JFE最新厚板論文專集

1、JFE最新厚板論文專集中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司計(jì)劃處 翻譯組 編譯二四年十二月JFE技報(bào)目錄厚板專集發(fā)刊詞 1JFE鋼鐵公司3大厚板廠的技術(shù)和產(chǎn)品3翻譯：陳巋JFE鋼鐵公司的厚板制造工藝和產(chǎn)品拓展17翻譯：陳巋造船用高性能鋼JFE鋼鐵公司擁有的減少使用周期費(fèi)技術(shù)¾28 翻譯：陳巋造船用焊接熱影響區(qū)韌性優(yōu)秀的高強(qiáng)度鋼板實(shí)現(xiàn)提高焊接部位大熱量輸入質(zhì)量的JFE EWEL技術(shù)42翻譯：華電翻譯公司校對(duì)：陳巋橋梁用高性能鋼板實(shí)現(xiàn)跨世紀(jì)合理化設(shè)計(jì)的焊接性能優(yōu)秀的高強(qiáng)度厚板¾53翻譯：陳巋實(shí)現(xiàn)最大程度減少維修的橋梁用耐大氣腐蝕鋼板及其應(yīng)用技術(shù)支撐社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的縮減使用周期費(fèi)的環(huán)保型厚

2、板¾64翻譯：陳巋焊接部韌性優(yōu)秀的建筑用高強(qiáng)鋼板和焊接材料¾實(shí)現(xiàn)提高大熱量輸入焊接部質(zhì)量的JFE EWEL技術(shù)¾77建筑用高性能550 MPa 級(jí)高強(qiáng)鋼板采用新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度厚板“HBL385”實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)成本最低和減輕環(huán)境壓力 91翻譯：華電翻譯公司校對(duì)：陳巋建筑、工業(yè)機(jī)械用高性能鋼板兼具強(qiáng)韌性和焊接加工性的新一代建筑、工業(yè)機(jī)械用鋼板104翻譯：華電翻譯公司校對(duì)：陳巋儲(chǔ)罐、壓力容器用高性能鋼板促進(jìn)能源工業(yè)發(fā)展、具有優(yōu)秀焊接性的高韌性高強(qiáng)鋼板116翻譯：華電翻譯公司校對(duì)：陳巋<產(chǎn)品·技術(shù)介紹>加工性好的鈦合金SP-700的特點(diǎn)和用途133翻譯：

3、陳巋采用復(fù)層技術(shù)的新型超厚鋼板138翻譯：陳巋<一般論文>有關(guān)驗(yàn)證鋼橋箱型梁內(nèi)除濕系統(tǒng)防腐效果的研究143翻譯：陳巋編輯：陳巋發(fā) 刊 詞JFE鋼鐵公司執(zhí)行董事厚板部部長(zhǎng) 巖本宣彥厚板是以船舶、建筑、橋梁為主，代表壓力容器、儲(chǔ)罐、UOE管線用坯料等基礎(chǔ)設(shè)施的主要材料。由于它用于大量的龐大結(jié)構(gòu)物，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，將招致不可估量的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。因此，厚板有嚴(yán)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生產(chǎn)廠家要求貫徹全面質(zhì)量管理。并且，最近，由于公共事業(yè)費(fèi)的削減，正不斷深化全面成本控制。例如，從使用構(gòu)件到設(shè)計(jì)方法都有詳細(xì)規(guī)定的橋梁，在設(shè)計(jì)方面除出現(xiàn)減少梁的使用數(shù)量，爭(zhēng)取壓縮施工成本和工期的動(dòng)向外，在施工方面，出于對(duì)可

4、靠性問(wèn)題的重視，開始普及較晚引進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)焊接；并且在使用周期費(fèi)方面，增加應(yīng)用耐大氣腐蝕鋼而拋棄耗費(fèi)成本的重新涂漆。如此一來(lái)，對(duì)厚板的要求，適應(yīng)削減使用構(gòu)件的變化而提高強(qiáng)度，進(jìn)一步強(qiáng)化焊接性、加工性，和更加苛刻條件下的耐腐蝕性、耐疲勞特性等。另一方面，日本國(guó)內(nèi)厚板的生產(chǎn)受第一次石油危機(jī)的影響，在1974年達(dá)到高峰后開始減少，1988年跌入低谷，此后，產(chǎn)量一直徘徊在900萬(wàn)噸/年左右，是高峰時(shí)期的一半左右。在此期間，在日本國(guó)內(nèi)，通過(guò)4臺(tái)厚板軋機(jī)停機(jī)等措施增強(qiáng)軋制能力以達(dá)到設(shè)備的集約化，傾力于提高產(chǎn)品收得率、節(jié)能、節(jié)省勞動(dòng)力等合理化活動(dòng)。在產(chǎn)品開發(fā)方面，以TMCP（熱機(jī)械控制工藝）技術(shù)為中心，向世界傳

5、播并磨礪其開發(fā)能力。其中，原川崎制鐵以TFP（不切邊板）軋制等生產(chǎn)技術(shù)為中心，原NKK以超級(jí)-OLAC（在線快速冷卻）等新工藝開發(fā)新產(chǎn)品為中心，引領(lǐng)日本厚板的發(fā)展潮流。這兩大互有專長(zhǎng)的不同“流派”的公司于去年合并成立JFE鋼鐵公司，作為更加強(qiáng)大的厚板生產(chǎn)廠攜手并進(jìn)。恰逢此時(shí)，在這一年中，厚板的需求環(huán)境也發(fā)生了很大的變化。以中國(guó)為中心的東南亞經(jīng)濟(jì)增漲和與之相伴的內(nèi)需擴(kuò)大，以造船為主，對(duì)厚板需求旺盛，日本國(guó)內(nèi)厚板產(chǎn)量處于1200萬(wàn)噸/年的滿負(fù)荷生產(chǎn)狀況。其中，JFE鋼鐵公司擁有540萬(wàn)噸/年的軋機(jī)能力，作出了巨大的貢獻(xiàn)。本專集對(duì)通過(guò)公司合并，實(shí)行融合和創(chuàng)新的厚板制造技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行介紹。首先，對(duì)作為

6、穩(wěn)定供貨基地的3大厚板體制進(jìn)行說(shuō)明，同時(shí)，介紹了本公司引以自豪的具有創(chuàng)新意義的工藝。追求理論極限冷卻的TMCP先進(jìn)技術(shù)的超級(jí)-OLAC目前在3大厚板廠上全面引進(jìn)，是JFE鋼鐵公司厚板制造和質(zhì)量保證的基礎(chǔ)工藝。而且，作為創(chuàng)新工藝的首創(chuàng)在線加熱設(shè)備HOP（熱處理在線工藝）在西日本制鐵所業(yè)以投產(chǎn)。已開始商業(yè)化生產(chǎn)的HOP在世界上第一次實(shí)現(xiàn)在線回火，在滿足客戶的需求方面，無(wú)論在質(zhì)量、還是在數(shù)量、交貨期等所有環(huán)節(jié)，打破迄今為止的常識(shí)，實(shí)現(xiàn)了“調(diào)質(zhì)鋼的供應(yīng)”。同時(shí)，通過(guò)與理論極限冷卻的超級(jí)-OLAC結(jié)合，TMCP中組織控制的自由度擴(kuò)大，有望開發(fā)具有劃時(shí)代意義的新產(chǎn)品。并且，超級(jí)-OLAC的均勻冷卻能力和具

