缩短中间停留时间的快轧控制方案，也取得较好的效果，而且不降低轧机产量。经验结论 在未再结晶区大于45—50％的总变形率有利于铁素休晶粒细化。
5.2板带钢控轧与控冷应用实例
5.2.1北极管线用针状铁素体钢
管线钢的发展历史
60年代末70年代初，美国石油组织在API 5LX和API 5LS标准中提出了微合金控轧钢X56、X60、X65三种钢 .这种钢突破了传统钢的观念，碳含量为0.1-0.14%，在钢中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素，并通过控轧工艺使钢的力学性能得到显著改善。到1973年和1985年，API标准又相继增加了X70和X80钢，而后又开发了X100管线钢，碳含量降到0.01-0.04%，碳当量相应地降到0.35以下，真正出现了现代意义上的多元微合金化控轧控冷钢。
热轧钢筋控制冷却工艺研究
２热 轧 钢 筋 轧后 控 制 冷 却 的基 本 原 理 、 工 艺
过程及优点
２１ ． 热轧钢 筋 轧后控 制冷 却 的基本原 理 和工 艺过 程
路 径 ：一条是微合金化 。即在炼钢过程 中，加入
收稿 日期 ：２ １ —１ —２ ０１ ０ ４
钢筋 的控制冷却 又称轧后余 热淬火 。该工艺
或氮化合物有的在钢的凝固期析出，形成细小的原
始奥 氏体 晶粒 ，并在加 热过程 中强烈抑 制奥 氏体 晶 粒长大 ，有利 于获得细 晶组织 ；另一条技 术路径就 是控温 轧制和轧 后控制 冷却 。钢 筋 的轧 后控制冷却 又称轧 后余热 淬火 ，能明显地改 善和提 高钢材 的强
产工艺及其优化方法。本文结合韶钢炼轧厂小型 连轧生产线 的快速冷却装置生产实践 ，对热轧钢 筋控制冷却工艺展开探讨。
某些能起到沉淀强化和细晶强化作用的微量合金元
素 ，如 Ｖ、Ｔ、Ｎ 等 。这 些微量合 金元 素 的加入 提 ｉ ｂ
高了钢筋的综合机械陛能。因为 Ｖ ｉ ｂ 、Ｔ、Ｎ 和碳元
素有极 强 的亲 和力 ，是 强碳化物 形成元 素 。这些碳
明显地改善和提高钢材 的综合机械性能 ，从而达 到节 约金 属 、开 发钢材 新 品种 和节能 降耗 的 目
中图分类号：Ｔ ３ ５６４ Ｇ ３ ． 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ９—９ ９ ２ １） ３ ０ ９一ｏ ４ ２ｆ０ ２ ０ —０ ３ ４
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。
控轧控冷
低碳钢的在不同温度下的变形行为：低温变形行为
400
b
A1
A3
•
低温变形区域（大约0~220℃）： – 变形抗力随温度的升高而降低
300
应力，MPa
LY
200
0 .2
– 加工硬化指数n没有大的变化。 – 单调的加工硬化
100
0
0
200
400
600 变形温度，℃
800
1000
1200
0
控制轧制与控制冷却
Controlled Rolling and Controlled Cooling of Steels
王昭东 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
目
1. 总论
2. 钢的高温变形行为
录
3. 钢的热变形后的相变行为
4. 强韧性能的基本概念及有关理论
5. 钢材的控制轧制理论基础及应用
6. 钢材轧后控制论却技术的基础及应用
热处理 （常化）
热处理 (淬火+回火)
1.6 钢材在热加工过程（热轧）的组织演变规律
化学成分
初始组 织结构 模型 加热条件
初始奥 氏体晶 粒尺寸
奥氏体 化模型
热轧后 晶粒尺寸 残余应变
相变 模型
相变后 组织 情况
组织性能
轧制条件
冷却条件
加热炉
粗轧
精轧
冷却
卷取
2. 钢的高温变形行为
• 基础知识
– 变形抗力一般行为 – 变形抗力的温度特性和应力-应变曲线的对应关系
钢的形变热处理
• 钢的形变热处理（TMCP）是指如下工艺过程：控制奥氏体化温度、
变形温度和变形量, 获得理想的奥氏体初始状态; 变形后利用余热控
控轧控冷的应用(8)
8.1中厚钢板轧后控制冷却
