二、新的在線熱處理工藝———“HOP”
截至目前，淬火和回火中厚板的熱處理是采用與軋機(jī)分開的熱處理設(shè)備進(jìn)行離線處理的。為了提高這種離線熱處理的效率，JFE鋼鐵公司在其西日本鋼廠的福山廠安裝和投產(chǎn)了所謂的HOP熱處理工藝設(shè)備。
JFE鋼鐵公司以前為2m寬的粗軋坯料開發(fā)了感應(yīng)加熱設(shè)備，并應(yīng)用于熱軋機(jī)的精軋機(jī)架之前。然而，為了加熱寬度高達(dá)4.52m中厚板，必須開發(fā)一個(gè)大規(guī)模的新感應(yīng)加熱設(shè)備。由新開發(fā)的多套高頻電源組成的裝置同步運(yùn)行，該技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)突破，實(shí)現(xiàn)了對中厚板的感應(yīng)加熱，是世界首次。
新開發(fā)的HOP是一種感應(yīng)加熱方法，該方法是利用電磁線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流穿過中厚板產(chǎn)生的熱來進(jìn)行加熱的。從加熱效率和設(shè)備簡化的觀點(diǎn)看，可以采用螺旋管式電磁線圈。雖然是在中厚板內(nèi)部產(chǎn)生熱，但產(chǎn)生的熱量可以通過控制輸入的功率進(jìn)行嚴(yán)格控制。由感應(yīng)加熱產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換成熱通量相當(dāng)于煤氣加熱時(shí)的熱通量值為105-107W/m2，而這一數(shù)值大概比煤氣加熱高100倍，因此可以實(shí)現(xiàn)極大能量密度的加熱。
HOP設(shè)備緊接在熱矯直機(jī)后，采用這種布置可以通過有效地利用中厚板經(jīng)過超級-在線加速冷卻后的顯熱來提高加熱效率。因此，HOP被設(shè)計(jì)成一個(gè)綜合性加熱工藝設(shè)備，且其帶有安裝更靠近熱矯直機(jī)的感應(yīng)器。
HOP工藝設(shè)備具有下列兩個(gè)特點(diǎn)：
(1)對軋制而言，完全實(shí)現(xiàn)了同步在線熱處理軋制-加速冷卻-熱處理整套在線工藝的建立可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，使其可以滿足極短的交貨時(shí)間表。
(2)可以對新的中厚板的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制HOP與超級-在線加速冷卻裝置相結(jié)合使得可以自由控制相變和控制碳、氮的沉淀。
三、多功能中厚板“Easyfab”
特別是在造船、建筑和造橋領(lǐng)域，中厚板在經(jīng)過剪切成各種形狀和尺寸后被作為組裝件。然而，最近對其使用方便的要求更加嚴(yán)格。因此，JFE鋼鐵公司生產(chǎn)了一種商業(yè)化中厚板，它具有良好的可加工性。利用超級-在線加速冷卻的控制冷卻特性，“Easyfab”中厚板就成為具有無變形剪切、可高效組裝和具有良好加工性的材料，還具有較長的疲勞壽命。
1．利用超級-在線加速冷卻工藝設(shè)備控制殘余應(yīng)力技術(shù)
中厚板中的殘余應(yīng)力一般主要是由于在軋制結(jié)束時(shí)中厚板的溫度分布差異造成的。當(dāng)具有一定溫度分布的中厚板被冷卻到室溫時(shí)，由于位置不同，會出現(xiàn)不均勻的冷收縮。這種不均勻的冷收縮會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。采用傳統(tǒng)的加速冷卻技術(shù)時(shí)，在冷卻停止后立刻顯現(xiàn)的溫度差非常大，從而引起較大的應(yīng)力差，無論是各中厚板內(nèi)或各塊中厚板之間。因此，在剪切過程中也存在著變形偏差。當(dāng)采用具有良好冷卻均勻性的加速冷卻技術(shù)，即超級-在線加速冷卻技術(shù)時(shí)，在冷卻停止后中厚板立即就有均勻的溫度分布，降低了TMCP中厚板的殘余應(yīng)力到與一般軋制的中厚板(無水冷卻)一樣的水平。
