国内H型钢控轧控冷现状与发展
摘 要：简要介绍了国内H型钢生产工艺特点及其控轧控冷的现状，分析了对H型钢生产实行控轧控冷的可行性。 关健词：H型钢，控轧，控冷
1 前言
H型钢作为一种经济断面钢材问世已有几十年，现已广泛应用于高层建筑、桥梁、车辆、码头、电力、制造业等领域。与世界发展水平相比，我国H型钢生产起步较晚，从1998年马鞍山钢铁公司引进德国工艺技术与设备的大H型钢生产线投产以来，经过十多年时间的发展，已先后培育出马钢，莱钢、津西、日照、长治等H型钢主流生产企业，加快了我国H型钢生产的发展，为推动我国钢铁工业结构调整和钢材品种优化做出了重要贡献。
随着H型的广泛应用，对H型钢的力学性能要求也越来越高，从而引发了对H型钢控制轧制、控制冷却技术的研究。国外已有了相关的研究成果，并运用于生产，但技术仍未成熟①。而我国尽管近几年H型钢生产水平不断提高，为研究控轧控冷技术提供了平台，但认识较晚，正处于起步阶段，运用控轧控冷技术改善H型钢强度、韧性和焊接等性能的工艺还比较少。本文结合热轧工艺特点，分析了控轧控冷中需要注意的几个关键因素。
2 国内H型钢生产工艺特点
我国热轧H型钢工艺布置与产品规格相关，可以统分为大型和中小型。大型生产线比较常见是1－3－1串列式轧机布置和1－3串列式轧机布置，以马钢和莱钢为代表，生产工艺为连铸坯→加热炉→高压水除鳞→开坯机可逆轧制→热锯切头/尾→万能轧机可逆轧制→热锯切头尾及倍尺分段→冷床→矫直机→成排台架→冷锯切定尺→码垛机收集→打捆机包装→成品入库。
图1 莱钢热轧H型钢大型生产线工艺布置简图
1－步进式加热炉；2－高压水除磷装置；3－二辊可逆式开坯机；4－热锯(一)；5－万能精轧机；6－热锯(二)；7－冷床；8－矫直机；9－成排台架；10－冷锯；11－堆垛台架；12－改尺锯；13－打捆机；14－成品台架
中小型生产线则采用粗轧可逆开坯+精轧连轧布置，以津西中小型为代表，生产工艺为连铸坯→加热炉→高压水除鳞→开坯机可逆轧制→飞剪切头/尾→多列万能轧机连续轧制→冷床→矫直机→成排台架→冷锯切定尺→检查台架→码垛机收集→打捆机包装→成品入库。
图2 津西中小型H型钢生产线工艺布置简图（单线）
1－步进梁式加热炉；2－高压水除磷装置；3－开坯轧机；4－飞剪；5－精轧机组（10架）；6－步进齿条式冷床；7－十辊辊式矫直机；8－成排收集台架；9－倍尺固定锯；10－移动锯；11－定尺固定锯；12－检查台架；13－短尺收集台架；14－堆垛台架(12m×2)；15－堆垛台架(18m×1)；16－打捆机；17－成品收集台架。
3 对控轧可行性分析
控制轧制（TMCP）技术的核心是晶粒细化和细晶强化，用以提高钢的强度和韧性的方法。控制轧制原理是应用了奥氏体再结晶和未再结晶两方面理论，控制奥氏体再结晶的过程，利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理，使内部晶粒达到最大细化改变低温韧性，增加强度，提高焊接性能，是将相变与形变结合起来一种综合强化工艺。根据奥氏体发生塑性变形的条件控制轧制可分为三种类型。（1）再结晶型的控制轧制（2）未再结晶型控制轧制（3）两相区控制轧制。
H型钢控制轧制即对轧件温度和变形量进行控制，可以参考中板的低温控轧技术，但由于H型钢断面复杂，二者存在差异。
3.1控温轧制
按目前H型钢生产技术水平，控温轧制有两种。一种是利用连轧机轧件温降很小或升温的特点，降低开轧温度，使终轧温度与开轧温度相差不大，主要目的是节能，即低温轧制；另一种卢森堡阿尔贝德Differdange厂开发的TM-SC工艺（控轧-局部冷却工艺），不仅降低开轧温度，并且将终轧温度降至再结晶
温度以下，除节能外，还能提高产品的力学性能。
低温轧制就是将钢坯加热到低于常规加热温度，在低于常规热轧温度下进行的轧制。该技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施，可减少燃料消耗；另外降低加热温度，钢坯加热时奥氏体晶粒尺寸大大减小了，低温轧制钢材的晶粒较细小，提高了产品力学性能。
从提高性能和减少能耗的的角度来讲，降低开轧温度对H型钢生产有利。但目前大、中小型热轧H型钢生产工艺普遍采用半连轧，异型坯和矩形坯需要开坯机经过5～9道次轧制后送入万能精轧机。由于开坯机轧制时为可逆轧制，虽然塑性变形功会转变为热而使轧件升温，但由于轧件散热面积大，可逆轧制时间长，散热较快，轧制过程中随着温度的降低，变形抗力和轧制功率增加，若轧制力不能满足要求，则对轧件宽展和延伸影响很大，同时也增加了下游万能轧机的负担。因此开坯温度与普通热轧型钢温度相同，定在1100～1200℃，低温轧制可行性不大。
大型生产线万能轧机也为可逆轧机，通常需要5～7道往复轧制。随着轧件长度增加，头尾部温度下降快，尤其腹板中存在轧辊冷却水，使得腹板温度较翼缘温度低。TM-SC工艺通过在轧机上安装水冷装置，对翼缘和腹板的过渡区实行优先局部冷却，消除温差，使H型钢横截面温度均匀，为轧后冷却提供条件。马钢大H型钢生产线根据自身工艺特点，率先在控温轧制工作方面做了一些研究，通过实践摸索，对温度控制掌握了一些规程，为保证万能轧制顺利进行，进入万能轧机温度需要控制在950℃以上②。
与大型生产线相比，中小型生产线对实现控温轧制有优越性。中小型生产线精轧机组为连轧布置，H型钢轧制和长材控温轧理论相同，90﹪以上的塑性
国内H型钢控轧控冷现状与发展
