钢的控制轧制和控制冷却技术手册基本信息

书名:钢的控制轧制和控制冷却技术手册

页码:321

出版日期:1990年9月

钢材控制轧制和控制冷却工艺是一项节约合金、简化生产工序、节约能源消耗的先进轧钢技术。它能通过工艺手段充分挖掘钢材潜力，大幅度提高钢材综合性能，给冶金企业和社会带来巨大的经济效益。本手册前三章介绍控制轧制和控制冷却的工艺特点、理论基础和工艺设计，是选择钢的控轧控冷工艺制度的基础;后三章是一些主要钢种的奥氏体再结晶曲线图、CCT曲线图和应力-应变曲线图共268幅，它们为制定钢的控轧控冷工艺提供了可靠的技术数据。

本书是一本控制轧制和控制冷却的理论专著，也是一本数据图册。它可供从事轧钢和热处理工作的工程技术人员学习和使用。

"控制轧制和控制冷却"专题是"六五"、"七五"国家重点科技攻关项目"低合金钢及合金钢技术开发"的一部分。在"六五"期间进行了大量的科研工作，积累了许多数据。为了将这些科研成果更快更好地推广到生产中去，在"七五"科技攻关课题"控制轧制及控制冷却"专题任务中确定编写《钢的控制轧制和控制冷却技术手册》。手册中包括有关钢种的变形奥氏体再结晶、相变、变形抗力及组织状态与轧制工艺参数关系等方面的资料。介绍了控制轧制和控制冷却工艺的选择与设计及其在板带、型钢和钢管生产中的应用。手册的内容对制订有关钢种的控制轧制和控制冷却工艺制度、充实控制轧制和控制冷却理论有一定指导作用。

参加有关科研工作的单位有北京科技大学、冶金工业部钢铁研究总院、东北工学院、上钢三厂、上钢一厂、大冶钢厂、武汉钢铁公司、浙江甬金不锈钢集团有限公司、鞍山钢铁公司和重庆钢铁公司等。

本手册由北京科技大学李曼云和冶金部钢铁研究总院孙本荣主编。参加各章编写的人员是:第一章-孙本荣，第二章-孙本荣、李曼云，第三章-王有铭，第四章-芦红、王连忠，第五章-孙本荣、赵佩祥，第六章-管克智、朱荣林、周继华。

在控制轧制和控制冷却基础数据的整理工作和本手册的编写过程中韦光、徐曙光、姚健、曾秀珍、朱晔、陶玲、王伟、黄敏文参加了部分工作，并得到了冶金部科技司和各单位的有关领导和同志们的支持和帮助。

第一章绪论

参考文献

第一节控制轧制、控制冷却工艺及其特点

一、控制轧制工艺的优点和缺点

二、控制冷却工艺的优点

三、控制轧制、控制冷却工艺参数控制特点

第二节我国控制轧制、控制冷却技术的发展

一、生产应用取得积极效果

二、基础理论研究取得重大进展

第二章控制轧制、控制冷却技术的理论基础

参考文献

第一节热变形过程中钢的奥氏体再结晶

一、钢的奥氏体化过程

二、钢的变形再结晶

三、热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为

四、热变形间隙时间内或变形后钢的奥氏体再结晶

五、微量元素对奥氏体再结晶的影响

六、铁素体变形和两相区轧制

第二节钢的轧后冷却相变过程

一、低碳钢热轧材的奥氏体向铁素体的转变

二、中高碳钢热轧材的奥氏体向珠光体的转变

三、控轧、控冷工艺参数对CCT曲线的影响

第三节控制轧制过程中钢的变形抗力

一、影响变形抗力的各种因素

二、热轧时钢的变形抗力与高温组织

三、控制轧制时变形抗力的数学模型

四、(γ+α) 两相区变形抗力五、控制轧制变形抗力模型举例

第三章控制轧制和控制冷却工艺的选择与设计及其在轧制生产中的应用

参考文献

第一节控制轧制和控制冷却的基本内容及工艺参数设计

一、控制轧制工艺的主要内容

二、控制冷却工艺设计

第二节控制轧制和控制冷却工艺在中厚板和带钢生产中的应用

一、钢板控制轧制的特点

二、国内典型中厚板轧机所采用的控制轧制和控制冷...

三、二辊-四辊或四辊-四辊宽厚板轧机的控制轧制...

四、热连轧带钢的控制轧制和控制冷却

五、炉卷轧机上的控制轧制和控制冷却

六、控制轧制和控制冷却工艺在双相钢板生产中的应...