（3）为了实现控制冷却(快速冷却)和轧后余热淬火(形变 热处理)工艺，将两种冷却装置顺序安装在精轧机和热 矫直机之间。其典型的加速冷却设备如日本川崎钢铁 公司水岛厂的多功能加速冷却系统(MACS)，见图8— 18。其两种冷却设备的基本参数如表8—9所示。加速 冷却系统是用于轧后控制冷却的，为了使钢板上下表 面冷却均匀，下喷所需冷却水量是上喷冷却水量的2-3 倍。 直接淬火冷却装置由在其上、下装有叶片式辊道的 13m长冷却水箱所组成，水箱内充满水，其流速由调 整水量来控制。直接淬火装置的示意图如图8—l 9所 示。 叶片式辊道对快速而均匀的冷却起重要作用，它们 快速旋转，而且强有力地搅动钢板表面的水，同时清 除蒸汽膜，因此提高了在钢板下面的冷却能力，搅动 的水流平行于轧制方向这样也保证丁钢板宽度方向上 的均匀冷却，防止钢板产生挠曲。
8.3.1大中型型材的控制轧制和控制冷却
现代钢结构建筑的发展要求能够生产 适合先进建筑技术要求的结构钢，这种结 构钢应具备较高的屈服强度，良好的焊接 性能和较高的低温韧性，有较高的抗层状 撕裂性能，保证纵向和横向的冲击性能。 钢材内部无缺陷等等。为了得到上述综合 性能，应分别从炼钢、铸坯和轧钢三个方 面去解决，因为炼钢和铸坯应保证提供高 质量的轧钢坯料。这是获得高质量、高性 能钢材的前提。 8.3.1.1 H型钢的控制轧制及控制冷却
8.2.2宽带钢连轧机轧后控制冷却
目前，国内外各宽带钢热连轧机都采用轧后 控制冷却工艺，但快速的冷却方式各不相同， 冷却区的长度也各不相同，如表8—14所示。
8.2.2宽带钢连轧机轧后控制冷却
8.2.2宽带钢连轧机轧后控制冷却
美国克里夫兰钢铁厂2000mm宽热带连轧机 在输出辊道上装有一个能力很强的层流冷却控 制系统。下部采用喷射冷却，能使板厚达 9.5mm的热轧带钢以16.6℃/s左右的速度 进行冷却。冷却设备的布置图如图8-23所示。
控轧控冷技术
控轧控冷技术季日楠[摘要]对控制轧制与控制冷却的概念，控制原理，控制轧制与控制冷却在棒线材生产中的应用，意义及发展现状进行了介绍，并对现代棒线材生产中控制轧制与控制冷却所存在的问题进行简单的介绍。
[关键词]控制轧制冷却Abstract：The concept of controlled rolling and controlled cooling, control principle, control rolling and control cooling on Rod wire production, the application of the significance and development situation are introduced, and the modern bar in the production of wire by controlled rolling and controlled cooling problems were introduced simply.Key Words：Control rolling Cooling1 引言自21世纪80年代以来,高速线材的轧制速度已经突破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[1]。
控轧控冷就显得至关重要,它是通过工艺手段充分挖掘钢材潜力,大幅提高钢材的综合性能,它具有节约合金、简化工序、节约能源消耗等优点,由于它具有形变化和相变强化的综合作用所以,它既能提高钢材的强度,又能改善钢材的韧性和塑性。
因此，合适的控轧控冷工艺调节参数是轧制生产线水平高低的重要标志之一。
2控制冷却的特点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。
控轧控冷
第一篇 控制轧制及 控制冷却理论
§1 钢的强化和韧化
— 钢的强化机制
金属材料的机械性能是指金属材料在外力（载荷）作用 时表现出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
§1.1钢的强化机制
对于钢材来说，在大多数情况下其力学性能是最重要的， 其中强度性能又居首位。
强度：金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力，用给定 条件下所能承受的应力来表示。
S：形成硫化物，对韧性有害，解决办法：降低S含量或 者加入Zr和稀土元素以固定S，改善横行韧性。
