隨著國家產業發展戰略對資源節約和可持續發展要求的提高,以及市場競爭的加劇,無縫鋼管生產企業越來越需要高性能、節約能源、成本低的無縫鋼管生產技術。因此,控制軋制和控制冷卻(簡稱控軋控冷,英文縮寫TMCP)技術在無縫鋼管生產中越來越受重視。
控(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術作(zuo)為一(yi)種降低合金消耗、減少(shao)生(sheng)產成本(ben)的(de)(de)有效手段,在(zai)(zai)(zai)熱軋(ya)(ya)(ya)帶(dai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、中(zhong)厚板、棒線(xian)材及H型鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)工(gong)(gong)業生(sheng)產中(zhong)應用(yong)(yong)廣泛。與(yu)板帶(dai)的(de)(de)控(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術相比,由于受鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)幾何形(xing)狀、軋(ya)(ya)(ya)制工(gong)(gong)藝、軋(ya)(ya)(ya)制設備(bei)等因素的(de)(de)限制,無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)在(zai)(zai)(zai)生(sheng)產過程中(zhong)的(de)(de)可(ke)控(kong)(kong)、可(ke)變(bian)(bian)因素相對較少(shao);因此(ci),控(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術在(zai)(zai)(zai)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)生(sheng)產中(zhong)的(de)(de)應用(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)一(yi)定程度上受到(dao)制約,仍處于探(tan)索發展階段。雖然無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)控(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術不(bu)能從變(bian)(bian)形(xing)溫(wen)度、變(bian)(bian)形(xing)量(liang)、變(bian)(bian)形(xing)道次、變(bian)(bian)形(xing)間(jian)隙時(shi)間(jian)、終軋(ya)(ya)(ya)溫(wen)度以及終軋(ya)(ya)(ya)后的(de)(de)冷(leng)卻工(gong)(gong)藝等方面形(xing)成一(yi)套(tao)完整的(de)(de)控(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)冷(leng)方案,但是目(mu)前無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)控(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術也形(xing)成了包括在(zai)(zai)(zai)線(xian)常化、在(zai)(zai)(zai)線(xian)淬火和在(zai)(zai)(zai)線(xian)快速(su)冷(leng)卻等多種工(gong)(gong)藝,呈多樣化發展。
在(zai)(zai)線(xian)常化(hua)是(shi)一種熱(re)處理(li)工(gong)藝(yi),亦稱(cheng)在(zai)(zai)線(xian)正火(huo),是(shi)在(zai)(zai)熱(re)軋(ya)生(sheng)(sheng)產線(xian)上軋(ya)管(guan)工(gong)序(xu)之后,使(shi)鋼管(guan)在(zai)(zai)奧氏(shi)體相區內空冷或強制冷卻后,得(de)到均勻金(jin)相組(zu)織的(de)工(gong)藝(yi)。該工(gong)藝(yi)將熱(re)處理(li)過程與(yu)軋(ya)制變形過程結(jie)合(he)在(zai)(zai)軋(ya)鋼連續(xu)生(sheng)(sheng)產環節,其工(gong)藝(yi)特點既(ji)包含(han)(han)相變,又(you)包含(han)(han)軋(ya)制變形,因而(er)屬于現代軋(ya)制新(xin)工(gong)藝(yi)的(de)一種。通過在(zai)(zai)線(xian)常化(hua)工(gong)藝(yi),既(ji)可(ke)(ke)以使(shi)鋼材(cai)組(zu)織均勻,晶粒細化(hua),為進一步熱(re)處理(li)做好準備,又(you)可(ke)(ke)以改善無縫(feng)鋼管(guan)的(de)綜合(he)力學(xue)性能。
