中厚板控制冷卻技術(shù)研究

1、<p>　　中厚板控制冷卻技術(shù)研究</p><p>　　摘要：控制冷卻是提高中厚板產(chǎn)品性能和附加值的重要手段。它能簡化生產(chǎn)工藝并提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源及昂貴合金元素，并有很大的經(jīng)濟(jì)效益。本文就控制冷卻技術(shù)的現(xiàn)狀、控制冷卻的作用、影響冷卻質(zhì)量的主要因素以及控制冷卻技術(shù)在應(yīng)用中需解決的幾個問題四方面進(jìn)行闡述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：中厚板 控制冷卻 因素 </p>

2、<p>　　1、控制冷卻技術(shù)的現(xiàn)狀 </p><p>　　中厚鋼板大約有 200 年的生產(chǎn)歷史，它是國家工業(yè)化進(jìn)程和發(fā)展中不可缺少的鋼鐵品種，被廣泛用于大直徑輸送管、壓力容器、鍋爐、橋梁、海洋平臺、各類艦艇、坦克裝甲、車輛、建筑構(gòu)件、機器結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展歷程表明，中厚板的生產(chǎn)水平及材料所具有的水平也是國家鋼鐵工業(yè)及鋼鐵材料水平的一個重要標(biāo)志。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，中厚板的市場需求將越

3、來越大，同時市場競爭也將越來越激烈。各中厚板廠家為了提高產(chǎn)品競爭力，紛紛采用新的設(shè)備或者新的控軋控冷工藝來提高中厚板的綜合性能。 控制軋制和控制冷卻工藝（CRC）是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)最大的技術(shù)成就之一。對于一些鋼材，控軋控冷后不必實施常規(guī)軋制的軋后熱處理工藝，從而簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，并且可以節(jié)約能源，省去昂貴的合金元素，具有很大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著用戶對中厚板質(zhì)量和性能的要求越來越高，控制軋制和控制冷卻新工藝逐漸應(yīng)用于中厚板

4、生產(chǎn)領(lǐng)域?？刂评鋮s是中厚板生產(chǎn)中提高產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)高附加值產(chǎn)品的最重要的手段。但是我國有些鋼廠的控制冷卻裝置使用效果并不理想，有的甚至基本不用，成為一種擺設(shè)。不少廠家采用的是簡易噴淋冷卻裝置及用控溫軋制來替代控制軋制</p><p>　　2、控制冷卻的作用 </p><p>　　控制冷卻的作用可概括為：（1）提高產(chǎn)品質(zhì)量：①力學(xué)性能：提高強度，改善韌性；②工藝性能：改善可焊性，提高氫致裂紋

5、抗力，提高成形性；③組織與結(jié)構(gòu)：增強組織的分散度，可獲得復(fù)相組織，細(xì)化晶粒，增強析出；④表面質(zhì)量：減少表面劃傷和裂紋，減少氧化鐵皮，無表面脫碳。（2）降低生產(chǎn)成本節(jié)省合金成分，節(jié)約能源，簡化工藝流程，提高成材率。（3）增加社會效益減輕構(gòu)件或設(shè)備重量，節(jié)省自然資源，減少環(huán)境污染。 </p><p>　　3、影響冷卻質(zhì)量的主要因素 </p><p>　　3.1 冷卻速度 為了使鋼板獲得均勻的組

6、織和機械性能，冷卻裝置的冷卻速度應(yīng)隨鋼板厚度增加而降低。如果厚鋼板的冷卻速度太高，鋼板的表面和中部溫差會過大。對厚規(guī)格鋼板而言，沿厚度方向的熱傳導(dǎo)系數(shù)是限制因素；對薄鋼板而言，表面的熱傳遞系數(shù)才是關(guān)鍵因素。加速冷卻應(yīng)用的溫度范圍一般為800～500℃，處于穩(wěn)定膜態(tài)沸騰區(qū)，因此熱交換系數(shù)的穩(wěn)定是控制冷卻速度的關(guān)鍵因素；典型直接淬火的溫度范圍為900～200℃，冷卻過程通過部分膜態(tài)沸騰區(qū)，熱交換系數(shù)對冷卻效果不產(chǎn)生主要影響。 </p&