3、压力加工工艺的控制 通过加工工艺控制晶粒度 材料理论韧性断裂强度 σc＝(2Gγ/K)d-1/2 通过控制压力加工工艺可以控制晶粒的大小，改变 材料的韧性。 通过加工工艺控制晶体取向 钢在A＋F或F区轧制后，F不发生再结晶，形成 {111}<110>织构，引起各向异性。 冷却工艺和材料的成分一起影响相变产物的种类、形貌、 数量等组织结构特征，从而影响材料的韧性。
3、影响因素 溶质与溶剂的原子半径差别 越大，强化效果越好； 有限固溶体中溶质元素溶解 量越大，强化效果越好； 溶质元素在溶剂中的饱和溶 解度越小，强化效果越好；
形成间隙固溶体的溶质元素 （C、N、B等）的强化效果 好于形成置换固溶体溶质元 素（如Mn、Si、P等）。
4、特点
提高合金的屈服强度、抗拉强度和硬度的同时，对其 它影响如下：
提高钢材韧性的途径
1、成分控制
合金元素加入基体（铁）中形成固溶体可强化合金，甚 至可析出第二相而强化合金，但同时合金元素含量的增 加也造成基体内缺陷的增加，降低材料的塑韧性。
V、Nb、Ti、Al、Zr等元素：能够细化晶粒，故既能提高 强度又能提高韧性； S、P：对韧性有害，尽量降低含量； C含量：C含量升高会增加钢中P的量，会降低钢的韧性， 故在钢种成分允许的范围内降低C含量； 钢中一般都含有二元以上的合金元素，合金组元之间有 交互作用，合金元素也可以通过不同途径影响断裂韧性， 故一般要具体分析，以使合金元素具有适当含量。
轧钢生产中新工艺新技术的应用
轧钢生产中新工艺新技术的应用摘要：改革开放后，我国的经济得到突飞猛进的发展。
而钢铁工业，在国家的发展中起到了至关重要的作用。
钢的用途非常广泛，尤其是轧钢技术，它在机械生产和设备制造中起到了举足轻重的作用。
基于此，本文以轧钢生产为例，阐述其生产过程中应用新工艺、新技术对我国钢铁行业的重要价值体现，仅供参考。
关键词：轧钢生产；新工艺；新技术；应用分析引言：近几年，钢铁制品的需求不断增长。
在此背景下，我国钢铁工业的发展日益受到重视。
传统的生产工艺和技术已不能适应当前钢铁生产水平和性能的要求。
而新工艺、新技术的涌现，可以很好地弥补这一缺陷。
因此，对各种新工艺、新技术的运用进行分析是十分必要的。
一、节能工艺及技术（一）薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧是一种典型的新型工艺，在生产高强度钢、超低碳深冲钢、高标号管线钢等领域都有广泛应用。
从该新技术的使用效果来看，采用薄板坯连铸连轧技术在轧钢生产中具有很好的节能效果。
薄板坯连铸连轧技术包括 ISP、CSP等几个常见的工艺类型。
在这些项目中， ISP最初是在意大利某公司建立和投入使用的。
本工艺主要是利用直弧型铸机、平移式二辊轧机等设备来完成。
ISP生产线长度大约180米，采用这种工艺生产的效率大约为30分钟（钢液到卷筒）。
CSP主要是用来制造超低碳钢，碳钢，0.8 mm以下。
（二）高温低氧燃烧在钢铁锻造炉的生产中，常规的生产方法有以下缺点：燃烧时会引起高温（600~700℃），但有关规定的排烟温度应<150℃，说明此工艺存在热量损耗问题。
高温低氧燃烧技术是以降低热耗为目的而发展起来的一项新技术。
该技术的节能机理是：采用喷射方式将燃油与高温、低氧的助燃剂混在一起，促进两者的充分混合。
在燃烧过程中，由于高温、低氧等助燃剂的作用，可以使燃油达到蓄热燃耗，从而使烟气的排放温度下降。
与传统的制程技术相比，本发明具有以下优点：一是节约能源。
在燃烧时，采用高温、低氧的助燃剂，可以使烟道中的余热得到充分的回收，从而降低了热能的损耗。
钢材控制轧制和控制冷却技术
钢材控制轧制和控制冷却技术材控14卢玉厚钢材的控制轧制和控制冷却技术卢玉厚材冶学院材料成型及控制工程 118【摘要】控制轧制和控制冷却技术，在提高钢材综合力学性能、开发新品种、简化生产工艺、节约能耗和改善生产条件等方面，取得了明显的经济效益和社会效益。
近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展，各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以利用，明显的改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为了节约能耗、简化生产工艺和开发钢材新品种创造了有力条件。
