【正文】 . Klueh等采用一種熱機(jī)械處理方法在含氮的9~12%Cr鋼中形成高密 19 度的富V和Ti的納米顆粒，從而得到可在650~700℃較高溫度具有較高強(qiáng)度的鐵素體馬氏體鋼。 F. Silva等研究了熱處理工藝對(duì)冷軋高強(qiáng)CMn多相鋼(鐵素體、馬氏體、貝氏體、碳化物顆粒和少許的殘余奧氏體組成)組織性能的影響，結(jié)果表明雙相區(qū)退火后快冷速度的不同會(huì)造成M/A島和碳化物顆粒的分布和形貌以及鐵素體晶粒尺寸差異，退火條件不會(huì)造成力學(xué)性能(微區(qū)硬度)的太大變化。而直到目前，為了追求軋材產(chǎn)品尺寸形狀的更高精度和沿軋材全長(zhǎng)的更穩(wěn)定控制，新一代的軋材尺寸形狀在線檢測(cè)與控制系統(tǒng)還在不斷地研究開發(fā)中。在國(guó)外，已經(jīng)有一些大型企業(yè)開始應(yīng)用這套系統(tǒng)于生產(chǎn)中，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 18 目前表面質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)是如何進(jìn)一步提高板帶表面缺陷的在線識(shí)別率、識(shí)別效率、缺陷成因的在線分析和實(shí)現(xiàn)在線控制。一些研究工作通過分析氧化鐵皮在連鑄、加熱過程中的生成演變機(jī)理，確定解決辦法，如采用優(yōu)化的燃燒過程模型，改進(jìn)加熱爐氣氛和控制方式；根據(jù)高溫和軋后氧化鐵皮的生成狀態(tài)進(jìn)行分階段控制；采用更好的軋輥冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)，提高工作輥的工作條件；安裝高沖擊力的除鱗系統(tǒng)有效去除氧化鐵皮以及建立軋輥摩擦、磨損模型等進(jìn)行合理有效的控制。 2．軋制過程摩擦的控制 軋制過程的摩擦對(duì)軋輥、軋件及軋制工藝的影響始終存在，進(jìn)而影響軋后產(chǎn)品的表面質(zhì)量。20℃(在線)和177。當(dāng)前對(duì)熱連軋組織性能預(yù)報(bào)的研究已經(jīng)從離線預(yù)報(bào)向離線預(yù)報(bào)和在線實(shí)時(shí)模擬控制相結(jié)合方向發(fā)展，國(guó)外則已經(jīng)達(dá)到了可在線預(yù)報(bào)和監(jiān)控鋼卷全長(zhǎng)范圍各部分的組織性能。 在國(guó)內(nèi)，對(duì)熱加工過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及晶粒尺寸的模擬研究主要集中在CMn鋼的簡(jiǎn)單鍛造或板帶軋制，內(nèi)容是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶等組織演變以及組織性能關(guān)系的數(shù)學(xué)描述和直觀表述，是對(duì)前人的研究結(jié)果的借鑒和完善。 2．組織性能數(shù)值模擬與預(yù)測(cè) 軋制過程中鋼鐵材料的組織性能模擬與預(yù)測(cè)方法主要是有限元法、元胞自動(dòng)機(jī)方法(modified cellular automaton)和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法，并逐步建立適合于多尺度模擬滿足宏觀與微觀相結(jié)合要求的模擬計(jì)算方法。盡管不同研究者歸納得出的數(shù)學(xué)模型不同，但又存在著明顯的相似性，對(duì)于CMn鋼，這些模型的預(yù)報(bào)結(jié)果基本一致。 板帶的控軋控冷生產(chǎn)過程的組織性能預(yù)測(cè)模型主要包括：加熱模型、再結(jié)晶模型、相變模型和組織性能對(duì)應(yīng)關(guān)系模型，通過考慮描述鋼材各種強(qiáng)韌化機(jī)制的組織參數(shù)，分別計(jì)算了細(xì)晶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化等強(qiáng)韌化機(jī)制對(duì)鋼材強(qiáng)度和韌性的影響。 1．組織演化與性能預(yù)報(bào)數(shù)學(xué)模型 熱軋過程的計(jì)算機(jī)模擬主要由四個(gè)方面的模型來完成：1)溫度模型；2)軋制力能參數(shù)模型；3)組織變化模型；4)性能預(yù)報(bào)模型。