近年來，在線熱處理技術受到普遍重視，這是因為在線熱處理利用軋制余熱對鋼材進行熱處理，可以省去離線熱處理的二次加熱工序，因而達到節(jié)約能源、簡化操作、縮短產(chǎn)品交貨期的目的。同時，在線熱處理可以利用材料熱軋過程中積累的應變硬化，在有些情況下可以得到比離線熱處理更優(yōu)的產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

　　

　　傳統(tǒng)的在線熱處理包括加速冷卻和直接淬火（DQ）。傳統(tǒng)的在線熱處理工藝和裝備有兩方面的問題。其一，軋后冷卻過程是調(diào)整材料相變組織乃至性能的重要階段。為了得到需要的材料組織和性能，僅僅依靠冷卻是不夠的，有時候還需要加熱。其二，即使是冷卻過程，出于冷卻路徑控制的需要，也不能僅靠簡單的加速冷卻。人們希望可以在低速到直接淬火之間進行寬范圍的冷卻速度控制，還希望可以控制冷卻的路徑，甚至可以在線加熱。這樣，就可以依據(jù)需要的材料組織和性能，在線控制材料的冷卻路徑，即實施柔性化的熱處理過程。通過軋后的熱處理，可以得到多種多樣的材料組織和性能，實施技術創(chuàng)新、提升材料性能的空間廣闊。在這種情況下，各種在線熱處理的新設備、新工藝應運而生。應當注意的是，除了加熱和冷卻設備之外，生產(chǎn)線上的其他設備，如熱連軋的卷取機和各類鋼材的精整設備也可能須進行適應性改造。

　　

　　超快速冷卻系統(tǒng)的發(fā)展

　　

　　Super－OLAC：1998年，JFE西日本制鐵所福山地區(qū)厚板廠對原有的冷卻系統(tǒng)進行改造，建設了Super-OLAC （超級在線加速冷卻）新型加速冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)的z*大的特點是具有可達極限冷卻的冷卻速率和極高的冷卻均勻性。Super-OLAC系統(tǒng)既可以實現(xiàn)加速冷卻，又可以實現(xiàn)在線直接淬火。一套系統(tǒng)兼有直接淬火和加速冷卻兩種功能，是新一代控制冷卻系統(tǒng)的重要特征。

　　

　　CLC-μ：新日鐵于1983年率先采用冷卻前鋼材矯直和約束冷卻方式的冷卻系統(tǒng)，稱之為CLC（連續(xù)在線控制），并應用于生產(chǎn)焊接性優(yōu)良的高強、高韌性鋼等產(chǎn)品。

　　

　　新日鐵在CLC應用的基礎上，開發(fā)了新一代控制冷卻系統(tǒng)CLC－μ。CLC－μ繼續(xù)采用約束型的控制冷卻方式，但在冷卻噴嘴的形式和水量控制方法等方面發(fā)生根本性改變，大大增強了冷卻控制性能。

　　

　　ADCOS系統(tǒng)：國內(nèi)有關單位針對熱軋鋼材冷卻技術這一關鍵和共性技術和不同的鋼材門類，開發(fā)了與之相適應的控制冷卻系統(tǒng)，統(tǒng)稱之為ADCOS（先進的冷卻系統(tǒng)）。

　　

　　針對中厚板提出了一種傾斜噴射的超快冷＋層流冷卻的新設計概念———ADCOS-PM（中厚板軋機），采用斜噴縫隙式噴嘴＋高密管式噴嘴的混合布置，將這兩種冷卻方式的優(yōu)點結合起來，極其均勻地將板面殘存水與鋼板之間形成的氣膜清除，從而實現(xiàn)鋼板和冷卻水均勻接觸的全面核沸騰。這不僅提高了鋼板和冷卻水之間的熱交換效率，而且可以實現(xiàn)鋼板的均勻冷卻，大大抑制了鋼板由于冷卻不均引起的翹曲。

　　

　　將ADCOS-PM的思想延伸，進一步應用到熱連軋機，ADCOS-HSM（熱連軋機）應運而生。該系統(tǒng)在精軋機出口安裝超快速冷卻裝置，可以對鋼板實施超快速冷卻。在超快速冷卻系統(tǒng)后面，是常規(guī)的加速冷卻裝置。它可以單獨使用，進行加速冷卻，也可以與超快冷進行接力式冷卻，實現(xiàn)高軋制速度下高冷卻速度的直接淬火。

　　

　　針對棒材的ADCOS-BM（棒材軋機）工藝可以不改造主要設備，不降低作業(yè)率，不低溫軋制，不余熱淬火，由于強化了冷卻效果，可以提高冷床的冷卻效率，從而提高產(chǎn)量。利用該技術，可以在少用或者不用合金元素的情況下，利用335MPa級的20Mi生產(chǎn)HRB400、HRB500螺紋鋼筋，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)生本。

　　

　　針對H型鋼的ADCOS-HBM（ H型鋼軋機）工藝可以對翼緣和腹板進行均勻化快速冷卻，通過產(chǎn)學研密切合作，這種具有自主知識產(chǎn)權的H型鋼超快冷系統(tǒng)已經(jīng)取得突破，并于去年底投入使用，為我國H型鋼的升級換代作出了貢獻。

　　

　　在線加熱裝置的發(fā)展

　　

　　在線感應加熱裝置：對中厚板進行熱處理是生產(chǎn)高強度、厚規(guī)格產(chǎn)品的重要手段，因此各中厚板廠均配備相應的熱處理設備，實現(xiàn)?；?、調(diào)質(zhì)、回火等熱處理工藝。

　　

