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轧后冷却技术是提高轧制钢材性能的一个重要技术措施,也是控制轧制工艺的核心环节之一。通过加快轧制后的冷却速度,不仅可以抑制晶粒的长大,而且可以获得高强度高韧性所需的超细铁素体组织或者贝氏体组织,甚至获得马氏体组织。由于这种技术可以在不添加过多合金元素,也不需要复杂的后续热处理的条件下生产出高强度高韧性的钢材,因此被认为是一项节约合金和能源、并有利于环保的工艺,故已经成为轧制工艺中不可或缺的关键技术。
目前国际上在这方面的研发动态值得注意。
比利时的CRM公司率先开发了超快速冷却系统,可以对4毫米厚的热轧带钢实现400℃/s的超快速冷却。日本的JFE福山厂开发的SuperOLACH(superon-lineacceleratedcoolingforhotstripmill)系统,可以对3毫米厚的热轧带钢实现700℃/s的超快速冷却。国内开发出来的热轧带超快速冷却装置已经安装于包钢CSP生产线,生产出了550MPa、600MPa级的双相钢,用于汽车厂生产车轮。
新日铁开发了新一代CLC(continuousonlinecontrolprocess)控制冷却工艺,并成功应用于君津厚板厂。这种控制冷却工艺采用先进的冷却喷嘴和一种新的水流量控制方法,能在很大的冷却速率范围内实现钢板的冷却,明显提高了钢板温度的均匀性,与传统的CLC工艺相比,钢板温度的波动幅度减小了50%。新一代冷却工艺的应用使得对厚板金相组织的控制变得非常容易,板带厚向的硬度波动减到最小。新日铁通过采用这种新工艺开发了一种新型海上施工用钢,这种钢甚至在北极-40℃的气候条件下也能使焊接接头具有很好的韧性。
金属带材制造商W?lzholz和工业气体和技术供应商AirProducts共同开发了一种新的冷却轧制技术。这种技术用液氮冷却取代常规水基冷却液冷却,用于冷轧最后阶段或光整阶段,大大提高了产品产量和表面质量,减少了废品,提高了工作辊的使用寿命,三年来已经成功应用于德国海根和巴西圣保罗的W?lzholz工厂。采用“超快冷却”(ultrafastcooling,UFC)使冷却速度比传统层流冷却提高5"10倍。此冷却装置通常安装在精轧机后或者在地下卷取机之前。“超快冷”技术获得了很强的细晶强化和析出强化效果,极大地提高了轧钢的力学性能。
随着超快冷速技术的开发,利用现代连续轧制的大变形和应变积累,实现了以超快速冷却技术为核心的新一代控制轧制和控制冷却技术。其核心要点为:在现代热连轧过程提供的对奥氏体实施加工硬化的基础上,对轧后硬化奥氏体进行超快速冷却,获得性能优良、利于循环利用的钢铁材料,节省了资源和能源,促进了可持续发展。目前,这种新一代控制轧制与冷却技术已经在我国的棒线材、轴承钢以及热轧带钢组织的复相化控制等方面得到应用。 |
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