CESP工藝實(shí)現(xiàn)了與薄板坯連鑄連軋一樣全部板坯不下線直接裝爐的完全意義上的連鑄連軋，具備了與薄板坯連鑄連軋相近的中間坯溫度均勻；具有與傳統(tǒng)常規(guī)熱軋工藝一樣的產(chǎn)品覆蓋面寬、品種鋼開發(fā)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，更擅長(zhǎng)生產(chǎn)高強(qiáng)、超薄、極限規(guī)格的產(chǎn)品；和傳統(tǒng)常規(guī)熱軋一樣具備軋機(jī)產(chǎn)能達(dá)到完全釋放的能力，改進(jìn)了薄板坯連鑄連軋無法克服的產(chǎn)線剛性太強(qiáng)的缺點(diǎn)，具備了與傳統(tǒng)常規(guī)熱軋工藝產(chǎn)線同樣的柔性。SSC法利用冷卻時(shí)納米尺寸細(xì)小粒子的析出，進(jìn)行表層組織控制，從而消除脆化現(xiàn)象和鑄坯橫裂。 為了更好地控制板帶板形精度，強(qiáng)力彎輥技術(shù)(WRB)、工作輥竄輥技術(shù)(結(jié)合WRB) 和對(duì)輥交叉(PC)技術(shù)被廣泛用于精軋機(jī)的控制。HC軋機(jī)是在支撐輥和工作輥之間有可沿軸向移動(dòng)中間輥的6輥軋機(jī)，由于軋輥橫向剛性提高，軋出的鋼板平直度好，即使小直徑工作輥也能確保大的橫向剛性，滿足了控制鋼板中凸和板形的要求，所以可以通過工作輥的小直徑化減少軋制負(fù)荷而節(jié)能。 4. 板形控制設(shè)備的進(jìn)步 WonHo LEE等開發(fā)成功一種新型的供四輥軋機(jī)用支撐輥，此支撐輥由套筒、輥軸以及輥軸的相角調(diào)整系統(tǒng)組成。此外，他們還提出了一種新的板寬控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由粗軋機(jī)軋制力自動(dòng)板寬控制(RFAWC)和精軋立輥軋機(jī)自動(dòng)板寬控制(FVMAWC)兩部分組成，通過在Pohang工廠的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，表明這種新的板寬控制系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)的反饋?zhàn)詣?dòng)板寬控制系統(tǒng)(FBAWC)明顯提高了板寬的控制水平，粗軋部分的平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差分別降低了30%%，%%。 實(shí)現(xiàn)快速精確板形控制的關(guān)鍵是要建立板形誤差參數(shù)和板形調(diào)節(jié)參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型。M. Abbaspour等基于有限差分法提出了用于計(jì)算瞬態(tài)工作輥溫度和熱凸度的模型，此模型可預(yù)測(cè)不同冷卻模式下工作輥周向和軸向的邊界條件，模擬的結(jié)果與Mobarakeh鋼鐵廠實(shí)測(cè)的工作輥溫度進(jìn)行比較和驗(yàn)證，結(jié)果表明集水管長(zhǎng)度控制對(duì)工作輥溫度均勻性和熱凸度有很大影響并直接影響板帶板形和質(zhì)量。 對(duì)于現(xiàn)代軋機(jī)，鋼板冷軋時(shí)有許多方式實(shí)現(xiàn)對(duì)板形的控制，包括調(diào)整側(cè)壓下，彎曲工作輥以及對(duì)中間輥進(jìn)行軸向偏移等。 (四)進(jìn)一步發(fā)展板形、板寬和板厚控制技術(shù) 1．模型控制 制造商們采用各種措施來控制板形，包括使用鋼板平直度控制系統(tǒng)和優(yōu)化孔型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。)、HPT(high pressure torsion)、SSMR(super short interval multipass rolling process)、熱變形中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變、雙相區(qū)變形、溫變形鐵素體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶等。在利用薄帶連鑄技術(shù)鑄軋難變形特殊材料、功能材料方面的研究也在進(jìn)行，并取得進(jìn)展。國(guó)外NUCOR、POSCO、新日鐵等公司繼續(xù)進(jìn)行薄帶連鑄的研究，在普碳鋼、不銹鋼等薄帶連鑄方面不斷取得進(jìn)展。