7、有強(qiáng)大功能的冷矯直機(jī)與HOP組合，能夠提供低殘余應(yīng)力的厚板，即實(shí)現(xiàn)了提供使用方便的（Easyfab）。其次，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了介紹。首先，在造船領(lǐng)域，對(duì)提高耐腐蝕性和疲勞特性，強(qiáng)化環(huán)保和安全性的，減少使用周期費(fèi)的高性能厚板和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、大熱量輸入焊接的EWEL技術(shù)進(jìn)行了介紹；在橋梁領(lǐng)域，對(duì)不斷追求與環(huán)境協(xié)調(diào)的，降低使用周期費(fèi)的鎳系高耐大氣腐蝕鋼以及為（客戶）更合理地利用該鋼種而預(yù)測(cè)鹽分和穩(wěn)定銹蝕的處理技術(shù)等最大程度減少維護(hù)的技術(shù)，進(jìn)而對(duì)適應(yīng)近期設(shè)計(jì)思想變革的新型高性能鋼BHS鋼進(jìn)行介紹；在建筑領(lǐng)域，介紹采用EWEL技術(shù)，適應(yīng)超大熱量的高功能、高強(qiáng)SA440鋼和新設(shè)計(jì)基準(zhǔn)強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)鋼

8、板HBL385；在建筑、工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域以及壓力容器、壓力水管等能源領(lǐng)域，也充分利用超級(jí)-OLAC、HOP，以高韌性銜接焊接性和加工性優(yōu)秀的產(chǎn)品系列。作為特殊領(lǐng)域，對(duì)鈦合金和超厚鋼板也將作介紹。綜上所述，本厚板專集將對(duì)JFE鋼鐵公司在厚板領(lǐng)域的創(chuàng)新工藝和產(chǎn)品進(jìn)行介紹。請(qǐng)各位人士提出批評(píng)和指教。今后，衷心希望各界給予更多的支持和厚愛。JFE 技報(bào)No. 5 （2004年8 月）p. 17JFE鋼鐵公司3大厚板廠的技術(shù)和產(chǎn)品西田 俊一 JFE鋼鐵公司 西日本制鐵所 厚板鑄鍛部 厚板·鑄鍛技術(shù)室室長(zhǎng)松岡 俊夫 JFE鋼鐵公司 西日本制鐵所 厚板部 厚板技術(shù)室室長(zhǎng)和田 典已 JFE鋼鐵公司 厚板

9、部 主任部員（副部長(zhǎng)）摘要JFE鋼鐵公司的厚板工廠分布在東日本京浜制鐵所、西日本倉(cāng)敷制鐵所和福山制鐵所這三個(gè)地區(qū)。利用各個(gè)工廠的特點(diǎn)進(jìn)行高效率的應(yīng)用。為滿足高強(qiáng)度、高施工性、高功能性等對(duì)產(chǎn)品性能的高度要求，JFE鋼鐵公司著力開發(fā)最先進(jìn)的制造技術(shù)，向用戶提供高性能、高質(zhì)量的產(chǎn)品。1 前言2003年原川崎制鐵和原NKK通過(guò)經(jīng)營(yíng)合并成立JFE鋼鐵公司，其厚板生產(chǎn)整合為3大厚板廠體制，年生產(chǎn)能力達(dá)560萬(wàn)噸，成為日本國(guó)內(nèi)最大的厚板供貨商。這3大厚板廠分布于東日本京浜制鐵所、西日本倉(cāng)敷制鐵所和福山制鐵所三個(gè)地區(qū)，分區(qū)域和用途，利用各個(gè)廠的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)筑供給高性能、高質(zhì)量產(chǎn)品的體制。近年，厚板所面臨的要求遍及

10、高強(qiáng)度、高施工性、高功能性等各個(gè)方面。JFE鋼鐵公司正開發(fā)厚板制造最高端技術(shù)以滿足這些要求。下面將介紹本公司3大厚板廠所擁有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)的產(chǎn)品。2 JFE厚板工廠的優(yōu)勢(shì)JFE厚板廠以1954年在鶴見地區(qū)引進(jìn)4輥軋機(jī)為契機(jī)，分別于1961年在千葉地區(qū)、1967年在倉(cāng)敷地區(qū)、1968年在福山地區(qū)、1976年在倉(cāng)敷地區(qū)第2和京浜地區(qū)開始生產(chǎn)厚板。目前，形成福山、倉(cāng)敷、京浜地區(qū)3大厚板廠，各廠都在引進(jìn)或開發(fā)最前沿設(shè)備、最高端技術(shù)，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。這3個(gè)工廠的主要設(shè)備規(guī)格列于表1，先進(jìn)技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)歷史列于表2：表1JFE鋼鐵公司厚板軋機(jī)規(guī)格京浜地區(qū)倉(cāng)敷地區(qū)福山地區(qū)投產(chǎn)年代197619761968產(chǎn)

11、量（1000t/y）167020501900可利用的厚板規(guī)格厚（mm）360360200最大寬度（mm）530053504500最大長(zhǎng)度（m）252725連續(xù)加熱爐數(shù)量222形式步進(jìn)梁步進(jìn)梁步進(jìn)梁軋機(jī)形式4輥可逆式4輥可逆式軋機(jī)，附設(shè)立輥軋機(jī)和彎輥機(jī)4輥可逆式軋機(jī)，附設(shè)立輥軋機(jī)和彎輥機(jī)精軋機(jī)機(jī)架工作輥（mm）D1230×L5500D1220×L5490D1230×L4700精軋機(jī)機(jī)架支承輥（mm）D2400×L5400D2400×L5390D2200×L4500主電機(jī)精軋機(jī)：6400kw×2精軋機(jī)：8800kw×2

12、粗軋機(jī)：5000kw×2精軋機(jī)：8800kw×2ACC超級(jí)OLAC超級(jí)OLAC超級(jí)OLAC熱矯直機(jī)最大矯直力（噸）160041003500剪切線雙邊剪、剖分剪、切頭剪滾切式雙邊剪，切頭剪：鍘刀剪式；剖分剪：滾切式滾切式特點(diǎn)銑邊冷矯直機(jī)最大矯直力（噸）350035001400功能特點(diǎn)拉伸、偏轉(zhuǎn)和壓下控制熱處理爐N：常化 Q：淬火T：回火HOP：熱在線處理工藝（適用板寬：mm）N和Q非氧化爐（5400W）直接加熱式回火爐（5400W）N和Q非氧化爐（4700W）直接加熱式回火爐（4150W）N和T小車直接加熱式（5300W）N和Q非氧化爐（4400W）直接加熱式回火爐（4400

13、W）不銹鋼板直接加熱式（4000W）HOP（4500W）其它設(shè)備大規(guī)格板板坯鍛壓復(fù)層板2臺(tái)電子束焊機(jī)。不銹鋼板酸洗線各廠的優(yōu)勢(shì)如下所述：（1） 京浜厚板廠是以對(duì)環(huán)境的考慮和自動(dòng)化操作為前提設(shè)計(jì)的合理性工廠。并且，實(shí)施最高管理水平的熱處理爐是日本國(guó)內(nèi)唯一一臺(tái)能對(duì)最大寬度達(dá)5300mm的材料進(jìn)行淬火的設(shè)備，可生產(chǎn)大量的高附加值產(chǎn)品。擅長(zhǎng)調(diào)質(zhì)型高強(qiáng)鋼的批量生產(chǎn)，是東日本的生產(chǎn)基地。（2） 倉(cāng)敷厚板廠擁有可生產(chǎn)產(chǎn)品最大寬度達(dá)5350mm的寬幅軋機(jī)。作為附屬設(shè)備引進(jìn)了：附設(shè)立輥軋機(jī)或銑邊機(jī)、軋機(jī)附近g射線厚度儀、工作輥彎輥設(shè)備，傾力打造高精度生產(chǎn)技術(shù)。并且，綜合制造能力強(qiáng)是其特點(diǎn)之一。除此之外，該工廠還

14、擁有板坯鍛造工藝，對(duì)超厚、超大單重鋼板的制造有利。而且，2003年，在配置超級(jí)OLAC（在線快速冷卻：on-line accelerated cooling）的同時(shí)，對(duì)冷矯直機(jī)增加了新功能，強(qiáng)化了非調(diào)質(zhì)型高級(jí)鋼的生產(chǎn)體制。（3） 與倉(cāng)敷、京浜所擁有1臺(tái)軋機(jī)相比較，福山厚板廠擁有2臺(tái)軋機(jī)，是以擅長(zhǎng)TMCP（熱機(jī)械控制軋制：thermo-mechanical control process）材制造的工廠。擁有以超級(jí)OLAC為主的設(shè)備，可制造高材質(zhì)產(chǎn)品，生產(chǎn)對(duì)象主要是UOE坯材，能在線生產(chǎn)對(duì)性能要求苛刻的高級(jí)鋼。并且，厚板矯直機(jī)引進(jìn)了世界上第一臺(tái)工作輥串輥，是真正意義上的形狀控制軋機(jī)，不僅能生產(chǎn)普通

