1研究背景
我国是世界第一产钢大国，中厚板年产量已达7000余万吨，中低档次普通中厚板产品过剩严重，但与此同时，我国部分高端高附加值中厚板产品仍主要依赖进口，其中绝大多数是热处理产品。国家已将海洋、交通运输、能源和重大装备等领域作为我国发展战略重点，这些领域对于高端热处理中厚板产品在产品性能和规格方面提出了更高的要求。
目前国内中厚板生产线普遍配备了包含辊底式热处理炉、周期式炉和淬火机等较为完备的热处理装备，这些装备最初主要从LOI、DREVER等公司引进，绝大多数具备了生产10-80mm厚热处理钢板的能力，部分企业通过改进和利用自主开发的设备具备了生产最薄3-5mm淬火钢板，最厚200mm淬火钢板的能力，但最大宽度仅限于1800mm，不能满足工程机械大型化需求；对于厚度大于120mm的特厚板国内普遍采用浸入式淬火方式，因表面换热效率低、冷速可控性差以及厚向截面效应无法满足高品质特厚钢板热处理需要。
针对上述现状，围绕高等级热处理关键装备和核心技术，开发钢铁行业急需的特厚、超薄极限规格淬火和极限低温回火等高端板带钢热处理工艺及装备技术，对于提高我国中厚板热处理生产水平具有重要意义。
2研究现状及进展
2.1特厚板传统浸入式淬火在冷却强度等方面存在不足，需开发新的淬火装备和技术目前，特厚钢板（钢板厚度大于120mm）淬火生产主要采用浸入式淬火方式，通过池内冷却水搅拌加速钢板表面对流，实现较快速冷却。由于搅拌水流速度受淬火池或淬火槽容积及装置限制，相对于壁面射流换热，浸入式淬火冷却强度偏低，且因搅拌产生的水流速度在池内各处不一致，钢板板面各处冷却强度分布不均，导致钢板冷后淬硬层深度及组织分布不均。目前，厚度120mm以下中厚钢板普遍采用连续辊式淬火，钢板由辊道承载在冷却区运动淬火。因具有冷却强度大、冷却均匀、控制精度高、板形好等优点，这种淬火装备（淬火钢板厚度范围10-100mm）被德国LOI、美国DREVER、日本IHI三家公司垄断，并对我国实施技术封锁。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室在王国栋院士带领下，经过多年研究，自主开发成功国内首套辊式淬火装备，并推广至太钢、宝钢、南钢等企业，淬火钢板厚度拓展至4-120mm。
尽管常规连续辊式淬火与浸入式淬火相比优势明显，但因高压段太短，低压段冷却能力不足，随着钢板厚度增加（>120mm），心部冷速和厚向截面效应成为两个不可逾越的技术瓶颈，因无法调和表面换热与内部导热的平衡关系，常规连续辊式淬火无法满足特厚板对心部冷速和厚向组织均匀性的需求，进一步限制了其在特厚板热处理领域的应用。综上所述，传统浸入式淬火已不能满足高品质特厚板热处理生产及研发需要，需要开发新的特厚板淬火工艺技术及装备，实现国内特厚板生产企业特厚钢板高效能、低成本、减量化热处理生产。2.2薄规格钢板淬火技术需在稳定性、减少内部应力等方面进一步开展研究
高强度极薄调质钢板是大型装备制造的基础材料。这类钢板淬火敏感性高，宽厚比大，淬火后易瓢曲，且强度高难以矫正，板形问题是制约其应用的瓶颈，也是公认的国际性难题。相对于常规中厚板来说，薄规格板材淬火过程中高冷却强度较易实现，但在冷却均匀性方面要求极为苛刻。目前极薄钢板淬火均采用气雾冷却、风冷及小流量水冷等“较低冷速”淬火策略。但在薄板淬火实际工业生产过程，钢板表面水流/气流呈现出无序性及不可控性，淬火条件的微小变化极易对冷却介质的流动特性及换热特性带来扰动，难以实现全板面温降、相变的协同作用，极易造成薄板淬火板形缺陷。为此，东北大学通过采用极限冷速对高温钢板进行“瞬间冻结”，实现了5（4）-10mm板材淬火良好板形，取得了技术突破，并已经在南钢、涟钢、新余、湘钢（改造原设备）、酒钢等10余家企业得到了应用。
因此，针对性开展极薄钢板极限冷速瞬间淬火过程高效均匀换热机理及温度、应力、相变耦合变化规律的研究，系统解决淬火过程板形高平直度控制的难点问题，对满足工程机械行业的需要生产最薄3mm高品质高强薄板，具有重要意义。
2.3极限低温回火技术对提高超高强钢板的性能稳定性意义重大钢板热处理过程中良好板形及性能的均匀性与炉温的控制精度有直接的关系，一般要求偏差小于±5℃，对于低合金耐磨钢、超高强工程机械用钢等高端产品的回火工艺过程，一般要求炉温在300℃以下，回火过程对温度的变化较为敏感，因此用于此类产品生产的回火炉低温温度均匀性和控制精度要求非常高。
目前国内钢厂的回火炉大部分采用脉冲加热方式，只能在300℃以上工作时达到±10℃左右的温度精度。炉温在300℃以下时，温度均匀性和控制精度都无法保证，偏差达20-30℃以上，因此会经常造成低温回火板材的性能、质量波动，不利于稳定生产。常规回火炉的这种缺陷是由其设备结构本身所决定的，无法通过简单的设备改造和特殊控制技术的使用来解决。
因此，研制与开发新型高精度低温回火炉对提升国内热处理装备技术水平、稳定高品质特殊钢的生产意义重大。
(来源：钢铁产业)


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。