2．帶有新功能的冷矯直機(jī)和超低殘余應(yīng)力中厚板的開發(fā)
一般在所謂的矯直過程中，采用冷矯直機(jī)(C/L)修正中厚板的平直度。通過利用C/L功能給予中厚板全寬上均勻、較大的應(yīng)變，連同采用超級-在線加速冷卻的均勻冷卻，可以生產(chǎn)出具有極低殘余應(yīng)力的中厚板。隨著在C/L的彎曲應(yīng)變增加，在矯直后的殘余應(yīng)力下降。此外，與傳統(tǒng)加速冷卻的中厚板相比，在C/L之前具有較低殘余應(yīng)力的經(jīng)過超級-在線加速冷卻的中厚板，進(jìn)行較小的C/L彎曲應(yīng)變就可以獲得超低殘余應(yīng)力區(qū)域。2003年10月，JFE鋼鐵公司在其西日本鋼廠的中厚板鋼廠對C/L添加了新的功能，目的是擴(kuò)大矯直能力和可以生產(chǎn)超低殘余應(yīng)力中厚板。
(1)利用液壓動(dòng)態(tài)控制進(jìn)行豎向彎曲補(bǔ)償；
(2)利用楔形控制進(jìn)行水平彎曲補(bǔ)償。
C/L添加的新功能使其可以給予中厚板寬度上有較大、均勻的彎曲應(yīng)變，對于較寬中厚板，即寬度達(dá)到5350mm的中厚板的矯直確立了均勻大壓下矯直技術(shù)。
如上所述，通過利用具有均勻冷卻能力的超級-在線加速冷卻技術(shù)，以及采用非常有效的、添加新功能的C/L，可以生產(chǎn)具有極低殘余應(yīng)力的中厚板。
截至目前，淬火和回火中厚板的熱處理是采用與軋機(jī)分開的熱處理設(shè)備進(jìn)行離線處理的。為了提高這種離線熱處理的效率，JFE鋼鐵公司在其西日本鋼廠的福山廠安裝和投產(chǎn)了所謂的HOP熱處理工藝設(shè)備。
JFE鋼鐵公司以前為2m寬的粗軋坯料開發(fā)了感應(yīng)加熱設(shè)備，并應(yīng)用于熱軋機(jī)的精軋機(jī)架之前。然而，為了加熱寬度高達(dá)4.52m中厚板，必須開發(fā)一個(gè)大規(guī)模的新感應(yīng)加熱設(shè)備。由新開發(fā)的多套高頻電源組成的裝置同步運(yùn)行，該技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)突破，實(shí)現(xiàn)了對中厚板的感應(yīng)加熱，是世界首次。
新開發(fā)的HOP是一種感應(yīng)加熱方法，該方法是利用電磁線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流穿過中厚板產(chǎn)生的熱來進(jìn)行加熱的。從加熱效率和設(shè)備簡化的觀點(diǎn)看，可以采用螺旋管式電磁線圈。雖然是在中厚板內(nèi)部產(chǎn)生熱，但產(chǎn)生的熱量可以通過控制輸入的功率進(jìn)行嚴(yán)格控制。由感應(yīng)加熱產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換成熱通量相當(dāng)于煤氣加熱時(shí)的熱通量值為105-107W/m2，而這一數(shù)值大概比煤氣加熱高100倍，因此可以實(shí)現(xiàn)極大能量密度的加熱。
