熊 浩

（陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽春 529627）

鋼材在全國產(chǎn)業(yè)化行業(yè)的成長歷史中扮演著非常重要的角色，線材作為關(guān)鍵的鋼材材料同時(shí)也得到了普遍的應(yīng)用。線材是用軋鋼生產(chǎn)的。它自身質(zhì)量以及特殊性能與生產(chǎn)設(shè)備和工藝密切相關(guān)，包含控軋控冷工藝。在不一樣的生產(chǎn)設(shè)備和工藝條件下，其制造出來的高速線材的機(jī)能也有很大的差別。因?yàn)槠湓谳p、重工業(yè)中必要對高速線材的工藝設(shè)備以及生產(chǎn)技術(shù)完成深入研究，以促進(jìn)其性能的提高，從而推進(jìn)現(xiàn)代鋼材產(chǎn)業(yè)的不停向前生長，從而逐步滿足工業(yè)生長的需要。

1 控軋控冷技術(shù)的成長狀況

控軋控冷技術(shù)在高速線材的制造過程中占有重要地位。在鋼鐵工藝完成后，為了獲取所需要的強(qiáng)韌勁，可以加入對應(yīng)的添加劑，并且把反應(yīng)熱度穩(wěn)定在特定的范疇之內(nèi)。將鋼置于這樣的條件下，鋼會逐漸由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體，從而完成對其特定組織的大規(guī)模轉(zhuǎn)變，進(jìn)而完成提高鋼的強(qiáng)度的任務(wù)[1]。控制軋制作為軋鋼的一種技術(shù)方法，通過穩(wěn)定軋制溫度和變形，使熱軋鋼的組織處于相對較優(yōu)的狀態(tài)，進(jìn)而使熱軋鋼在不經(jīng)熱加工的操作下具有更加優(yōu)良的狀態(tài)?？刂栖堉萍夹g(shù)雖然對提高鋼鐵的機(jī)能有很好的成果，但同時(shí)也留存著一些缺點(diǎn)，所以其要求其他工藝的配合。控冷技術(shù)可以彌補(bǔ)控軋工藝對相變組織細(xì)化所產(chǎn)生的問題，從而使鋼獲得更高的強(qiáng)度。在現(xiàn)實(shí)的作業(yè)環(huán)節(jié)之間，可以采用特定的出產(chǎn)工藝來決定線材的降溫速率，并在主宰軋制的過程中充分使用線材熱軋作業(yè)完成所產(chǎn)生的剩余的熱量，使產(chǎn)品在組織和性能上滿足實(shí)際需要。大量出產(chǎn)實(shí)踐說明，在鋼材出產(chǎn)中采用控制軋制，在確保出品有較高的強(qiáng)度和較高的韌勁的基礎(chǔ)上，還可以完成對生產(chǎn)工藝的便捷化處理，使鋼材具有更廣泛的用途。近些年以來，本國的軋制工藝研究取得了新的進(jìn)步，然而在高速線材的出產(chǎn)中，控制軋制和冷卻技術(shù)仍然存留一些問題，高速線材的產(chǎn)量和性能還存在一些不足[2]。所以，有必要對此類技術(shù)不斷的進(jìn)行該善與精進(jìn)，以充實(shí)施展其在高速線材出產(chǎn)過程中的作用。

2 控軋控冷機(jī)理

線材的控軋控冷的本質(zhì)是利用利用軋制工藝數(shù)據(jù)以及軋后冷卻之后的數(shù)據(jù)來把握鋼材的變化和組織的狀態(tài)，從而制造可以滿足人們須要的鋼鐵。