本溪鋼鐵集團(tuán)有限公司薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線采用達(dá)涅利最新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念，使產(chǎn)品范圍拓寬到質(zhì)量要求嚴(yán)格的高級(jí)鋼種，成為我國(guó)第一家利用薄板坯連鑄連軋工藝流程生產(chǎn)硅鋼的廠家。將連鑄速度提高到7m/min以上，降低能耗并改善特殊用途鋼的表面質(zhì)量，開發(fā)全連續(xù)的單流CSP生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)特殊用途的產(chǎn)品。俄羅斯Vyksa廠是世界上第一個(gè)利用薄板坯連鑄連軋工藝流程生產(chǎn)北極高寒地區(qū)用API X70管線鋼的廠家，其連鑄連軋技術(shù)采用了達(dá)涅利H2高質(zhì)量高速結(jié)晶器和動(dòng)態(tài)輕壓下專利技術(shù)，解決了API管線鋼的裂紋敏感性問題。2007年，珠鋼和漣鋼的薄規(guī)格產(chǎn)品比例已分別超過和接近50％，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平或領(lǐng)先水平。 從我國(guó)13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的軋機(jī)配置來看，連軋機(jī)組的配置均采用了目前最先進(jìn)的機(jī)型，CSP線連軋機(jī)組全部采用CVC軋機(jī)，F(xiàn)TSR線連軋機(jī)組采用PC軋機(jī)并在后兩架采用在線磨輥系統(tǒng)ORG，ASP線連軋機(jī)組的后四架則采用WRS技術(shù)，先進(jìn)的軋機(jī)配置和控制系統(tǒng)為熱軋板帶的板厚和板形高精度控制提供了有力保證。 (二)薄板坯連鑄連軋及薄帶鑄軋技術(shù)取得新進(jìn)展 12 1．薄板坯連鑄連軋技術(shù)新發(fā)展 薄板坯連鑄連軋是目前國(guó)際上最先進(jìn)的成熟的鋼鐵制造短流程工藝，實(shí)踐證明其在節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率和成材率、降低生產(chǎn)成本和投資等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 新日鐵開發(fā)了新一代CLCμ(continuous on line control process, CLC)控制冷卻工藝，并成功應(yīng)用于君津厚板廠?！俺炖洹奔夹g(shù)獲得了很強(qiáng)的細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化效果，特別提高了HSLA鋼的力學(xué)性能。這種技術(shù)用液氮冷卻取代常規(guī)水基冷卻液冷卻，用于冷軋最后階段或光整階段，大大提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和表面質(zhì)量，減少了廢品，提高了工作輥的使用壽命，. W228。新一代TMCP技術(shù)的核心要點(diǎn)為：在現(xiàn)代熱連軋過程提供的加工硬化奧氏體的基礎(chǔ)上，以超快速冷卻為核心，對(duì)軋后硬化奧氏體進(jìn)行超快速冷卻，并在動(dòng)態(tài)相變點(diǎn)終止冷卻，隨后進(jìn)行冷卻路徑的控制，獲得性能優(yōu)良、利于循環(huán)利用的鋼鐵材料，節(jié)省了資源和能源，促進(jìn)了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。CCM軋機(jī)的排列是帶有一個(gè)開卷站和兩個(gè)可逆卷取機(jī)，借助多道次軋制，具有很高的操作靈活性，通過添加適量的軋機(jī)形成串列式機(jī)組，并與酸洗線連接可以組成全連續(xù)式PLTCM生產(chǎn)線。5m以上的特寬厚板軋機(jī)產(chǎn)能較大，國(guó)外新建廠都考慮設(shè)置一條高能力數(shù)碼信息剪切線，主要設(shè)備有板形儀、自動(dòng)劃線機(jī)、切頭剪、雙邊剪和定尺剪，剪切的精度得到大大提高，板寬偏差可由現(xiàn)在的+3～8mm提高到+1～4mm，長(zhǎng)度偏差則由現(xiàn)在的+5～10mm提高到+3～6mm。通過與DBI圓盤剪、機(jī)電一體化輥式堆垛機(jī)等多種設(shè)備的聯(lián)合，達(dá)到了全自動(dòng)激光靠模式成型工藝對(duì)鋼板無殘余應(yīng)力及更高平直度提出的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 達(dá)涅利威恩聯(lián)合公司為印度SAIL Bokaro鋼廠提供了一架平整機(jī)用于汽車板冷軋帶卷的平整。