15、鋼而且能生產(chǎn)不銹鋼或復(fù)層鋼板。此外，還能適應(yīng)在比鋼相當(dāng)?shù)偷臏囟认轮圃斓拟伆鍖?duì)性能的要求。JFE鋼鐵公司根據(jù)3大厚板廠的選址條件、技術(shù)、設(shè)備的特點(diǎn)明確劃分各自擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧?，最大限度發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行功能分擔(dān)。通過(guò)這樣的安排，以短交貨期適應(yīng)客戶全球化和高品質(zhì)要求。3 厚板制造技術(shù) JFE鋼鐵公司通過(guò)高精度、高效率化實(shí)行節(jié)能和節(jié)省鐵源并且為開發(fā)高性能、高功能厚板產(chǎn)品，如表2所示，積極投入新設(shè)備、新技術(shù)的開發(fā)。下面，將對(duì)厚板的主要制造技術(shù)進(jìn)行介紹。表2JFE鋼鐵公司開發(fā)的新技術(shù)和產(chǎn)品年表JFE鋼鐵公司的厚板1977京浜地區(qū)：AG-AGC，倉(cāng)敷地區(qū)：自動(dòng)操作技術(shù)*倉(cāng)敷地區(qū)：核反應(yīng)堆安全外殼用60kgf鋼

16、1979京浜地區(qū)：厚度儀模型高精度化技術(shù)倉(cāng)敷地區(qū)：新平面形狀控制技術(shù)MAS軋制*福山地區(qū)：齒條裝置用超厚80kgf/mm2鋼。1980福山地區(qū)：快速冷卻技術(shù)OLAC*福山地區(qū)：快速冷卻型造船YP36kgf鋼。1982京浜地區(qū)：熱處理新技術(shù)（全自動(dòng)、溫度跟蹤操作）*倉(cāng)敷地區(qū)：核反應(yīng)堆壓力容器用鋼。1983京浜地區(qū)：耐大氣腐蝕鋼的定銹處理1984倉(cāng)敷地區(qū)：精軋附設(shè)立輥軋機(jī)京浜地區(qū)：耐磨鋼系列1985福山地區(qū)：厚板工作輥串輥1986福山地區(qū)：高性能復(fù)層鋼制造技術(shù)福山地區(qū)：X80和耐酸性鋼； X65管線原板；軋制型鈦復(fù)層鋼京浜地區(qū)：建筑用低屈服比60kgf/mm2鋼倉(cāng)敷地區(qū)：遠(yuǎn)洋結(jié)構(gòu)物用60kgf/m

17、m2鋼1987倉(cāng)敷地區(qū)：近旁g射線厚度儀、銑邊機(jī)倉(cāng)敷地區(qū)：高精度軋制鋼板。19901991倉(cāng)敷地區(qū)：TFP制造技術(shù)§1993倉(cāng)敷地區(qū)：LP鋼板制造技術(shù)倉(cāng)敷地區(qū)：LP鋼板京浜地區(qū)：橋梁用降低預(yù)熱型60kgf/mm2鋼和80kgf/mm2鋼1996福山地區(qū)：X100管線原板。1997京浜地區(qū)：套管用新60kgf/mm2鋼（三峽工程）1998福山地區(qū)：新快速冷卻技術(shù)超級(jí)-OLAC*¨ª福山地區(qū)：壓力水管用新60kgf/mm2鋼（三峽工程）倉(cāng)敷地區(qū)：超低碳貝氏體60kgf/mm2鋼1999京浜地區(qū)：環(huán)保型定銹處理鋼倉(cāng)敷地區(qū)：TMCP型SGV480鋼倉(cāng)敷地區(qū)，福山地區(qū)：鎳系

18、高耐大氣腐蝕鋼。2000倉(cāng)敷地區(qū)：促進(jìn)形成環(huán)保型保護(hù)銹處理鋼e-RUS。2001福山地區(qū)：適應(yīng)集裝箱船用超大熱量輸入YP40kgf/mm2；新建設(shè)機(jī)械用鋼JFE HT780LE；原油油輪用耐腐蝕鋼NAC5.2002京浜地區(qū)：高層建筑用3852003倉(cāng)敷地區(qū)：超級(jí)-OLAC；倉(cāng)敷：新功能冷矯直機(jī)京浜地區(qū)：新耐磨鋼ever hard LE系列倉(cāng)敷地區(qū)：-40°C規(guī)格UP420Mpa級(jí)遠(yuǎn)洋結(jié)構(gòu)物用鋼材。福山地區(qū)：適應(yīng)石油儲(chǔ)罐用大熱量輸入焊接鋼60kgf/mm2。2004福山地區(qū)：在線熱處理技術(shù)HOP京浜地區(qū)：超級(jí)-OLAC倉(cāng)敷地區(qū)：多功能、加工性能好的鋼板（Easyfab）福山地區(qū)：HOP

19、型高強(qiáng)鋼。*大河內(nèi)紀(jì)念獎(jiǎng) *大河內(nèi)紀(jì)念技術(shù)獎(jiǎng) *大河內(nèi)生產(chǎn)特別獎(jiǎng) ¨巖谷直治紀(jì)念大獎(jiǎng) §會(huì)田技術(shù)獎(jiǎng) ª全國(guó)發(fā)明表彰發(fā)明獎(jiǎng)3.1軋制技術(shù)3.1.1板厚控制技術(shù)有關(guān)厚板軋制最基本的板厚控制，在JFE鋼鐵公司的3大厚板廠都構(gòu)筑了由高響應(yīng)液壓AGC（自動(dòng)板厚控制：automatic gauge control）、g射線厚度儀傳感器和高精度計(jì)算機(jī)模型等構(gòu)成的板厚控制系統(tǒng)，確立了高精度的板厚控制技術(shù)。厚板的板厚控制基本方式有：通過(guò)板厚儀模型等高精度計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行高精度設(shè)置；通過(guò)AG-AGC（絕對(duì)板厚AGC）對(duì)鋼板全長(zhǎng)進(jìn)行板厚控制；通過(guò)比較道次間和板坯間的傳感器實(shí)測(cè)值和模型計(jì)算

20、值進(jìn)行模型學(xué)習(xí)等。在此基礎(chǔ)上，JFE鋼鐵公司于1987年在倉(cāng)敷厚板廠，靠近精軋機(jī)2m處設(shè)置了g射線厚度儀，這是首次在世界上將采用了g射線的監(jiān)視AGC開發(fā)用于厚板領(lǐng)域。測(cè)量的軋制負(fù)荷壓頭軋件測(cè)量板厚g射線厚度儀AGC缸目標(biāo)板厚監(jiān)視器-AGC預(yù)測(cè)的軋制負(fù)荷位置控制AGC控制器圖1 AGC系統(tǒng)配置AGC:自動(dòng)板厚控制AG-AGC:絕對(duì)板厚控制通過(guò)實(shí)施各種環(huán)境對(duì)策，將厚度儀這一精密儀器成功地設(shè)置在靠近精軋機(jī)2m這一高溫、多濕且振動(dòng)大的極其惡劣的環(huán)境中。圖1示出采用近旁g射線厚度儀的監(jiān)視AGC板厚控制系統(tǒng)的概要。通過(guò)預(yù)測(cè)軋制負(fù)荷和厚度儀模型，預(yù)測(cè)軋制產(chǎn)生的負(fù)荷和該負(fù)荷引起的輥?zhàn)娱_度變化（輥?zhàn)訐锨?、牌坊?/p>

