板帶軋制技術(shù)的發(fā)展

1、板帶軋制技術(shù)板帶軋制技術(shù) 控制軋制與控制冷卻的發(fā)展及特點(diǎn)控制軋制與控制冷卻的發(fā)展及特點(diǎn) 微合金化微合金化 熱機(jī)械控制工藝熱機(jī)械控制工藝 一.控制軋制與控制冷卻鋼的控制軋制與控制冷卻鋼的控制軋制與控制冷卻 控制軋制是以鋼的化學(xué)成分調(diào)整或添加微合金控制軋制是以鋼的化學(xué)成分調(diào)整或添加微合金元素元素NbNb、V V、TiTi為基礎(chǔ)，在熱軋過程中對鋼坯加為基礎(chǔ)，在熱軋過程中對鋼坯加熱溫度、開軋溫度、變形量、終軋溫度等工藝熱溫度、開軋溫度、變形量、終軋溫度等工藝參數(shù)實(shí)行合理控制，以細(xì)化奧氏體和鐵素體晶參數(shù)實(shí)行合理控制，以細(xì)化奧氏體和鐵素體晶粒，并通過沉淀強(qiáng)化、位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化充分發(fā)粒，并通過沉淀強(qiáng)化、位錯(cuò)亞

2、結(jié)構(gòu)強(qiáng)化充分發(fā)掘鋼材內(nèi)部潛力，提高鋼材力學(xué)性能和使用性掘鋼材內(nèi)部潛力，提高鋼材力學(xué)性能和使用性能。能。鋼的控制軋制與控制冷卻鋼的控制軋制與控制冷卻 控制冷卻是對軋后鋼材的冷卻工藝參數(shù)控制冷卻是對軋后鋼材的冷卻工藝參數(shù)( (開冷溫開冷溫度、終冷溫度、冷卻速度度、終冷溫度、冷卻速度) )合理控制，為鋼材相合理控制，為鋼材相變做好準(zhǔn)備，并通過控制相變過程的冷卻速度，變做好準(zhǔn)備，并通過控制相變過程的冷卻速度，以達(dá)到控制鋼材組織狀態(tài)、各種組織的組成比以達(dá)到控制鋼材組織狀態(tài)、各種組織的組成比以及碳氮化物析出等，可以在降低合金元素含以及碳氮化物析出等，可以在降低合金元素含量或碳含量的條件下，進(jìn)一步提高鋼材的

3、強(qiáng)度量或碳含量的條件下，進(jìn)一步提高鋼材的強(qiáng)度而不犧牲韌性，并且大幅度節(jié)約能耗。而不犧牲韌性，并且大幅度節(jié)約能耗?？刂栖堉婆c常規(guī)軋制的區(qū)別控制軋制與常規(guī)軋制的區(qū)別 常規(guī)軋制的工藝特點(diǎn)常規(guī)軋制的工藝特點(diǎn): : 高溫加熱、高溫開軋、高的終軋溫度、低高溫加熱、高溫開軋、高的終軋溫度、低的卷取溫度的卷取溫度, ,即三高一低。即三高一低。 控制軋制的工藝特點(diǎn)控制軋制的工藝特點(diǎn): : 再結(jié)晶區(qū)軋制、再結(jié)晶區(qū)軋制、 未再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制和（ + + ）兩相區(qū)軋制。）兩相區(qū)軋制。 高溫變形的應(yīng)力-應(yīng)變特征曲線真應(yīng)變，t常數(shù)常數(shù) 圖1.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線特征圖1.1 動(dòng)態(tài)回復(fù)時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線

4、特征高應(yīng)變速率低應(yīng)變速率?？刂栖堉迫齻€(gè)階段理論控制軋制三個(gè)階段理論 再結(jié)晶區(qū)軋制再結(jié)晶區(qū)軋制: :通過再結(jié)晶過程的反復(fù)進(jìn)行通過再結(jié)晶過程的反復(fù)進(jìn)行, , 達(dá)到細(xì)化奧氏體晶粒的目的達(dá)到細(xì)化奧氏體晶粒的目的. . 未再結(jié)晶區(qū)軋制未再結(jié)晶區(qū)軋制: :溫度范圍為溫度范圍為950-Ar950-Ar3 3 ; ;在形變在形變奧氏體中奧氏體中, ,形成變形帶、位錯(cuò)及孿晶形成變形帶、位錯(cuò)及孿晶, ,鐵素體就鐵素體就在這些位置上形核在這些位置上形核, ,晶粒得到細(xì)化晶粒得到細(xì)化. . ( ( + + ) )兩相區(qū)軋制兩相區(qū)軋制: :奧氏體變形得到繼續(xù)奧氏體變形得到繼續(xù), ,在晶內(nèi)在晶內(nèi)形成變形帶形成變形帶; ;