雙機(jī)架可逆式軋機(jī)采用4輥或6輥形式，配備由E型塊實(shí)現(xiàn)的工作輥和中間輥正、負(fù)彎輥系統(tǒng)，采用閉環(huán)回路和先進(jìn)的基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程控制系統(tǒng)控制的工作輥和/或中間輥橫移的最優(yōu)化輥型技術(shù)。數(shù)學(xué)模型的二級(jí)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量60萬t，可以1250m/s速度軋制寬度達(dá)1650mm的板帶。兩個(gè)機(jī)架都配有HAGC、彎輥、快速換輥裝置，還可以裝備竄輥或CVC+的控制，確保了中間坯料的板形和溫度。 現(xiàn)代軋機(jī)既需要初軋機(jī)生產(chǎn)板形好、凸度小的中間坯料，也需要精軋機(jī)有一定的力矩，能軋制厚一些的中間坯料，這就形成了初、精軋合二為一的單機(jī)架爐卷軋機(jī)，用于生產(chǎn)表面質(zhì)量要求很高的不銹鋼，能夠把200mm厚的板坯軋到3mm的帶卷。為了克服連續(xù)式預(yù)磷化膜的“條影”缺陷，美鋼聯(lián)、神戶等公司采用遮蓋率很低的膜重，不僅從根本上消除了“條影”缺陷，對(duì)預(yù)磷化鍍鋅板的成型性和焊接性能也沒有不利的影響。 O5面板用鋼板的生產(chǎn)技術(shù)受到重視，并已經(jīng)取得重要成果。 熱鍍鋅板技術(shù)今后研發(fā)的重點(diǎn)主要是：對(duì)鋅液成分的改善和稀土等微量元素的添加對(duì)熱鍍鋅的影響；對(duì)鍍鋅板表面粗糙度進(jìn)行控制；對(duì)鋼板的表面質(zhì)量即表面缺陷狀態(tài)、清潔度和表面形貌的控制；對(duì)鋅鍋流場(chǎng)進(jìn)行研究，改進(jìn)鋅鍋的加熱方式和鋅錠的加入位置；解決先進(jìn)高強(qiáng)度鋼 (AHSS)如雙相鋼(DP)、相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP)、復(fù)相鋼(CP)和馬氏體鋼(MART)的退火熱處理制度與鍍鋅工序之間的矛盾以及高強(qiáng)度鋼中的合金元素與鋼板可鍍性之間的矛盾。針對(duì)易氧化元素在鋼板表面的富集，研究了低硅成分設(shè)計(jì)和相應(yīng)的退火工藝設(shè)計(jì)，采用鋁代替硅，既保證了基板的性能，又改善了鍍鋅板的鍍層質(zhì)量。 4．板帶涂鍍層及表面技術(shù) 連續(xù)式熱鍍鋅生產(chǎn)技術(shù)，要點(diǎn)是研究熱鍍鋅板鍍層的抗粉化性能，防止材料表面氧化造成的漏鍍點(diǎn)。 3．連續(xù)退火技術(shù) 連續(xù)退火技術(shù)是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)鋼重要的生產(chǎn)技術(shù)，其關(guān)鍵核心技術(shù)是退火后的快速冷卻技術(shù)。 為了提高產(chǎn)品的厚度精度，除了傳統(tǒng)的AGC控制方式外，現(xiàn)代冷連軋機(jī)普遍配備了激光測(cè)速儀、機(jī)架間測(cè)厚儀等檢測(cè)儀表。UCM軋機(jī)增加工作輥軸向移動(dòng)即成為UCMW軋機(jī)，UCMW軋機(jī)具有較好的2次和4次板形的調(diào)整功能，又可以較好的控制邊部減薄，應(yīng)用較多。達(dá)涅利公司開發(fā)了用于厚板生產(chǎn)的推拉式酸洗作業(yè)線(PPPL)、連續(xù)式酸洗作業(yè)線和熱浸鍍鋅作業(yè)線。酸洗技術(shù)由硫酸酸洗發(fā)展到鹽酸酸洗，在鹽酸酸洗方面，淺槽紊流酸洗技術(shù)可以提高酸洗效率，提高酸洗線的酸洗速度，節(jié)省酸液，可以回收再利用。日本東芝公司采用PI+ILQ活套綜合控制，實(shí)現(xiàn)了活套角度與板帶張力同時(shí)閉環(huán)，使板帶張力控制的穩(wěn)定性有了一定程度的改善。 8．活套控制技術(shù) 活套控制是保證穩(wěn)定可靠的板帶軋制過程的重要考慮因素之一，活套控制的目的是使板帶在機(jī)架間平穩(wěn)運(yùn)行，控制板帶張力在理想的范圍內(nèi)。 7．