新一代TMCP技术控轧控冷

控扎控冷论文第一篇：控扎控冷论文控轧控冷技术的研究现状及发展摘要：本文介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理以及控轧控冷工艺，叙述了近些年来国内外发展与应用以及今后的展望。

关键词：控扎控冷；TMCP; 超快冷技术；热轧一、概述控扎控冷是一项具有丰富理论内容和较大实用价值的轧钢新技术，其特点是把利用塑性变形得到钢材外部几何形状的热加工成形过程与控制改善钢材的组织状态，提高钢材性能的物理冶金过程有机结合起来，简单地说就是把将钢的热变形与相变有机的结合起来。

其突出的优点是：可大幅度提高低碳钢、低合金钢钢材的强韧性；提高热轧钢材性能合格率；同时可简化工序，节省能耗，节约合金，具有显著地经济效益和社会效益[1]。

控制轧制(CC) 技术的研究始于1890年至二次世界大战期间的德国,当时科研人员对钢铁制品的热加工条件、材质及显微金相组织之间的关系进行了非系统的零散研究,只是定性地揭示了热加工条件和材质间的关系。

到了20世纪60年代初期, 在美国科研人员定性地解释了热轧后的钢材继续发生奥氏体再结晶的动力学变化后, 这才从理论上某种程度地解释了控制轧制技术。

到了20世纪60年代末期, 科研人员通过试验发现, 添加微量元素铌(Nb) 对提高单纯轧制钢。

材的强度有效。

随后进一步的研究表明, 造成铌系钢材高强度的原因,是由于微细铌碳氮化合物的铁素体析出相强化造成的。

同期英国钢铁研究机构对轧制钢材的显微结构和机械性能的1定量关系、铌、钒(V)的强化机理, 控制轧制原理等进行研究, 证实了依靠物理冶金基础, 进行合理的合金成分的设计和轧制条件的设定, 便能达到所期望的钢材目标性能值和显微组织。

到了20世纪70年代，对钢材强度、低温韧性、焊接性能要求更高了,而此时仅仅依靠传统的控制轧制技术远远不够。

于是在奥氏体控制轧制的基础上, 还需要控制冷却速度来控制相变本身, 于是开始了真正意义的控轧控冷技术的应用[2]。

二、控扎控冷的原理控轧控冷技术的基本原理就是控制热轧条件,经过相变过程在奥氏体(γ)的基体上,形成高密度的铁素体(α)晶核,从而在相变后, 达到细化钢材的组织结构[3]。

世界金属导报/2012年/3月/13日/第B04版轧钢技术热轧板带钢新一代TMCP装备及工艺技术现代热轧板带钢轧制过程的特点为高速连续大变形轧制过程，连轧过程完成之后，即使在较高温度轧制，也可以得到硬化的充满缺陷的奥氏体。

由于连轧中的连续大变形和应变积累，硬化奥氏体的获得不仅不需要低温大压下，甚至也不一定必须添加合金和微合金元素。

对轧后充满缺陷的硬化奥氏体采用超快速冷却，可使材料在极短的时间内，迅速通过奥氏体相区，将硬化奥氏体冻结到动态相变点附近。

这为保持奥氏体的硬化状态和进一步进行相变控制提供了重要基础条件，也就是可有效避免硬化奥氏体的软化，设法将奥氏体的硬化状态保持到动态相变点。

同时，轧后超快速冷却与常规轧后冷却系统相结合，可以实现轧后冷却路径的精确控制，从而精确控制钢铁材料的复杂相变过程，为获得多样化的相变组织和材料性能提供了更大的空间。

利用这样一个特点，有可能利用不含合金或含合金含量少的简单成分体系获得高性能的材料，实现减量化、集约化的轧制生产。

因此，基于以超快速冷却为核心的高速连轧技术和控制冷却技术，也就是新一代TMCP工艺技术，可以采用更多、更有效的手段，充分发挥细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化机制的联合作用，从而实现热轧板带钢轧制过程的高效化、减量化、集约化和产品的高级化。

