马钢H型钢控冷工艺研究取得重大突破

作为中国名牌产品的“马钢牌”热轧H型钢，始终以前沿技术和工艺水平，保持着H型钢技术领先地位。自2009年底，马钢开发的H型钢冷却工艺研究，经过近半年时间运行，系统本身运行稳定，冷却效果满足设计要求，实现了提高轧制节奏，降低轧制成本，提高综合性能的目标，系统的社会效益和经济效益开始凸显。

1998年9月国内第一条热轧H型钢生产线在马钢建成投产。随着市场用户对高强度、大规格H型钢需求量逐步增加，马钢以其技术装备、产品研发方面的优势，坚持走高端产品之路，先后成功开发出石油平台用H型钢、铁道车辆耐蚀H型钢等一系列产品，并已形成了专利技术以及稳定的批量生产能力。为使马钢H型钢在市场竞争中保持占有领先位置，始终保持强有力的竞争实力，马钢通过强化研产销工作，不断开拓H型钢前沿技术和工艺，以确保中国名牌产品地位。马钢结合市场用户需求和H型钢生产线实际情况，与东北大学合作，开展了控制冷却工艺研究，以弥补H型钢产品的性能不足，达到加快生产节奏，提高产量，提升产品性能，提高一次性能合格率的目的，实现降低轧制成本，提高经济效益的目标。在H型钢生产过程中通过控制冷却装置、降低腹板和翼缘的温差、细化晶粒、提高产品的性能、降低钢种的微合金元素含量；在品种开发过程中可以提高钢的强韧性、减少合金元素的用量、改善翼缘和腹板的残余应力分配状况、提高翼缘和腹板的性能均匀性等。由于控制冷却是通过对轧后钢材的冷却工艺参数进行合理控制，在控轧后奥氏体向铁素体相变的温度区域进行相应速率的快速冷却，使相变组织比单纯轧制更加微细化，从而控制、改善钢材的组织状态，细化奥氏体组织，阻止或延迟碳化物在冷却过程中过早的析出，使其在铁素体中弥散析出，提高强度，改善钢材的综合力学性能和使用性能。同时采用轧后控制冷却可以减少钢材表面的氧化铁皮生成量，防止钢材在冷却过程中由于冷却不均而产生的不均匀变形。目前，控制冷却工艺在国内得到了广泛应用，但H型钢生产的控冷技术相对落后。在日本、德国、意大利等一些国家都有研究的报道，卢森堡阿尔贝德公司开发了QST技术，即通过在轧制过程中通过整个断面的急冷，利用水冷停止后从内部产生的返热，将表面的淬硬层回火，达到性能均匀、韧性提高的目的，但其技术转让费用高达1000万美元。马钢在国内外H型钢热轧生产线目前还没有形成成熟的冷却理论和冷却工艺技术的情况下，根据H型钢断面形状的复杂性，首先进行实验室模拟，研究超快冷装置对H型钢产品的应用实效，在实验室研究基础上，确定向生产线的技术转化方案流程，制订出适合马钢H型钢生产线的超快速冷却初步设计方案，开发出具有自主知识产权的H型钢轧后超快速冷却理论和工艺。

今年2月1日，超快速冷却系统被正式纳入生产线的在线设备，至今一直处于投入使用状态，运行效果显示，采用超快速冷却技术能明显的提高轧材的综合力学性能，在不增加合金元素的情况下，235MPa级钢种的坯料可生产出345～400MPa甚至450MPa级别的产品，采用16Mn的坯料生产出的产品级别可达到550～600MPa，仅仅从节省合金元素的角度考虑，吨钢成本即可降低近200元。此外，由于超高速冷却主要是在轧后冷却过程中提高了强度，不会增加轧机负荷，这就绕开了开发高级别钢种轧机能力不足的问题，不仅拓宽了可开发钢种的范围，还由于超快速冷却开始和终止温度较高，且时间较短，可在轧材表面形成较为致密的氧化膜，随后进行控冷，与其它水冷方式相比，可显著改善轧材的表面质量，减缓锈蚀，提升“马钢牌”H型钢的市场竞争力。（来源：马钢日报）