　　2003年，JFE西日本制鐵所福山廠安裝了一套中厚板在線熱處理設備，可以處理的鋼板寬度達到4.5米。該系統(tǒng)被稱為HOP（ 在線處理），是目前世界上w*的一套中厚板在線熱處理裝置。

　　

　　HOP安裝于矯直機之后，為了提高加熱效率，簡化裝置，采用巨大的感應線圈，可以對鋼板進行高速率的加熱；其采用幾臺高頻電源并聯(lián)式同步傳動，鋼板內(nèi)部的感應發(fā)熱量由通過線圈的電流精密控制，感應發(fā)熱量可以方便地換算成熱流量。經(jīng)過Super-O?鄄LAC淬火的鋼板通過HOP時，利用高效的感應加熱裝置進行快速回火，可以對碳化物的分布和尺寸進行控制，使其非常均勻、細小地分散于基體之上，從而實現(xiàn)調(diào)質(zhì)鋼的高強度和高韌性?；谔蓟锏奈⒓?、分散、均勻控制，通過z*優(yōu)組織設計，可以大幅度提高材料的性能，生產(chǎn)的抗拉強度600MPa～1100MPa級調(diào)質(zhì)鋼具有良好的低溫韌性和焊接性能。

　　

　　熱處理爐：在直接淬火裝置后面采用熱處理爐也是一種常見的熱處理方式。例如A Luna棒線材廠在水冷－淬火線（DQS）后裝設一臺退火爐（ONA）。ONA爐是一座可以實現(xiàn)退火或回火的步進梁式加熱爐，燃料為天然氣。新型換熱式燃燒器節(jié)省了燃料的消耗，氣體循環(huán)系統(tǒng)保證了爐內(nèi)溫度的均勻性。ONA爐有先進的程序控制系統(tǒng)QCS（質(zhì)量控制系統(tǒng)）和熱電偶系統(tǒng)控制QCS系統(tǒng)。通過程序，熱電偶系統(tǒng)控制鋼材的溫度，并保證ONA爐內(nèi)的溫度均勻一致?？刂葡到y(tǒng)QCS還具有統(tǒng)計處理控制功能。鋼材進入ONA爐的溫度范圍為100℃～750℃。

　　

　　加強柔性化在線熱處理技術裝備的開發(fā)和應用

　　

　　ADCOS-PM在線熱處理工藝的應用：在采用ADCOS-PM作為中厚板軋后冷卻系統(tǒng)時，由于超快冷設備的采用，為軋后冷卻控制提供了多種選擇方案。在軋制階段，依據(jù)鋼種的設計要求在高溫軋制和低溫軋制之間進行優(yōu)化選擇。終軋之后，可以采用超快冷或者ACC（層流冷卻），實現(xiàn)從低冷速到高冷速的各種不同的冷卻速度。如果采用超快冷，可以對終冷溫度進行控制；如果終冷溫度處于鐵素體相變溫度區(qū)間，可以稱為UFC（超快速冷卻）-F；如果終冷溫度處于貝氏體相變溫度區(qū)間，可以稱為UFC-B；如果終冷溫度處于馬氏體相變溫度以下，可以稱為UFC-M，或稱為DQ。對于UFC-F、UFC-B和DQ，后續(xù)還可以采用不同的熱處理方式，例如不同速率的冷卻、不同速率的加熱、不同的加熱溫度區(qū)間等。通過這些冷卻、加熱過程，可以獲得多種多樣的組織，因而得到多種多樣的材料性能。因此，采用ADCOS-PM與各種不同的后續(xù)冷卻、加熱過程配合，會使軋后的熱處理過程變得豐富多彩，具有極大的創(chuàng)新空間。

　　

　　中厚板Super-OLAC＋HOP的應用：調(diào)質(zhì)工藝是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板的重要手段。目前生產(chǎn)調(diào)質(zhì)鋼板主要有3種工藝，即傳統(tǒng)的離線淬火＋離線回火工藝，在線淬火＋離線回火工藝，在線淬火＋在線回火工藝。目前第三種工藝世界上僅JFE有一套，將Super-OLAC與HOP組合起來，在軋制線上完成調(diào)質(zhì)過程，可以靈活地改變軋制線上冷卻、加熱的模式，因此與傳統(tǒng)的離線熱處理相比，過去不可能進行的在線淬火－回火熱處理，可以依照需要自由地設計和實現(xiàn)，組織控制的自由度大幅度增加。應用該技術，JFE已經(jīng)完成了多批耐酸氣X65、X70管線鋼的供貨任務。

　　

　　在傳統(tǒng)的控制軋制和控制冷卻基礎上，軋后在線熱處理近年來得到迅速發(fā)展，成為TMCP（控軋控冷）技術研究的新熱點和前沿。在傳統(tǒng)的軋后冷卻方式（加速冷卻和直接淬火）基礎上，已經(jīng)開發(fā)出超快速冷卻和再加熱裝置等新型在線熱處理設備，并實現(xiàn)實際應用。該技術裝備涵蓋從加速冷卻的低冷速到直接淬火高冷速的全部冷速范圍，各種控制方式的開始點和終止點可以依據(jù)需要控制，冷卻路徑可以按照工藝要求進行靈活的控制和調(diào)整。因此，材料的相變可以處于工藝過程的精細掌控之中，這就為鋼鐵材料的減量化生產(chǎn)和性能增強提供了極為廣闊的空間。因此，加強軋后柔性化在線熱處理工藝、裝備、技術、產(chǎn)品的開發(fā)和應用已經(jīng)成為軋制技術研發(fā)的重要趨勢，我們需要予以極大的重視。