1、鋼材軋后控制冷卻1CC：轉變中止線：轉變中止線VV C PVV C MArVCVV C PMAr圖圖9-2為轉變溫度和為轉變溫度和轉變產物與冷卻速度轉變產物與冷卻速度的關系圖的關系圖圖圖9-3為亞共析鋼的為亞共析鋼的CCT曲線曲線1 M2 F+P+B+M3 F+P+B+M4 F+P5 F+P一般軋后控制冷卻過程分為三個階段一般軋后控制冷卻過程分為三個階段 一次冷卻：終軋溫度一次冷卻：終軋溫度 Ar3（或（或Arcem） 即相變前即相變前 目的：控制變形奧氏體的組織狀態，阻止奧氏體晶粒的長目的：控制變形奧氏體的組織狀態，阻止奧氏體晶粒的長 大，阻止碳化物析出，固定因變形而引起的位錯，大，阻止碳化

2、物析出，固定因變形而引起的位錯， 降低相變溫度，為相變做組織上的準備。降低相變溫度，為相變做組織上的準備。開始快冷溫度越接近終軋溫度越好，使得奧氏體晶粒細化，有效開始快冷溫度越接近終軋溫度越好，使得奧氏體晶粒細化，有效晶界面積晶界面積S。 二次冷卻：相變開始溫度二次冷卻：相變開始溫度 相變結束溫度相變結束溫度 目的：控制相變過程，獲得不同的組織及性能目的：控制相變過程，獲得不同的組織及性能 1 三次冷卻：相變后三次冷卻：相變后室溫室溫 目的：減少氧化鐵皮目的：減少氧化鐵皮 2以含以含Nb鋼為例：鋼為例：經一次冷卻后，二次冷經一次冷卻后，二次冷卻分別采用三種冷卻速卻分別采用三種冷卻速度，在度，在

3、600以后采用以后采用空冷空冷(a) F+P 組織組織(b) F+B 組織組織(c) 少量少量F+大量大量B 組織組織 17.2 軋后快速冷卻工藝參數對鋼材強韌性的影響軋后快速冷卻工藝參數對鋼材強韌性的影響 鐵素體晶粒粗細鐵素體晶粒粗細 珠光體片層間距大小珠光體片層間距大小 貝氏體量的多少貝氏體量的多少 碳、氮化物的析出量碳、氮化物的析出量 -鋼的強韌性鋼的強韌性 軋后冷卻速度的影響軋后冷卻速度的影響 軋件冷卻速度軋件冷卻速度=(軋件開冷溫度軋件開冷溫度-軋件終冷溫軋件終冷溫度度)1. /冷卻時間冷卻時間中厚鋼板中厚鋼板 V冷冷過高過高鋼板心部與表面溫差鋼板心部與表面溫差 應力應力產生表面裂紋

4、產生表面裂紋沖擊韌性沖擊韌性板厚板厚H最大最大V冷冷 軋后開冷溫度的影響軋后開冷溫度的影響 T開開盡量接近盡量接近T終軋終軋 原因原因: 軋后終冷溫度的影響軋后終冷溫度的影響 T終冷終冷-控制冷卻中很重要的控制指標控制冷卻中很重要的控制指標 與設備冷卻能力、冷卻區長度、軋件移動與設備冷卻能力、冷卻區長度、軋件移動 速度有關速度有關 T終冷終冷過高過高-設備冷卻能力不夠，組織未充分設備冷卻能力不夠，組織未充分 細化，控冷目的未達到細化，控冷目的未達到T終冷終冷過低過低-軋件冷卻過度，韌性惡化軋件冷卻過度，韌性惡化4. Nb、Ti等微合金含量的影響等微合金含量的影響鈮含量小于鈮含量小于0.04,強