5、相變后的鐵素體在受壓時(shí)相變后的鐵素體在受壓時(shí), ,在晶粒在晶粒內(nèi)部形成亞結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成亞結(jié)構(gòu), ,獲得亞晶強(qiáng)化機(jī)制獲得亞晶強(qiáng)化機(jī)制. .前者相變前者相變成多邊形晶粒成多邊形晶粒, ,后者因回復(fù)變成內(nèi)部有亞晶粒的后者因回復(fù)變成內(nèi)部有亞晶粒的鐵素體組織鐵素體組織. .控制軋制三個(gè)階段理論控制軋制三個(gè)階段理論 圖 1.3 控制軋制過程中顯微組織變化鋼的軋后控制冷卻鋼的軋后控制冷卻一次冷卻是指從終軋開始到變形奧氏體向鐵素體一次冷卻是指從終軋開始到變形奧氏體向鐵素體(Ar(Ar3 3 ) )或或FeFe3 3C(Arcm)C(Arcm)開始轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)控制其冷卻參數(shù)開始轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)控制其冷卻參數(shù)(

6、 (開始快冷溫開始快冷溫度度, ,冷卻速度和快冷終止溫度冷卻速度和快冷終止溫度).).二次冷卻是指從相變開始溫度到相變結(jié)束溫度范圍內(nèi)的冷卻控二次冷卻是指從相變開始溫度到相變結(jié)束溫度范圍內(nèi)的冷卻控制制. .目的是控制鋼材相變時(shí)的冷卻溫度和冷卻速度以及停止控目的是控制鋼材相變時(shí)的冷卻溫度和冷卻速度以及停止控冷的溫度冷的溫度. .其終冷溫度一般是控制到相變結(jié)束其終冷溫度一般是控制到相變結(jié)束, c-Mn, c-Mn鋼和含鋼和含NbNb鋼冷卻終了溫度控制在鋼冷卻終了溫度控制在600600左右左右. .軋后一次冷卻和二次冷卻對軋后一次冷卻和二次冷卻對一些鋼種可以連續(xù)進(jìn)行一些鋼種可以連續(xù)進(jìn)行. .對于微合金

7、化低碳鋼軋后快速冷卻對于微合金化低碳鋼軋后快速冷卻, ,終終止溫度可以達(dá)到珠光體相變結(jié)束止溫度可以達(dá)到珠光體相變結(jié)束. .三次冷卻即空冷三次冷卻即空冷, ,在快冷中來不及析出的碳化物在快冷中來不及析出的碳化物, ,在空冷中隨著在空冷中隨著溫度的降低溫度的降低, ,在鐵素體中析出在鐵素體中析出. .控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 奧氏體晶粒的細(xì)化奧氏體晶粒的細(xì)化: :形變再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力形變再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力. . 影響再結(jié)晶過程的因素影響再結(jié)晶過程的因素: : 形變溫度形變溫度: :形變溫度越高越有利于再結(jié)晶過程的形變溫度越高越有利于再結(jié)晶過程的加速進(jìn)行加速進(jìn)行. . 形變量形變量:

8、:實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明, ,形變量的增大能明顯提高再結(jié)形變量的增大能明顯提高再結(jié)晶的形核和長大速率晶的形核和長大速率. . 控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 綜合考慮以上兩個(gè)因素綜合考慮以上兩個(gè)因素, ,軋制過程中軋制過程中, ,若形變溫度足若形變溫度足夠高和形變量足夠大夠高和形變量足夠大, ,則會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶則會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶, , 故通常的中厚板生產(chǎn)中故通常的中厚板生產(chǎn)中, ,由于每道次的壓下量有限由于每道次的壓下量有限, ,難以發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶難以發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶, ,而主要是靜態(tài)再結(jié)晶過程而主要是靜態(tài)再結(jié)晶過程, ,但但應(yīng)注意混晶現(xiàn)象應(yīng)注意混晶現(xiàn)象. .控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋

9、控冷的物理冶金基礎(chǔ) 形變速率形變速率: :提高形變速率將不利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)提高形變速率將不利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生生, ,但也有研究表明但也有研究表明, ,提高形變速率將縮短動(dòng)態(tài)再結(jié)提高形變速率將縮短動(dòng)態(tài)再結(jié)晶時(shí)間晶時(shí)間. . 原始晶粒尺寸原始晶粒尺寸(D(D0 0): D): D0 0愈小愈有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶愈小愈有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶: : D D0 0減小減小, ,靜態(tài)再結(jié)晶時(shí)間亦越短靜態(tài)再結(jié)晶時(shí)間亦越短. .控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 鋼中溶質(zhì)原子及第二相粒子鋼中溶質(zhì)原子及第二相粒子: :在鋼中適當(dāng)添加在鋼中適當(dāng)添加NbNb、TiTi等微合金元素等微合金元素, ,細(xì)化奧氏體晶粒

10、細(xì)化奧氏體晶粒. . 這種利用高溫形變再結(jié)晶與微合金元素溶解這種利用高溫形變再結(jié)晶與微合金元素溶解- -析出的析出的相互作用使晶粒充分細(xì)化的機(jī)制便是控軋中控制奧相互作用使晶粒充分細(xì)化的機(jī)制便是控軋中控制奧氏體晶粒尺寸的主要的物理冶金基礎(chǔ)氏體晶粒尺寸的主要的物理冶金基礎(chǔ). .控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 高溫形變再結(jié)晶諸參數(shù)對再結(jié)晶晶粒尺寸的影高溫形變再結(jié)晶諸參數(shù)對再結(jié)晶晶粒尺寸的影響響: : 對靜態(tài)再結(jié)晶來講，對靜態(tài)再結(jié)晶來講，DrexDrex主要與主要與及及D D0 0有關(guān)，有關(guān)，并有如下經(jīng)驗(yàn)公式：并有如下經(jīng)驗(yàn)公式： Drex=CDDrex=CD0 00.570.57-1-1

11、 (C-Mn (C-Mn鋼鋼) ) Drex=C Drex=CD D0 00.570.57-0.57-0.57 (Nb (Nb鋼鋼) ) 式中式中C C和和C C值大致分別為值大致分別為0.50.5和和0.9(0.9(對于對于0.04%Nb)0.04%Nb)。控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 鐵素體晶粒的細(xì)化鐵素體晶粒的細(xì)化: :鐵素體晶粒的形核速率愈大，鐵素體晶粒的形核速率愈大，長大速率愈小，則晶粒愈細(xì)。長大速率愈小，則晶粒愈細(xì)。 圖1.4 鐵素體形核速率與過冷度的關(guān)系控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)證明，在實(shí)驗(yàn)證明，在相變溫度范圍內(nèi)，形變溫度愈相變溫度范圍內(nèi)，

12、形變溫度愈低愈有利于鐵素體晶粒的細(xì)化，因此，要盡可能降低愈有利于鐵素體晶粒的細(xì)化，因此，要盡可能降低低相變開始溫度相變開始溫度ArAr3 3。 影響影響相變晶粒細(xì)化的主要因素相變晶粒細(xì)化的主要因素: :相變前奧氏相變前奧氏體晶粒尺寸、形變量、軋后冷卻速率和合金元素等。體晶粒尺寸、形變量、軋后冷卻速率和合金元素等。 他們通過對鐵素體形核和長大速率及他們通過對鐵素體形核和長大速率及ArAr3 3的作用而的作用而影響鐵素體晶粒的細(xì)化。影響鐵素體晶粒的細(xì)化?？剀埧乩涞奈锢硪苯鸹A(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)奧氏體晶粒尺寸的影響表現(xiàn)為兩方面奧氏體晶粒尺寸的影響表現(xiàn)為兩方面: :奧氏體晶粒的細(xì)化將增加其單位體積