控制轧制是指在热轧过程中，通过对金属加热、轧制和冷却的合理控制，使范性形变与固态相变过程相结合，以获得良好的晶粒组织，使钢材具有优异的综合性能的轧制技术。
控制冷却是指热加工后对钢材进行的旨在控制相变组织和钢材性能的冷却技术。
【关键词】控制轧制技术控制冷却技术特点应用发展趋势Abstract：Controlled rolling and controlled cooling technology, to improve the comprehensive mechanics performance of steel, the development of new varieties, simplify the production process, save energy and improve production conditions, etc., have achieved obvious economic benefits and social benefits. For nearly 30 years, controlled rolling and controlled cooling technology obtained the rapid development in foreign countries, and countries successively carried out various theoretical research and applied technology research, and tries to use in the production of steel rolling, the obvious improve and enhance the tenacity of steel and the use of performance, in order to save energy consumption, simplify production process and development of new steel varieties created favourable conditions. Control is to point to in the hot rolling process of rolling, based on the reasonable control of the metal heating, rolling and cooling, and make the plastic deformation combined with solid phase change process, in order to obtain good grain organization, make steel has excellent comprehensive performance of the rolling technology. Controlled cooling means to control phase change of steel after hot working organization and performance of the steel cooling technology.Key Words：Control rolling technology；Characteristics of controlled cooling technology；application；development trend1.引言近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高,除了具有高强度外 ,还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。
浅谈30MnSi生产工艺中控轧控冷技术的应用
道 、集 卷站、Ｐ／ Ｆ 钩 式运输机 等。生产线采