第三节控制轧制和控制冷却工艺在型钢生产中的应用

一、型钢控制轧制的特点

二、型钢控制轧制工艺设计与参数选择

三、型钢的轧后控制冷却

第四节控制轧制和控制冷却工艺在钢管生产中的应用

一、钢管的控制轧制和控制冷却

二、钢管轧后控制冷却的各种方法

第四章变形奥氏体再结晶规律的研究方法及其曲线图

参考文献

第一节变形奥氏体再结晶规律的研究方法

一、应力-应变曲线法

二、显微组织观测法

第二节变形奥氏体再结晶曲线图

一、08Mn2Si钢

二、09V钢

三、ZCD船板钢

四、ZCA船板钢

五、16Mn钢

六、含铌16Mn钢

七、含钛16Mn钢

八、16NbCub钢

九、20g钢

十、20MnSi钢

十一、45钢

十二、45VS钢

十三、GCr15钢

十四、09MnNb钢

第五章变形奥氏体相变规律的研究方法及其动态CCT曲线图

参考文献

第一节变形奥氏体相变的研究方法

一、热膨胀法

二、其他几种方法

第二节钢的动态CCT曲线应用举例

一、热轧双相钢板卷轧后在线控制冷却工艺的确定

二、棒材轧后在线穿水冷却工艺的确定

第三节钢的CCT曲线

一、16Mn钢

二、09MnNb钢

三、20MnSi钢

四、09MnVTiN钢

五、10MnVTiN钢

六、10SiMn钢

七、09V钢

八、10Ti钢

九、PCrNi3MoV钢

十、42CrMo钢

十一、55SiMnMo钢

十二、62Si2MnA钢

十三、GCr15钢

十四、U74钢

十五、U71Mn钢

十六、4C船板钢

十七、20g钢

十八、45钢

十九、45VS钢

第六章变形抗力试验方法及其应力-应变曲线

参考文献

第一节变形抗力的试验研究方法

一、金属塑性变形抗力的研究方法

二、几种常用的变形抗力测试设备

第二节常用控制轧制钢的单道次变形的变形抗力曲线

一、14MnMoV钢

二、20Mn钢

三、10Ti钢

四、15Ti钢

五、12Mn钢

六、12MnNb钢

七、20MnSi钢

八、09Mn2钢

九、20MnSiTi钢

十、20MnV钢

十一、27SiMn钢

十二、40MnSiV钢

十三、42CrMo钢

十四、65Mn钢

十五、60Si2MnA钢

十六、GCr9钢

十七、GCr15钢

十八、09MnNb钢

十九、09V钢

二十、16Mn钢... 更多

第三节常用控制轧制钢两道次变形的变形抗力曲线

一、16Mn钢

二、09MnNb钢

三、20MnSi钢

四、GCr15钢

五、16MnNb钢

控制轧制和控制冷却技术，在提高钢材综合力学性能、开发新品种、简化生产工艺、节约能耗和改善生产条件等方面，取得了明显的经济效益和社会效益。《钢材的控制轧制和控制冷却(第2版)》第一篇 为控制轧制及控制冷却理论，第二篇 为控制轧制和控制冷却技术的应用，主要介绍了控制轧制和控制冷却技术在板带生产中的应用、控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用、控制轧制、控制冷却及形变热处理技术在钢管生产中的应用。

《钢材的控制轧制和控制冷却(第2版)》主要作为高等院校相关专业学生教材，也可供从事轧钢专业的工程技术人员参考。

绪论

第一篇 控制轧制及控制冷却理论

1 钢的强化和韧化

1.1 钢的强化机制

1.1.1 固溶强化

1.1.2 形变强化

1.1.3 沉淀强化与弥散强化

1.1.4 细晶强化

1.1.5 亚晶强化

1.1.6 相变强化

1.2 材料的韧性

1.2.1 韧性定义及其表示方法

1.2.2 影响钢材韧性的因素

参考文献

2 钢的奥氏体形变与再结晶

2.1 热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为

2.2 热变形间隙时间内钢的奥氏体再结晶行为

2.3 动态再结晶的控制

2.3.1 动态再结晶发生的条件

2.3.2 动态再结晶的组织特点

2.4 静态再结晶的控制

2.4.1 静态再结晶的形核机构

2.4.2 静态再结晶的临界变形量

2.4.3 静态再结晶速度

2.4.4 静态再结晶的数量

2.4.5 静态再结晶晶粒的大小

2.4.6 再结晶区域图

参考文献

3 在变形条件下的相变

3.1 变形后的奥氏体向铁素体的转变(A→F)