5、度強度急劇提高急劇提高,脆性轉化溫脆性轉化溫度急劇下降度急劇下降控冷材比控軋材強度控冷材比控軋材強度更高、韌性更好更高、韌性更好0.05%以上呈飽和傾向以上呈飽和傾向7.3 線材軋后控冷線材軋后控冷一原理一原理珠光體型控冷珠光體型控冷 索氏體索氏體 利于拉撥利于拉撥 理論上：等溫轉變，如曲線理論上：等溫轉變，如曲線a 組織為索氏體組織為索氏體 實際生產難以實現實際生產難以實現無控冷：曲線無控冷：曲線d 組織為組織為 F+粗大片狀粗大片狀P控冷：曲線控冷：曲線c 組織微細組織微細 S+F(少量少量)+P(少量少量)斯太爾摩法斯太爾摩法 施勞曼法施勞曼法馬氏體型控冷馬氏體型控冷 中心索氏體，表面回

6、火馬氏體中心索氏體，表面回火馬氏體 軋后淬火回火處理軋后淬火回火處理線材軋后急冷（強烈冷線材軋后急冷（強烈冷卻），卻），T表表Ms，使表層，使表層產生馬氏體產生馬氏體M，中心溫度，中心溫度高，產生索氏體，出冷高，產生索氏體，出冷卻段后，中心熱量向外傳卻段后，中心熱量向外傳播，使表面層馬氏體回火。播，使表面層馬氏體回火。二控冷方法二控冷方法控冷工藝三個階段：控冷工藝三個階段： 奧氏體急冷奧氏體急冷 （過冷奧氏體）（過冷奧氏體） 相變相變 （索氏體或馬氏體）（索氏體或馬氏體） 快冷快冷 （減少氧化鐵皮）（減少氧化鐵皮）從各種工藝的布置和設備特點來看，不外乎兩種類型：從各種工藝的布置和設備特點來看，

7、不外乎兩種類型：）軋后穿水冷卻散卷風冷（空冷）軋后穿水冷卻散卷風冷（空冷） 美國美國 斯太爾摩冷卻工藝斯太爾摩冷卻工藝 英國英國 阿希洛冷卻工藝阿希洛冷卻工藝 德國德國 施勞曼冷卻工藝施勞曼冷卻工藝 意大利意大利 達涅利冷卻工藝達涅利冷卻工藝）軋后穿水冷卻其它布圈方式）軋后穿水冷卻其它布圈方式 ED法（熱水浴法）法（熱水浴法） 由日本住友公司發明由日本住友公司發明 線材成圈后落入熱水中進行冷卻線材成圈后落入熱水中進行冷卻 EDC法和法和SEDC法是在法是在ED法基礎上的改進法基礎上的改進 流態床冷卻（流態床冷卻（KP法）法） 日本神戶鋼鐵公司研制日本神戶鋼鐵公司研制 冷卻介質：固體粒流態層冷卻

8、介質：固體粒流態層 1 迪馬克法（淬火回火法）迪馬克法（淬火回火法） 德馬克八幡豎井法（德馬克八幡豎井法（DP法）法） 由西德德馬克和日本八幡由西德德馬克和日本八幡 共同研制的一種塔式冷卻工藝共同研制的一種塔式冷卻工藝 2 亞聲波冷卻法亞聲波冷卻法 由瑞典莫加德沙馬公司開發由瑞典莫加德沙馬公司開發 以空氣作為冷卻介質，利用亞聲波加速冷卻以空氣作為冷卻介質，利用亞聲波加速冷卻 間歇多段穿水冷卻間歇多段穿水冷卻 3 11三斯太爾摩法三斯太爾摩法類型類型 此控冷工藝是由加拿大斯太爾柯鋼鐵公司和美國摩此控冷工藝是由加拿大斯太爾柯鋼鐵公司和美國摩根設計建筑公司于年聯合提出的。該冷卻線根設計建筑公司于年聯