体现在合金成分减量化上，在保持或提高材料塑韧性和使用性能的前提下，可节省钢材主要合金元素用量20%-30%以上，节能减排，提高生产效益。

而实际上，在当前热轧板带钢产品市场竞争日趋激烈的形势下，采用节约型成分设计，降少合金元素用量，实现高性能产品的开发生产，降本增效，已成为钢铁企业产品竞争的最关键要素之一。

1热轧板带钢轧后超快速冷却技术发展与应用1.1国外超快速冷却技术的发展早在20世纪60年代后半期，控制冷却就在热带钢输出辊道上用于材质控制过程中，随着人们对钢铁材料研究的不断深入，控制冷却已成为现代轧制生产中不可缺少的工艺技术。

控轧控冷工艺的发展及应用摘要控轧控冷工艺是把钢坯加热到适宜的温度，轧制时控制变形量和变形温度及轧后按工艺要求来冷却钢材。

控轧主要用于轧制细晶粒结构钢,主要原理是在终轧后当钢板在轧机上运行至“再结晶”完成的温度时,选用合适水冷方式获得理想延展性和韧性。

关键词变形量变形温度再结晶1 前言1.1 控轧控冷就是控制轧制和控制冷却，也叫TMCP（热机械变形轧制）+ACC。

比较适合于低碳微合金钢，特别是Nb、V 、Ti复合的。

1.2 控制轧制：是在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度、开轧温度，轧制过程温度、变形制度等工艺参数，控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材组织性能的目的.1.3 控制冷却：是通过控制热轧钢材轧后的冷却条件来控制奥氏体组织状态、控制相变条件、控制碳化物析出行为、控制相变后钢的组织和性能。

1.4 TMCP：控制轧制和控制冷却技术结合起来，能够进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合性能，并能够降低合金元素含量和碳含量，降低生产成本。

通过控轧控冷生产工艺可以使钢板的抗拉强度和屈服强度平均提高约40～60MPa，在低温韧性、焊接性能、节能、降低碳当量、节省合金元素以及冷却均匀性、保持良好板形方面都有无可比拟的优越性。

2 发展历程2.1 控轧控冷工艺主要是用于生产板材的技术。

该技术的核心是在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数，改善钢材的强度、韧性、焊接性能。

2.2 控制轧制工艺主要用于含有微量元素的低碳钢种，钢中常含有铌、钒、钛，其总量一般小于0.1％。

依据《塑性变形和轧制原理》控制轧制的内容是控制轧制参数，包括温度、变形量等，以控制再结晶过程，获得所要求的组织和性能。

根据塑性变形、再结晶和相变条件，控制轧制可分为三阶段，如下所述。

（1）在奥氏体再结晶区控制轧制：适用于轧制低碳优质钢普通碳素钢低合金高强度钢。

（2）在奥氏体未再结晶区控制轧制：适用于轧制含有微量合金元素的低碳钢，如含铌钛钒得低碳钢。

控轧控冷工艺的技术研究及应用李薇（沈阳工业大学材控12级，17835289）[摘要 ]介绍了控轧控冷的机理，控制轧制的优缺点。

控制轧制与传统轧制的比较；由于各种钢种以及用户对产品性能的要求越来越高，使得控制轧制应用的必要性逐渐增大。

高速线材轧制中应用的主要是控制冷却工艺，该技术的核心是通过对加热温度控制、轧前水冷、精轧机内水冷、精轧机组后水冷、风冷线温控等参数实现控制轧制。

由于线材的轧制速度相比其它都较高，在生产中产生的变形热也相对较高，实现控制冷却尤为重要，控制加热温度，在轧制的道次间使用间断冷却，保证产品的综合性能。

在板带材中应用的控制轧制技术的核心是在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数,改善钢材的强度、韧性、焊接性能。

