热轧钢材一体化组织性能控制技术
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总第 ２８０ 期 ２０１９ 年第 ４ 期
ＨＥＢＥＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ. ２８０ ２０１９ꎬＮｕｍｂｅｒ ４
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技术综述
热轧钢材一体化组织性能控制技术
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王昭东ꎬ王国栋
wenku.baidu.com
( 东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室ꎬ辽宁 沈阳 １１０８１９)
摘要:钢铁材料先进热轧 － 冷却 － 热处理一体化组织性能控制技术是针对热轧钢材关键生产工艺进行
的一系列原始技术创新ꎮ 开发“轧制 － 冷却”同步化工艺装备ꎬ研制“温控 ＋ 变形” 相耦合的新一代控制
产成本ꎮ
关键词:新一代 ＴＭＣＰꎻ控制轧制ꎻ超快冷ꎻ热处理
中图分类号:ＴＧ３３５ 文献标识码:Ａ
文章编号:１００６ － ５００８(２０１９)０４ － ０００１ － ０６
ｄｏｉ:１０. １３６３０ / ｊ. ｃｎｋｉ. １３ － １１７２. ２０１９. ０４０１
ＩＮＴＥＲＧＲＡＴＥＤ ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＨＯＴ ＲＯＬＬＥＤ ＳＴＥＥＬ
轧制技术ꎬ结合轧后超快速冷却技术ꎬ充分发挥细晶、析出、相变综合强化作用ꎬ获得理想的微观组织形
态ꎬ提升产品综合力学性能ꎮ 在此基础上ꎬ针对高端产品研发先进热处理技术ꎬ满足高强度高均匀性淬
火工艺需求ꎮ 通过对热轧 － 冷却 － 热处理一体化组织性能控制技术创新ꎬ可实现热轧钢材生产流程系
统控制ꎬ促进热轧钢铁材料性能的全面提升ꎬ保证钢铁材料性能稳定性ꎬ减少合金元素用量、降低钢材生
Ｗａｎｇ Ｚｈａｏｄｏｎｇꎬ Ｗａｎｇ Ｇｕｏｄｏｎｇ
( Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈｅｎｙａｎｇꎬ Ｌｉａｏｎｉｎｇꎬ １１０８１９) Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇꎬ ｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｋｅｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ. Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎ￣ ｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ － ｃｏｏｌｉｎｇꎬ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣ ｇｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇꎬ ｇｉｖｉｎｇ ｆｕｌｌ ｐｌａｙ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｓꎬ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓ￣ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｍｉｃｒｏ － ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｄ￣ ｕｃｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ － ｃｏｏｌｉｎｇꎬ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇꎬ ｇｉｖｉｎｇ ｆｕｌｌ ｐｌａｙ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｉｎｅ ｇｒａｉｎꎬ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ. Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓꎬ ａｄｖａｎｃｅｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ － ｅｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ. Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｔｈｅ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄꎬ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｐｒｏｍｏｔｅｄꎬ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄꎬ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｌｌｏｙ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ. Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ: ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＴＭＣＰꎻｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｏｌｌｉｎｇꎻｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇꎻｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
总第 ２８０ 期 ２０１９ 年第 ４ 期
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摘要:钢铁材料先进热轧 － 冷却 － 热处理一体化组织性能控制技术是针对热轧钢材关键生产工艺进行
的一系列原始技术创新ꎮ 开发“轧制 － 冷却”同步化工艺装备ꎬ研制“温控 ＋ 变形” 相耦合的新一代控制
产成本ꎮ
关键词:新一代 ＴＭＣＰꎻ控制轧制ꎻ超快冷ꎻ热处理
中图分类号:ＴＧ３３５ 文献标识码:Ａ
文章编号:１００６ － ５００８(２０１９)０４ － ０００１ － ０６
ｄｏｉ:１０. １３６３０ / ｊ. ｃｎｋｉ. １３ － １１７２. ２０１９. ０４０１
ＩＮＴＥＲＧＲＡＴＥＤ ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＨＯＴ ＲＯＬＬＥＤ ＳＴＥＥＬ
轧制技术ꎬ结合轧后超快速冷却技术ꎬ充分发挥细晶、析出、相变综合强化作用ꎬ获得理想的微观组织形
态ꎬ提升产品综合力学性能ꎮ 在此基础上ꎬ针对高端产品研发先进热处理技术ꎬ满足高强度高均匀性淬
火工艺需求ꎮ 通过对热轧 － 冷却 － 热处理一体化组织性能控制技术创新ꎬ可实现热轧钢材生产流程系
统控制ꎬ促进热轧钢铁材料性能的全面提升ꎬ保证钢铁材料性能稳定性ꎬ减少合金元素用量、降低钢材生
Ｗａｎｇ Ｚｈａｏｄｏｎｇꎬ Ｗａｎｇ Ｇｕｏｄｏｎｇ
( Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈｅｎｙａｎｇꎬ Ｌｉａｏｎｉｎｇꎬ １１０８１９) Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇꎬ ｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｋｅｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ. Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎ￣ ｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ － ｃｏｏｌｉｎｇꎬ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣ ｇｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇꎬ ｇｉｖｉｎｇ ｆｕｌｌ ｐｌａｙ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｓꎬ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓ￣ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｍｉｃｒｏ － ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｄ￣ ｕｃｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ － ｃｏｏｌｉｎｇꎬ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇꎬ ｇｉｖｉｎｇ ｆｕｌｌ ｐｌａｙ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｉｎｅ ｇｒａｉｎꎬ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ. Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓꎬ ａｄｖａｎｃｅｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ － ｅｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ. Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｔｈｅ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄꎬ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｐｒｏｍｏｔｅｄꎬ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄꎬ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｌｌｏｙ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ. Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ: ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＴＭＣＰꎻｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｏｌｌｉｎｇꎻｕｌｔｒａ － ｆａｓｔ ｃｏｏｌｉｎｇꎻｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