9、合提出的。該冷卻線在世界上投產的已有二百多條。在世界上投產的已有二百多條。線材軋后經兩次冷卻：一次水冷，一次風冷線材軋后經兩次冷卻：一次水冷，一次風冷根據運輸機的結構和狀態不同冷卻線的風冷段分三種根據運輸機的結構和狀態不同冷卻線的風冷段分三種形式：形式： ）標準型）標準型 線材軋后先水冷，根據鋼種和用途不同，線材冷卻線材軋后先水冷，根據鋼種和用途不同，線材冷卻至至750850吐絲成圈，散卷一圈圈地布放在敞開的散吐絲成圈，散卷一圈圈地布放在敞開的散卷冷卻運輸機上，由下方風室鼓風冷卻。每個風冷段設卷冷卻運輸機上，由下方風室鼓風冷卻。每個風冷段設置一臺風機，調節風門控制風量。置一臺風機，調節風門控制

10、風量。運輸機速度為運輸機速度為 0.21.4m/s，冷速為，冷速為 412/s，最適合，最適合高碳鋼。高碳鋼。 ）緩慢型）緩慢型 在散卷運輸機前三段設有可移動的帶有加熱燒嘴的保溫爐罩，在散卷運輸機前三段設有可移動的帶有加熱燒嘴的保溫爐罩， 蓋子可以開關。蓋子可以開關。 運輸速度運輸速度 0.051.4m/s，冷速，冷速 0.2510/s，最適合低碳鋼、，最適合低碳鋼、 低合金鋼、合金鋼低合金鋼、合金鋼 特點特點 緩慢冷卻：燒嘴加熱緩慢冷卻：燒嘴加熱 慢速輸送慢速輸送 線圈堆積線圈堆積 冷卻高碳鋼時可打開燃燒室的上蓋并吹風冷卻冷卻高碳鋼時可打開燃燒室的上蓋并吹風冷卻 這種設備結構受高溫烘烤容易變

11、形，結構復雜，造價高這種設備結構受高溫烘烤容易變形，結構復雜，造價高）延遲型）延遲型 不用燒嘴加熱，在運輸機兩側裝上隔熱的保溫層側不用燒嘴加熱，在運輸機兩側裝上隔熱的保溫層側墻，上方有可靈活開閉的保溫罩蓋。墻，上方有可靈活開閉的保溫罩蓋。 打開保溫罩打開保溫罩標準型標準型 關閉保溫罩關閉保溫罩緩慢型緩慢型 運輸速度運輸速度 0.051.4m/s，冷速，冷速 110/s，適合各類，適合各類 鋼種鋼種此種設備簡單、經濟、適用性廣、工藝靈活，近十幾此種設備簡單、經濟、適用性廣、工藝靈活，近十幾年所建的斯太爾摩冷卻線大多選用延遲型。年所建的斯太爾摩冷卻線大多選用延遲型。工藝布置工藝布置 精軋機組精軋機

12、組水冷段水冷段吐絲機吐絲機散卷運輸機風冷散卷運輸機風冷 集卷筒收集集卷筒收集 ）水冷段：）水冷段：T終終10401080 水冷區急冷后：水冷區急冷后：750850 全長全長 3040m，由，由23個水箱組成。每兩個水箱個水箱組成。每兩個水箱 之間用一段之間用一段610m無水冷的導槽隔開無水冷的導槽隔開恢復段。恢復段。 恢復段目的：恢復段目的： 使線材表面和芯部溫度差趨于一致使線材表面和芯部溫度差趨于一致 防止線材表面形成馬氏體組織防止線材表面形成馬氏體組織 水冷區控制冷卻的目的：延遲晶粒長大水冷區控制冷卻的目的：延遲晶粒長大 限制氧化鐵皮形成限制氧化鐵皮形成 接近相變溫度接近相變溫度 ）風冷段