该项技术问世20年来,经过不断地完善和巩固,已经逐步扩展应用到海洋结构用钢、线棒材、型材等各个领域。

[关键词]控轧控冷机理；特点；必要性；工艺参数；扩展应用高速线材；加热温度；控轧控冷Abstract :Describes the mechanism of controlled rolling and cooling to control the rolling of th e advantages and disadvantages. Controlled rolling compared with the traditional rolling; bec ause of various steel and users are increasingly demanding high performance, making the nee d for the application of controlled rolling increases. Application of high-speed wire rod rollin g is mainly controlled cooling process, the technology is the core temperature control by heati ng, cooling before rolling and finishing mill in water-cooled, water cooled after finishing mill, cooling line temperature and other parameters to achieve controlled rolling .As compared to t he other wire of the rolling speed is high,the deformation generated in the pooduction of heat is relatively high,the cooling is particularly important to achieve control,control heating temp erature,the rolling is particularly important to achieve control,control heating temperture,the rolling of the use of intermittent cooling between passes,to ensure that the intergrated produc t properties (tensile strength, hardness, etc.). In the application of plate and strip rolling techn ology is the core of the control during rolling by controlling the heating temperature, the rolli ng process, the cooling conditions, process parameters, to improve the steel's strength, toughn ess, weldability. Advent of this technology for 20 years, through continuous improvement and consolidation, has been gradually extended to the marine structural steel, wire rods, profiles a nd other fields.Keywords: mechanism,characteristics,necessity,process parameters,extension usin g the high speed wire rod, heating temperature,controlled rolling and cooling1引言控制轧制（C-R）和控制冷却（C-C）技术的研究始于1890年二次世界大战的德国，当时科研人员对钢铁产品的加热工条件、材质及显微金相组织之间的关系进行了非系统的零散研究。

世界金属导报/2012年/1月/10日/第B04版轧钢技术热轧钢铁材料新一代TMCP技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)，即控制轧制和控制冷却技术，是20世纪钢铁业最伟大的成就之一，也是目前钢铁材料轧制及产品工艺开发领域应用最为普遍的技术之一。

正是因为有了TMCP技术，钢铁工业才能源源不断地向社会提供越来越有用的钢铁材料，支撑着人类社会的发展和进步。

1 TMCP工艺技术的发展及基本原理TMCP工艺的两个重要组成部分之一，控制轧制，在热轧钢铁材料领域很早就已根据经验予以实施，其核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程实现晶粒细化做准备。

在20世纪60年代至70年代，随着能源不断开发，对高性能管线钢的需求大幅增加。

为满足管线钢板的生产，控制轧制技术得到快速发展，并在当时的厚板轧制、船板生产等方面得到广泛应用。

为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术。

控制冷却的核心思想是对处于硬化状态的奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相。

相变组织比单纯控制轧制更加细微化，促使钢材获得更高的强度，同时又不降低其韧性，从而进一步改善材料的性能。

1980年，日本NKK福山制铁所首次为厚板生产线配置并使用了OLAC(On-Line Accelerated Cooling)系统。

此后基于对提高厚板性能及钢种开发的需要，重点发展了厚板的快速在线冷却技术，并相继开发出一系列快速冷却装置，投入厚板的开发生产及应用中。

控制冷却设备的普遍应用有力地推动了高强度板带材的开发和在提高材质性能方面技术的进步。

后来，人们将结合控制轧制和控制冷却的技术称为控轧控冷技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)。

控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用姓名:班级:学号:控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用臧简(辽宁科技大学)[摘要]阐述了控轧控冷工艺的原理理和工艺特点，控制轧制(TMCP技术是取代离线热处理生产高性能钢材的一种生产技术, 它的核心包括:(l) 控制轧制温度和轧后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度;(2) 轧制变形量的控制;(3) 钢材的成分设计和调整。

