1、前言钢铁业的发展与人们的生产、生活息息相关。我国钢产量的迅速增加，导致了资源严重不足；受金融危机的影响，钢铁行业的竞争日益强烈，“降本增效”已经成为钢铁业发展的主要课题。用户为减少钢材使用量，对高性能钢的需求日益加大。2005年国家出台的《钢铁产业发展政策》的第八条也要求着力提高钢材使用效率，高强度、韧性、成形等性能钢的使用已经成为国家目标。
2、超快速冷却的作用
c-mn钢（或添加微量nb、ti），采用直接热轧加超快速冷却，利用细晶强化与相变强化相结合的机制，提高强度、韧性、成形性等性能。
使用超快速冷却生产的钢材与传统的析出强化型高强钢、cr-mo合金化热轧双相钢、热处理双相钢或trip钢相比，具有成本低廉、环境负荷小、易于再生等“生态环境材料”的特点，符合钢铁工业的可持续发展战略要求。
3、超快速冷却装置的原理及布置
超快速冷却（ufc）装置是通过减小出水口孔径，加密出水口，增加水压，以保证小流量的水流也能有足够的能量和冲击力击破水膜。根据其特点，可以认为超快速冷却系统通过流体直接冲击换热表面，使流动边界和热边界层大为减薄，从而大大提高了热/质传递效率，因此其具有射流冲击换热的特性。从换热机理来看，是通过扩大单相强制对流区的面积，减小膜沸腾换热区，来提高整个冷却系统的换热强度，从而达到热带钢超快速冷却的目的。
在精轧机组机架后增设一段超快速冷却装置，对经过精轧机组轧制后的钢材实现超快速冷却，得到所要求的控制温度。经过精轧变形的钢材内部积累大量的诸如位错等缺陷，经超快速冷却在这些区域快速形核，zui终形成细小的晶粒组织。
在现有的精调段之前（在粗调段的后半段）增设一段超快速冷却装置，该段与前一段超快速冷却及常规层流冷却系统配合使用，完善轧后控制冷却系统的功能，实现双相钢、trip钢、超级钢等钢种的生产。
3.1 在粗轧机出口增设一段超快速冷却装置
在粗轧机出口增设一段超快速冷却装置：间距30～40mm布孔，出水口直径3～5mm，冷却水带有 2～10 bar 的压力，向淋浴头一样喷向钢板。
这种超快速冷却装置的作用在于：
1）控制入精轧机的带坯温度；
2）在带坯温度过高时，提高生产效率；
3）提高钢材表面质量；
4）提高深冲性能。
为了确保韧性和焊接性，以获得高强度，超快速冷却技术将发挥极为重要的作用。福山厂厚板车间于1980年在世界上将快速冷却技术应用于厚板生产，1998年开发了采用新的水流控制技术实现zui大理论冷却速度的“super－olac”装置。快速冷却时的高速冷却速度不仅可以通过强化相变提高强度，而且还有助于组织的细化，并在减少合金元素的同时，还能提高韧性。应用这些的快速冷却装置的tmcp技术已能生产各种高强度管线钢。
福山热轧钢材厂开发的超快速冷却装置（super qlac-h），冷却速度可以达到700℃/s（厚度3mm），安装于轧机的出口，对钢板实行全面、均匀的冷却，该设备可以大幅度提高冷却温度控制精度，从而提高钢材的质量（通过晶粒细化、均匀化达到高强高韧化、焊接性稳定、加工性能提高）。
3.2 超快速冷却装置的布置
各个阶段的意义如下：
a）超快速冷却段l1主冷模式：以控制微合金元素的碳氮化物的析出为主的微合金化钢。
b）超快速冷却段l1＋超快速冷却段l2组合模式：显微组织以铁素体和贝氏体为主的双相钢及trip钢等
c）超快速冷却段l1+层流冷却组合模式：低成本高强度钢材的生产。
d）在热卷箱前增设超快速冷却段的主冷模式：显微组织为铁素体轧制为主的深冲结构钢。
项目实施后达到以下控制目标：
1）超快速冷却系统的冷却速率≥300℃/s；
2）超快速冷却系统能够达到生产超细晶粒钢、*高强钢所要求的冷却速度和冷却温度，并能够实现对温降路径的控制；
3）板带冷却均匀，超快速冷却目标卷取温度一般在550～680℃范围内时，带材表面无目测可见的红黑相间的斑马条；
4）在终轧温度同板温差±20℃以内的控制精度在96%以上时、在终轧厚度达到标准公差的1/4以内的控制精度在96%以上时，保证超快速冷却卷取温度同板温差±20℃以内的控制精度大于96%；
5）若在热卷箱前增设的超快速冷却段的设计zui大冷却能力为：对厚度40mm的中间坯料，通过该超快速冷却段后，进入热卷箱的坯料表面温度zui低可达到750℃。
4、实验室研究
超快速冷却的目的：控制冷却速度以达到改善钢材组织和性能的目的。
提高冷却速度可以使ar3降低，相变核增加，相变后的晶粒成长受到抑制，因此，f晶粒得以细化。
控制冷却对再结晶a相变后的晶粒细化效果没有对未再结晶a的晶粒细化效果显着。
用实验室热轧实验轧机及超快速冷却实验装置，模拟热连轧生产工艺。
利用超快速冷却（ufc）及加速冷却（acc）工艺，得到厚度为4mm的粒状贝氏体/马氏体复相钢和铁素体/马氏体双相钢。
实验证明：双相钢具有高强度、韧性、成形等性能，在试用过程中，无裂边，回弹小，试用情况良好，优于传统钢级。
5、经济效益
1）用q235生产345mpa，400mpa和部分490mp*别的产品将不再添加合金元素，每吨钢可节约生产成本20～40元，由于这部分钢材的产量很大，年经济效益很大。一般在1千万元以上。
2）可以实现钢种的柔性轧制。一种钢坯轧制多种产品。减少了很多工序，降低了大量的成本，提高了企业的竞争力。
3）生产600mp*别的产品添加微合金元素的总量不大于0.03%，与现有的品种，超高强度钢相比较，每吨钢可节约生产成本大约在200元左右，如果产量大，年经济效益很大。年产10万吨，效益在2千万元以上。
4）新一代汽车用热轧钢材，将广泛用于汽车用结构件的制造加工，如底盘纵、横梁，车厢纵、横梁，车轮的轮毂和轮辐，保险杠等，逐步取代原来较低强度级别的钢材，不仅促进汽车轻型化，降低油耗，更增加了汽车碰撞安全性。除了有可观的经济效益，更带来巨大的社会效益。
将超快速冷却技术用到同类钢种*水平的600～1000mp*高强度汽车用热轧钢板，按年产各种级别、低成本高强度汽车结构件用钢5万t计算，每吨钢附加值至少提高200元，增加经济效益近1千万元/年。
6、结论
在现今这样一个资源节约型的世界，采用直接热轧加超快速冷却，利用细晶强化与相变强化相结合的机制，提高强度、韧性、成形性等性能，不仅可以实现柔性轧制满足不同层次的需求又能提高钢材的力学性能。可以说对高强度化和适应使用环境的各种特性要求也是今后的发展趋势。
今后这些高强度、韧性、成形性等性能的钢将发挥越来越重要的作用，从而为世界的发展做出贡献。