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?？刂栖堉剖荰MCP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“超級控冷”。近年，JFE公司進(jìn)一步開發(fā)了Super-CR，即“超級控軋”。
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。對中厚板而言，傳統(tǒng)的控制軋制粗略分為兩個大的階段，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，主要是實現(xiàn)奧氏體的未再結(jié)晶控制軋制，目的在于實現(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極重要的參數(shù)。對于TMCP的主要鋼種，例如含Nb的微合金鋼，實際上是經(jīng)歷兩個矛盾的軋制過程，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間，而且溫度的控制只限于一個位置，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，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間，提高了控制軋制的冷卻效率和空間利用率。同時，由于冷卻過程分配到各個道次上，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，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，超級控軋與原有的超級控冷相配合，可以實現(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)稿時間，已經(jīng)累計生產(chǎn)鋼材80萬t。
機(jī)架式超快冷裝置的一個輔助作用是實現(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，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，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。這樣會形成表面細(xì)晶化的鋼板。據(jù)稱，這種鋼板有可能會成為繼耐油氣腐蝕船用鋼板之后的國外采用的另一個技術(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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