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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。
钢材的控制轧制与控制冷却技术专业：材料成型及控制工程12姓名：***学号：钢材的控制轧制与控制冷却技术管沁（材料成型及控制工程12级）[摘要]控制轧制和控制冷却能将热轧钢材的两种强化效果相加，进一步提高钢材的强度、韧性和焊接性能，获得更合理的综合力学性能。
控轧控冷工艺是一项提高钢材质量、节约合金、简化工序、节约能源消耗的先进轧钢工艺技术。
由于控轧控冷具有形变强化、相变强化的综合作用，因此控轧控冷既能提高钢材强度又能改善钢材的韧性和塑性。
轧钢厂生产的中厚钢板、热轧板卷、棒、线、型材和钢管都可以采用控轧控冷工艺。
[关键词]控制轧制；控制冷却；中厚板；线材生产Abstract:Controlled rolling and controlled cooling could add those two reinforcement effect of hot rolled steel products, further improve the strength, toughness and welding performance of steel, to obtain better comprehensive mechanical properties. Controlled rolling process of controlled cooling is an improve steel quality and saving alloy, simplify the process, save energy consumption of advanced rolling technology. Because the controlled rolling cold has deformation strengthening and phase transformation strengthening combination, so both can improve the strength of steel and controlled rolling cold can improve the toughness and plasticity of steel. Rolling mill in the production of medium plate, hot-rolled coil, rod, wire, profiles and steel tube can be used in a controlled rolling process of controlled cooling.Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;plate rolling Wire rod production 1.引言控制轧制和控制冷却工艺是现代钢铁工业最大的技术成就之一,所谓控制轧制和控制冷却技术,就是在一定的钢材化学成分的情况下,通过对轧制温度、压下量和轧后冷却过程参数的控制,可以细化钢材显微组织、显著改善和提高钢材的性能,获得具有良好综合性能的钢铁材料。
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。
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。
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。
取得如下创新：1)提出了热轧板带钢新一代控轧控冷工艺原理与技术路线，研发出“凝固-轧制-热处理”一体化组织调控方法、复合强韧化方法和工艺路径控制方法，建立起我国独有的节约型热轧钢材成分和工艺体系；2)提出了热轧高温钢板基于倾斜射流的超快速冷却换热机制，开发出稳定可控的热轧板带钢高强度均匀化冷却技术，解决了热轧板带钢高冷速、高冷却均匀性的核心技术难题。