指出TMC我术可以充分挖掘钢铁材料的潜力，节省资源和能源, 优化现有的轧制过程, 有利于钢铁工业的可持续发展。

最后给出了以新一代TMC为特征的创新轧制过程的案例，展示了该技术的广阔的应用前景。

[ 关键词] 控制轧制；控制冷却；轧制工艺；生产工艺Abstract：The principle and technological characteristics of controlled rolling and controlled cooling process are described. The control rolling (TMCP) technology is a kind of production technology, which is the core of the production of high performance steel. (1) controlling the rolling temperature and cooling rate, cooling the starting temperature and ending temperature; (2) rolling deformation quantity control; (3) the steel composition design and adjustment. It is pointed out that TMCP technology can fully tap the potential of steel materials, save resources and energy, optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry. In the end, a case study is given to demonstrate the broad application of the technology in the new generation of TMCP.Key Words：controlled rollin g; controlled cooling; rolling technology; production engineering1 引言控制轧制和控制冷却技术，即TMCP是20世纪钢铁业最伟大的成就之一。

新一代tmcp工艺下热轧钢材显微组织的基本原理新一代TMCP（热控轧制与冷却联合处理）工艺是热轧钢材加工中的一种新方法，它能够通过对钢材进行加热、轧制和冷却等一系列工艺控制，使钢材的显微组织达到理想状态。

首先，我要先介绍一下热轧钢材的常见显微组织类型。

通常情况下，经过热轧加工的钢材主要有贝氏体、珠光体和铁素体三种显微组织形态。

贝氏体是由奥氏体相变而来，在一定的冷却速率下形成，具有较高的硬度和强度；珠光体是由贝氏体在较慢的冷却速率下进一步变形而成，属于一种结构均匀、强韧性较好的组织；铁素体是在较低温度下经过较慢冷却速率形成的组织，具有较低的硬度和强度。

新一代TMCP工艺的基本原理是通过精确控制钢材的加热温度、轧制变形和冷却速率，使钢材的显微组织分布均匀、晶粒细化，并控制钢材的相变和相组织，达到调控钢材性能的目的。

首先，新一代TMCP工艺中的热轧温度控制是非常关键的。

通过控制热轧温度可以实现钢材的相变和显微组织形态的控制。

一般来说，较高的热轧温度可以促使钢材中的贝氏体形成，而较低的热轧温度则有利于珠光体的形成。

因此，通过精确控制热轧温度可以实现贝氏体和珠光体的控制。

其次，新一代TMCP工艺中的轧制变形控制也是非常重要的。

通过控制轧制变形，可以实现钢材中晶粒的细化，从而提高钢材的强度和韧性。

一般来说，较大的轧制变形可以使钢材中的晶粒细化，形成更加各向均匀的组织结构。

因此，通过精确控制轧制变形可以实现晶粒细化的效果。

最后，新一代TMCP工艺中的冷却速率控制也是十分重要的。

通过控制冷却速率可以实现钢材中相变的控制。

一般来说，较快的冷却速率可以促使钢材中的贝氏体相变，而较慢的冷却速率则有利于珠光体和铁素体的形成。

因此，通过精确控制冷却速率可以实现相变的控制。

综上所述，新一代TMCP工艺通过精确控制钢材的加热温度、轧制变形和冷却速率，能够实现钢材显微组织的调控，从而提高钢材的强度和韧性。

在实际应用中，通过合理选择控制参数，可以得到理想的显微组织，满足不同工程要求。

控轧控冷技术在钢材生产中的应用马明珍（辽宁科技大学，材料成型及控制工程）[摘要]：钢材生产的控制轧制、控制冷却及其相结合的TMCP 技术是改善组织和力学性能的重要手段。

