文档介绍：控轧控冷技术
东北大学
轧制技术及连轧自动化
国家重点实验室
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中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座
讲座内容
1 概述
2 控轧控冷的基本原理
3 中厚板控轧控冷的特点和关键技术
4 控轧控冷的数学模型与自动控制
5 国外典型厚板轧机的控轧控冷介绍
6 结语
概述
中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座
1 概述–定义
控制轧制:是在调整钢的化学成分的基础上,通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数,控制奥氏体状态和相变产物的组织状态,从而达到控制钢材组织性能的目的
控制冷却:是通过控制热轧钢材轧后的冷却条件来控制奥氏体组织状态、控制相变条件、控制碳化物析出行为、控制相变后钢的组织和性能。
TMCP:控制轧制和控制冷却技术结合起来,能够进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合性能,并能够降低合金元素含量和碳含量,节约贵重的合金元素,降低生产成本。与普通生产工艺相比,通过控轧控冷生产工艺可以使钢板的抗拉强度和屈服强度平均提高约40~60MPa,在低温韧性、焊接性能、节能、降低碳当量、节省合金元素以及冷却均匀性、保持良好板形方面都有无可比拟的优越性。因此,日本、美国、欧洲等广泛采用控轧控冷生产工艺生产各种高强结构板、船用钢板、压力容器钢板。
1 概述- 控冷的意义
两个通俗说法:
1 水是最廉价的合金元素
(可以用水替代合金元素来改变钢材的性能)
2 中国的多数中板轧机是世界上最干旱的轧机
(目前我们还没有充分利用好水的作用)
- 川崎水岛:12000 m3/h,迪林根:14000 m3/h
- 宝钢2050:14000 m3/h, 1580: 13000 m3/h
控轧控冷的必要性
用户要求:产品性能(强度、韧性、焊接性、冲击性能…)
决定性能的因素:组织结构(晶粒、析出、组织分数…)
决定组织的因素:成分和工艺(压下率、温度、冷却速度)-材料加工过程是冶金过程-柔性制造技术
钢种成分
加工工艺3
加工工艺2
加工工艺1
组织特征3
组织特征2
组织特征1
用户需求3
用户需求2
用户需求1
急需通过控轧控冷改变性能的钢种
管线钢:开发西部,西气东输工程
高级别船板
高强度工程机械用钢
抗震耐火钢(日本阪神大地震后提出)
新一代钢铁材料:超级钢
控轧控冷的必要性-产品开发
新一代钢铁材料:超级钢简介
思路:超洁净、超细晶、超均匀,实现强度翻番
国家重大基础研究项目(973),参与国际竞争(日、美、韩)
RAL承担通过轧制和冷却控制细化晶粒,提高性能
经过RAL实验室实验、宝钢现场实验、小批量生产
工艺改进:重新分配压下量,控制终轧温度,卷取温度
效果:Q235-屈服强度>400MPa, 抗拉强度>510MPa
延伸率>28%,宽冷弯合格,晶粒尺寸:
控轧控冷的必要性-产品开发
超级钢实验情况:Super-SS400
宝钢首批试制200吨,为一汽供货
投料冲压作发动机前置横梁4000件,成品率100%
2001年千吨级供货,2002年万吨级;
500MPa级超级钢研究工作已经取得良好进展;
预期效果:
-第一步:通过控轧控冷,节省合金元素,降成本(200元/吨)
-第二步:减小钢板厚度,减轻车重,降低油耗
-第三步:改进车型设计,远景:3升车(宝钢参加国际行动)
控轧控冷的必要性-产品开发
控轧控冷的必要性-产品开发
1000℃,保温3min,900℃、20% 变形+850℃、25% 变形+770℃、67% 变形
道次间10 ℃/s冷却
变形后 7 ℃/s冷却
25mm
超级钢Super-SS400
工业生产条件下显微组织
<450℃
屈服强度>400,抗拉强度>500
实验室实验结果
工业生产结果