13、的有效界面奧氏體晶粒的細(xì)化將增加其單位體積的有效界面積，從而能明顯提高晶界形核位置的體積分?jǐn)?shù)。積，從而能明顯提高晶界形核位置的體積分?jǐn)?shù)。 隨著奧氏體晶粒的細(xì)化，相變開始溫度有所提高，隨著奧氏體晶粒的細(xì)化，相變開始溫度有所提高，不利于鐵素體晶粒的細(xì)化。不利于鐵素體晶粒的細(xì)化。 因此，工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)將奧氏體晶?？刂圃谶m當(dāng)因此，工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)將奧氏體晶?？刂圃谶m當(dāng)?shù)某叽绶秶５某叽绶秶?控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 相變前形變量的影響表現(xiàn)在三個(gè)方面相變前形變量的影響表現(xiàn)在三個(gè)方面: : 通過變形使奧氏體晶粒拉長，并在晶粒內(nèi)產(chǎn)生形變通過變形使奧氏體晶粒拉長，并在晶粒內(nèi)產(chǎn)生形變帶帶。相

14、變前的形變使奧氏體晶粒形變儲(chǔ)能增加，從而相變前的形變使奧氏體晶粒形變儲(chǔ)能增加，從而使鐵素體臨界形核功降低，使形核率明顯提高使鐵素體臨界形核功降低，使形核率明顯提高。 相變前的形變能明顯提高相變開始溫度，這將不利相變前的形變能明顯提高相變開始溫度，這將不利于鐵素體晶粒的細(xì)化。但足夠大的形變量可使于鐵素體晶粒的細(xì)化。但足夠大的形變量可使相變晶粒細(xì)化效應(yīng)成倍增加。相變晶粒細(xì)化效應(yīng)成倍增加。 控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) 軋后冷卻速率對軋后冷卻速率對相變及其細(xì)化晶粒的影響相變及其細(xì)化晶粒的影響: : 研究表明研究表明, ,提高軋后冷卻速度能明顯降低提高軋后冷卻速度能明顯降低ArAr3

15、3，可抵，可抵消奧氏體晶粒細(xì)化及相變前形變給晶粒細(xì)化帶來的消奧氏體晶粒細(xì)化及相變前形變給晶粒細(xì)化帶來的不利影響，有力地增加了相變細(xì)化晶粒作用。這要不利影響，有力地增加了相變細(xì)化晶粒作用。這要求在控軋實(shí)踐中對冷卻制度進(jìn)行控制。求在控軋實(shí)踐中對冷卻制度進(jìn)行控制。 控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ)控軋控冷的物理冶金基礎(chǔ) ( (+ +) )兩相區(qū)控軋及其強(qiáng)化效應(yīng)分析兩相區(qū)控軋及其強(qiáng)化效應(yīng)分析 : : 如果在如果在相變過程中繼續(xù)進(jìn)行軋制，則一方面相變過程中繼續(xù)進(jìn)行軋制，則一方面通過熱變形在鐵素體晶內(nèi)引入大量位錯(cuò)及其亞結(jié)構(gòu)。通過熱變形在鐵素體晶內(nèi)引入大量位錯(cuò)及其亞結(jié)構(gòu)。 另一方面利用應(yīng)變誘導(dǎo)使微合金元素碳氮化物在鐵

16、另一方面利用應(yīng)變誘導(dǎo)使微合金元素碳氮化物在鐵素體中彌散析出，從而能夠提高鋼中位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)及素體中彌散析出，從而能夠提高鋼中位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)及析出強(qiáng)化作用。析出強(qiáng)化作用。 利用上述原理建立了包括（利用上述原理建立了包括（+ +）兩相區(qū)控軋的）兩相區(qū)控軋的三階段控制軋制技術(shù)，并在西歐和日本得到了廣泛三階段控制軋制技術(shù)，并在西歐和日本得到了廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。微合金化 傳統(tǒng)的合金元素通過改變鐵的結(jié)構(gòu)來影響鋼的性能。傳統(tǒng)的合金元素通過改變鐵的結(jié)構(gòu)來影響鋼的性能。 有些合金元素不改變鐵的結(jié)構(gòu)，而是與其中的碳和氮有些合金元素不改變鐵的結(jié)構(gòu)，而是與其中的碳和氮有很強(qiáng)的相互作用。有很強(qiáng)的相互作用。 常用的微合金化元素：常