控制轧制用于控制奥氏体晶粒大小和形态,控制冷却用于控制相变组织类型，促进了细化晶粒和相变强化。

本文简述了控制轧制和控制冷却在管线材成产、中厚板生产、棒线材生产中的应用。

分析了目前国内TMCP的现状以及发展前景及趋势。

[关键词]：控制轧制；控制冷却；组织；管线材；中厚板；棒线材Application of controlled rolling and controlled cooling in steel production（Institute of equipment manufacturing of Liaoning Technology School,Yingkou,1233010109）Abstract：Medium plate production of controlled rolling and controlled cooling and TMCP of combining technology is important means to improve organization and mechanical properties. Control is used to control the austenite grain size and shape of rolling, controlled cooling is used to control the phase transition of tissue types, promoted the refine the grain size and phase transformation strengthening. This article has summarized the controlled rolling and controlled cooling in the plate to produce, the application of the wire rod, tube, wire production. Analysis of the current domestic status quo and the development prospect and trend of TMCP.Key Words:Controlled rolling; Controlled cooling; Organization; The thick plate; Tube wire; Rod wire1．引言：21世纪80年代以来，高速线材的轧制速度己突破100m/s,由于轧制速度的提高，导致轧件的温升增加，使终轧温度高于1000℃，线材成品表面的氧化铁皮增多、晶粒粗大、钢材的显微组织和机械性能极不均匀。

TMCP技术的新进展———柔性化在线热处理技术装备近年来，在线热处理技术受到普遍重视，这是因为在线热处理利用轧制余热对钢材进行热处理，可以省去离线热处理的二次加热工序，因而达到节约能源、简化操作、缩短产品交货期的目的。

同时，在线热处理可以利用材料热轧过程中积累的应变硬化，在有些情况下可以得到比离线热处理更优的产品性能和质量。

传统的在线热处理包括加速冷却和直接淬火（DQ）。

传统的在线热处理工艺和装备有两方面的问题。

其一，轧后冷却过程是调整材料相变组织乃至性能的重要阶段。

为了得到需要的材料组织和性能，仅仅依靠冷却是不够的，有时候还需要加热。

其二，即使是冷却过程，出于冷却路径控制的需要，也不能仅靠简单的加速冷却。

人们希望可以在低速到直接淬火之间进行宽范围的冷却速度控制，还希望可以控制冷却的路径，甚至可以在线加热。

这样，就可以依据需要的材料组织和性能，在线控制材料的冷却路径，即实施柔性化的热处理过程。

通过轧后的热处理，可以得到多种多样的材料组织和性能，实施技术创新、提升材料性能的空间广阔。

在这种情况下，各种在线热处理的新设备、新工艺应运而生。

应当注意的是，除了加热和冷却设备之外，生产线上的其他设备，如热连轧的卷取机和各类钢材的精整设备也可能须进行适应性改造。

超快速冷却系统的发展Super－OLAC：1998年，JFE西日本制铁所福山地区厚板厂对原有的冷却系统进行改造，建设了Super-OLAC （超级在线加速冷却）新型加速冷却系统。

该系统的最大的特点是具有可达极限冷却的冷却速率和极高的冷却均匀性。

Super-OLAC系统既可以实现加速冷却，又可以实现在线直接淬火。

一套系统兼有直接淬火和加速冷却两种功能，是新一代控制冷却系统的重要特征。

CLC-μ：新日铁于1983年率先采用冷却前钢材矫直和约束冷却方式的冷却系统，称之为CLC（连续在线控制），并应用于生产焊接性优良的高强、高韧性钢等产品。

新日铁在CLC应用的基础上，开发了新一代控制冷却系统CLC－μ。

以超快速冷却为核心的新一代技术The New Generation TMCP with rhe KeyTechnology of Uletra Fast Cooling王国栋摘要针对传统TMCP技术采用“低温大压下”和“微合金化”的问题，利用连续轧制的大变形和应变积累，提出以超快速冷却技术为核心的新一代控制轧制和控制冷却技术的大变形和应变积累，提出以超快速冷却技术为核心的新一代控制轧制和控制冷却技术（NG-TMCP），描述了它的技术特征和材料特点，指出这是一项节省资源和能源，有利于材料循环利用，促进社会可持续发展的新技术。

1 TMCP技术及其特征控制轧制和控制冷却技术，即TMCP，是20世纪钢铁业最伟大的成就之一。

正是因为有了TMCP技术，钢铁业才能源源不断地向社会提供越来越优良的钢铁材料，支撑着人类社会的发展和进步。

控制轧制和控制冷却技术的目标是实现晶粒细化和细晶强化。

在控制轧制和控制冷却技术的发展历程中，人们首先认识到的是控制轧制，其核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形的奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。