HOP設(shè)備緊接在熱矯直機(jī)后，采用這種布置可以通過有效地利用中厚板經(jīng)過超級-在線加速冷卻后的顯熱來提高加熱效率。因此，HOP被設(shè)計(jì)成一個(gè)綜合性加熱工藝設(shè)備，且其帶有安裝更靠近熱矯直機(jī)的感應(yīng)器。
HOP工藝設(shè)備具有下列兩個(gè)特點(diǎn)：
(1)對軋制而言，完全實(shí)現(xiàn)了同步在線熱處理軋制-加速冷卻-熱處理整套在線工藝的建立可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，使其可以滿足極短的交貨時(shí)間表。
(2)可以對新的中厚板的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制HOP與超級-在線加速冷卻裝置相結(jié)合使得可以自由控制相變和控制碳、氮的沉淀。
三、多功能中厚板“Easyfab”
特別是在造船、建筑和造橋領(lǐng)域，中厚板在經(jīng)過剪切成各種形狀和尺寸后被作為組裝件。然而，最近對其使用方便的要求更加嚴(yán)格。因此，JFE鋼鐵公司生產(chǎn)了一種商業(yè)化中厚板，它具有良好的可加工性。利用超級-在線加速冷卻的控制冷卻特性，“Easyfab”中厚板就成為具有無變形剪切、可高效組裝和具有良好加工性的材料，還具有較長的疲勞壽命。
1．利用超級-在線加速冷卻工藝設(shè)備控制殘余應(yīng)力技術(shù)
中厚板中的殘余應(yīng)力一般主要是由于在軋制結(jié)束時(shí)中厚板的溫度分布差異造成的。當(dāng)具有一定溫度分布的中厚板被冷卻到室溫時(shí)，由于位置不同，會出現(xiàn)不均勻的冷收縮。這種不均勻的冷收縮會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。采用傳統(tǒng)的加速冷卻技術(shù)時(shí)，在冷卻停止后立刻顯現(xiàn)的溫度差非常大，從而引起較大的應(yīng)力差，無論是各中厚板內(nèi)或各塊中厚板之間。因此，在剪切過程中也存在著變形偏差。當(dāng)采用具有良好冷卻均勻性的加速冷卻技術(shù)，即超級-在線加速冷卻技術(shù)時(shí)，在冷卻停止后中厚板立即就有均勻的溫度分布，降低了TMCP中厚板的殘余應(yīng)力到與一般軋制的中厚板(無水冷卻)一樣的水平。
2．帶有新功能的冷矯直機(jī)和超低殘余應(yīng)力中厚板的開發(fā)
一般在所謂的矯直過程中，采用冷矯直機(jī)(C/L)修正中厚板的平直度。通過利用C/L功能給予中厚板全寬上均勻、較大的應(yīng)變，連同采用超級-在線加速冷卻的均勻冷卻，可以生產(chǎn)出具有極低殘余應(yīng)力的中厚板。隨著在C/L的彎曲應(yīng)變增加，在矯直后的殘余應(yīng)力下降。此外，與傳統(tǒng)加速冷卻的中厚板相比，在C/L之前具有較低殘余應(yīng)力的經(jīng)過超級-在線加速冷卻的中厚板，進(jìn)行較小的C/L彎曲應(yīng)變就可以獲得超低殘余應(yīng)力區(qū)域。2003年10月，JFE鋼鐵公司在其西日本鋼廠的中厚板鋼廠對C/L添加了新的功能，目的是擴(kuò)大矯直能力和可以生產(chǎn)超低殘余應(yīng)力中厚板。
(1)利用液壓動(dòng)態(tài)控制進(jìn)行豎向彎曲補(bǔ)償；
(2)利用楔形控制進(jìn)行水平彎曲補(bǔ)償。
C/L添加的新功能使其可以給予中厚板寬度上有較大、均勻的彎曲應(yīng)變，對于較寬中厚板，即寬度達(dá)到5350mm的中厚板的矯直確立了均勻大壓下矯直技術(shù)。
如上所述，通過利用具有均勻冷卻能力的超級-在線加速冷卻技術(shù)，以及采用非常有效的、添加新功能的C/L，可以生產(chǎn)具有極低殘余應(yīng)力的中厚板。