17、用的微合金化元素：NbNb、V V、TiTi、B B、AlAl、ZrZr、TaTa等等; ; 能生成碳氮化物并有析出強(qiáng)化作用的只有能生成碳氮化物并有析出強(qiáng)化作用的只有TiTi、NbNb、V V等。等。 微合金化元素使鋼強(qiáng)化的主要機(jī)理是晶粒細(xì)化和析出微合金化元素使鋼強(qiáng)化的主要機(jī)理是晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化強(qiáng)化 微合金化微合金化 微合金化元素的特性：微合金化元素的特性： 1010-3-3-10-10-1-1% %的低含量的低含量; ; 與碳、氮和硫相互作用；與碳、氮和硫相互作用； 基體中第二相沉淀；基體中第二相沉淀； 對組織和性能的巨大影響；對組織和性能的巨大影響； 通過加工工藝和熱處理控制溶解和析出反

18、應(yīng)。通過加工工藝和熱處理控制溶解和析出反應(yīng)。微合金化微合金化 研究者最終明確了研究者最終明確了NbNb的作用是由于固溶在鋼中的的作用是由于固溶在鋼中的NbNb可以抑制奧氏體再結(jié)晶和晶粒長大，有助于產(chǎn)生微可以抑制奧氏體再結(jié)晶和晶粒長大，有助于產(chǎn)生微細(xì)的鐵素體晶粒，并且細(xì)的鐵素體晶粒，并且NbNb元素與元素與C C、N N有極強(qiáng)的親和有極強(qiáng)的親和力，容易形成細(xì)小彌散力，容易形成細(xì)小彌散NbNb（C C、N N），可以阻止晶界），可以阻止晶界遷移，提高晶粒長大溫度，從而達(dá)到細(xì)化效果。添遷移，提高晶粒長大溫度，從而達(dá)到細(xì)化效果。添加加NbNb后有利于鋼中誘導(dǎo)相變的發(fā)生。后有利于鋼中誘導(dǎo)相變的發(fā)生。微合

19、金化微合金化 TiTi由于會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化，因而會(huì)提高熱軋產(chǎn)由于會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化，因而會(huì)提高熱軋產(chǎn)品的強(qiáng)度，但是，晶粒細(xì)化卻是中等的。品的強(qiáng)度，但是，晶粒細(xì)化卻是中等的。 和強(qiáng)度等級(jí)相同的和強(qiáng)度等級(jí)相同的NbNb鋼相比，鋼相比，TiTi鋼的熱軋產(chǎn)品的抗鋼的熱軋產(chǎn)品的抗脆性斷裂性能較低。脆性斷裂性能較低。 TiTi對于控制硫化物形狀是有利的。對于控制硫化物形狀是有利的。 高強(qiáng)度高強(qiáng)度TiTi鋼的冷成型性能特別好，而且在縱向、橫鋼的冷成型性能特別好，而且在縱向、橫向和厚度方向上的性能均勻，故加入向和厚度方向上的性能均勻，故加入TiTi是十分有利是十分有利的。的。 TiTi含量較高的鋼，其強(qiáng)

20、化作用與含量較高的鋼，其強(qiáng)化作用與MnMn的含量有關(guān)。的含量有關(guān)。 微合金化微合金化 V V可以提高鋼的淬透性，溶入鐵素體中有強(qiáng)化作用，可以提高鋼的淬透性，溶入鐵素體中有強(qiáng)化作用，可以形成穩(wěn)定的碳化物，細(xì)化晶粒?？梢孕纬煞€(wěn)定的碳化物，細(xì)化晶粒。 V V會(huì)產(chǎn)生中等強(qiáng)度的沉淀強(qiáng)化和比較弱的晶粒細(xì)化，會(huì)產(chǎn)生中等強(qiáng)度的沉淀強(qiáng)化和比較弱的晶粒細(xì)化，而且是與他所占的百分?jǐn)?shù)成比例的。而且是與他所占的百分?jǐn)?shù)成比例的。 為了獲得特別大的強(qiáng)化效果，利用為了獲得特別大的強(qiáng)化效果，利用V V的沉淀強(qiáng)化和的沉淀強(qiáng)化和NbNb的晶粒細(xì)化相結(jié)合的方法，可以得到織構(gòu)較少的的晶粒細(xì)化相結(jié)合的方法，可以得到織構(gòu)較少的產(chǎn)品。產(chǎn)品。