用控 轧控冷 工艺 ，依据 制定 的工艺制度对钢 材进 行尺寸 精度控制 、温度控制 ， 以满足 成 品尺 寸 、性 能要 求 。 ４ ． １ 高线 生 产 工 艺 流程 ： 加 热炉 加热 一 一 高压水 除鳞一 一粗轧 机组一 一 １ 群 飞剪 一一 中轧机组 一 一２ 群 飞剪 预精轧机 组 一一 预水冷水箱 一 一３ 飞 剪一 一侧活套一 一卡断 剪一 一精 轧机组一 一 水冷 水箱一 一测径仪 一 一 夹送 辊一 一吐 丝 机 一 一延迟 型斯 太尔摩 风 冷线一 一集 卷站 一Ｐ／Ｆ钩式运输机一一打包机一一称重 、 挂牌一一集卷 、入库 ； ４ ．２ 加 热 温 度 加热温 度影 响轧前 的原始奥 氏体 晶粒大 小 ，各 道次 的轧制温度及 终轧温度影 响道次 之 间和 终轧后 的奥 氏体再 结晶程度及 再结 晶 后 的晶粒大小 。加热温度 也影响开 轧及终轧 温度。３ ０ Ｍｎ Ｓ ｉ 盘条的加热温度控制在 ９ ８ Ｏ ～
一
架桥 墩、铁 路轨枕等预 应力构 件中 。市场 对 建筑基础用 Ｐ Ｃ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
。一２ 、３ ０ Nhomakorabeaｎ ｓ ｌ 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 ２ ０ ０ ４ 年 全 国Ｐ Ｃ钢棒实际销售量达 １ ０ ０多万 吨， 该钢 种 具有广阔 的市场前景 。 由于 ３ ０ Ｍｎ Ｓ ｉ 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 ３ Ｏ Ｍｎ Ｓ ｉ 盘条规格主要有 ８ 、 １ ０ 、 １ ２ ，并严格制定 了企业标 准。３ ０ Ｍｎ Ｓ ｉ 盘 条的 成功研发 ，使唐 银公 司的产 品竞争 力有 了进 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 １
钢的控制轧制和控制冷却技术手册
《钢的控制轧制和控制冷却技术手册》本文由430不锈钢公司/王宗超整理一、基本信息书名：钢的控制轧制和控制冷却技术手册作者：李曼云、孙本荣主编出版社：冶金工业出版社ISBN：7502406905页码：321出版日期：1990年9月二、内容介绍钢材控制轧制和控制冷却工艺是一项节约合金、简化生产工序、节约能源消耗的先进轧钢技术。
它能通过工艺手段充分挖掘钢材潜力，大幅度提高钢材综合性能，给冶金企业和社会带来巨大的经济效益。
本手册前三章介绍控制轧制和控制冷却的工艺特点、理论基础和工艺设计，是选择钢的控轧控冷工艺制度的基础；后三章是一些主要钢种的奥氏体再结晶曲线图、CCT曲线图和应力-应变曲线图共268幅，它们为制定钢的控轧控冷工艺提供了可靠的技术数据。
本书是一本控制轧制和控制冷却的理论专著，也是一本数据图册。
它可供从事轧钢和热处理工作的工程技术人员学习和使用。
三、图书前言“控制轧制和控制冷却”专题是“六五”、“七五”国家重点科技攻关项目“低合金钢及合金钢技术开发”的一部分。
在“六五”期间进行了大量的科研工作，积累了许多数据。
为了将这些科研成果更快更好地推广到生产中去，在“七五”科技攻关课题“控制轧制及控制冷却”专题任务中确定编写《钢的控制轧制和控制冷却技术手册》。
手册中包括有关钢种的变形奥氏体再结晶、相变、变形抗力及组织状态与轧制工艺参数关系等方面的资料。
介绍了控制轧制和控制冷却工艺的选择与设计及其在板带、型钢和钢管生产中的应用。
手册的内容对制订有关钢种的控制轧制和控制冷却工艺制度、充实控制轧制和控制冷却理论有一定指导作用。
参加有关科研工作的单位有北京科技大学、冶金工业部钢铁研究总院、东北工学院、上钢三厂、上钢一厂、大冶钢厂、武汉钢铁公司、浙江甬金不锈钢集团有限公司、鞍山钢铁公司和重庆钢铁公司等。
本手册由北京科技大学李曼云和冶金部钢铁研究总院孙本荣主编。
参加各章编写的人员是：第一章—孙本荣，第二章—孙本荣、李曼云，第三章—王有铭，第四章—芦红、王连忠，第五章—孙本荣、赵佩祥，第六章—管克智、朱荣林、周继华。
热轧钢铁材料新一代TMCP技术
世界金属导报/2012年/1月/10日/第B04版轧钢技术热轧钢铁材料新一代TMCP技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)，即控制轧制和控制冷却技术，是20世纪钢铁业最伟大的成就之一，也是目前钢铁材料轧制及产品工艺开发领域应用最为普遍的技术之一。
