[摘 要]简要介绍了莱钢型钢厂因产能增加，冷床能力不足，导致产品表面锈蚀严重，力学性能低，设计采用了H型钢轧后气雾控制冷却，实现了轧件在精轧后短时间内大幅度的降温，轧件表面锈蚀减少，表面质量提高，轧件组织细化，强度平均提高21MPa，断面性能均匀。

　　[关键词]H型钢；气雾冷却；金相组织；力学性能

　　中图分类号：TG 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0382-01

　　1 问题的提出

　　莱钢型钢厂中型型钢生产线由于实际产量达到了设计产能的2倍以上，出现了终轧温度高，轧件边腰温度差大，冷床能力严重不足的问题。导致产品出现轧后氧化铁皮厚、产品在存储期间锈蚀严重、轧件的边腰接合部外侧出现明显疱疹状缺陷、力学性能偏低等问题。为了解决这些问题，决定采用气雾冷却方式对轧后H型钢进行控制。

　　2 冷却方式的选择

　　H型钢控制冷却是利用H型钢终轧后在奥氏体状态下直接进行表层的超快速冷却，降低轧件温度，为确保轧件不致于出现淬火自回火组织，终冷温度必须高于轧件的再结晶温度。以降低轧件上冷床的温度，减轻冷床压力，减少氧化铁皮，消灭氧化皮疱疹，提高轧件强度塑性，使H型钢得到良好的综合性能。合理选择轧后控制冷却工艺是获得H型钢所要求性能的关键。

　　目前常见的几种控制冷却方式：1）层流冷却技术，多用于板带材的控制冷却。2）穿水冷却技术，多用于棒材的控制冷却。3）QST冷却技术，由卢森堡阿贝德公司开发成功，多用于型钢冷却。4）气雾冷却技术，应用广泛，可用于不同品种规格的钢材轧后控制冷却。

　　对于莱钢型钢厂中型线来说，可供选择的主要是QST和气雾冷却技术。QST冷却技术的原理是：将轧件的终轧温度快速降至600 ℃左右，然后利用轧件的余热进行自回火处理，即淬火加自回火处理工艺，此工艺因受中型线1#分段热锯能力影响（要求锯切温度不低于850 ℃），故不宜采用。所以只能采用气雾冷却方式，使钢材以30 ℃/s的冷却速度冷却，以提高轧件的机械性能。控冷装置分为摆动辊道部分和输出辊道部分两段。两侧有14对喷嘴，每对两侧各1个，共28个；下喷嘴10个；上喷嘴6个。每个喷嘴均由独立的阀门控制水量，同时在喷嘴上分别设置压缩空气管路和高压水管路，高压水由高位水箱供水，冷却水在喷射过程中由压缩空气打散成气雾以增大冷却效果，实现H型钢的快速降温。气雾控制冷却装置的特点：冷却速度快，能有效节约冷床面积。冷却均匀，有效解决了采取别的冷却方式产生的腰部积水问题。冷速可调范围大，可以一直从风冷调节到水冷。可使用的型钢范围广，每个喷嘴可单独控制水流量大小，喷嘴的角度也可根据型钢的形状调节。

　　3 控制冷却的效果

　　经过控冷段的大幅降温，轧件上冷床后不需要再进行风机吹拂强制降温，节省原用于冷床的70台风机的耗费。以H294×200H型钢为例，分别从表面状态、显微组织、力学性能及轧件变形方面分析控冷效果。

　　3.1 表面锈蚀状况

　　普碳型钢的表面锈蚀问题是型钢生产企业的一个普遍问题。“表面锈蚀”不在产品标准控制之内，不影响用户使用、不影响产品性能，但影响产品的外观。轧后控制冷却，加快H型钢R角的温降速度，可以实现轧后短时间快冷并减小断面温差，缩短轧件高温氧化时间，使轧件圆角起泡现象得到很好的改善，轧件表面气泡明显减少，表面质量明显改善。

　　3.2 显微组织

　　轧后气雾冷却设置使轧件在短时间内大幅度降温，不仅能够细化晶粒，提高产品组织性能，而且使轧件断面组织均匀，进而得到均匀的断面力学性能。图1为H294×200H型钢控冷前后金相组织比较，控冷后晶粒细化。

　　3.3 力学性能

　　轧制节奏加快后，轧件出精轧温度提高，导致产品性能有所下降。在精轧机组后加设气雾冷却装置，可以使轧件温度在短时间内大幅下降，提高产品的性能。表1为控冷前后产品性能的比较（控冷前性能为使用气雾冷却前5个月产品性能的平均值）。

　　由表1可知，精轧机组后加设气雾冷却装置可以使产品在延伸率几乎不变的条件下，屈服强度和抗拉强度均提高20 MPa以上（分别为21.95 MPa和21.72 MPa）。加设控冷装置后，由于加快了R部温降速度，不仅产品强度提高，断面性能也变得均匀。由表1可以看出腿部和R部产品性能差别很小。

　　4 结语

　　H型钢轧制生产线后加气雾冷却装置，实现了轧件在精轧后短时间内大幅度的降温，并且断面各部分温度均匀。产品屈服强度、抗拉强度均有所提高，断面性能均匀性得到了改善。轧件表面氧化铁皮变得薄而均匀，产品表面质量提高。由于轧件在上冷床之前有很大的降温，温度已足够低，使轧件在冷床上不再发生大的变形，使产品不论使用性能还是外观均满足用户的要求。

　　4.1 降低气泡的产生率，使轧件表面氧化铁皮变得薄而均匀，矫直后无明显脱落，减少表面锈蚀，提高表面质量。

　　4.2 细化产品晶粒，提高产品性能。屈服强度、抗拉强度平均提高21MPa以上，且断面性能均匀。

　　4.3 降低轧件上冷床温度，减少轧件在冷床上的变形。

　　4.4 在轧件的边腰接合部外侧的疱疹状缺陷消失。

　　4.5 去掉了冷床上的70台冷却风机，减少噪音，降低消耗。

　　间主任。职称：工程师。从事工作或研究方向：现从事轧钢设备管理工作。

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