21、 微合金化微合金化熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用 TMCPTMCP概念概念: :即控制軋制和控制冷卻技術(shù)有機(jī)結(jié)合即控制軋制和控制冷卻技術(shù)有機(jī)結(jié)合以控制組織轉(zhuǎn)變，得到理想的強(qiáng)韌性匹配的產(chǎn)以控制組織轉(zhuǎn)變，得到理想的強(qiáng)韌性匹配的產(chǎn)品。品。 即在調(diào)整鋼材化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，對軋制過程即在調(diào)整鋼材化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，對軋制過程的溫度制度、變形制度和軋后冷卻制度進(jìn)行有的溫度制度、變形制度和軋后冷卻制度進(jìn)行有效控制效控制; ;充分利用奧氏體的形變再結(jié)晶、應(yīng)變累充分利用奧氏體的形變再結(jié)晶、應(yīng)變累積效應(yīng)及強(qiáng)制相變等細(xì)晶機(jī)制積效應(yīng)及強(qiáng)制相變等細(xì)晶機(jī)制; ;顯著改善鋼材微顯著改善鋼材微

22、觀組織觀組織; ;從而達(dá)到提高鋼材綜合力學(xué)性能的目的。從而達(dá)到提高鋼材綜合力學(xué)性能的目的。 熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用 TMCPTMCP工藝包括熱機(jī)械軋制工藝包括熱機(jī)械軋制(TMR)(TMR)、軋后加速冷卻、軋后加速冷卻(AC(AC，通常也稱，通常也稱ACC)ACC)和軋后直接淬火回火和軋后直接淬火回火(DQ-(DQ-T)T)工藝三大類。工藝三大類。 TMCPTMCP工藝分類如圖工藝分類如圖6 6所示所示: : 熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用圖1.6 熱機(jī)械控制工藝示意圖熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用熱機(jī)械控制工藝及其在

23、軋鋼中的應(yīng)用 軋后空冷的熱機(jī)械軋制（軋后空冷的熱機(jī)械軋制（TMRTMR）獲得的一般是鐵）獲得的一般是鐵素體珠光體組織，素體珠光體組織，ACCACC工藝后獲得的是鐵素體工藝后獲得的是鐵素體珠光體、鐵素體貝氏體或鐵素體回火貝氏珠光體、鐵素體貝氏體或鐵素體回火貝氏體組織，體組織，DQDQ工藝后則可以得到馬氏體組織。圖工藝后則可以得到馬氏體組織。圖7 7即是即是TMCPTMCP工藝與最終產(chǎn)品組織控制示意圖。工藝與最終產(chǎn)品組織控制示意圖。熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用圖1.7 TMCP 工藝與最終組織熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用熱機(jī)械控制工藝及其在軋鋼中的應(yīng)用 為更

24、好發(fā)揮為更好發(fā)揮TMCPTMCP的作用，合金設(shè)計(jì)須與軋制工藝相結(jié)的作用，合金設(shè)計(jì)須與軋制工藝相結(jié)合合： 根據(jù)強(qiáng)度和韌度要求根據(jù)強(qiáng)度和韌度要求, ,確定組織類型和微觀結(jié)構(gòu)；確定組織類型和微觀結(jié)構(gòu)； 根據(jù)鋼廠的裝備狀況根據(jù)鋼廠的裝備狀況, ,確定鋼的碳含量水平和控軋工確定鋼的碳含量水平和控軋工藝的類型；藝的類型； 根據(jù)強(qiáng)度根據(jù)強(qiáng)度- -韌度的匹配韌度的匹配, ,選擇基礎(chǔ)成分和微合金化方案；選擇基礎(chǔ)成分和微合金化方案； 考慮微合金化元素不能完全脫溶及充分發(fā)揮碳氮化合考慮微合金化元素不能完全脫溶及充分發(fā)揮碳氮化合物的作用物的作用, ,按按10101515的過化學(xué)匹配設(shè)計(jì)。的過化學(xué)匹配設(shè)計(jì)。 二.熱軋板

