材料成形过程自动化：中厚板轧后冷却技术交流.pdf

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1、RAL层流冷却讲义中厚板轧后冷却技术胡贤磊2016RAL中厚板轧后冷却技术交流1、轧后冷却工艺简介2、轧后冷却技术的发展3、高效均匀的冷却技术4、控制系统及数学模型5、层流冷却系统的关键技术－冷却均匀性控制6、控制策略RAL1、轧后冷却工艺对最终组织的影响初始奥氏体板坯加热控制轧制硬化奥氏体力学性能可以通过控制成分、轧制压下量和奥氏体晶粒尺寸改变冷却模式可以通过水流量控温度水冷＋空冷制和钢板厚度改变铁素体＋回火贝氏体优化品种通过控制组织控制性能回火马氏体（包括沉淀硬化）时间RAL控制轧制与控制冷却的功能控制

2、轧制控制冷却需要的组轧制参数的控制与优化冷却参数的控制与优化织和（奥氏体状态的控制）（相变过程的控制）性能开始冷却温度加热温度终止冷却温度各个道次的轧制温度冷却速度压下量冷却模式RAL控制轧制与控制冷却的关键点关键点：“奥氏体状态的控制”和进一步的“由这种状态受到控制的奥氏体发生的相变的控制”控轧：奥氏体状态的控制：晶粒尺寸、硬化状态；控冷：奥氏体相变条件的控制：开始温度（过冷度）、冷却速率、终止温度；强化机制：传统的控制冷却是以卷取温度作为控制目标，通过冷却速度控制实现细晶强化，配合微合金化技术实现析出强

3、化。RAL2.轧后冷却技术的发展新一代钢铁材料开发：超级钢、超细晶粒钢、相变强化机制社会发展要求：4R原则，即减量化、再循环、再利用、再制造。TMCP技术发展：采用节约型的成分设计和减量化生产方法，获得高附加值、可循环的钢铁产品。这种TMCP技术就是以快冷技术为核心的新一代TMCP技术。强化机制：超细晶强化、相变强化、析出强化等综合强化手段RAL冷却设备控制冷却系统•小结：–新日铁：CLC技术•1)可以实现直接淬火的冷却装置有：–川崎制铁：MACS技术–水幕–住友金属：DAC技术–高密度管层流–日本JFE

4、：OLAC/Super-OLAC–气雾冷却（ADCO）–曼海姆：MACOS–气雾+层流(Super-OLAC)–蒂森：ISC(强冷却系统）–喷射+层流(MULPIC)–克莱西姆：ADCO–板湍流+喷射(LOI/DREVER)–奥钢联：MULPIC•2）控冷工艺和钢种永远是相–东北大学：U-ACC、直集互关联的管、水幕–北京科技大学：U-ACCSUPICRAL高密集管层流冷却系统RAL管层流冷却设备的关键点（1）•水流的性质：稳定的均匀的层流。这一点已经在实验室得到证实。现场是与辊道平行布置的高位水箱（实际是

5、粗管道），保证了每一个层流集管的状况与实验室是一样的。RAL管层流冷却设备的关键点（2）•适当的足够的水压：•压力过高，水流喷溅，不沿板面流动，降低传热效果；•压力过低，击不破水膜，降低传热效果；•压力过低，降低阀门的响应特性；RAL管层流冷却设备的关键点（3）•足够的水量：•水系统的能力；•高位水箱的储水能力；•辊道运动速度可以部分补偿水冷能力的不足。RAL水幕装置RALU形管喷头的结构RALJFESuper-OLAC技术OLAC：1980年NKK（现JFE）轧后冷却技术工业化；NKK控制冷却技术的开发历

6、程：Super-OLAC推广：1998年－福山厚板厂；2003年5月－仓敷厚板厂；2004年6月－京浜厂RALJFESuper-OLAC技术优势•可以以近似理论极限冷却速度，世界最高冷却速度（700℃/秒-板厚3mm）对钢板实行全面、均匀的冷却•该设备可以大幅度提高冷却温度控制精度，从而提高钢材的质量（通过晶粒细化、均匀化达到高强高韧化、焊接性稳定、加工性能提高）RALSuper-OLAC与在线回火－HOPRALJFESuper-OLAC技术应用与在线回火（感应加热）技术相结合，开发了一系列具有优异性能的高

7、品质中厚板材：•造船用钢：大热量输入焊接用钢；•桥梁用钢：海岸耐侯性钢；•高层建筑用钢：建筑用590N/mm2级钢板、385N/mm2高层建筑用钢；•压力容器用钢：610N/mm2级钢板；•管线用钢：例如世界强度最高的管线钢CSA级690（相当于X100级管线钢）RAL中厚板轧后冷却技术发展趋势在国内中厚板企业冶炼装备和轧机装备及技术日益提高，基本与钢铁技术发达国家如日本等基本无差距的背景下，钢板轧后辅助工序及技术，尤其是控制钢板组织性能演变的轧后冷却工序所需的高效冷却技术，已成为制约国内中厚板企业生产高附

8、加值高性能中厚板产品的问题关键所在。轧后冷却技术发展：高冷却速率；冷却均匀性好RALJFESuper-OLAC技术核心高冷却能力：比传统加速冷却方法快2～5倍；冷却均匀性：在中厚钢板冷却过程的全温度区域实现板材的高效均匀冷却；冷却能力：RALJFESuper-OLAC核心－高冷速、均匀钢材与水直接接通过蒸汽触传热膜冷却过渡沸腾区传统加速冷却过渡沸腾通过蒸汽膜冷却膜沸腾，低热交换核沸腾，高热交换RAL3均匀、高效冷