21、形等），高精度設(shè)定軋制前的輥?zhàn)娱_度。軋制期間的負(fù)荷波動(dòng)產(chǎn)生的輥?zhàn)娱_度波動(dòng)通過(guò)AG-AGC補(bǔ)償，減少板厚偏差。并且，將軋制后的實(shí)測(cè)厚度和目標(biāo)板厚之差反饋給輥?zhàn)娱_度，控制鋼板全長(zhǎng)，以便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)板厚。通過(guò)這些手段，生產(chǎn)厚度偏差極小的平直產(chǎn)品。另外，JFE鋼鐵公司在傳統(tǒng)的板厚控制基礎(chǔ)上，開發(fā)了縱向連續(xù)改變板厚的LP（縱向形狀）鋼板板厚控制技術(shù)。圖2示出LP鋼板的板厚控制系統(tǒng)概要。通過(guò)一邊跟蹤鋼板縱向位置，一邊控制輥?zhàn)娱_度，可高精度給予任意板厚形狀。在軋制工藝以外的各個(gè)制造工藝中也進(jìn)行了各種開發(fā)，不單在縱向一個(gè)方向，在適應(yīng)凸形、縱向非對(duì)稱等諸多要求方面，確立了制造多形狀、多材質(zhì)的LP鋼板技術(shù)。由于LP鋼

22、板有減輕結(jié)構(gòu)物的重量、減少接長(zhǎng)鋼板工時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，適合用于造船和橋梁等。過(guò)程計(jì)算機(jī)軋制表縱向板形模式縱向板形模式控制AGC控制器壓頭液壓缸絕對(duì)板厚自動(dòng)控制脈沖發(fā)生器圖2 LP板自動(dòng)板厚控制系統(tǒng)配置3.1.2平直度控制技術(shù)、板材凸度控制技術(shù)鋼板的平直度、尺寸的高精度化技術(shù)是適應(yīng)用戶節(jié)省工序要求的重要課題。要實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板的平直度的控制，要求嚴(yán)格控制軋制各道次的板材凸度。無(wú)形狀控制機(jī)構(gòu)的軋機(jī)，板材凸度控制主要通過(guò)工作輥形狀和各道次壓下分配控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，必須限制輥?zhàn)痈怕屎徒档妥罱K道次附近的軋制負(fù)荷，這成為妨礙短期交貨、提高生產(chǎn)率的原因。如第2章所述，福山地區(qū)于1985年在世界上首次引進(jìn)配有工作輥串輥的形

23、狀控制軋機(jī)。移動(dòng)量達(dá)1000mm的工作輥串輥（WRS）擁有負(fù)荷高達(dá)600噸/軸承座的強(qiáng)大的工作輥彎輥（WRB）機(jī)構(gòu)。這一板材凸度控制能力如圖3所示。最大WRS時(shí)的WRB的板材凸度控制能力在軋制30003500mm寬的板材時(shí)達(dá)到約0.4mm，換算成軋制負(fù)荷約相當(dāng)于3500噸。通過(guò)引進(jìn)配有WRS的形狀控制軋機(jī)，如圖4所示，減少了板材凸度現(xiàn)象。此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)完全無(wú)輥?zhàn)痈怕?，HCR（熱裝軋制）比例從60提高到85，對(duì)縮短工期和節(jié)能作出了貢獻(xiàn)。除硬件方面的開發(fā)外，在軟件和傳感器方面，開發(fā)了：（1） 考慮了軋制材3維變形的高精度凸度模型；（2） 軋機(jī)近旁實(shí)測(cè)平直度傳感器；（3） 以實(shí)測(cè)平直度為基礎(chǔ)的FF&

24、#183;FB（前饋、反饋）控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了板材凸度平均在0.05mm以下的平直鋼板的制造。彎輥力（噸/軸承座）通過(guò)一系列的措施，實(shí)現(xiàn)了保證平直度和短交貨期二者兼而得之，滿足用戶嚴(yán)格化和多樣化的要求。軋制負(fù)荷串移行程鋼板凸度板寬圖3 鋼板凸度控制范圍軋制負(fù)荷軋制負(fù)荷軋制負(fù)荷鋼板凸度采用WRS不采用WRS板厚軋制負(fù)荷鋼板凸度圖4 取樣表3.1.3平面形狀控制技術(shù)為防止在軋制期間發(fā)生上下和邊部塌邊，提高軋制后的矩形度的平面形狀控制技術(shù)是1980年前后各大公司相繼引進(jìn)的技術(shù)。JFE鋼鐵公司的3大厚板廠都開發(fā)并實(shí)際運(yùn)用了通過(guò)定量預(yù)測(cè)軋制后鋼板的平面形狀，在軋制期間的成形軋制或?qū)捳管堉频淖罱K道次，改變輥

25、子開度，給予規(guī)定的板厚形狀，控制平面形狀的方法。該項(xiàng)技術(shù)輸出到日本以外的數(shù)臺(tái)厚板軋機(jī)上，并且獲得了1979年度的大河內(nèi)紀(jì)念獎(jiǎng)。承接上述平面形狀控制技術(shù)開發(fā)，JFE鋼鐵公司除追求進(jìn)一步的平面形狀矩形化外，致力于提高絕對(duì)寬度精度、側(cè)面形狀矩形化（控制生成鼓肚），于1984年在倉(cāng)敷厚板廠精軋機(jī)附近設(shè)置了世界上第一臺(tái)附設(shè)立輥軋機(jī)，在可逆式軋制期間的任意時(shí)間可進(jìn)行立軋。此外，引進(jìn)了液壓AWC（自動(dòng)寬度控制：automatic width control），在減少入口側(cè)的寬度波動(dòng)和前后端非穩(wěn)定區(qū)域的寬度變窄比例基礎(chǔ)上，在鋼板全長(zhǎng)保證足夠的寬度壓下，最大程度地減少了寬度波動(dòng)。軋制階段的寬度精度得到很大程度保

26、證后，JFE鋼鐵公司于1987年在倉(cāng)敷厚板廠的剪切線上設(shè)置了端面研磨裝置（銑邊），取代用傳統(tǒng)的切邊機(jī)對(duì)板寬進(jìn)行銑邊，建立了端面磨削（銑削）鋼板的在線生產(chǎn)體制。如圖5所示，銑削鋼板在寬度波動(dòng)、直線性方面實(shí)現(xiàn)了剪機(jī)剪切所不可能的±0.5mm以內(nèi)的高精度。該精度是以軋邊交貨，直接供用戶對(duì)接焊的精度水準(zhǔn)級(jí)。在載車船的甲板和方柱等材料方面使用。此外，被稱為TFP（無(wú)切邊板）的制造技術(shù)的該項(xiàng)技術(shù)在1991年由日本塑性加工學(xué)會(huì)授予會(huì)田技術(shù)獎(jiǎng)。鋼板尺寸最大切割深9mm/每邊鋼板尺寸最大切割深10mm/每邊寬鐮刀彎寬鐮刀彎長(zhǎng)圖5 銑邊機(jī)切割精度3.2 快速冷卻技術(shù)快速冷卻技術(shù)是在熱軋后通過(guò)水冷提高鋼的

27、強(qiáng)度的一項(xiàng)技術(shù)，或者說(shuō)以低碳當(dāng)量成分設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)同一強(qiáng)度鋼的技術(shù)。通常，鋼的強(qiáng)度變高后會(huì)造成難以焊接，快速冷卻技術(shù)以高水準(zhǔn)將這一難題破解?？焖倮鋮s技術(shù)在1980年經(jīng)福山厚板廠首開歷史之先河設(shè)置快速冷卻裝置OLAC后開始實(shí)際應(yīng)用。JFE鋼鐵公司的厚板軋機(jī)相繼在倉(cāng)敷設(shè)置MACS（多用途快速冷卻系統(tǒng)：multipurpose accelerated cooling system）、在京浜設(shè)置OLAC-。JFE鋼鐵公司作為快速冷卻技術(shù)的先驅(qū)者，在之后孜孜不倦地開展快速冷卻技術(shù)的研究。1998年，OLAC處于更新?lián)Q代時(shí)期，福山厚板廠在：若在全溫度區(qū)域泡核沸騰狀態(tài)下冷卻，在實(shí)現(xiàn)高冷卻能的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)均勻冷卻這一