25、帶o1. 前言 我國現(xiàn)在是世界上的鋼鐵大國,連續(xù)幾年鋼產(chǎn)量居世界第一位。近幾年來板帶軋制發(fā)展最快.到目前為止，正式投產(chǎn)的寬帶軋機(jī)20套。正在建設(shè)中的還有近20套，投產(chǎn)后寬帶產(chǎn)量將近一億噸。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例已進(jìn)入世界先進(jìn)行列裝備水平也是世界一流的，如寬度控制：大立輥定寬機(jī)厚度控制全液壓AGC 板形控制的各種機(jī)型. 例如:CVC 、 HC、PC、等，溫度控制，熱卷箱：保溫罩、邊部加熱等等?？刂葡到y(tǒng)：交交變頻控制、PLC數(shù)值可控硅，等。機(jī)組的布置形式：o 傳統(tǒng)的：3/4連軋、半連軋、全連軋o 新型的：CSP機(jī)組、ASP機(jī)組o 因此就生產(chǎn)的裝備水平和工藝水平均達(dá)到了世界先進(jìn)行列。但我國產(chǎn)品質(zhì)量還有待提高。

26、例如：汽車板、電工鋼等還與世界先進(jìn)國家有一定的差距。原因是多方面，有冶煉的、軋制工藝的，總之，質(zhì)量控制：包括厚度、板形、表面及內(nèi)部質(zhì)量還有待于進(jìn)一步努力，趕超世界先進(jìn)水平。2. 熱軋過程中有關(guān)技術(shù)的簡介：o2.1 熱裝、直接軋制o 工藝：坯料加熱軋制層流卷取連鑄坯與連軋的銜接關(guān)系： 圖2.1 連鑄與連軋的銜接模式特點(diǎn)：節(jié)能，提高產(chǎn)品質(zhì)量2.2 質(zhì)量控制： o 控制軋制控制冷卻的要點(diǎn)，微合金成分、控制變形溫度、變形程度、變形速度、冷卻速度。o 原理：鋼熱變形，有四種變形機(jī)制。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、部分再結(jié)晶、未再結(jié)晶區(qū)、兩相區(qū)軋制。 圖2.2 微合金鋼的控制軋制示意圖o 2.2.1 加熱溫度在可能條件下要

27、降低，以達(dá)到節(jié)能目的，熱能/電能=10/1。o 2.2.2 粗軋：動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū),大壓下量 V=C時(shí), 增大。 形核率高，可以細(xì)化。hHRhvdtd2o 2.2.3 精軋區(qū)：軋件溫度控制部分再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)，也有足夠的壓下，保證終軋溫度控制在Ar3 線上30左右，這樣可以為進(jìn)一步細(xì)化晶粒打基礎(chǔ)。o 2.2.4 冷卻和卷取溫度控制： 卷取溫度的高低對產(chǎn)品質(zhì)量也是很大的，終軋溫度通常900870左右，到723還有一定溫度發(fā)生相變。同時(shí)，研究表明，鋼中的停止相變，C、N化物析出的停止溫度為500550。高溫卷取后整卷帶鋼冷到此溫度需要很少時(shí)間。所以控制卷取溫度對提高質(zhì)量是很重要的。2.3 調(diào)寬軋制

28、（AWC）和自由程序軋制（SFR） 板帶產(chǎn)品規(guī)格按用戶要求是，連鑄坯的寬度不能任意隨機(jī)調(diào)壓，機(jī)組調(diào)寬軋制能力很重要。同時(shí)，軋制單元間軋制寬度是按合同組織，為了減少換輥次數(shù)，要求自由軋制 2.3.1 調(diào)寬軋制（兩種形式）o 1）.大立輥，側(cè)壓下150mm。立輥直徑 小，側(cè)壓受限，過去一般為50mm，采用大立輥，能力可以增強(qiáng)（ , ）o 2）.定寬壓力機(jī) 側(cè)壓下最大可達(dá)350mm。 寶鋼1580、鞍鋼1780mm機(jī)組均為定寬壓力機(jī)。cos1 DhRh 2.3.2 自由程序軋制o 按時(shí)要求隨機(jī)軋制不同寬度的板帶，過去是先寬后窄（一套輥?zhàn)樱﹐ 保證條件：o 1）.改進(jìn)軋輥材質(zhì)，減少軋輥磨損。辦法：改進(jìn)

