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一重冶金工程事业部-JCH1首钢京唐冷轧设备技术在钢铁产品的一般生产流程中，热轧钢材是基础，冷轧钢材为高端。当我们看完京唐公司的2250宽带钢热连轧机之后，很自然地就是要接着去看京唐公司的宽带钢冷连轧机。不过在参观之前，咱得先多少对冷轧钢板的知识有一点了解，否则啥也看不懂就没有意思了。现代化的薄板、带钢生产技术是一个国家钢铁工业发展水平的一项重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在工业生产比较发达的几个产钢大国中，薄板、带钢在钢材中所占的比例很大，一般达到或超过50％，特别是冷轧板占据很大部分，而热轧板的应用领域相对减少很多。钢板（带）如果按照生产方法来分类，第一类就是热轧钢板和钢带，第二类是冷轧钢板和钢带，而且热在先，冷在后，没有热轧钢板做为基板，就不能继续生产出冷轧钢板。按过去的习惯，钢铁业内通常把宽的钢板才称作“板”，窄的钢板要称为“带”，这与热轧钢材分宽窄本来是一样的。高端钢材价格也高，尤其是冷轧钢材价格远高于热轧钢材。只是近十几年来，由于高效率连轧机的出现，都把生产宽带钢与生产钢板卷等同起来看待，而且窄带钢也可以不再一根一根慢慢轧制，可以用宽带钢（钢板卷）快速纵剪一下子得到十几根，所以产品分宽窄的界限就被打破了。所以你要是跟业内人士谈业务，一下子说钢卷，一下子说宽带，其实是指同一种东西。不分热轧和冷轧产品，意思都一样。如果按照钢板的表面特征分类，在冷轧钢板及衍生品范围内，最主要的可分为几大类：一是冷轧光面板（包括硅钢板），二是镀层板（包括热镀板、电镀板），三是复合钢板，四是彩色涂层钢板。其中仅就镀层板来说，还要细分出镀锌板、镀锡板、镀铝板、镀铝锌硅板等若干个品种。按照卷板交货的应用品种上，冷轧钢板比较常见的主要有结构钢板（多用于制作其它镀层板和涂层板的基材，或制作大口径焊管），高端产品有汽车钢板、电工钢板（硅钢板）等。前面我们看到的“热连轧”过程，都是把钢坯加热到1200℃以上进行热态轧制的。然而，当轧制的钢材越薄，在热轧过程中的“温降”也就越大，即冷却速度会更快，所以温度分布也不均匀，往往薄的钢板（带）首尾温差较大。这就给轧制厚度小而长度大的薄钢板（钢带）出了一个难题。尽管轧件全部都通过了同一架轧机碾压，但是往往成品钢材前后端因为温度不同，造成压下变形量实际有差异，使钢材前后端的性能出现显著差异，或尺寸超出公差范围。当厚度小于一定限度时（很薄时），轧制过程中的温降很剧烈，以致根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。这时要获得热轧薄卷板就十分困难。因此，事实上存在着一个热轧厚度的下限值，当钢板厚度薄于这个值，热连轧机就没办法轧制了。上个世纪70年代初期，日本、法国、意大利、原西德等国曾经致力于在热连轧机的精轧机组后面，再增加第八、第九机架，用来生产更薄的1mm或0.8mm薄钢带，也就是企图使热轧钢带的加工“一步到位”。但是实践证明，从产品质量（工艺达不到）和设备（投资巨大）两方面来说这都是不可行的。一重冶金工程事业部-JCH2现代化的热连轧机目前设计可能轧出的最小厚度，也就是1.2mm，尽管国内外皆如此，但是在实际生产中仍然很少生产1.8mm或1.5mm以下的热轧板卷。即使是在今天，首钢迁钢2160轧机和京唐2250轧机这样高水平的热连轧机组，也很少能直接生产这么薄的钢板。在热轧难关出现之后，人类的创造性思维又开始了：能不能在原有的热轧工艺之后，采用全新的方法来加工更薄的钢板或钢带呢？在需求指导下（现在时髦的说法是“在市场指引下”），终于研究发展出了低于“再结晶温度”的轧制方法——冷轧工艺。在热轧钢材基础上进行新一轮的冷轧，可以获得硬度更高、性能更为优异的冷轧钢材产品。采用冷轧工艺，就不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。用现代冷连轧宽带轧机加双机架的二次冷轧方式，已经可以生产厚度为0.1－0.17mm的冷轧薄板作为镀锡原板，即使不经过二次冷轧也能生产0.2－3.5mm厚的冷轧薄板。用现代化的可逆式轧机可以生产出0.15－3.5mm厚的冷轧板，0.15－0.38mm厚的板带为一般薄板，0.07－0.25mm厚的为较薄薄板，0.025－0.05mm厚的板带为极薄薄板。用多辊冷轧机或窄带钢冷轧机可生产最薄达0.001mm的产品，也称为“极薄钢带”。我们常见同样规格（厚度）的钢板或钢带，冷轧产品的各项性能都全面超越了热轧产品。人们日常生活中接触的钢材制品（汽车、家用电器等），主要结构部件和外壳无一不用冷轧钢材。