13、（散卷運輸機）：全長）風冷段（散卷運輸機）：全長 6090m，設，設 35 個風機室，每個風機室長約個風機室，每個風機室長約 9m，風量可以調，風量可以調 節，經風冷后線材溫度約為節，經風冷后線材溫度約為 350400。 散卷冷卻運輸機大多采用輥式運輸機，輥道分成若干散卷冷卻運輸機大多采用輥式運輸機，輥道分成若干 段，各段單獨傳動，輥速可變。段，各段單獨傳動，輥速可變。效果效果冷卻速度可以人為控制，容易保證線材質量。冷卻速度可以人為控制，容易保證線材質量。穩妥可靠，適應范圍大。穩妥可靠，適應范圍大。設備不需要深的地基設備不需要深的地基標準型生產的高碳鋼線材，性能接近于鉛浴淬火。標準型生產的高碳

14、鋼線材，性能接近于鉛浴淬火。延遲型生產的低碳鋼線材，可去掉退火工序，直接拉延遲型生產的低碳鋼線材，可去掉退火工序，直接拉撥。撥。 四施勞曼法四施勞曼法 斯太爾摩法：側重二次風冷斯太爾摩法：側重二次風冷 施勞曼法：施勞曼法： 強調在水冷區控制冷卻，在運輸機上強調在水冷區控制冷卻，在運輸機上 自然冷卻自然冷卻 工藝特點：工藝特點： 改進了水冷裝置，強化了水冷能力，簡化二次冷卻改進了水冷裝置，強化了水冷能力，簡化二次冷卻 段的控制，降低生產費用。段的控制，降低生產費用。 采用水平錐螺管式成圈器，成圈后的線圈可立著進采用水平錐螺管式成圈器，成圈后的線圈可立著進 行水平移動，冷卻均勻，易于散熱。行水平移

15、動，冷卻均勻，易于散熱。主要優點：主要優點： 由于是自然冷卻，使得二次冷卻過程基本不受車由于是自然冷卻，使得二次冷卻過程基本不受車間氣溫和濕度的影響，并可防止在相變過程中線圈相間氣溫和濕度的影響，并可防止在相變過程中線圈相互搭接而造成相變條件不一致。互搭接而造成相變條件不一致。主要缺點：主要缺點： 成圈后的二次冷卻是自然冷卻，冷卻能力弱，對成圈后的二次冷卻是自然冷卻，冷卻能力弱，對線材相變過程中的冷卻速度沒有控制能力，線材質量線材相變過程中的冷卻速度沒有控制能力，線材質量不如斯太爾摩法。不如斯太爾摩法。五種型式：如圖五種型式：如圖10-5所示所示 1：垂直線圈和水平線圈進行空氣自然冷卻。：垂直

16、線圈和水平線圈進行空氣自然冷卻。 適合于各種碳素鋼適合于各種碳素鋼：線圈僅呈水平狀放置。低速空氣冷卻。：線圈僅呈水平狀放置。低速空氣冷卻。：吐絲后面加保溫罩，罩內可裝燒嘴進行加熱保溫。：吐絲后面加保溫罩，罩內可裝燒嘴進行加熱保溫。 適合某些需要緩冷的鋼種。適合某些需要緩冷的鋼種。：在運輸機的后部加了冷卻罩。適用于要求低溫收集的鋼種。：在運輸機的后部加了冷卻罩。適用于要求低溫收集的鋼種。：經過一段空氣冷卻后，在一個輥道式連續退火爐內加熱并：經過一段空氣冷卻后，在一個輥道式連續退火爐內加熱并 保溫，然后進入水池急冷。主要用于處理奧氏體（不經水保溫，然后進入水池急冷。主要用于處理奧氏體（不經水 冷冷 ）和鐵素體（經水冷）不銹鋼。）和鐵素體（經水冷）不銹鋼。1控制冷卻的理論基礎是什么？請畫出共析鋼的控制冷卻的理論基礎是什么？請畫出共析鋼的CCT曲線并分析之曲線并分析之用圖說明冷卻速度對共析鋼奧氏體轉變溫度及轉用圖說明冷卻速度對共析鋼奧氏體轉變溫度及轉變產物的影響變產物的影響一般軋后控制冷卻過程分幾個階段？各階段的控一般軋后控制冷卻過程分幾個階段？各階段的控冷目的是什么？冷目的是什么？分析