29、軋輥材質(zhì)（高速鋼）；熱軋潤滑。o 2）.在線磨輥。o 3）.均化磨損、橫移輥。o 4）.快速換輥等。圖2.5 熱帶軋機(jī)操作比較圖2.6 移動(dòng)工作輥的軋制技術(shù)（a）HCW技術(shù)（平輥）；（b）、（c）KWRS技術(shù)（輥身端錐形）圖2.7 軋制過程中帶鋼和工作輥的變形（a）一般四輥平輥軋機(jī)；（b）側(cè)錐形輥的KWRS軋機(jī)圖2.8 HCW軋機(jī)的基本特性2.4 無頭軋制o 1）無穿帶，恒速軋。o 2）無穿帶、甩尾、飄浮等。o 3）有利潤滑軋制、大壓下量軋制。o 4）減少?zèng)_擊、粘輥。圖2.9 無頭軋制與傳統(tǒng)軋制的工藝流程比較（a）傳統(tǒng)軋制工藝；（b）無頭軋制工藝2.5 不對稱軋制（關(guān)于軋薄問題）o 2.5.1

30、 異步軋制 定義：指兩個(gè)工作輥表面線速度不相等的一種軋制方法。 特點(diǎn)：1）軋制壓力低； 2）軋薄能力強(qiáng)； 3）軋制精度高 4）板形良好； 5）適宜軋制難變形金屬及極薄帶材。圖2.10 搓軋區(qū)受力示意圖圖2.11 變形區(qū)狀態(tài)（a）由后滑區(qū)和搓軋區(qū)組成；（b）由后滑區(qū)、搓軋區(qū)和前滑區(qū)組成圖2.12 不同速比條件下延伸系數(shù)與平均單位壓力的關(guān)系（a）H0.5mm；（b）H0.25mm2.5 不對稱軋制（關(guān)于軋薄問題）o 2.5.2 異徑軋制 定義：指在板帶材生產(chǎn)中，兩工作輥的線速度基 本相同而直徑與轉(zhuǎn)速相差很大的軋制狀態(tài)。 特點(diǎn)：1）軋制壓力低； 2）壓下量大，軋制道次少； 3）軋制效率高； 4）軋薄

31、能力強(qiáng)； 5）產(chǎn)品厚度精度和板形質(zhì)量效果好。xll12對異21212RRRRRRhh圖2.13 復(fù)合式異徑多輥軋機(jī)圖2.14 異徑多輥式NMR軋機(jī)圖2.15 異徑單輥傳動(dòng)軋機(jī)（a）異徑四輥軋機(jī)；（b）ME軋機(jī)圖2.16 雙輥傳動(dòng)不同異徑比時(shí)軋制壓力與壓下率的關(guān)系（料厚1.0mm）o 2.5.2 異徑軋制 應(yīng)用:在四川、江西等圖2.17 某廠熱連軋機(jī)不對稱異徑軋制時(shí)軋輥的配置 游動(dòng)的小工作棍（480）板帶熱連軋機(jī)生產(chǎn)技術(shù)（新技術(shù)）板帶熱連軋機(jī)生產(chǎn)技術(shù)（新技術(shù)）寬度精度控制提高成材率最佳化切頭技術(shù)減少熱卷運(yùn)輸和存放的損失稱量和自動(dòng)噴印技術(shù)加熱爐減少氧化鐵皮損失無頭軋制技術(shù)節(jié)約能源熱送熱裝和直接軋制“低溫”出爐軋制降低加熱爐能耗板坯大側(cè)壓提高“熱裝”“直軋”比例擴(kuò)大采用交流交頻調(diào)速電機(jī)節(jié)能型的帶鋼和設(shè)備冷卻系統(tǒng)減少中間熱損失（如保溫輥道、熱卷取機(jī)）軋制工藝潤滑“自由軋制”工藝無頭軋制技術(shù)提高軋機(jī)產(chǎn)量增加板坯單重合理提高軋制速度軋機(jī)組成合理配置快速換輥減少設(shè)備故障機(jī)電設(shè)備預(yù)維修系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制最佳化軋制周期無頭軋制技術(shù)提高成品質(zhì)量加熱爐步進(jìn)梁錯(cuò)開布置加熱爐溫度均勻控制有效地清除氧化鐵皮厚度精度控制寬度精度控制板形控制精軋微張力控制卷取質(zhì)量控制提高表面光潔度無頭軋制技術(shù)提高表面光潔度、熱軋工藝潤滑機(jī)械性能控制（控制終軋溫度、卷取溫度）三尺寸與板形控制（一）厚度控制o 板帶材