成果所属行业领域为热轧板带钢生产。板带材普遍采用两阶段控制轧制工艺，即采用奥氏体再结晶区粗轧和奥氏体未再结晶区精轧相结合方式。传统板带材生产普遍采用传输辊道空冷待温的方法，其冷速慢、占用生产时间长、生产节奏慢，并严重制约生产效率。因此，板带材控轧生产中逐步采用了喷水冷却方法代替空冷方式简称中间冷却 IC，并在此基础上发展了中间冷却技术。超密冷却技术应用在轧后加速冷却工艺既避免水幕冷却的维护难题，又能克服常规加密层流因喷水 U 型管无法无限加密的缺陷。在冷却能力（冷却速度、换热能力）及调节范围较加密层流更为突出，保留了加密层流维护量小的优势。

2010 年来，北京科技大学通过反复的实验室试验研究，开发了应用于控制轧制中间坯及轧后控制冷却的超密度冷却装置，此装置能实现均匀冷却。此装置具有超密、冷却能力大及冷却均匀等特点。冷却喷头采用超密度喷射喷头；适应于低压水及中压水，能适应 0.10-1.0MPa 范围中压水要求；同时，中间冷却可以充分利用浊环水系统降低投资，增加水系统循环利用率，降低综合能耗；该技术可应用在中厚板和热连轧板带厂，布置于粗轧机与精轧机之间或中厚板生产线精轧机后；中间冷却技术应用后中间坯冷却均匀、多坯交叉轧制生产效率大幅提高、奥氏体晶粒细化、强韧性得到有效提高、钢板表面质量改善、氧化铁皮均匀及附着力强；轧后冷却后，实现 ACC/IDQ/DQ 工艺，进行高强钢开发及减量化生产。

技术优势：

超密 SUPIC-I 专利：中间冷却采用基于“超密核沸腾喷射机理”的超密 SUPIC冷却技术，具有冷却能力强、冷却均匀性好及表面质量好等优点；冷却均匀性好：采用多级新型阻尼，中间坯表面温度波动范围±18℃内；实现多工艺及自动摆动：可实现通过式、通过式摆动式及步进摆动冷却；摆动专利：一种热轧厚板摆动冷却方法，ZL201710474057.9，授权发明；一种适应多工艺的中厚板中间冷却方法，201911252672.0，申请发明；中压水防水锤技术：优化流体、冷却器设计及调速模块开闭实现防水锤；防水锤专利：一种中厚板防水锤方法，ZL202010057826.7，授权发明；新型预充水及自水冷防烤技术：新型冷却器采用预充水技术，结合“自水冷装置”防烤，冷却器可以实现≤3s 水完全充满及水快速关闭；不锈钢材质寿命长、易检修排污：采用全不锈钢材质寿命长（≥10 年），多处排污能够快速清洗；新型立体防撞技术：采用“出入口横梁+出入口护板+冷却两侧导板”新型立体设计保证中间冷却设备防中间坯撞；温度场仿真技术：指导冷却器设计解决横向、厚度方向温度均匀性问题，计算减少待温时间及提高产能的贡献；改善表面质量-氧化铁皮控制技术：减少高温及长时间待温，抑制氧化铁皮厚度，改善钢板表面质量；流体仿真技术：通过仿真 IC 冷却器气液两相-水占比情况，IC 冷却器速度云图及速度矢量图，指导 IC 流体冷却器及管路设计；机械装备三维建模及设计：三维建模实现高效、精准、一次成形智能化设计。

性能指标：中间冷却可以提高内在质量-再结晶晶粒大小控制技术：抑制晶粒长大细化晶粒，改善钢板内在质量，在保证延伸性能不变的基础上可以提高冲击功 30J 及强度 20MPa；减少奥氏体再结晶及未再结晶混晶，提高钢铁材料内在组织、性能均匀性。中间冷却冷却能力强：可满足 180mm 厚中间坯的冷却，50mm 厚中间坯最大冷却速度约 12℃/s，100mm 厚中间坯最大冷却速度约 4℃/s；中间冷却产能的提升：对于控制轧制，可以平均提高产能 5%-20%；轧后冷却冷却能力强：20mm 冷却速率 40℃/s；模型冷却精度高：采用新一代有限差分高精度数学模型，中间坯表面温度97.5%命中在目标温度范围内。

市场分析：

国内中厚板有近 90 条产线，粗精轧间目前已经上线中间冷却的产线不足20%，还有 80%的巨大空间。同时中间冷却能显著减少待温提高产能，市场前景广阔。

传统轧后冷却装置以加密管为主，冷却能力及均匀性均较差，面临着新一轮技术改造，超密快速冷却技术是最适合中厚板升级改造的技术，市场前景广阔。

经济效益分析：

1. 中间冷却工艺总经济效益：＞1000 万元/年

提高生产效率产能：600 万元/年；

提高性能：250 万元/年；

提高表面质量：150 万元/年。

2. 轧后快速冷却工艺总经济效益：＞1800 万元/年

TMCP 新工艺开发（Q370q、Q420q 、Q390GJ、Q420GJ）：600 万元/年；

新产品拓展（Q500、Q550、Q690）：600 万元/年；

减量化、降低合金消耗（Q460）：600 万元/年；

提高性能、板形合格率：板形及性能质量，ACC 材质量封锁率降低 50%。

成果亮点：

1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利 10 项，申请 18 项。

2. 成果来源：

中间冷却来自宝武鄂钢、重钢、三钢及南阳汉冶特钢等企业横向项目等；

轧后冷却来自宝武八钢、天钢、敬业及南阳汉冶特钢等企业横向项目等。

3. 技术先进性：国际先进/国内领先。

新一代超密度核沸腾喷射冷却技术，在保证水量水压不变前提下大幅提高冷却效率、冷却能力、冷却均匀性及综合产品质量，以 20mm 厚钢板为例，其冷却速度由 20℃/s 提高到 45℃/s；实现钢板表面从原来的“线冷却”升级至全覆盖的“面冷却”，实现由膜沸腾向核沸腾技术的重大突破，冷却均匀性大大提高，具有较宽的冷却速度调节范围，满足 ACC/IDQ/DQ 不同生产工艺要求；新一代不锈钢超材质密度冷却器具有耐蚀耐锈冷却均匀性好、寿命长（≥8年）、持续保证冷却均匀性，保证良好的冷却板形尤其是贝氏体高强钢的板形；采用最新型“人”字型吹扫装置，实现 360°全角吹扫，吹扫效果好，钢板表面没有残留水；二级数学模型作为控冷装备的“神经枢纽”，升级二级软硬件、数学模型及控制程序，大幅提高冷却数学模型精度尤其是贝氏体钢冷却的数学模型精度。