高速軋制技術(shù) 達(dá)涅利高速線材軋制的最新技術(shù)，包括雙模塊技術(shù)(twin module block, TMB)、DWB預(yù)精軋機(jī)組前緊湊式切頭剪、低溫軋制工藝(LTR)、達(dá)涅利金相組織控制工藝(DSC)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、最新一代吐絲機(jī)和集卷站等。與冷軋產(chǎn)品相比，鐵素體軋制能降低薄規(guī)格熱軋帶鋼最終生產(chǎn)成本US$25/t。 . Allwood等對(duì)增量環(huán)形軋制工藝的技術(shù)可行性和商業(yè)潛力進(jìn)行了分析，通過物理模擬、有限元分析以及在工業(yè)環(huán)形軋制軋機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明經(jīng)過精心設(shè)計(jì)刀具的軌跡進(jìn)行環(huán)形軋制技術(shù)上是可行的。 Power公司和土耳其的Kardemir鋼鐵公司都選用了此技術(shù)進(jìn)行鋼軌的生產(chǎn)。目前，HISTORY鋼管已應(yīng)用于汽車部件如底盤減震器，節(jié)油效果顯著。采用FQM型3輥軋制技術(shù)可以生產(chǎn)出管壁更薄、壁厚精度和鋼管表面光潔度更高的高質(zhì)量無縫鋼管。全浮動(dòng)芯棒軋管機(jī)建立了軋制過程中芯棒保持在一定速度的芯棒保持技術(shù)，芯棒軋機(jī)的緊湊化使得機(jī)架數(shù)從7～9機(jī)架已降到4～5機(jī)架，穿孔、軋管所需的總能耗可減少20%。 最近的無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步主要是由無縫鋼管用坯的連鑄化引起的。ERW無頭焊接軋制技術(shù)通過方坯在線自動(dòng)閃光焊接，使軋機(jī)實(shí)現(xiàn)不間斷生產(chǎn)。棒材和帶肋鋼筋的大盤卷生產(chǎn)，適應(yīng)了建筑、機(jī)加工等行業(yè)節(jié)材、高效發(fā)展的需要，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到應(yīng)用。最近韓國(guó)和日本合作，開發(fā)了焊接型連接技術(shù)進(jìn)行無頭軋制，應(yīng)予關(guān)注。下一代外形尺寸一定的H型鋼是指腹板高度、翼板寬度都與板厚無關(guān)的H型鋼，通過開發(fā)出的利用偏心套筒調(diào)節(jié)孔型深度的可變軋邊機(jī)，實(shí)現(xiàn)了翼板寬度的一定化。 3．型鋼、棒線材及管材軋制技術(shù) 型鋼軋制技術(shù)方面，H型鋼軋制技術(shù)取得較大進(jìn)展，國(guó)外已經(jīng)開發(fā)出了外形尺寸一定的H型鋼的軋制技術(shù)和控制冷卻技術(shù)。中厚板熱處理生產(chǎn)技術(shù)則仍以常化、調(diào)質(zhì)等為主，國(guó)內(nèi)有的廠已經(jīng)進(jìn)行熱處理生產(chǎn)，有的在籌劃建立熱處理生產(chǎn)線。這些系統(tǒng)配以高精度的邊部遮蔽裝置、輥道速度控制系統(tǒng)和冷卻自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以對(duì)中厚鋼板在長(zhǎng)度、寬度和厚度方向上進(jìn)行高均勻性的控制冷卻。中厚板軋機(jī)的控制功能和精度水平有了很大發(fā)展，除了常規(guī)的液壓AGC厚度控制、WRB板形控制技術(shù)外，還開發(fā)了多點(diǎn)動(dòng)態(tài)厚度控制技術(shù)、平面形狀控制技術(shù)、CVC+板形控制技術(shù)等新一代高精度控制技術(shù)，板材質(zhì)量有了很大提高。在生產(chǎn)中應(yīng)用后，已經(jīng)取得了降低軋制力以及提高熱軋和冷軋深沖鋼板性能的良好效果。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于熱軋帶鋼和中厚板的軋后快速冷卻，如：Arcelor/Carlam，JFE/福山，TKS等熱連軋機(jī)組，對(duì)于3~4mm厚度的鋼板超快速冷卻裝置的冷卻速度可以達(dá)到400/s℃以上。卷取溫度向低溫側(cè)發(fā)展，以生產(chǎn)貝氏體鋼、雙相鋼、TRIP鋼等高級(jí)鋼材品種。新建的熱連軋機(jī)組層流冷卻線一般分為主冷區(qū)和精冷區(qū)，可以精確控制帶鋼的冷卻強(qiáng)度和速率、冷卻的均勻性和卷取溫度。為了抑制熱軋帶鋼精軋機(jī)組的軋機(jī)振動(dòng)，日本三菱在PC軋機(jī)開發(fā)的基礎(chǔ)上，提出了高壓軋制振動(dòng)抑制技術(shù)，應(yīng)