正是因为有了TMCP技术，钢铁工业才能源源不断地向社会提供越来越有用的钢铁材料，支撑着人类社会的发展和进步。
1 TMCP工艺技术的发展及基本原理TMCP工艺的两个重要组成部分之一，控制轧制，在热轧钢铁材料领域很早就已根据经验予以实施，其核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程实现晶粒细化做准备。
在20世纪60年代至70年代，随着能源不断开发，对高性能管线钢的需求大幅增加。
为满足管线钢板的生产，控制轧制技术得到快速发展，并在当时的厚板轧制、船板生产等方面得到广泛应用。
为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术。
控制冷却的核心思想是对处于硬化状态的奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相。
相变组织比单纯控制轧制更加细微化，促使钢材获得更高的强度，同时又不降低其韧性，从而进一步改善材料的性能。
1980年，日本NKK福山制铁所首次为厚板生产线配置并使用了OLAC(On-Line Accelerated Cooling)系统。
此后基于对提高厚板性能及钢种开发的需要，重点发展了厚板的快速在线冷却技术，并相继开发出一系列快速冷却装置，投入厚板的开发生产及应用中。
控制冷却设备的普遍应用有力地推动了高强度板带材的开发和在提高材质性能方面技术的进步。
后来，人们将结合控制轧制和控制冷却的技术称为控轧控冷技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)。
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对控制冷却的认识及其应用
李子鹏
(冶金学院10轧2班07)
摘要：轧钢过程中除了控制轧制外，控制冷却也是非常重要的环节。
尤其在中厚板的生产过程中，控制冷却技术充分发挥了不可替代的作用。
控制冷却也应用到了实际生产的诸多方面。
关键词：控制冷却；中厚板；性能
1 引言
控冷技术已在我国的生产线上得到成功应用，宝钢2050mm(德国引进)和1580 mm(日本引进)轧制生产线上采用柱状层流冷却方式后,设备运行稳定,卷取温度控制精度提高;武汉钢铁集团公司(简称武钢)1700mm轧机的层流冷却装置是80年代从日本引进的,武钢将控冷模型改进移植到新一代计算机中,不仅得到了本厂的实践验证,而且在太原钢铁(集团)有限公司(简称太钢)和梅山钢铁公司得到推广。
2 控制冷却的特点
冷却方式概括起来主要有压力喷射冷却、层流冷却、水幕冷却、雾化冷却、喷淋冷却、板湍流冷却、水-气喷雾加速冷却以及直接淬火等几种。
各种冷却方式有其各自的优点和缺点。
采用哪种冷却方式应根据具体工艺环境和限定条件来确定[1]。
3 中厚板生产中的控制冷却
3.1我国中厚板控制冷却的现状
随着欧洲和日本80年代研制应用水幕的热潮，我国也紧随其后。
1985年,在鞍山钢铁集团有限公司(简称鞍钢)半连轧厂建成了国内第1套水幕冷却装置。
但由于此套装置的冷却区长度不足,冷却能力不够,冷却不均匀,达不到产品质量的要求,因此,该厂在1995年的改造过程中将水幕装置改为柱状层流装置。
90年代,重庆钢铁公司第五钢铁厂(简称重钢五厂)的中厚板生产线采用了控制轧制+可控的水幕冷却装置,邯郸钢铁集团有限公司(简称邯钢)、柳州钢铁厂(简称柳钢)和新余钢铁有限责任公司(简称新余钢厂)等也装备了水幕冷却装置,但都未能正常使用。
近几年,酒泉钢铁集团有限公司(简称酒钢)的气雾冷却、济南钢铁集团有限公司(简称济钢)的水幕冷却以及鞍钢的高密集管层流冷却等都应用成功,实现了应有的经济效益,而且目前首都钢铁集团有限公司(简称首钢)、南京钢铁股份有限公司(简称南钢)中板厂正在进行的改造项目中,都引进了控轧控冷技术。
3.2钢板长度方向上的均匀冷却
为使钢板长度方向冷却均匀,在板长允许的条件下,应采用同时冷却方式。
如果钢板长度接近或大于冷却装置长度,就应采用连续冷却方式。
采用同时冷却方式时,如果冲击区纵向间距较大,应选用较高的摆动速度,反之则改用较低的摆动速度。