28、新理念的支持下，設(shè)置了超級(jí)OLAC。該設(shè)備配合JFE其它地區(qū)厚板廠的更新?lián)Q代，于2003年5月在倉(cāng)敷厚板廠建成；2004年6月在京浜地區(qū)也同樣建成了該設(shè)備，這樣一來(lái)，JFE鋼鐵公司的3大厚板廠都擁有了最先進(jìn)的快速冷卻設(shè)備。 超級(jí)-OLAC的優(yōu)點(diǎn)是：（1）實(shí)現(xiàn)水冷理論極限的高冷卻速度；（2）鋼板內(nèi)溫度偏差達(dá)到與非水冷材同等程度的上下面對(duì)稱冷卻和面內(nèi)均勻冷卻二者兼而得之；（3）冷卻區(qū)的細(xì)分大幅度提高高冷卻速度下的冷卻停止溫度精度。通過(guò)高冷卻速度，在比傳統(tǒng)低的碳當(dāng)量下也能獲得高強(qiáng)度的鋼，在焊接性和接頭韌性有困難的厚重高強(qiáng)鋼的制造中發(fā)揮著積極的作用。例如，可保證適應(yīng)大熱量輸入焊接的70mm集裝箱船用E

29、H40或-40°C的接頭值為CT0D0.38mm的板厚達(dá)75mm的遠(yuǎn)洋結(jié)構(gòu)物用鋼材的制造。在快速冷卻技術(shù)中，冷卻停止時(shí)的鋼板內(nèi)溫度偏差是個(gè)難題。這時(shí)，如果鋼板內(nèi)溫度偏差很大，會(huì)發(fā)生變形，難以保證平直度，必須使用冷矯直機(jī)或壓力機(jī)進(jìn)行矯直。超級(jí)-OLAC如圖6所示，表現(xiàn)出非常均勻的鋼板內(nèi)溫度分布，矯直作業(yè)比過(guò)去減少了一半。并且，用戶在剪切后的變形量也變小，對(duì)用戶提高生產(chǎn)率、削減成本有利。圖6 冷卻后溫度分布例3.3熱處理技術(shù)有關(guān)熱處理技術(shù)，京浜、倉(cāng)敷都采用了噴丸裝置、熱處理爐、淬火設(shè)備、熱處理矯直機(jī)。作為常化、淬火爐，擁有表面質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)且密封性好的無(wú)氧化氣氛爐。尤其是，作為熱處理爐主力工廠

30、的京浜地區(qū)的熱處理爐，是日本國(guó)內(nèi)唯一能處理最寬5300mm，最長(zhǎng)25m，最大重量達(dá)30噸產(chǎn)品的熱處理爐。并且，厚板熱處理爐的操作長(zhǎng)期以來(lái)停留在部分設(shè)備實(shí)施自動(dòng)化控制的狀況，但京浜地區(qū)的熱處理爐實(shí)現(xiàn)了全線全自動(dòng)化。爐內(nèi)控制以基于熱傳遞模型的溫度跟蹤，進(jìn)行可以以回火參數(shù)這一熱處理指標(biāo)操作爐子的最高水準(zhǔn)的管理。2003年通過(guò)更新計(jì)算機(jī)強(qiáng)化功能并通過(guò)引進(jìn)的裝料支持系統(tǒng)提高覆蓋率，實(shí)現(xiàn)更高效率的爐子操作。2#加熱爐1#加熱爐淬火爐矯直機(jī)冷床噴丸機(jī)氣割區(qū)圖7 熱處理設(shè)備布置圖京浜地區(qū)熱處理設(shè)備的平面布置如圖7所示。該設(shè)備的1號(hào)熱處理爐的輥式淬火線和2號(hào)熱處理爐并列布置，入口側(cè)設(shè)置噴丸裝置，出口側(cè)設(shè)置熱處理

31、矯直機(jī)，堪稱與物流匹配的合理化平面布置。 1號(hào)熱處理爐是進(jìn)行?；痛慊鸬母邷貭t。爐內(nèi)密封氮?dú)鈿夥?。爐子的密封性非常好，熱處理時(shí)被粘著的缺陷極其少，充分考慮到表面質(zhì)量。2號(hào)熱處理爐是回火爐，通過(guò)側(cè)燒嘴和爐內(nèi)攪拌風(fēng)機(jī)，較高地保持爐內(nèi)的均熱性。這些硬件方面的考慮和計(jì)算機(jī)控制的組合，實(shí)現(xiàn)著世界上獨(dú)一無(wú)二的最先進(jìn)的質(zhì)量管理系統(tǒng)。JFE鋼鐵公司獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，率先在世界上將TMCP制造技術(shù)的核心技術(shù)OLAC加以實(shí)用化，開發(fā)、引進(jìn)在線最新技術(shù)。除此之外，2004年首次開發(fā)在線可進(jìn)行回火熱處理的新技術(shù)HOP（在線熱處理工藝：heat-treatment at online process），在福山厚板廠應(yīng)用。HOP

32、是將大容量感應(yīng)加熱裝置和超級(jí)-OLAC直接連接，在線設(shè)置的工藝，實(shí)現(xiàn)高級(jí)鋼的完全在線生產(chǎn)。其結(jié)果，受傳統(tǒng)熱處理爐能力限制的高級(jí)鋼的生產(chǎn)能力得到了迅猛提高，同時(shí)，還大大縮短了工期。今后，將應(yīng)用該HOP，不斷開發(fā)適應(yīng)更高質(zhì)量要求的新產(chǎn)品。3.4特殊鋼板的制造技術(shù)3.4.1復(fù)層鋼板制造技術(shù)復(fù)層鋼板自1983年在福山厚板廠開始商業(yè)生產(chǎn)。復(fù)層鋼板是在被稱為母材的碳素鋼或低合金鋼的單面或雙面包覆被稱為夾層材料的不銹鋼等的復(fù)合材料。復(fù)層鋼板的制造法有堆焊復(fù)層、爆炸復(fù)層、澆注復(fù)層法等。JFE鋼鐵公司采用適合大型鋼板制造的軋制法生產(chǎn)復(fù)層鋼板。軋制型復(fù)層鋼板的制造工藝如圖8所示。首先，熱軋母材和夾層材料，制造被稱

33、為坯料的組裝用板坯。其次，進(jìn)行軋制后的坯料的表面處理，分別疊合，四周焊接成組裝板坯。然后再次熱軋組裝板坯，母材和夾層材粘合后稱為復(fù)層鋼板。提高復(fù)層鋼板粘合性的制造要點(diǎn)是下列：（1） 坯材的表面性狀；（2） 組裝板坯的真空度；（3） 組裝板坯的軋制方法。3點(diǎn)。坯材表面如果殘留氧化鐵皮等異物，會(huì)妨礙粘合。JFE鋼鐵公司使用生產(chǎn)不銹鋼鋼板時(shí)用到的連續(xù)酸洗設(shè)備，實(shí)施除去表面氧化鐵皮的表面處理。板坯組裝時(shí)， 在世界上首次開發(fā)了采用1987年引進(jìn)的大型EBW設(shè)備的高真空快速組裝焊接技術(shù)，力圖提高粘合性。當(dāng)疊合的母材坯料和夾層坯料之間殘留有空氣時(shí)，在再加熱階段會(huì)在表面生成氧化鐵皮，阻礙粘合。EBW是將疊合后