控制轧制的基本手段是“低温大压下”和添加微合金元素。

所谓“低温”是在接近相变点的温度进行变形，由于变形温度低，可以抑制奥氏体的再结晶，保持其硬化状态，“大压下”是指施加超出常规的大压下量，这样可以增加奥氏体内部储存的变形能，提高硬化奥氏体程度。

增加微合金元素，例如Nb，是为了提高奥氏体的再结晶温度，使奥氏体在比较高的温度即处于未再结晶区，因而可以增大奥氏体在未结晶区的变形量，实现奥氏体的硬化。

图1图1控制轧制和控制冷却为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术，控制冷却的核心思想，是对处于硬化状态奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相，进一步改善材料的性能。

目前在中厚钢板的生产中控轧控冷(TMCP)工艺已普遍应用，并在管线钢、高强度结构钢、海洋平台用钢、造船板等的生产中发扬了积极作用，大大提高了钢板的综合性能，节约了贵重的合金元素。

然而，TMCP处理的钢板性能离散度较大，而且一些钢种要求特别苛刻的临界轧制。

因此，关于生产厚规格、高性能钢板，尤其是要求性能均匀性比立高的锅炉压力容器钢板、桥梁钢板、高层建筑钢板、Z向钢板等，传统的离线热处理方式仍然是难以替代的。

因此一个定位于生产高性能品种钢为主的中厚板厂，建设一条现代化的中厚板热处理生产线，是在设计之初就必须考虑的咨询题。

建设热处理工序应统筹考虑的咨询题1对炼钢、轧钢工序设备的要求中厚板轧后热处理炉是生产高技术含量、高附加值产品不可缺少的要紧设备，因此应定位在生产“双高〞产品，要求钢质纯洁、有害元素和夹杂物含量低，板坯厚度要满足一定的压缩比，配备有控轧控冷设施等。

这就要求前面的炼钢和轧钢工序具备生产“双高〞产品的条件，如炼钢工序要配备有铁水预处理设施、大吨位的顶底复吹转炉或高功率电炉、LF/VD/RH等炉外精炼设施、直弧形大板坯连铸机等，轧钢工序要配备有高刚度强力轧机、ACC(DQ)、强力矫直机等。

2对轧钢厂的场地要求在建设中厚板厂时，要考虑精整的能力足够大，也确实是根基后面剪切、冷床等的能力要大于前面轧钢能力，以便于充分发扬轧机的潜能。

同样要是一个中厚板厂定位于生产高技术含量、高附加值产品时，就要考虑厂房后部工序要留有充分的火焰切割、探伤、热处理生产线的场地。

因为关于需要热处理的钢板来讲，一般40mm以上的厚规格钢板受剪切能力限制，需要火焰切割，而且热处理的钢种许多要求逐张探伤。

因此，在厂房设计时要留有足够的场地，否那么将严重制约生产能力的发扬。

探伤一般可安排在热处理之前，如此探伤不合可直截了当改判以节约热处理费用，但正火通过再结晶细化均匀组织，关于某些微小的探伤缺陷有改善作用，尤其是合金含量较高的钢种。

关于对控轧控冷与正火的认识1、TMCP技术TMCP(Thermo Mechanical Controlled Processing: 热机械控制工艺)技术是以控制轧制和控制冷却技术相结合的特点，也就是低温轧制和在线热处理的综合处理手段，在控制形变组织的基础上，又控制随后的冷却速度，获得理想的相变组织。