2.1 控制軋制原理

熱塑性改變過程中或熱塑性改變后鋼組織的再結(jié)晶對控制軋制起著非常重要的作用，控制軋制的根本就是奧氏體晶粒的細(xì)質(zhì)分化。熱改變是從改變的角度來讓鋼的改變抗力降低，提升鋼材的塑性改變能力。從組織控制的角度來看，控制鋼的奧氏體組織能力完成了，在特定的奧氏體組織狀況下進(jìn)行變形，利用控制改變條件，為相變做組織準(zhǔn)備，達(dá)到在改變的過程中將組織逐漸支配，通過控制相變過程來得到所需的組織以及性能。不一樣的變化前奧氏體的組織結(jié)構(gòu)不一樣，變化之后的機(jī)能也會不相同。奧氏體化的變形條件以及條件的差異，在熱變形的過程中就會有不同的動(dòng)樣回應(yīng)過程（動(dòng)樣回應(yīng)、動(dòng)樣再結(jié)晶）和靜樣回應(yīng)過程（靜樣回應(yīng)、靜樣再結(jié)晶），在不一樣的熱改變條件下，不一樣的回復(fù)工藝會形成鋼的顯微結(jié)構(gòu)變化。

2.2 控制冷卻機(jī)制

在高熱溫度終軋下的線材，在條軋后處在全部奧氏體結(jié)晶狀況，使用軋后加速降溫。因?yàn)槿绻堉坪缶徛禍?，那么改變的奧氏體晶粒會在降溫過程中慢慢長成，轉(zhuǎn)變后會獲取一個(gè)粗壯的鐵素體結(jié)構(gòu)。因?yàn)榻禍厮俾史浅５穆?，奧氏體轉(zhuǎn)變的珠光體較厚，片層之間的間距變厚。這種結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能有點(diǎn)低[3]。而較低的溫度終軋的線材，在終軋的過程中，奧氏體處在一個(gè)沒有結(jié)晶的熱度區(qū)。因?yàn)樽冃蔚挠绊?，從而?dǎo)致Ar3的溫度升高，最終終軋制后奧氏體迅速變化，從而形成鐵素體。這種在高溫下前提下，出現(xiàn)的鐵素體生長速度非常之迅速。如果軋制后使用緩冷，那么鐵素體就會有足夠的生長時(shí)間，在室溫下條件下會生成非常厚而粗大的鐵素體，從而使控制軋制細(xì)化晶粒的效果進(jìn)而降低。軋后快速冷卻本質(zhì)上就是改變奧氏體經(jīng)控制軋制后細(xì)質(zhì)分化的結(jié)構(gòu)。在迅速降溫后，相變結(jié)構(gòu)生出對應(yīng)的改變，鋼材中就會沉淀出物的巨細(xì)、數(shù)目以及沉淀出來的位置產(chǎn)生變化，從而提升了鋼的強(qiáng)度和韌勁。而對高碳鋼和高碳合金鋼來說，軋后操控降溫的機(jī)制是為了以防改變后奧氏體晶粒生長，減少網(wǎng)狀碳化物的析出和使其級別得到降低，珠光體球團(tuán)粒徑減少，改變珠光體的形狀以及片層距離，從而提升鋼的性能。

3 確定控軋控冷數(shù)據(jù)

控制軋制和控制冷軋具有以下勢：脫碳量下降、晶粒長度得到節(jié)制、提高鋼的冷改變性能、操控抗拉強(qiáng)硬力度和顯微結(jié)構(gòu)、撤銷熱處理和抑制鐵皮氧化?？刂栖堉朴袃煞N變形系統(tǒng)：

兩階段變形系統(tǒng)：在奧氏體再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行粗制軋制，經(jīng)過不停改變和再結(jié)晶從而將奧氏體晶粒進(jìn)行細(xì)質(zhì)分化，950℃之下進(jìn)行中軋和精軋，在下相未結(jié)晶區(qū)發(fā)生改變，疊加的改變量是在60%～70%左右。在Ar3附近進(jìn)行終軋后，可獲得含有大量變形帶的奧氏體未結(jié)晶顆粒，在相變之后可獲得非常微小的鐵素體晶粒[4]。