采用连续冷却方式时,为了沿钢板长度方向获得一致的终冷温度,并尽量减小板长方向开始冷却的温差,可以选择如下措施:进入控冷区后,钢板以匀加速运动方式通过冷却装置,使钢板在整个长度方向上冷却的终止温度均匀;使钢板以匀速运动方式通过冷却装置,但要逐渐减少冷却装置的喷水量。
由于冷却水量的调节对钢板温度变化非常敏感,一般不易采用这种控制方式;由于钢板头部和尾部的温度低于板身温度,可以根据钢板的位置,对头部和尾部对应的区段采取减少水量或遮蔽措施;也可以根据钢板头尾位置使相应冷却段延迟开启或超前关闭,使头尾部的终冷温度和其它部位一致;为了克服冷却区之外的附加冷却,可在冷却装置的入口和出口端设置截水辊或吹扫机构[2]。
3.3钢板厚度方向上的均匀冷却
钢板厚度方向的均匀冷却包括两层含义:一是指钢板表面与其心部的冷却均匀;二是指钢板上、下表面的冷却均匀。
前者用温度梯度来衡量,后者用温度对称程度描述。
钢板冷却后的温度梯度是由冷却速度和板厚决定的,为使其控制在一定范围内,应根据钢板的材质、厚度以及对产品性能的要求选择适宜的冷却速度,并在冷却过程中适时调低冷却速度,这既可以缩小断面温度差,又有利于减小钢板变形。
由于水在钢板上、下表面的停留时间和流动状态不同,所以造成钢板上、下表面冷却的不均匀性。
如:冷却水以加速运动方式冲击钢板上表面,而以减速运动方式冲击钢板下表面。
冲击钢板表面后,冷却水在其上下表面的流动状态又有很大差别,上表面冷却水产生的二次冷却效果远大于下表面。
因此,对于上、下表面的冷却水量应当分段进行控制,设计时上、下冷却系统采用不同的水量(一般上水量与下水量之比约为1.5～2.5),可在线调整这一流量比。
3.4控制冷却对钢材性能的影响
控制冷却技术是控制轧后钢板的冷却速度从而达到控制钢板组织性能的目的。
控制冷却技术之所以受到重视并得到广泛应用推广,是因为它比经过再加热后的等轴奥氏体加速冷却能产生更大的强化韧性效果,在进一步细化铁素体的同时使珠光体分布均匀,消除带状珠光体,并且有可能形成细贝氏体组织。
此外在控制冷却过程中阻止或延迟了碳化物过早析出,使其在铁素体中弥散,提高钢板强度而不损害脆性转化温度[3]。
3.5关于冷却方式
高温钢板经过空冷阶段进入水冷区,开始接触冷却水时,瞬间表面温度急剧下降,在厚度方向产生较大温度梯度,随着冷却的继续,温度梯度逐渐减小。
有资料表明,钢板愈厚,愈要降低冷却速率才能使钢板端面温度梯度变小,增大钢板的淬透性,减小钢板表面和中心部硬度差。
对不同厚度、材质的钢板,要达到理想的冷却
速率,必须要求冷却装置能够提供可变的喷水强度。
因此冷却系统可设置以下三种可选冷却方式:(1)连续冷却方式:执行此方式时,工作集管呈连续分布状态,流量均匀分布;(2)连续冷却方式:执行此方式时,工作集管呈连续分布状态,但集管流量分布不均匀;(3)间断冷却:执行此方式时,根据冷却规程要求,集管进行分段喷水,各段集管流量可以不相同[4]。
3.6控制冷却所得粒状贝氏体的长大机制
贝氏体转变机制的研究一直是固态相变中争论的热点问题,存在扩散型相变、切变型相变及类平衡切变长大3种不同的相变学说。
本文通过对微合金化低碳贝氏体型非调质钢控制冷却后所得粒状贝氏体的TEM显微组织形貌观察,探讨低碳贝氏体非调质粒状贝氏体的长大机制。
粒状贝氏体中板条状的铁素体亚单元清晰可见,长条状铁素体与母相具有平直边界,这表明它可能属于共格或部分共格界面。
片条状铁素体通常不跨越母相奥氏体晶界。
由于晶界两侧奥氏体的晶体学位向关系不同,铁素体不可能与两侧奥氏体同时保持共格关系,长大必然在晶界处停止,故易于显示母相晶界。
观察发现,粒状贝氏体铁素体与奥氏体间近似K-S 关系,从而奥氏体的(111)面自然就成为铁素体的宽面或惯习面。
在与岛状组织相接触的铁素体宽面上可观察到小台阶,台阶宽面与惯习面平行,铁素体靠台阶阶面上存在的部分非共格界面的侧向迁移进行长大。
4.结束语
控制冷却技术是一个多影响因素并存的复杂过程。
为了更有效地指导生产,增加效益,有必要进行更深入的研究,从而更充分地挖掘钢材的潜力,大幅度提高钢材的综合性能。
参考文献：
[1] 蔡晓晖.控制冷却方式和设备的发展.
[2] 魏士政.中厚板控制冷却技术.
[3] 孙决定.控制冷却技术在中厚板生产中的应用.
[4] 魏士政.控制冷却技术在实际生产中的应用.。