热处理线常化冷却技术

项目背景：

正火热处理工艺，是提高钢板韧性的重要工艺手段。常规的正火热处理工艺，

加热后通常采用慢速冷却会导致相变温度提高，铁素体晶粒仍然会长大，室温组

织细化效果被大大折扣；导致屈服强度降低。采用正火后加速冷却可以降低相变

温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板

强度。

基于对中厚板正火冷却过程的换热机理及钢板内部组织演变机理的分析，于

2005 年开发了国内首套中厚板正火炉后控制冷却（NCC）装置。该装置可自由调

节水量，满足不同钢种及规格的控制冷却的冷却速率要求；钢板冷却均匀，冷却

后钢板平直度高；金相组织细化，综合力学性能得到提高，可以挽救轧线生产的

不合格钢板，显著提高了正火后钢板的合格率。应用该装置开发了高强度高层建

筑用钢 Q460E 钢板的奥氏体加热+控制冷却+回火的热处理工艺，已成功生产并应

用于奥运会主会场“鸟巢”工程。

关键工艺技术：

采用正火控制冷却技术可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的

长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。对于低碳贝氏体类型钢，采用正

火空冷无法得到需要的低碳贝氏体组织，性能无法保证；采用正火加速冷却则可

控制相变温度，保证得到所需的低碳贝氏体组织。部分薄规格或中等厚度规格产

品可以采取正火后加速冷却实现淬火，生产调制钢板。另外，通过正火控制冷却

技术，还可以提高钢板的性能合格率 10-15%。

常化冷却技术的核心设备是板带钢上下表面的冷却器，高冷速调节范围、高

冷却均匀性是常化冷却技术的关键性、核心性问题。北京科技大学基于对板带钢

冷却过程的换热机理及内部组织演变机理的研究，通过实验室研究与工程实践成

功开发出具有自主知识产权的超密集冷却器及配套常化冷却工艺，可满足常化热

处理产品常化后冷却工艺实施过程中所需的大冷却速度调节范围以及高冷却均

匀性的需求，保证热处理产品强度与韧性的高度匹配。