三階段變形系統(tǒng)：Y再結(jié)晶區(qū)軋制進(jìn)行粗軋，在950℃之下，中軋?jiān)赮沒有晶體的地域進(jìn)行軋制，其變形量為70%，精軋是在Ar3和Ar1區(qū)域之間的兩相區(qū)進(jìn)行軋制。這樣可以獲得微小的鐵素體晶體和沒有變形的未結(jié)晶的奧氏體晶體，這些晶體具有變形帶，改變后可以獲得微小的鐵素體晶體，這些晶體具有亞結(jié)構(gòu)和位錯(cuò)。為了落實(shí)每一段的改變，必需嚴(yán)苛把控每一段的熱度，加溫時(shí)熱度不能太高，以防奧氏體晶體生長，并防止在一些再結(jié)晶區(qū)軋制，從而生成混晶結(jié)構(gòu)，從而毀壞鋼的韌勁。

控制軋制分為幾個(gè)階段：風(fēng)冷線熱度控制、精軋前水冷操控、精軋機(jī)水冷操控、精軋后水冷操控、紡絲熱度操控、加熱熱度操控。

3.1 加熱溫度控制

為了達(dá)到控制軋制的目的，因此在鋼坯出爐的時(shí)候就要控制溫度，使鋼坯加熱溫度比在室溫軋制的溫度還要低，既能保障最終產(chǎn)品的質(zhì)量，還能減少鋼坯表面脫碳，節(jié)約燃料，使得鋼材的生產(chǎn)成本下降。

3.2 精軋前水冷控制

為對進(jìn)來精軋機(jī)的軋制熱度進(jìn)行操控，增加水冷箱在無扭精軋機(jī)組的前面，從而實(shí)現(xiàn)讓軋制熱度下降來操控軋制的目的。利用操控水箱里水冷噴嘴的打開度、開孔數(shù)和水箱尾端的氣封，可使軋制部件的溫度降低100℃～150℃，然后通過熱度回歸的階段，讓軋制部件芯面的表面熱度平均，熱度差異需要操控在0℃上下，不會對下一次的軋制造成影響。

3.3 精軋機(jī)水冷

為防止精軋機(jī)的軋制速率過快而導(dǎo)致的溫度升高，在精軋機(jī)組的機(jī)架之間增加了一個(gè)水冷裝備；為確保軋件的平均降溫，水冷設(shè)備應(yīng)該位于軋件圓與橢圓機(jī)架之間，使軋制部件降溫勻稱，結(jié)束了由于軋制的熱度太高產(chǎn)生晶體粗壯面的軋制部件導(dǎo)致線材機(jī)能下滑的不利后果。水冷管的壓力需要和水冷箱的壓力保持一樣，并且還需要操控在同一熱度，從而實(shí)現(xiàn)操控有用、便宜方便的目的。

3.4 空冷管線的溫度控制

作為控制冷卻的主要風(fēng)冷方式，在經(jīng)歷多年的發(fā)展之后，成效最好的是Steymour鏈?zhǔn)斤L(fēng)冷輸送線以及第二屆鋼鐵質(zhì)量操控技術(shù)學(xué)問討輪會輥式風(fēng)冷輸送線，初期時(shí)間，我國建設(shè)的高速線材車間大多使用的是鏈?zhǔn)斤L(fēng)冷輸送線，這是當(dāng)前我國外研究的熱點(diǎn)，當(dāng)前被普遍用作的就是輥式樣風(fēng)冷輸送線[5]。斯泰爾莫空冷輸送線是一類柔性系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)線材不一樣的降溫需求。經(jīng)過不一樣的降溫工藝可以保證線材獲取所需的金相結(jié)構(gòu)和力學(xué)機(jī)能。根據(jù)操控降溫的原理，有三種操控降溫方法，分別為：標(biāo)準(zhǔn)降溫方法、延時(shí)降溫方法和慢降溫方法。其中標(biāo)準(zhǔn)冷卻方式、延時(shí)冷卻方式被廣泛的應(yīng)用。

4 控制軋制控冷所用裝置及具體操作方法

在飛速線材出產(chǎn)作業(yè)之中，其出產(chǎn)線主要由成環(huán)區(qū)、開卷抑制冷區(qū)、水冷區(qū)、開卷集中區(qū)和精軋區(qū)等幾部分組成，下文將對此幾種設(shè)備逐步做相應(yīng)分析：

4.1 成環(huán)區(qū)