3.1.1 从再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒

3.1.2 从部分再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒

3.1.3 从未再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒

3.2 变形条件对奥氏体向铁素体转变温度Ar3和组织结构的影响

3.2.1 变形条件对Ar3温度的影响

3.2.2 相变温度Ar3变化对组织结构的影响

3.3 变形条件对奥氏体向珠光体转变、奥氏体向贝氏体转变的影响

3.4 铁素体的变形与再结晶

3.4.1 铁素体热加工中的组织变化

3.4.2 在变形间隙时间里铁素体发生的组织变化

3.5 在两相区(A+F)轧制时组织和性能的变化

3.6 超细晶化钢生产中控轧控冷工艺的特点

3.6.1 形变诱导(强化)铁素体相变钢

3.6.2 低(超低)碳贝氏体钢和针状铁素体钢

参考文献

4 微合金元素在控制轧制中的作用

4.1 微合金元素在热轧前加热过程中的溶解

4.1.1 铌在奥氏体中的溶解

4.1.2 钒在奥氏体中的溶解

4.1.3 钛在奥氏体中的溶解

4.2 控制轧制过程中微量元素碳氮化合物的析出

4.2.1 各阶段中Nb(C、N)的析出状态

4.2.2 影响Nb(C、N)析出的因素

4.3 微合金元素在控制轧制和控制冷却中的作用

4.3.1 加热时阻止奥氏体晶粒长大

4.3.2 抑制奥氏体再结晶

4.3.3 细化铁素体晶粒

4.3.4 影响钢的强韧性能

参考文献

5 中高碳钢控制轧制特点

5.1 中高碳钢奥氏体的再结晶行为

5.1.1 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响

5.1.2 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响

5.2 中高碳钢控制轧制钢材的组织状态

5.2.1 常温组织以铁素体为主的钢材

5.2.2 常温组织以珠光体为主的钢材

5.2.3 共析钢

5.3 中高碳钢的组织与性能的关系

5.3.1 中高碳钢组织对性能的影响

5.3.2 控制轧制中组织性能的变化

参考文献

6 控轧条件下钢的变形抗力

6.1 影响控轧条件下钢的变形抗力的组织因素

6.2 考虑变形累计效果时的变形抗力计算

参考文献

7 钢材控制冷却理论基础

7.1 钢材水冷过程中的物理现象

7.1.1 水冷时的沸腾换热现象

7.1.2 相变热释放现象

7.1.3 对流换热系数α及其确定方法

7.2 控制冷却各阶段的冷却目的

7.3 轧后快速冷却工艺参数对钢材强韧性的影响

7.3.1 轧后冷却速度的影响

7.3.2 轧后开冷温度的影响

7.3.3 轧后快速冷却终冷温度的影响

7.3.4 Nb、Ti等微合金含量的影响

7.4 控制冷却中的控制策略和数学模型

7.4.1 控制冷却策略

7.4.2 控冷数学模型

参考文献

第二篇 控制轧制和控制冷却技术的应用

8 控制轧制和控制冷却技术在板带生产中的应用

8.1 控制轧制时板坯加热制度的选择

8.1.1 钢的化学成分与加热温度的关系

8.1.2 加热温度对钢板强度的影响

8.1.3 加热温度对钢板韧性的影响

8.2 钢板和带钢控制轧制工艺的种类和特点

8.2.1 奥氏体再结晶型控制轧制的特点

8.2.2 奥氏体未再结晶型控制轧制的特点

8.2.3 奥氏体和铁素体两相区控制轧制特点

8.2.4 铁素体控制轧制的特点

8.3 中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的应用

8.3.1 合理选择钢的化学成分

8.3.2 不同类型中厚板轧机所采用的控制轧制工艺

8.3.3 中厚钢板的在线控制冷却

8.3.4 中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的结合

8.3.5 典型专用中厚钢板采用的控轧控冷工艺

8.4 热连轧带钢的控制轧制和控制冷却工艺

8.4.1 热连轧带钢的控制轧制和控制冷却工艺的应用

8.4.2 热连轧带钢生产线上的铁素体控轧控冷工艺

8.5 薄板坯连铸连轧生产线上采用的控轧和控冷工艺