其要点是将连铸坯低温加热到1000℃左右，在具有较小晶粒的奥氏体区开始轧制，在适当的Ar3温度附近的亚稳态奥氏体区或γ+α两相区变形。

随后控制冷却，使加工后未再结晶组织进行恒温转变，通过晶粒内变形带上形成的大量晶核，实现细晶铁素体的转变。

在同样的变形量下，恒温转变温度越低，铁素体的形核率越高，组织晶粒越细。

TMCP技术的实质就是传统的形变热处理工艺在轧制生产中在线完成，从而得到高强度化及高韧性化。

各种轧制程序的模式图，如图1—1所示：（1）控制轧制的类型[3]控制轧制(Controlled Rolling)是通过严格控制热轧工艺参数，充分发挥微合金元素的作用，以达到细化晶粒、改善钢的组织结构和机械性能的目的，从而可直接轧制成材和取消一些热处理工序，取得节能降耗的效果。

最初的控制轧制是在奥氏体低温区进行大的压下量，它是指在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却措施来提高热轧钢材的强度和韧性等综合性能的一种轧制方法。

现在人们对控制轧制广义地解释为是通过微合金化处理，从轧前的加热到最终轧制道次结束为止的整个轧制过程实行最佳控制的全新工艺，以控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，达到改变钢板的综合机械性能的目的。

控制轧制技术多用于结构钢生产中，因为对结构钢的要求是高强度、高韧性和良好的焊接性能。

而为使结构钢获得最佳综合性能，最好的方法是使钢的晶粒细化，主要是细化铁素体晶粒，它可以通过两种途径来完成:一种是细化奥氏体晶粒，然后通过相变得到细化的铁素体晶粒;另一种是直接细化铁素体晶粒。

这两种方法的机理是不同的，细化奥氏体的机理首先要细化原始奥氏体晶粒，即从加热温度、加热时间和加入微量合金元素这三方面入手，然后采用形变再结晶的方法。

tmcp工艺技术TMCP（Thermomechanical Control Processing）是一种热机械控制处理工艺技术，旨在通过热处理和机械变形相结合，达到优化钢材微观结构和力学性能的目的。

TMCP工艺与常规热处理工艺相比，采用了更高的温度和较长时间的保温过程，以使钢材中的碳、氮等元素能够充分溶解。

然后，在高温状态下进行机械变形，即通过轧制和冷却来塑造钢材的形状和性能。

首先，四辊轧制机是实施TMCP工艺的关键设备之一。

通过不同角度和压力的四个辊轧制，可以对钢材进行连续塑性变形，使晶粒得到细化，大幅度改善钢材的韧性和强度。

其次，在轧制过程中加入水冷器进行快速冷却，使板材表面和内部产生不均匀的冷却应力。

随后，通过保温过程来减轻这些应力，并使钢材产生回复和再结晶。

这种保温过程的时间和温度的控制非常关键，既要保证钢材中的碳、氮元素充分溶解，又不能过长过热。

此外，TMCP工艺还可根据不同的合金元素和钢材品种，进行微量添加和精确控制。

例如，在高温热处理过程中加入微量的氮元素，则可以有效调整钢材的硬度和韧性。

总的来说，TMCP工艺技术具有以下优点：1. 显著改善钢材的力学性能，提高强度和韧性，同时降低塑性窗口的温度范围，使钢材在较低温度下仍能保持良好的延展性。

2. 增加钢材的耐候性和耐蚀性。

通过微量添加合金元素，使钢材在恶劣环境下仍能保持良好的耐蚀性能，延长使用寿命。

3. 提高生产效率和资源利用率。

由于TMCP工艺中钢材的塑性变形在较高温度下进行，可以减少制造过程中的冷加工工序，节省能源和降低成本。

4. 扩展钢材的应用范围。

TMCP工艺技术可以为不同领域的钢材提供更加灵活的应用选择，以适应不同环境和工作条件的需求。

综合来看，TMCP工艺技术在钢结构和船舶制造等领域已经得到广泛应用，并具有较大的市场潜力。

随着科学技术的不断进步，相信TMCP工艺技术将会继续发展，并为钢材的质量和性能提供更好的保障。

世界金属导报/2012年/1月/10日/第B04版轧钢技术热轧钢铁材料新一代TMCP技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)，即控制轧制和控制冷却技术，是20世纪钢铁业最伟大的成就之一，也是目前钢铁材料轧制及产品工艺开发领域应用最为普遍的技术之一。