在此工藝環(huán)節(jié)，所使用的設(shè)備包括夾送結(jié)合器、成環(huán)器等。在這些裝置中，夾送盤的主要作用是將水冷的線材導(dǎo)入吐絲機(jī)，控制線材頭、尾的速率，使吐絲機(jī)產(chǎn)生較為勻稱的線圈。

4.2 水冷區(qū)

水冷區(qū)的水冷設(shè)備分為兩部分，其分別位于預(yù)留精軋機(jī)后和精軋機(jī)后。位于預(yù)精軋機(jī)后的水冷設(shè)備是操控涂飾熱度的主要裝置。在軋制作業(yè)之中，由于鋼鐵的變形等要素，熱度能夠升高。水冷箱可以對這一問題進(jìn)行自主調(diào)控，從而確保精整溫度的有效控制。精軋后水冷路段的功能是穩(wěn)定紡絲熱度，根本任務(wù)是落實(shí)線材結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而推進(jìn)其自身機(jī)能的提高。在實(shí)際的作業(yè)過程之中，不同鋼材進(jìn)入精軋機(jī)前的溫度不同，應(yīng)依據(jù)其自身具體規(guī)格以及種類來確定，而出口處溫度與軋制的速率大小與材料的屬性有關(guān)，所以相關(guān)參數(shù)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)工藝過程的實(shí)際情況而定。

4.3 控冷區(qū)

控制冷卻區(qū)主要包括設(shè)備的風(fēng)冷通道、冷卻風(fēng)機(jī)以及絕緣罩三部分。該部件的作用是將在紡紗機(jī)上形成的線圈輸送到位于卷取機(jī)入口處的傳統(tǒng)裝置。與此同時(shí)，在這一過程當(dāng)中，透過持續(xù)透風(fēng)對線材進(jìn)行操控和降溫。此時(shí)，導(dǎo)線線圈松動(dòng)。

5 飛速線材出產(chǎn)中控軋控冷工藝探討

5.1 控冷技術(shù)

控制冷卻過程可大體分為三個(gè)步驟：一次冷卻、二次冷卻以及三次冷卻。

（1）一次降溫是操控從精軋開始到改變奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體或滲碳體開始的降溫速率以及熱度。其一般情況下采用高速冷卻設(shè)備。

（2）二次降溫的目的是操控線材在改變過程中的降低熱度以及降溫速率，以獲取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和機(jī)能。二次冷卻采用風(fēng)冷、緩冷等多種冷卻方法相結(jié)合的方式?，F(xiàn)階段基本采取斯太爾摩操控降溫方法。

（3）經(jīng)過一、二次降溫步驟之后，完成改變過程，最終使用空冷，在PF輸送線完成空冷作業(yè)。

5.2 控軋技術(shù)

（1）兩階段法。這是一種再結(jié)晶形狀和部分再結(jié)晶形相結(jié)合的軋制方法。該方法首先在再結(jié)晶區(qū)完成軋制作業(yè)，然后在軋制后的不完全結(jié)晶區(qū)進(jìn)行軋制，進(jìn)而快速冷卻并重新軋制。此類方法的優(yōu)點(diǎn)是能促進(jìn)鋼實(shí)現(xiàn)鐵素體相變形，從而提高鋼的韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變的相應(yīng)溫度[6]。

（2）三階段法。該軋制方法不但完成了全部再結(jié)晶制造與非再結(jié)晶制造的匹配，而且形成了與奧氏體和鐵素體兩相區(qū)域軋制的匹配，進(jìn)而完成了三級軋制的控制作業(yè)。

6 結(jié)語

控制軋制控冷技術(shù)和控制控軋技術(shù)都在線材的出產(chǎn)日程中有著非常重要的作用，基于控制軋制控冷技術(shù)的理論，雖然可以收獲理想的鋼材的組織和性能，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中會受到許多控制因素的控制，尤其是冷卻控制，在考慮充分的有關(guān)因素的前提之下，需要加強(qiáng)在技術(shù)方面創(chuàng)新以及實(shí)踐過程，在不斷探索中逐步地提高控軋控冷效果，讓其更好地為高速線材生產(chǎn)方式做服務(wù)。