34、的板坯裝入大型真空室，每個(gè)真空室抽入真空，最后對(duì)四周進(jìn)行電子束焊接的設(shè)備。組裝板坯內(nèi)的空氣不僅從有限的空間被真空泵抽吸，還由于氣氛自身變成了真空，與泵吸式相比，真空度達(dá)到100倍以上，均勻性大幅度提高，通過(guò)電子束焊接，組裝效率提高，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。而且，通過(guò)將改善鋼錠內(nèi)部質(zhì)量而開發(fā)的低速?gòu)?qiáng)壓下軋制技術(shù)運(yùn)用到復(fù)層板的軋制使粘合性提高。通過(guò)應(yīng)用上述生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的生產(chǎn)和工期的縮短，得以生產(chǎn)最厚達(dá)150mm、最寬達(dá)4200mm的粘合性好的復(fù)層鋼板，月生產(chǎn)能力達(dá)到了約1800噸。由于開發(fā)了傳統(tǒng)軋制難以粘合的鈦復(fù)層鋼板的生產(chǎn)技術(shù)，1993年獲得了大河內(nèi)紀(jì)念技術(shù)獎(jiǎng)。分離矯平調(diào)質(zhì)粗切削材料試驗(yàn)取樣，切

35、割成產(chǎn)品規(guī)格超聲波檢測(cè)基地金屬表面精整打號(hào)熱處理不銹鋼表面精整熱軋外觀、尺寸檢驗(yàn)軋制板坯組裝電子束焊接包裝裝船圖8 不銹鋼復(fù)層鋼板的制造工藝熱處理爐 3.4.2CC（連鑄）超厚鋼板厚度超過(guò)240mm的超厚鋼板，從內(nèi)部質(zhì)量考慮，采用鑄錠坯制造。鑄錠澆注在鑄模中后，經(jīng)開坯軋制等工藝，軋成厚板軋制用板坯。因此，與連鑄材（CC）相比，制造負(fù)荷高，在工期方面處于劣勢(shì)。為此，使用連鑄板坯，應(yīng)用3.4.1項(xiàng)的復(fù)層鋼板制造技術(shù)，確立了240mm以上超厚鋼板的生產(chǎn)技術(shù)。這是對(duì)同一鋼種的2根連鑄坯的單面進(jìn)行表面處理，粘合面面對(duì)面疊合，用EBW設(shè)備制作組裝板坯后，在低速?gòu)?qiáng)壓下軋制下粘合該板坯，生產(chǎn)一塊超厚鋼板的技術(shù)

36、。目前，使用厚251mm和310mm的連鑄板坯，試驗(yàn)性地軋制成品厚270mm和360mm的鋼板，得到了良好的粘合特性效果。由于復(fù)層鋼板是異種金屬的鋼板，壓下比（組裝板坯/板厚）必須大，而前者是同一鋼種，與復(fù)層鋼板相比，可降低壓下比，經(jīng)確認(rèn)，產(chǎn)品厚度可粘合到360mm。今后（我們）將不斷追求產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。由于連鑄坯的生產(chǎn)穩(wěn)定，比較容易獲得采用了該技術(shù)的超厚鋼板，我們期待著不僅僅代替鑄錠坯，將來(lái)在鍛造品和鑄造品領(lǐng)域也能發(fā)揮其作用。4總結(jié)JFE鋼鐵公司3大厚板廠一貫堅(jiān)持開發(fā)、引進(jìn)最高端的制造技術(shù)，以滿足用戶高強(qiáng)度、高施工性、高功能性等方面的需求。這些制造技術(shù)在全世界亦屬頂級(jí)水平，憑借這些高水準(zhǔn)技術(shù)

37、，（JFE向世界）提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。今后，JFE將不斷孜孜以求，積極開發(fā)、引進(jìn)最前沿技術(shù)，滿足用戶日益增長(zhǎng)的的要求。參考文獻(xiàn)（略）JFE 技報(bào)No. 5 （2004年8 月）p. 812JFE鋼鋼鐵公司的厚板制造工藝和產(chǎn)品拓展藤林 晃夫JFE鋼鐵公司 鋼鐵研究所 軋制·加工工藝研究部 主任研究員（副部長(zhǎng)）小俁 一夫 JFE鋼鐵公司 厚板部 部長(zhǎng)摘要為適應(yīng)近年鋼結(jié)構(gòu)物大型化和降低制造成本這一對(duì)厚板提出的要求，JFE鋼鐵公司開發(fā)了厚板制造的創(chuàng)新工藝，這就是具備理論極限高冷卻能力和冷卻均勻性的跨世紀(jì)型厚板快速冷卻裝置超級(jí)-OLAC，和可短時(shí)間交貨的感應(yīng)式加熱在線熱處理工藝的HOP（在線熱處

38、理工藝）。利用這些厚板制造工藝，開發(fā)了造船、建筑等各個(gè)領(lǐng)域的高質(zhì)量、高性能厚板。1前言近年，盡管厚板的用途、領(lǐng)域不盡完全相同，但從最終產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)鋼的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的高度化以及削減總成本的背景出發(fā)，其對(duì)厚板性能的要求越來(lái)越嚴(yán)格。具體而言，這些要求遍及高強(qiáng)度化、高施工性、高功能性等多個(gè)方面。為滿足這些對(duì)性能的要求，必須同時(shí)擁有精致的材料設(shè)計(jì)和高度的制造技術(shù)。在這樣的環(huán)境下，本公司率先致力于以水冷技術(shù)為核心的加工熱處理法（TMCP）的開發(fā)工作，以此作為焊接性好的高強(qiáng)度、高韌性鋼的制造技術(shù)加以應(yīng)用。本文將對(duì)本公司最近開發(fā)并實(shí)用的厚板快速冷卻新技術(shù)（超級(jí)-OLAC）、和快速冷卻后的在線熱處理新工藝HOP

39、，以及利用這些高度加工熱處理法，采用新功能冷矯直機(jī)將內(nèi)部殘余應(yīng)力幾乎完全消除殆盡的Easyfab鋼板制造法進(jìn)行說(shuō)明。并且將對(duì)這些工藝催生的高性能厚板作一定介紹。2新快速冷卻技術(shù)超級(jí)-OLAC的開發(fā)快速冷卻與控制軋制同為TMCP（熱機(jī)械控制工藝）的核心技術(shù)。本公司領(lǐng)先于其它公司投入該快速冷卻的開發(fā)工作。1980年首開歷史先河成功地將厚板的在線快速冷卻法OLAC（on line accelerated cooling）加以實(shí)用。進(jìn)入90年代，使用快速冷卻的TMCP鋼在焊接性能和高強(qiáng)度方面實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。在以造船為首的廣泛領(lǐng)域，對(duì)提高焊接結(jié)構(gòu)物的施工合理性和安全性作出了貢獻(xiàn)。但是，近年，對(duì)縮小鋼板強(qiáng)

40、度偏差等質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格。本公司為滿足這些要求，孜孜不倦地研究如何從根本上解決傳統(tǒng)冷卻面對(duì)的難題，開發(fā)了具有全新概念的跨世紀(jì)型快速冷卻法超級(jí)-OLAC（見照片1）。1998年，1#機(jī)在西日本制鐵所福山區(qū)厚板廠實(shí)際運(yùn)行。照片1西日本制鐵所福山廠超級(jí)-OLAC照片1 西日本制鐵所福山廠超級(jí)-OLAC鋼材水冷時(shí)的熱傳遞現(xiàn)象和沸騰大致分兩種形態(tài)存在（見圖1）。一種是直接冷卻水接觸到鋼材后，產(chǎn)生氣泡并傳熱的泡核沸騰；一種是鋼材和冷卻水之間形成蒸汽，熱量通過(guò)蒸汽膜傳遞的膜狀沸騰。泡核沸騰的冷卻能力高。冷卻鋼板的時(shí)候，在開始冷卻時(shí)，表面溫度高，以膜狀沸騰為主；隨著表面溫度下降，蒸汽膜變得不穩(wěn)定，冷卻水開始