3)研制成功系列多功能热轧板带钢新一代控轧控冷关键装备，开发出成套工艺模型及自动控制系统，冷速、冷却均匀性等主要技术指标比传统控冷装备提高1倍以上。
4)开发成功UFC-F、UFC-B、UFC-M三类新一代控轧控冷核心工艺，以及高钢级管线钢、桥梁钢、水电核电钢、船用及海工用钢、工程机械用钢、减酸洗钢等节约型热轧板带钢产品，应用于重点工程及关键装备。
项目构建起我国独有的节约型热轧钢材生产技术体系，促进了我国钢材由“中低端”向“中高端”升级换代。
成果列入科技部、工信部、发改委9项产业政策指南文件，其中工信部《产业关键共性技术发展指南(2011年)》指出：“节省钢材合金用量30%以上；提高钢材强度100～200MPa以上，大幅度提高冲击韧性，节约钢材使用量5%～10%，提高生产效率35%以上，节能10%～15%”。
成果入选2011年世界钢铁工业十大技术要闻。
该成果获省部级科技奖励11项，授权发明专利87项，发表SCI/EI论文149篇，出版专著9部。
自主研制的成套装备在鞍钢、首钢等应用23套，国内市场占有率52%，近五年国际招标中标率100%。
基于国产化装备技术生产的热轧板带钢达到4000万吨/年生产规模。
近三年，完成单位新增产值230.9亿元，利税15.43亿元。
项目的完成，填补了多项国内空白，促进了我国热轧钢材减量化、绿色化制造技术和产品升级，缓解了国家西气东输、海工装备、水电核电、能源储运、工程机械等重大工程和装备的用钢急需，经济和社会效益显著。
四、客观评价(一)国家产业政策指导性文件1)工业和信息化部《钢铁工业调整升级规划(2016～2020年)》、《钢铁工业“十二五”发展规划》中将“新一代控轧控冷技术”列入十二五钢铁工业重要发展成就之一；《产业关键共性技术发展指南(2011年)》指出：“系统开发以超快冷为核心的可控无级调节钢材冷却技术、以相变和析出为基础的冷却路径可控技术、细晶、析出、相变综合强化技术；节省钢材合金用量30%以上；提高钢材强度100～200MPa以上，大幅度提高冲击韧性，节约钢材使用量5%～10%，提高生产效率35%以上，节能10%～15%”。
《“十二五”产业技术创新规划》、《2013年产业振兴和技术改造专项重点专题》中指出“钢铁行业大力推广应用基于新一代控轧控冷的组织调控与性能预测、控制技术、钢材强韧化等关键工艺技术，实现了钢铁工业生产效率有效提高和钢铁产品的成本降低”。
《2015年产业振兴和技术改造专项重点专题》中将“超快冷技术和工艺改进”作为钢铁行业唯一重点工艺技术加以推广，并在南钢建立示范产线。
2)国家发展改革委《产业结构调整指导目录(2011年本)》中将“在线热处理、性能控制、强制冷却的新一代热机械控制加工(TMCP)工艺技术应用”列入重点鼓励类技术；并于2011年5月9日，将“鞍钢新一代控轧控冷技术创新及产业化示范工程”列入《钢铁、有色、石化行业低碳技术创新及产业化示范工程项目》中。
3)科学技术部《高品质特殊钢科技发展“十二五”专项规划》中指出“开发基于超快速冷却的新一代控轧控冷技术、工艺及装备；建设示范生产线，实现降低生产能耗、节约合金资源和大幅度提高产品性能的目标”。
《中国科学技术发展报告(2010)》中针对我国钢铁产业发展，提出“推广使用高效低成本冶炼、新一代控轧控冷性能预测与控制等关键工艺技术”。
(二)行业及专家评价1)2012年3月17日，中国钢铁工业协会对东北大学、首钢总公司完成中厚钢板新一代控轧控冷工艺研发项目进行了科技成果鉴定。
干勇、殷瑞钰等专家给出评价：“在国内率先开展了超快速冷却技术的开发，并在工业生产上取得成功应用，形成了具有自主知识产权的高强度均匀化控制技术、中厚板超快速冷却成套装备，以及以UFC-F、UFC-B、UFC-M等为代表的新一代TMCP工艺，产品性能稳定、均匀，质量优异，总体上达到了国际领先水平”。
2)2011年11月22日和2013年6月20日，辽宁省科技厅对东北大学、鞍山钢铁股份有限公司完成的热轧板带钢超快速冷却装备及新一代TMCP工艺和产品开发项目进行了科技成果鉴定。