8.5.1 薄板坯连铸连轧生产线的特点

8.5.2 CSP生产线上采用的控轧控冷工艺

8.6 控制轧制和控制冷却技术在双相钢板带生产中的应用

8.6.1 双相钢的组织、性能特点和生产方法

8.6.2 热轧双相钢的控制轧制和控制冷却

8.7 控制轧制和控制冷却技术在连铸坯直送或热送轧制板带生产中的应用

8.7.1 连铸坯直送或热装轧制板带的特点

8.7.2 连铸坯直送或热装轧制采用控制轧制和控制冷却工艺的要求

8.7.3 热连铸坯直送轧制钢材与连铸冷坯再加热轧制钢材力学性能的比较

参考文献

9 控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用

9.1 型钢的控制轧制和控制冷却

9.1.1 大中型型材的控制轧制和控制冷却

9.1.2 钢轨的在线热处理

9.2 棒材及钢筋的控制轧制和控制冷却

9.2.1 棒材的控制轧制和控制冷却

9.2.2 轴承钢棒材的控制轧制和控制冷却

9.2.3 带肋钢筋的控制轧制和控制冷却

9.3 高速线材轧机机组的控制轧制和控制冷却工艺

9.3.1 高速线材轧机的概况

9.3.2 高速线材轧机机组的控制轧制

9.3.3 高速线材机组轧后控制冷却

9.3.4 线材的控制轧制及控制冷却工艺的应用

参考文献

10 控制轧制、控制冷却及形变热处理技术在钢管生产中的应用

10.1 热轧无缝钢管控制轧制工艺研究基础

10.1.1 热轧无缝钢管变形规律的研究方法

10.1.2 热轧无缝钢管轧制过程中温度变化及变形量分配

10.1.3 热轧无缝钢管再结晶型控制轧制模拟研究

10.1.4 18-8型奥氏体不锈钢管控制轧制

10.1.5 在热扩径机上采用控制轧制工艺生产锅炉管

10.2 热轧无缝钢管在线热处理的开发及应用

10.2.1 热轧无缝钢管轧后直接淬火

10.2.2 热轧无缝钢管轧后快速冷却工艺

10.2.3 热轧无缝钢管轧后余热正火(在线常化)

10.3 热轧钢管的形变热处理工艺

10.3.1 高温形变淬火

10.3.2 低温形变淬火

10.3.3 高温形变贝氏体化处理工艺

10.4 非调质钢的无缝钢管控轧工艺

10.4.1 微合金化非调质钢

10.4.2 高强度油井管的微合金非调质钢成分的优化

10.4.3 非调质高强度油井管钢控轧控冷工艺

10.4.4 微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例

10.5 热轧无缝钢管生产中采用控轧、控冷和在线热处理工艺的展望

参考文献

……

轧制力分布控制技术，又称DSR动态板形辊高精度板形控制。

DSR动态板形辊高精度板形控制(即轧制力分布控制)技术，是由法国VAI Clecim公司于20世纪90年代推出的，主要由静止辊芯、旋转辊套、7个柱塞式液压缸、推力垫及电液伺服阀等部分组成。

DSR动态板形辊多用于四辊轧机的支撑辊，可成对使用，也可单独使用。其工作原理∶根据板形仪测量计算出的实际曲线与目标板形曲线比较，得到一组偏差，通过7个单独调控的液压压下缸，沿整个带宽经旋转辊套给板带分布相应的轧制力，来进行高精度的板形(平直度)控制。

DSR动态板形辊高精度板形控制具有突出的优点，是高精度板形控制执行器的一次历史性飞跃。主要表现在∶

能消除对称性和非对称性的板形缺陷；*板形控制不影响厚度控制；*能动态高精度控制板形。

充分发挥DSR方式高精度板形控制能力的关键，在于板形仪系统的测量精度、计算精度以及偏差转换为伺服阀调控信号的精度。一般板形仪应达到1I单位的测量精度。

DSR虽有突出的优点，但其结构相对复杂，检修和维护难度大，且价格昂贵，因此目前尚未大范围普及。

在中国，DSR技术率先在上海宝钢2030冷轧机上得到应用，中国铝业河南分公司郑州冷轧厂正在建设的四辊2300冷轧机也引进了该技术，该项目预计2008年年底正式投产。

目前，在世界上还流行一种称为轧辊热喷淋板形控制先进技术，它具有投产小、改造周期短的特点，比较适合已建设备的在线改造。这项轧辊热喷淋板形控制先进技术是由澳大利亚工业自动化服务公司开发的，该系统是由计算机控制软件和边部热喷淋系统组成。在轧辊两侧安装有两个热喷淋装置，每个装置上安装有数个喷嘴，每个喷嘴的控制范围为25毫米，在轧机工作时实施喷淋加热。该系统有效地解决了高速轧制时，因轧辊热凸度引起的边部张紧的板形缺陷，提高了轧制速度，减少了断带几率。