低温轧制

材料科学技术术语

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，更确切地说是中温轧制，其主要目的是为了大幅度降低坯料加热所耗燃料、减少金属烧损。

简述

旧式轧机的轧制速度低，在轧制过程中轧件的温降大，因此把开轧温度提得很高而新式的连轧机轧制速度提高，轧件在轧制过程中产生的变形热，使轧件温度基本维持不变甚至升温，这就为低温轧制创造了条件。

低温轧制是指在低于常规热轧温度下的轧制，低温轧制不仅可以降低能耗，减少金属的烧损，并且还可以提高产品质量，可创造很大的经济效益。

棒材的低温轧制规程一般有两种。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，从1000～1100℃降至850～950℃，终轧温度与开轧温度相差不大，需要提高轧机的强度，增加电机功率和轧制能耗，但由于加热温度的降低，节约燃料，综合平衡后仍可节约能源20%左右。

另一种是不仅降低开轧温度，并且利用机组间的冷却段将终轧温度降至再结晶温度（700～800℃）以下，并配合以40%～50%的变形量，即完成变形热处理过程，达到细化晶粒、组织均匀，提高钢材的力学和焊接性能、改善轧材表面质量的目的，效果优于任何传统的热处理方法。因此现代化的轧机往往把机组间的距离拉大，有的甚至采用大的侧围盘或增加中间冷却水箱。低温轧制工艺可以实现对晶粒尺寸的控制。对低温轧制实施的主要限制是，由于轧机和驱动主电机是按传统的设计参数设计的，因此设备能力不足。

目的

低温轧制是指在低于常规热轧温度下的轧制，国外也称中温轧制或温轧。其目的是为了大幅度降低坯料加热所消耗的燃料，减少金属烧损。据国外报道，普通线棒材轧机生产能耗大约为650kW·h/t，其中约需520kW·h/t的能量用于将坯料加热到1150℃，而用于轧制的能量仅为110kW·h/t。瑞典法格斯塔（Fagersta）厂的生产试验表明，用声70mm中碳钢（SSl650）坯经14道次轧成10.5mm尖角方钢，在750℃时轧制比在1150℃时轧制节省能量约182kW·h/t，且无咬入及产生表面缺陷等问题。在低温轧制弹簧钢、轴承钢、工具钢和不锈钢等合金钢时表明，在800 950Y：范围也能正常轧制，且可节省能量85～130kW.h/t。

在美国布劳诺克斯(Blawknox)厂的钢板热连轧机上，将板坯的出炉温度从1250℃降低到1093℃，可节省能耗145kW·h/t，考虑了降低加热温度后引起轧制能耗的增加，该厂每年仍可从该项技术中获得400万美元的经济效益。因此，无论是线、棒材轧机或板带连轧机都可采用低温轧制技术，并从此得到良好的经济效益。至于最佳的低温轧制温度要根据各厂的装备和产品情况优化确定。

可行性

钢坯在该温度时的物理热仅为230kW·h/t。由于加热炉热效率低而损失50%以上的热量。

在轧制过程中，由于辐射、空气对流以及轧辊、导卫和轧辊冷却水的传导，所以轧制材料的热量不断散失。而热量散失的速率又与轧材本身的温度有关，降低加热温度，可以减少上述热量的散失。与此同时，在轧制过程中，轧材也从所消耗的轧制功率中由于变形热和摩擦热等得到一部分热量。轧制过程的理论分析表明，当精轧机速度超过30m/s时，则终轧温度几乎与加热无关。因此，只要粗轧机有足够的能力，通过精轧机组的变形热和摩擦热补充一部分热量，在精轧机组采用热轧工艺润滑还可减少一部分变形抗力，因此适当降低坯料的加热温度完全是可行的。试验表明，在750℃低温轧制时，整个轧制过程温度的变化比较平稳，散失的热量与从变形和摩擦中得到的热量基本平衡。在精轧机组，常规轧制与低温轧制的温度比较接近，保证了低温轧制后产品的力学性能与常规轧制产品的力学性能基本一致。因此，低温轧制的实施，关键在粗轧机，只要粗轧机不发生过载，就有可能实现低温轧制。

特点

低温轧制的优点是：

(1)减少加热能耗，减少氧化烧损，提高成材率；

(2)提高轧钢加热炉的加热产量，延长加热炉的寿命，减少轧辊的热应力疲劳裂纹和断辊以及氧化皮引起的磨损；

(3)降低脱碳层深度，提高产品的表面质量，细化晶粒，改善产品性能。

低温轧制的缺点是：

(1)加大了轧材的变形抗力，从而加大了轧制力和轧制功率；

(2)降低了轧制时轧材的塑性，从而影响轧材的咬入；

(3)有时需降低道次压下量，增加道次。

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