無縫(feng)鋼(gang)管在(zai)線(xian)(xian)淬(cui)火工藝的應用(yong)包括奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)線(xian)(xian)固溶處理(li)和碳鋼(gang)、低合(he)金鋼(gang)管在(zai)線(xian)(xian)淬(cui)火熱處理(li)。
無(wu)縫(feng)(feng)鋼管(guan)在(zai)(zai)(zai)線快(kuai)速(su)冷(leng)卻工(gong)藝(yi)(yi)是基于超快(kuai)速(su)冷(leng)卻技(ji)術為核心的新一代(dai)控(kong)軋(ya)控(kong)冷(leng)技(ji)術在(zai)(zai)(zai)無(wu)縫(feng)(feng)鋼管(guan)生產中的新工(gong)藝(yi)(yi)。超快(kuai)速(su)冷(leng)卻技(ji)術是指在(zai)(zai)(zai)精軋(ya)機后(hou)利(li)用軋(ya)制(zhi)(zhi)后(hou)余熱(re)直接進行熱(re)處理(li)的工(gong)藝(yi)(yi),其控(kong)制(zhi)(zhi)原理(li)是對軋(ya)制(zhi)(zhi)后(hou)的奧氏體施以強(qiang)化(hua)冷(leng)卻,使金屬在(zai)(zai)(zai)很(hen)短(duan)時(shi)間內迅(xun)速(su)冷(leng)卻到鐵素體相(xiang)變溫(wen)度附近,從(cong)而抑制(zhi)(zhi)奧氏體晶(jing)粒長大,盡量保持(chi)奧氏體的硬(ying)化(hua)狀(zhuang)態(tai)。目前(qian),無(wu)縫(feng)(feng)鋼管(guan)在(zai)(zai)(zai)線快(kuai)速(su)冷(leng)卻工(gong)藝(yi)(yi)主要受到無(wu)縫(feng)(feng)鋼管(guan)沿長度方向冷(leng)卻均勻(yun)性和(he)內外表面(mian)性能一致性的限制(zhi)(zhi)。
控(kong)軋控(kong)冷(leng)裝置的完善:
1)在(zai)線常(chang)化工(gong)藝:需主要關注合理選(xuan)擇常(chang)化鏈床(chuang)長(chang)度(du)、鏈床(chuang)運行速度(du)、冷(leng)卻方式(shi)、增(zeng)加水冷(leng)環(huan)以及再加熱爐的工(gong)藝參數設定等(deng)。
2)在(zai)線淬(cui)火(含在(zai)線固溶處理)工藝(yi):需主要關(guan)注冷卻方式的(de)(de)選(xuan)擇(ze),應盡量選(xuan)擇(ze)“內噴+外淋、鋼管(guan)夾持旋轉”或(huo)(huo)“鋼管(guan)旋轉的(de)(de)同時浸入水槽、內表面軸(zhou)流噴水”的(de)(de)淬(cui)火方式,后者還(huan)可(ke)變換為鋼管(guan)沿水槽軸(zhou)向(xiang)前(qian)進或(huo)(huo)水基(ji)液淬(cui)火。
3)在(zai)線快速(su)冷(leng)卻工藝:需主要關注增加(jia)水冷(leng)環(huan)控(kong)制起始溫度(du)、冷(leng)卻裝置(zhi)長度(du)的合理設計(ji)、無縫鋼管旋轉機構的合理配置(zhi)以及(ji)冷(leng)卻器噴(pen)頭進行合理改進。
控軋控冷(leng)(leng)技(ji)術在(zai)我國(guo)無縫鋼管生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)中,既(ji)有成功(gong)的(de)(de)(de)經驗,也有尚(shang)需摸索的(de)(de)(de)領域(yu)。作為一(yi)種(zhong)節約能(neng)源的(de)(de)(de)應(ying)用技(ji)術,控軋控冷(leng)(leng)技(ji)術在(zai)國(guo)內(nei)無縫鋼管生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)企(qi)業中越來越受到(dao)重視(shi)。對(dui)(dui)控軋控冷(leng)(leng)技(ji)術的(de)(de)(de)應(ying)用體現(xian)在(zai)兩方面:一(yi)方面是通(tong)過生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)改造對(dui)(dui)已成功(gong)使(shi)用的(de)(de)(de)在(zai)線常(chang)化(hua)(hua)、在(zai)線固溶(rong)、在(zai)線快速冷(leng)(leng)卻工(gong)藝合理利用并不斷優化(hua)(hua);在(zai)另一(yi)方面是對(dui)(dui)未進行大規(gui)模工(gong)業化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)在(zai)線淬火工(gong)藝不斷地摸索并最終應(ying)用于工(gong)業生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)。控軋控冷(leng)(leng)技(ji)術必將成為今后無縫鋼管生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)技(ji)術發展的(de)(de)(de)新增長點。