7、gt;<p>　　3.2 鋼板平直度 如果進(jìn)入冷卻區(qū)的鋼板平直度差，就會造成鋼板冷卻不均，并使板形更加惡化。因此，坯料的均勻加熱和軋機具有良好的平直度控制水平是取得良好板形的前提條件。如果以生產(chǎn)薄規(guī)格鋼板為主，75%以上的鋼板厚度在20mm以下，可以考慮在冷卻裝置前設(shè)置預(yù)矯直機。 </p><p>　　3.3 鋼板表面狀態(tài) 由于氧化鐵皮的導(dǎo)熱系數(shù)較鋼低，殘留的氧化鐵皮會破壞穩(wěn)定的膜態(tài)沸騰，導(dǎo)致鋼板的

8、不均勻冷卻。軋制過程中的有效除磷是很重要的。 </p><p>　　鋼板溫度的均勻性 包括提高鋼板進(jìn)入冷卻裝置時的均勻性和避免冷卻過程的頭尾和邊部過冷。采用低的冷卻速度時（通常鋼板以低速運行），要提高鋼板進(jìn)入冷卻裝置時頭尾溫度的均勻性，應(yīng)限制鋼板的長度；也可采取同時冷卻方式。隨鋼板寬度的增大，鋼板橫向冷卻不均勻的趨勢也增加?？刹捎眠叢空?、水量中凸分配避免邊部過冷。避免鋼板頭尾過冷需要可靠的計算機模型和快速的冷卻介

9、質(zhì)開閉速度。增加下部噴咀供水比例，避免鋼板上表面過冷。 </p><p>　　4、控制冷卻技術(shù)在應(yīng)用中需解決的幾個問題 </p><p>　　4.1長度方向上冷卻的均勻性。鋼板軋制過程中一般頭部和尾部比中間部分的溫度低。在采用恒速輸送時，鋼板的終止冷卻溫度從頭至尾呈線性降低。為了保證長度方向上溫度均勻性，進(jìn)入控冷區(qū)之后應(yīng)當(dāng)采用加速軋制的速度制度，但是，速度制度和其他影響控冷因素的機理復(fù)雜，

10、其中有的還具有交叉性，從而造成對最終效果的影響。 </p><p>　　4.2上下面冷卻的對稱性。由于水在上下表面的停留時間和流動狀態(tài)不同，所以造成上下冷卻的不均勻性。如果對此不加以控制，則會造成鋼板的翹曲。因此，上下表面的冷卻水量有一定的比例。一般下水量與上水量的比約為1.5～2.5，在生產(chǎn)現(xiàn)場中，一般只能憑經(jīng)驗得出上下水量的比例關(guān)系，但難于得出一定的函數(shù)關(guān)系式。 </p><p>　　

11、4.3終冷溫度測溫儀常安裝在冷卻區(qū)外10 m或更遠(yuǎn)處，檢測滯后性大。在橫向溫度控制中，上水幕有遮蔽措施，下水幕一般沒有遮蔽措施，下冷卻水回落到鋼板表面，給控制帶來不利影響。 </p><p>　　4.4鋼板表面狀態(tài)、鋼板溫度的均勻性、鋼板的平直度以及冷卻速度的合理與否等都會影響控冷的質(zhì)量。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p

12、>　　控制軋制和控制冷卻工藝是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)最大的技術(shù)成就之一。所謂控制軋制和控制冷卻技術(shù)，就是在鋼材化學(xué)成分一定的情況下，通過對軋制溫度、壓下量和軋后冷卻過程參數(shù)的控制，細(xì)化鋼材顯微組織，提高鋼材的性能，獲得具有良好綜合性能的鋼鐵材料。由于加速冷卻具有晶粒細(xì)化和組織強化的作用，使人們已經(jīng)充分認(rèn)識到水是最廉價的合金元素。對于一些鋼材，控軋控冷后不必實施常規(guī)軋制時的軋后再加熱熱處理工藝，從而簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，并且可以節(jié)約

13、能源和昂貴的合金元素，具有很大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　控制冷卻技術(shù)是一個多影響因素并存的復(fù)雜過程。為了更有效地指導(dǎo)生產(chǎn)，增加效益，有必要進(jìn)行更深入的研究，從而更充分地挖掘鋼材的潛力，大幅度提高鋼材的綜合性能。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 王笑波，王仲初，柴天佑. 中厚板軋

14、后控制冷卻技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀[J]. 軋鋼. 2000（03） </p><p>　　[2] 錢振聲. 控制冷卻過程中影響鋼板均勻冷卻的因素及其控制[J]. 寬厚板. 2000（01） </p><p>　　[3] 錢振聲. 鞍鋼厚板廠控制冷卻裝置的改造方案[J]. 鞍鋼技術(shù). 1999（11） </p><p>　　[4] 劉細(xì)芬，蔡曉輝，王國棟，劉相華. 中厚板軋