正是因为有了TMCP技术，钢铁工业才能源源不断地向社会提供越来越有用的钢铁材料，支撑着人类社会的发展和进步。

1 TMCP工艺技术的发展及基本原理TMCP工艺的两个重要组成部分之一，控制轧制，在热轧钢铁材料领域很早就已根据经验予以实施，其核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程实现晶粒细化做准备。

在20世纪60年代至70年代，随着能源不断开发，对高性能管线钢的需求大幅增加。

为满足管线钢板的生产，控制轧制技术得到快速发展，并在当时的厚板轧制、船板生产等方面得到广泛应用。

为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术。

控制冷却的核心思想是对处于硬化状态的奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相。

相变组织比单纯控制轧制更加细微化，促使钢材获得更高的强度，同时又不降低其韧性，从而进一步改善材料的性能。

1980年，日本NKK福山制铁所首次为厚板生产线配置并使用了OLAC(On-Line Accelerated Cooling)系统。

此后基于对提高厚板性能及钢种开发的需要，重点发展了厚板的快速在线冷却技术，并相继开发出一系列快速冷却装置，投入厚板的开发生产及应用中。

控制冷却设备的普遍应用有力地推动了高强度板带材的开发和在提高材质性能方面技术的进步。

后来，人们将结合控制轧制和控制冷却的技术称为控轧控冷技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)。

推荐2017年度国家科技进步奖项目公示一、项目名称热轧板带钢新一代控轧控冷技术及应用二、推荐单位意见热轧板带钢新一代控轧控冷是“资源节约型、节能减排型”绿色钢铁制造的代表，示范效应明显。

该项目创建了热轧钢材新一代控轧控冷技术体系，开辟了节省合金元素、提高钢材性能的新途径；创建了热轧钢材一体化组织调控理论，再造一个绿色化钢材成分和工艺体系；自主研制出系列首台套热轧钢材先进快速冷却装备与控制系统，成为我国热轧钢材生产线主力机型；阐明了热轧钢材组织演变规律和强韧化机理，开发出系列低成本高性能钢铁材料。

通过项目的实施，80%以上热轧钢材强度指标提高100～200MPa，主要合金元素用量节省20～30%。

成果已覆盖鞍钢、首钢等50%以上大型钢企，实现了高品质节约型管线钢、低合金钢、船用钢、桥梁钢、水电钢等4000万吨/年生产规模，促进了我国钢材由“中低端”向“中高端”升级换代。

研发的产品在三峡工程、西气东输、海洋平台、跨海大桥、汽车高铁、第三代核电站等国家工程中应用，效果良好。

该项目获授权发明专利87项、发表SCI/EI论文149篇，出版专著9部，国际会议发言47次，获得国内外同行的高度评价。

该成果构建起我国独有的节约型钢材生产理论体系，减少了贵重金属的使用，相继列入科技部、工信部、发改委九项产业政策指南文件，促进了我国钢铁工业结构升级和可持续发展。

该项目内容真实、符合填写要求，申报经各单位协商，完成单位、完成人排序无异议，我会已按要求公示无异议。

特推荐2017年度国家科学技术进步一等奖。

三、项目简介热轧板带钢是主要的钢材门类，控轧控冷作为调控其组织性能的核心技术，支撑了20世纪钢铁技术的发展。

但随着资源、能源、环境等问题日渐凸显，采用节约型合金设计和减量化工艺方法，充分挖掘钢材制造工艺潜力，实现以“资源节约、节能减排”为特征的绿色制造成为发展方向，也成为我国钢铁工业可持续发展的关键。

该项目在国家和企业科技计划的支持下，十年研发，攻克了热轧板带钢减量化合金设计、复合强韧化机制、一体化组织调控、工艺模型等关键技术，自主研发出系列首台套超快冷大型冶金装备和高品质、绿色化热轧钢材产品，构建起新一代控轧控冷技术体系。