所謂控制軋制和控制冷卻(TMCP)是“奧氏體狀態(tài)的控制和這種狀態(tài)受到控制的奧氏體冷卻過程的控制。其中，“奧氏體狀態(tài)的控制”指的是控制軋制，而“這種狀態(tài)受到控制的奧氏體冷卻過程的控制”指的是控制冷卻。控制軋制是TMCP技術(shù)的重要方面，其核心在于進(jìn)行控制冷卻的組織準(zhǔn)備，即獲得硬化狀態(tài)的奧氏體，以便在隨后的奧氏體向鐵素體相變的過程中，形成大量的鐵素體的核心，從而細(xì)化鐵素體的晶粒。日本JFE公司從1998年開始，開發(fā)了Super-OLAC，即所謂“超級(jí)控冷”。近年，JFE公司進(jìn)一步開發(fā)了Super-CR，即“超級(jí)控軋”。
軋制壓下控制和溫度控制的協(xié)調(diào)控制是控制軋制的核心。對(duì)中厚板而言，傳統(tǒng)的控制軋制粗略分為兩個(gè)大的階段，即高溫粗軋階段，主要是再結(jié)晶控軋，通過高溫大壓下促進(jìn)奧氏體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒。而在低溫精軋階段進(jìn)行的大壓下，主要是實(shí)現(xiàn)奧氏體的未再結(jié)晶控制軋制，目的在于實(shí)現(xiàn)奧氏體的硬化，為細(xì)晶化的鐵素體相變做準(zhǔn)備。因此，精軋的開軋溫度和軋前厚度是兩個(gè)極重要的參數(shù)。對(duì)于TMCP的主要鋼種，例如含Nb的微合金鋼，實(shí)際上是經(jīng)歷兩個(gè)矛盾的軋制過程，即高溫的粗軋和低溫的精軋。因此常常需要在粗軋和精軋之間采用長時(shí)間的待溫，嚴(yán)重的降低的控軋軋制和控制冷卻的軋制效率。
為此，過去常常在粗軋和精軋之間設(shè)置一個(gè)噴淋式的中間冷卻裝置，通過這一裝置，加速中間坯冷卻，減少粗-精軋之間的待溫時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。但是，中間冷卻裝置的問題是：特地設(shè)置的中間冷卻裝置占據(jù)一定的空間和需要一定的冷卻時(shí)間，而且溫度的控制只限于一個(gè)位置，即粗-精軋之間。是否有更經(jīng)濟(jì)、更先進(jìn)的方法呢?
JFE在2009年投產(chǎn)了Super-CR。其冷卻裝置不是單獨(dú)設(shè)置的，而是附屬設(shè)置在軋鋼機(jī)架上，可以在任何需要的軋制道次，在軋制鋼材的同時(shí)，進(jìn)行鋼材的快速冷卻。所以該裝置不需要特殊的安裝空間和額外的冷卻時(shí)間，提高了控制軋制的冷卻效率和空間利用率。同時(shí)，由于冷卻過程分配到各個(gè)道次上，所以可以與軋制過程的進(jìn)行相配合，進(jìn)行軋制過程中的精細(xì)的冷卻路徑控制。針對(duì)不同的鋼種，進(jìn)行冷卻路徑的控制有助于控制軋制過程的進(jìn)一步優(yōu)化，為鋼材性能的改進(jìn)提供了新的空間。
據(jù)JFE報(bào)道，由于采用這一措施，軋機(jī)的生產(chǎn)效率提高20%左右，且提高了命中目標(biāo)溫度的精度，減少了鋼板的溫度波動(dòng)，提高了控制的穩(wěn)定性。鋼材生產(chǎn)的質(zhì)量、產(chǎn)量和交貨期均有明顯的改善。進(jìn)一步，超級(jí)控軋與原有的超級(jí)控冷相配合，可以實(shí)現(xiàn)軋制-冷卻全程的冷卻路徑控制，軋制過程和冷卻過程的柔性大幅度提高，促進(jìn)了變形性能優(yōu)良的建筑用TMCP高強(qiáng)鋼開發(fā)和鋼材表面氧化鐵皮的控制。截止到發(fā)稿時(shí)間，已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)鋼材80萬t。
機(jī)架式超快冷裝置的一個(gè)輔助作用是實(shí)現(xiàn)板坯表面-芯部的差溫軋制。所謂差溫軋制是軋制過程中邊軋制，邊快冷，溫度來不及深入到軋件內(nèi)部，形成上下表面低溫，板坯中間芯部維持原來的較高溫度。這樣在軋制時(shí)，上下表面溫度低于芯部，變形抗力大，不易變形，而芯部溫度高，容易變形。這就會(huì)促使變形深入到軋件芯部，有利于消除芯部缺陷，提高芯部質(zhì)量，同時(shí)減少由于板坯表面變形引起的軋件雙鼓形缺陷，甚至邊部折疊，提高成材率。
機(jī)架式超快冷裝置的另一個(gè)輔助作用是表面超細(xì)晶鋼板的軋制生產(chǎn)。據(jù)新日鐵報(bào)道，該公司采用特殊的軋制方法，生產(chǎn)表面超細(xì)晶鋼板，可以得到極優(yōu)良的抗裂紋敏感性，由于船舶的特殊部位，止裂性能優(yōu)良。利用上述的差溫軋制軋制時(shí)，表面快冷，溫度來不及深入到軋件內(nèi)部，上下表面低溫屬于低溫控軋，而板坯中間仍維持原來的較高溫度軋制。這樣會(huì)形成表面細(xì)晶化的鋼板。據(jù)稱，這種鋼板有可能會(huì)成為繼耐油氣腐蝕船用鋼板之后的國外采用的另一個(gè)技術(shù)壁壘。我們應(yīng)盡速采取措施，未雨綢繆，加緊開發(fā)。
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