41、局部接觸鋼板，慢慢地轉(zhuǎn)向泡核沸騰。在膜狀沸騰和泡核沸騰同時(shí)存在的臨界沸騰狀態(tài)下，由于冷卻能力隨著冷卻的發(fā)展表現(xiàn)出增強(qiáng)的特性，這種冷卻其冷卻前的溫差變大。 超級(jí)-OLAC熱通量 普通 相變 薄膜沸騰 泡核沸騰 溫度圖1 超級(jí)-OLAC沸騰曲線 傳統(tǒng)的冷卻方法，例如噴淋冷卻或?qū)恿骼鋮s，當(dāng)增加水量，加強(qiáng)冷卻后，很快轉(zhuǎn)到泡核沸騰和膜狀沸騰共存的臨界沸騰。但是，冷卻變得很不穩(wěn)定，在冷卻進(jìn)行的同時(shí)，溫度偏差增大，存在鋼板質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題。（見圖2）。好穩(wěn)定差差溫度偏差氣霧冷卻噴淋冷卻層流冷卻傳統(tǒng)快速冷卻熱變形，顯微組織不均勻理論極限小冷卻速率大圖2 冷卻速率和溫度均勻性為解決這一問(wèn)題，超級(jí)-OLAC避開臨

42、界沸騰，幾乎在冷卻開始的同時(shí)，力圖使整個(gè)冷卻過(guò)程處于泡核狀態(tài)。其結(jié)果，上面的冷卻采用從接近鋼板的噴嘴向鋼板輸送方向單向放冷卻水（新水流控制冷卻）；下面的冷卻采用從水槽內(nèi)密布的噴嘴噴射冷卻水，利用其伴隨的水流冷卻鋼板的方式（附帶高密度導(dǎo)管噴水冷卻）。通過(guò)該冷卻方式，在上下兩面實(shí)現(xiàn)了冷卻能力高的泡核沸騰。這樣一來(lái)，30mm以上的板厚，實(shí)現(xiàn)了與律速鋼材內(nèi)部熱擴(kuò)散的用（1）式表示的理論極限冷卻速度大致相等的高冷卻速度（見圖3）。 （1）T（x,t）：板厚方向x，時(shí)間t的溫度；T1：初始溫度；T0：冷卻水溫度；s：板厚；a：熱擴(kuò)散率 這是比傳統(tǒng)的快速冷卻快2-5倍的急速冷卻。并且，經(jīng)超級(jí)-OLAC后的鋼

43、板內(nèi)（平面）表面溫度分布可得到與不進(jìn)行快速冷卻的軋制鋼板相同的均勻分布。超級(jí)-OLAC傳統(tǒng)ACC板厚冷卻速率圖4 超級(jí)-OLAC的冷卻速率使用超級(jí)-OLAC快速冷卻的鋼板的累計(jì)產(chǎn)量在投產(chǎn)后的5年間超過(guò)了300萬(wàn)噸。而且，超級(jí)-OLAC2#機(jī)、3#機(jī)分別于2003年5月在西日本制鐵所倉(cāng)敷厚板廠和2004年7月在東日本制鐵所京浜厚板廠投產(chǎn)。JFE鋼鐵公司厚板廠的3臺(tái)軋機(jī)上都裝備了最新的快速冷卻設(shè)備。另外，這一新快速冷卻技術(shù)¾超級(jí)-OLAC還獲得了2002年度的巖谷直治紀(jì)念獎(jiǎng)、大河內(nèi)紀(jì)念技術(shù)獎(jiǎng)；2003年度日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)大獎(jiǎng)審查委員會(huì)特別獎(jiǎng)、2004年度全國(guó)發(fā)明表彰獎(jiǎng)。3在線熱處理新工藝HO

44、P迄今為止的調(diào)質(zhì)鋼的制造是與軋制線分離，離線在熱處理設(shè)備上進(jìn)行。為提高效率將該離線處理轉(zhuǎn)為在線處理，西日本制鐵所福山厚板廠建成并投產(chǎn)了在線熱處理工藝。本公司開發(fā)了熱軋精軋機(jī)前寬2m的粗軋中間坯感應(yīng)加熱設(shè)備，但是該技術(shù)在加熱寬4.5m的厚板時(shí)需要開發(fā)目前罕見的大規(guī)模感應(yīng)加熱電源。新開發(fā)的數(shù)臺(tái)高頻電源同步并列驅(qū)動(dòng)技術(shù)突破了這一難題，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了厚板的感應(yīng)加熱。此次新開發(fā)的HOP是通過(guò)電磁線圈（感應(yīng)器），使感應(yīng)電流通過(guò)鋼板，利用電流發(fā)熱進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱方式。出于簡(jiǎn)化加熱效率和裝置考慮，電磁線圈采用螺線管方式。熱量在鋼板的內(nèi)部產(chǎn)生，熱量的大小可由投入的電力嚴(yán)格控制。感應(yīng)加熱的發(fā)熱量簡(jiǎn)單地置換成

45、采用氣體加熱時(shí)的熱流束后，從經(jīng)驗(yàn)上可知，可進(jìn)行與105-107W/m2左右的熱流束相當(dāng)?shù)募訜?。該值約為氣體加熱的一百倍?？蓪?shí)現(xiàn)能源密度極大的加熱。設(shè)備布置如圖4所示。HOP布置在熱矯直機(jī)的后面。這是為了有效利用超級(jí)-OLAC后的鋼板所持有的顯熱，提高加熱效率。這樣，HOP靠近熱矯直機(jī)設(shè)置感應(yīng)器，作為一貫制加熱工藝而設(shè)計(jì)。在線熱處理工藝（感應(yīng)加熱）爐子加熱爐精軋機(jī)熱矯直機(jī)冷床回火軋制超級(jí)-OLAC圖4 在線熱處理設(shè)備平面布置HOP有以下兩大優(yōu)點(diǎn)：（1） 實(shí)現(xiàn)與軋制同步的完全在線熱處理通過(guò)完全在線進(jìn)行軋制快速冷卻熱處理，實(shí)現(xiàn)了超短期供貨和批量生產(chǎn)。（2） 實(shí)現(xiàn)全新的厚板（金相）組織控制通過(guò)與快速冷

46、卻方式超級(jí)-OLAC的組合，可進(jìn)行自由相變控制和碳氮化合物的析出控制。充分利用了感應(yīng)加熱優(yōu)點(diǎn)的HOP，有望作為開發(fā)具有劃時(shí)代意義的厚板新產(chǎn)品的新工藝發(fā)揮積極的作用。控制軋制鐵素體+毫微析出回火貝氏體貝氏體、殘余奧氏體奧氏體超級(jí)-OLAC溫度時(shí)間圖5JFE鋼鐵公司的在線熱處理工藝4 多功能、加工性好的鋼板Easyfab厚板產(chǎn)品以造船和建筑、橋梁領(lǐng)域?yàn)橹行模懈畛筛鞣N各樣的構(gòu)件形狀后，作為組裝部件使用，近年來(lái)，對(duì)其使用性要求更加嚴(yán)格。本公司利用超級(jí)-OLAC優(yōu)秀的冷卻控制特性，使生產(chǎn)的厚板兼?zhèn)淝懈钚?、加工性、焊接性和抗疲勞特性等附加功能，使多功能、加工性好的鋼板Easyfab實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化（見圖6）

47、。本章將對(duì)Easyfab功能之一：為提高良好切割性而控制殘余應(yīng)力的技術(shù)進(jìn)行介紹。傳統(tǒng)TMCP板較長(zhǎng)的疲勞壽命切割少量變形優(yōu)秀的疲勞壽命超級(jí)-OLAC和先進(jìn)的冷矯直機(jī)優(yōu)秀的疲勞壽命優(yōu)秀的焊接性圖6 Easyfab概念4.1利用超級(jí)-OLAC控制殘余應(yīng)力的技術(shù) 鋼板產(chǎn)生的殘余應(yīng)力主要起因于軋制（快速冷卻）結(jié)束時(shí)鋼板內(nèi)部的溫度分布。具有溫度分布的鋼板在冷卻至室溫時(shí)，因冷卻部位不均勻而產(chǎn)生熱收縮。該不均勻熱收縮量導(dǎo)致產(chǎn)生殘余應(yīng)力。傳統(tǒng)的快速冷卻技術(shù)在冷卻停止后，溫度偏差大，這是造成鋼板內(nèi)部和鋼板殘余應(yīng)力偏差大的原因，并且在切割加工時(shí)使變形量產(chǎn)生偏差。冷卻均勻性好的快速冷卻技術(shù)¾超級(jí)-OLAC

