某公司开发应用中厚板制造技术介绍（一）

　　尽管最近几年对中厚钢板性能的要求不同在某种程度上主要取决于应用领域的差异，但对性能的要求是越来越高。具体来说，性能要求涉及许多方面，它包括高强度、焊接性能的改进等。    
　　为了满足这些要求，精确的材料设计技术和先进的制造技术是问题的实质。    
　　基于这种情况，日本JFE钢铁公司开始开发采用水淬火的热机械控制工艺(TMCP)，作为高强度、高韧性，具有优良焊接性能钢板生产技术的核心技术。下面简单介绍由JFE钢铁公司开发和应用的中厚板制造技术，包括超级-OLAC技术，一种新的中厚板加速冷却技术以及HOP技术(热处理在线工艺)，一种加速冷却后的在线热处理工艺。同时，下面还介绍Easyfab钢板制造技术，即通过应用具有新功能的冷矫直机将中厚板中残余应力降至零。    
　　一、新加速冷却技术——“超级-OLAC”技术的开发    
　　与控制轧制技术一起，加速冷却技术是TMCP工艺的核心技术。JFE钢铁公司是世界上首家开发并成功在中厚板生产中应用在线加速冷却技术的钢铁企业。    
　　在上世纪90年代初，采用加速冷却技术制造的TMCP钢实现了提高钢板强度、改进焊接性能的目的，从而有助于焊接结构建筑用钢使用的合理化和提高建筑的安全性，并开始用于造船业。然而，最近几年对钢板质量的要求日趋严格，如减少强度下降等。为了满足新的要求，基于一个全新的概念，JFE钢铁公司进行了大量研究以获得解决与传统冷却技术问题相关的方案，并开发出新一代加速冷却工艺，称之为超级-OLAC工艺，并应用于JFE钢铁公司西日本钢厂。    
　　当中厚板进行水淬火时出现的热传递和沸腾现象可以大致分为两种方式，即核胞沸腾和薄膜沸腾。在前一种沸腾中，冷却水直接与钢接触，热量通过产生的泡传递。相比之下，后一种沸腾中在钢与冷却水间形成一个蒸汽薄膜，热量是通过蒸汽薄膜传递。核胞沸腾的冷却能力比薄膜沸腾更高。在中厚板冷却开始时，中厚板表面温度较高，薄膜沸腾起主导作用。然而，随着中厚板表面温度的下降，蒸汽薄膜变得不稳定，冷却水开始局部上直接与中厚板接触，沸腾逐渐转向核胞沸腾。此外，在瞬时沸腾状态下，当薄膜沸腾和核胞沸腾共存时，随着冷却的继续，冷却能力提高。采用传统冷却方法，如喷淋冷却和层流冷却时，如果冷却水流量提高以强化冷却，冷却迅速地转换成瞬时沸腾，是核胞沸腾和薄膜沸腾的混合。因此，冷却变得不稳定，随着冷却进程的持续，温度偏差提高，造成中厚板质量不稳定。    
　　为解决这一问题，JFE钢铁公司研究了冷却方法以避免出现瞬时沸腾现象和在开始冷却时在中厚板整个表面同时出现核胞沸腾。基于对中厚板上侧冷却的研究，采取了喷嘴尽可能靠近中厚板，使冷却水朝一个方向流动的方法，即在中厚板移动的方向，而中厚板下侧的冷却是利用密集排列在水槽中的喷嘴进行喷淋冷却，即带走水流冷却中厚板。这种冷却方法实现了在中厚板上下两侧具有高冷却能力的核胞沸腾。对于中厚板厚度在30mm或以上的冷却，这一方法实现了非常高的冷却速率，相当于冷却速率的理论极限。   
　　这种冷却方法比传统加速冷却方法快2-5倍。此外，在经过超级—在线加速冷却处理后，中厚板表面温度分布非常均匀。    
　　在超级-加速冷却设备投产后的5年，累计处理了超过300万吨的中厚板。2003年5月，2号超级-加速冷却设备在JFE钢铁公司西日本钢厂的中厚板厂投产，其后3号设备于2004年7月在JFE钢铁公司东日本钢厂的中厚板厂投产。至此，JFE钢铁公司所有3家中厚板厂均配有加速冷却设备。   
　　（考试大注册安全工程师）