殷国茂、李文秀等专家给出评价：该项目“使相同成分钢种强度提高100MPa以上，或在常规工艺下与生产相同强度级别钢种相比合金降低20%以上，达到产品附加值的提升、节能减排和环境友好的效果；开发出成分优化与高性能匹配的低合金钢、船用钢、海工钢、管线钢、水电钢、桥梁钢等多个钢种。
总体上达到国际领先水平”。
3)2012年12月9日，湖南省科技厅对东北大学、湖南华菱涟源钢铁有限公司完成的“高品质节约型热轧钢材生产技术与装备的研发及应用”项目进行了科技成果鉴定。
左铁镛、易丹青等专家给出评价：“系统阐明了超快冷条件下热轧板带钢组织演变规律及强韧化机理，提出了新一代控轧控冷工艺原理和技术路线；突破热轧板带钢超快冷关键技术；创新开发并实现了节约型高钢级管线钢、低合金钢、高强工程机械用钢、热轧双相钢及减酸洗钢批量化生产，主要合金元素降低20～30%，性能稳定。
总体上达到国际先进水平”。
4)2015年6月19日，中国钢铁工业协会组织十二五科技支撑计划“热轧板带钢新一代TMCP装备及工艺技术开发与应用”项目验收会。
陈其安、李崇坚等专家指出：“开发出完备的热轧板带钢超快冷装备及新一代轧后冷却控制系统，以及普碳、高强、管线等热轧板带钢合金成分节约型生产工艺技术，在保持钢板材料强韧性和使用性能的前提下，强度指标提高100～200MPa以上，钢种主要合金元素节省20～30%”。
5)2011年6月20日，中国钢铁工业协会组织十一五科技支撑计划“节约型钢材减量化轧制技术”项目验收会。
胡壮麒、才庆魁等专家指出：该项目“实现了节约资源、降低生产成本、减少钢材使用量、提高使用寿命的效果。
开发的节约型高性能产品成功应用于汽车制造、能源、交通运输、工程机械等领域”。
6)世界金属导报将该项目成果评为2011年世界钢铁工业十大技术要闻，指出“促进了我国量大面广的热轧钢材的升级换代”。
2012年7月，中国金属学会以“热轧钢铁材料新一代TMCP装备及工艺技术”为题，召开了全国性的专门研讨会，旨在推进该技术在钢铁行业的推广应用。
中国金属学会副理事长张晓刚在美国TMS 学会年会上指出：“新一代控轧控冷技术为低成本先进高强钢生产开辟了新的途径，促进了中国钢铁工业的可持续发展”。
(三)科技奖励2012年，相关工艺获北京市科学技术一等奖；同年，成套系统获中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术一等奖；2014、2015年，系列高品质节约型热轧钢材产品分获湖南省科技进步一等奖和辽宁省科学技术一等奖。
(四)用户评价河钢唐钢、中普邯钢、大连船舶重工、中国重汽集团、中远船务集团、中冶建筑研究总院、中国水利水电八局、中石油宝鸡钢管、STX造船、渤海船舶重工、珠江钢管等行业骨干单位对该项目装备技术水平、产品性能给予积极评价。
(五)媒体评价2016年10月12-13日，央视十套《走进科学》栏目“寻找超级钢”分两期对该项目给予报道；《科技日报》、《中国日报》、《光明日报》、《世界金属导报》、《中国冶金报》以“创新，助力黑色冶金绿色逆袭”等为标题对该项目成果进行了系列报道，累计30余篇次。
五、推广应用情况1．推广应用情况2008年首台套装备技术成功投产以来，已推广至鞍钢、首钢等23条热轧板带钢大型生产线(含改造进口1套)；基于该项目生产的高品质、减量化、绿色化热轧板带钢产品达到4000万吨/年生产规模。
近五年，在国内该领域工艺及装备的国际竞标中，凭技术优势中标率100%。
以此为基础，项目组针对国内大型钢企实施“靶向式”改造，通过关键装备技术升级，带动产线和产品结构升级，已在河钢集团唐钢、邯钢、舞钢取得显著成效。
基于该项目开发的钢材已成功应用至西气东输、海工平台、第三代核电站、跨海大桥、战略油气储运、大型建筑/桥梁、大型工程/矿用机械、大型特殊用途船舶及军工等国家重点工程项目的关键装备或部件上，以及中石油、中石化、中海油、大船重工、三一重工、中国重汽、中远船务、中国水电八局、广船国际等行业骨干企业；批量出口至美、英、德等30余个国家，成功应用到美国最长悬索桥Verrazano 海峡大桥、全球最深半潜钻井平台挪威Frigstad平台、全球首艘极地凝析油轮Audax 号、哥伦比亚/伊朗石油管线、马来西亚沫诺水电站等重大工程上。