48、能使致使產(chǎn)生殘余應(yīng)力的冷卻停止后的溫度均勻，TMCP型鋼板的殘余應(yīng)力可減至普通軋制材（非水冷材）的同等水平。4.2新功能冷矯直機(jī)和超低殘余應(yīng)力鋼板領(lǐng)域的拓展 除利用超級(jí)-OLAC均勻冷卻之外，再配合冷矯直機(jī)矯直鋼板平直度，對(duì)鋼板的整個(gè)寬度方向提供均勻的應(yīng)變量的這一功能，可生產(chǎn)超低殘余應(yīng)力鋼板。利用冷矯直機(jī)控制殘余應(yīng)力的概念如圖7所示。冷矯直機(jī)的彎曲應(yīng)變?cè)酱?，矯直后的殘余應(yīng)力（圖中虛線：傳統(tǒng)的快速冷卻；實(shí)線：超級(jí)-OLAC）越小。并且，與傳統(tǒng)的快速冷卻材料相比，冷矯直前的殘余應(yīng)力低的超級(jí)-OLAC以更小的冷矯直彎曲應(yīng)變到達(dá)超低殘余應(yīng)力鋼板領(lǐng)域。本公司致力于擴(kuò)大矯直能力的同時(shí)生產(chǎn)超低殘余應(yīng)力鋼板，

49、于2003年10月在西日本制鐵所倉(cāng)敷厚板廠的冷矯直機(jī)上添加了以下新功能（圖8）大小初始(傳統(tǒng)ACC)初始（超級(jí)-OLAC）冷矯直機(jī)的彎曲應(yīng)變最大快速冷卻溫度偏差非ACC級(jí)超低級(jí)圖7利用超級(jí)-OLAC和冷矯直機(jī)控制殘余應(yīng)力液壓拉伸補(bǔ)償撓曲補(bǔ)償壓緊輥圖8 冷矯直機(jī)改進(jìn)后的示意圖（1） 通過(guò)液壓動(dòng)態(tài)控制補(bǔ)償縱向撓曲（拉伸控制）根據(jù)矯直期間的實(shí)測(cè)負(fù)荷計(jì)算矯直機(jī)的彈性變形量，通過(guò)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償壓下位置，補(bǔ)償撓曲。（2） 楔塊控制補(bǔ)償橫向撓曲（偏轉(zhuǎn)控制）計(jì)算矯直輥的撓曲量，通過(guò)楔塊使板寬方向的壓下量均勻，補(bǔ)償橫向撓曲。（3） 利用壓緊輥控制翹曲（壓下控制）引入利用壓緊輥控制翹曲的功能，補(bǔ)償因輥?zhàn)幽p而造成的壓下

50、精度降低。安裝了應(yīng)變儀的鋼板利用具有新功能的冷矯直機(jī)矯直時(shí)的最大彎曲應(yīng)變?cè)诎鍖挿较虻姆植记闆r示于圖9。通過(guò)新功能對(duì)全寬方向給予均勻的大彎曲應(yīng)變，確立了世界上最大級(jí)別（5350mm）寬幅材的均勻、強(qiáng)壓下矯直技術(shù)。應(yīng)變大應(yīng)變小變改進(jìn)后傳統(tǒng)板厚方向的塑性變形比塑性變形寬度方向位置邊部邊部中心圖9寬度方向的彎曲應(yīng)變分布 綜上所述，利用超級(jí)-OLAC的均勻冷卻能力，可極其有效地發(fā)揮具有新功能的冷矯直機(jī)的作用，實(shí)現(xiàn)超低殘余應(yīng)力鋼板的生產(chǎn)。5.利用創(chuàng)新工藝生產(chǎn)的新產(chǎn)品5.1船用鋼材在最近的集裝箱船大型化的趨勢(shì)中，鋼板壁厚、強(qiáng)度向厚壁和高強(qiáng)度化發(fā)展，焊接亦采用超大熱量輸入焊接方式。為此，保證熱影響部（HAZ：

51、heat affected zone）組織的粗大化和低溫韌性成為擺在面前的課題。針對(duì)這一需求，本公司利用具有高冷卻性和冷卻均勻性的超級(jí)-OLAC，實(shí)現(xiàn)了以傳統(tǒng)鋼同等水準(zhǔn)的碳當(dāng)量，不損害焊接性的厚壁高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)。5.2建筑用鋼材城市高層建筑用鋼結(jié)構(gòu)材料要求使用高強(qiáng)度的厚板。而另一方面，兵庫(kù)縣南部發(fā)生的端梁焊接部斷裂地震災(zāi)害要求建筑鋼結(jié)構(gòu)材料屈服比（屈服點(diǎn)/抗拉強(qiáng)度）低、韌性高而且焊接性能好。最近，對(duì)提高四面箱型柱所用的大熱量輸入HAZ韌性鋼材的需求高漲。本公司應(yīng)對(duì)這一需求，充分發(fā)揮采用了超級(jí)-OLAC的這一先進(jìn)的TMCP技術(shù)強(qiáng)勢(shì)，開發(fā)了融合經(jīng)濟(jì)性、耐震性、焊接性的，屈服點(diǎn)下限值為385N/m

52、m2的高強(qiáng)厚板鋼材HBL385（高層建筑用鋼385），獲得了國(guó)土交通大臣的認(rèn)證。并且，開發(fā)了抗拉強(qiáng)度從490 N/mm2級(jí)鋼到590 N/mm2鋼的大熱量輸入焊接用高HAZ韌性鋼并且進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。5.3橋梁用鋼材橋梁是構(gòu)成社會(huì)基礎(chǔ)的重要結(jié)構(gòu)物，要求高質(zhì)量和高度的制造技術(shù)。近年來(lái)，對(duì)結(jié)構(gòu)物的大型化和制造的高效化的要求日漸增長(zhǎng)，對(duì)高強(qiáng)度、高韌性且焊接性、性價(jià)比俱佳的高性能高強(qiáng)鋼板的需求旺盛。為滿足這些要求，本公司最大限度地利用超級(jí)-OLAC的功能，并通過(guò)微量添加合金元素控制淬火性，開發(fā)了保持強(qiáng)度和韌性平衡的非調(diào)質(zhì)型SM570TMC鋼板并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。該技術(shù)還被引進(jìn)到含碳量不足0.02質(zhì)量的超

53、低碳貝氏體高強(qiáng)鋼中，以橋梁設(shè)計(jì)、制造的合理化和高性能化為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)新出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)BHS500(W)，700W產(chǎn)品的生產(chǎn)。高強(qiáng)度且焊接硬化性明顯降低，軋制后即可交貨，縮短了供貨周期。5.4建筑、工業(yè)機(jī)械用鋼JFE-HITEN780LE代表的建筑、工業(yè)機(jī)械用新高強(qiáng)鋼是本公司獨(dú)自開發(fā)的輕型鋼，用在各種零件上。其中，大型吊車的起重臂和液壓支腿（車體固定時(shí)向兩側(cè)伸出的腿）等使用的780 N/mm2級(jí)鋼通過(guò)超級(jí)-OLAC可在-40°C的低溫區(qū)保持優(yōu)良的低溫韌性。另外，在對(duì)耐磨性和彎曲加工性和耐沖擊性等要求越來(lái)越嚴(yán)格的領(lǐng)域，提供了具有高硬度、高延展性的同時(shí)還具有在-40°C的環(huán)境下不乏優(yōu)秀韌性的新耐磨鋼¾“Ever Hard 360LE”。這是通過(guò)超級(jí)-OLAC的高速冷卻和均勻冷卻能力而得以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的。以上2種新開發(fā)鋼中的任何一種的Ceq（勞埃得式）都能保證0.40質(zhì)量以下。與傳統(tǒng)鋼相比，預(yù)熱溫度可降低到25-50°C。5.5壓力容器用高強(qiáng)鋼在