还有象硅钢片（siliconsteelsheets，在冶金行业通称为“电工钢”，我们搞电力和电气行业的习惯称为“矽钢片”），属于精密合金产品，占世界钢材产量1％上下，硅钢片是上世纪初（1906年）才代替低碳钢用来制造电机和变压器铁芯的，但是热轧产品性能不行，磁导率低、铁损高，到60年代后逐渐改为冷轧产品，目前国际市场上热轧硅钢片几乎已经消失，国内30多年来建设的所有冷连轧机生产的也全部都是高性能冷轧硅钢片。那么什么叫作“冷轧”呢？在金属学教科书上的说法是：加工温度低于该钢种在特定变形条件下的“再结晶温度”的压力加工，称为“冷加工”。物理名词“再结晶温度”与金属在退火时内在晶体的生长形态有关系，此处不具体解释了。铜和铝的再结晶温度大约是200℃上下，纯铁的再结晶温度高到450℃，而一般的“钢”因为含有碳或其他合金元素，或者含有其它杂质，再结晶温度还要比450℃更高。所以，冷轧工艺的“再结晶温度”界限一定是略高于450℃的。2009年武汉科技大学发表过一篇通过退火工序试验来研究冷轧薄板再结晶温度的文章，验证了这个温度界限，通过实验数字得出的结论是：再结晶开始温度大约为450℃，随着温度升高，钢板的硬度急剧下降；再结晶结束温度为650℃时，硬度达到最低值；超过650℃以后钢板硬度变化不大；根据“50％平台差法”确定实验钢种的再结晶温度约为550℃。而在实际工业上的习惯，称冷轧为“坯料事先不经过再加热的常温轧制过程”。然而尽管从1.5mm厚的热轧钢卷，要经过冷轧变为0.25mm至1mm的冷轧钢卷（厚度减少到原来的1／6到1／1.5），看似变形量远不如热轧时大（从230mm厚的钢坯压制到1.5mm厚的钢板，厚度减少到原来的1／154），但是这种“冷”状态下的轧制变形是非常困难的。一重冶金工程事业部-JCH3冷轧工艺流程自身有许多困难，不仅需要后续建造具有巨大轧制功率的冷轧机，而且在前期热轧工序里还要采取很多特殊的辅助工艺技术。例如，冷轧的每个道次变形量不大，它与前面热轧工序所形成的钢的“合金化组成和晶粒度大小”两方面因素有密切关系，如果热轧时的终轧温度越高（例如到840℃以上），变形强化系数就越低，晶粒就越均匀，在后面冷轧时每道次的变形量就能大一些，俗称“好轧”一些。我不是轧钢工艺专家，在此就不多解释了。冷轧薄板生产线作为钢铁生产最后一道工序，因其先进的工艺和技术、最高的产品定位及广阔的市场前景，成为衡量钢铁企业实力的重要依据。所以在80年代以后，国内各家国有或民营的钢铁企业都在具有热连轧钢板（带）之后，不遗余力地发展冷轧钢板（带）。冷轧板带钢产品极为广泛，具有代表性的产品有金属镀层板（镀锡板、镀锌板等）、深冲钢板（汽车板)、电工钢板与不锈钢板等，其全套工艺流程如下面这张图。冷轧板带全套产品的工艺流程，包含各主要产品类别，但是京唐公司冷轧厂不能生产不锈钢产品系列上图当中的“酸洗热轧带”，也叫热轧酸洗板卷，是专门在冷轧厂酸洗线上生产出来的一种经过特殊处理（酸洗）的热轧钢材。热轧酸洗板卷是国内市场的新兴产品，其表面质量和使用要求介于热轧板和冷轧板之间，“性价比”较高。目前国内具备专业生产酸洗板能力的企业还不多，所以酸洗板市场有较大的容量和利润空间。在首钢旗下的迁钢公司冷轧作业部，就有这样一条年产70万吨的生产线。一重冶金工程事业部-JCH4深冲压冷轧薄钢板多半是采用铝脱氧的镇静钢，属于优质碳素结构钢，由于它的塑性非常好，具有优良的深拉延特性，在冲压模具内可以连续进行复杂变形、充满型腔，却不会开裂，所以被广泛用于需要比较复杂结构的深拉延（深冲压）的制品上。中国大规模发展汽车工业之后，自产深冲板远远不够用，所以很多钢铁企业都在十几年期间拼命扩展冷轧深冲汽车板的产量，对于国产品牌汽车的大发展立下汗马功劳。上图中有关电工硅钢和不锈钢的两部分，我就不介绍了，因为京唐公司到目前为止还没有轧制电工硅钢板卷（迁钢有此产品），也没有生产不锈钢板卷的能力，集中谈谈其它主要产品。带钢的冷轧工艺诞生于19世纪中叶的德国，当时还只能生产宽度20－25mm的冷轧带钢。美国在1887年生产出宽度为150mm的低碳带钢，1880年以后冷轧带钢生产在德国、美国发展很快，产品宽度不断扩大，产品质量也提高很多，冷轧板光洁度比热轧板高很多，性能好、品种多，通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理恰当配合，可以在比较宽的范围内满足用户的要求。我们可以通过图片来简要回顾一下冷轧机的发展过程。从单机架、小批量生产，如何发展到多机架连续作业的大工业生产方式。上世纪80年代照片：用这种小型单机架冷轧机生产冷轧窄带钢，是我国当时小作坊式生产的代表原首钢在1983年兼并的北京冶金研究所（位于清河，曾改名首钢冶金研究院，后改制为“北京北冶功能材料有限公司”）里，有一套从德国进口的森德威（SINDWIG）20辊极薄带冷轧机，是与森吉米尔（Sendzimir）轧机齐名的，在一重冶金工程事业部-JCH5国内也是最先进的。它生产的冷轧合金薄钢带属于国防应用的“高精尖”产品，其中一部分极薄的精密钢带产品，专供潜射导弹及航天火箭，如果用热轧方法是不可能生产出来的。但是国内外这类轧机的生产批量都不大，年产两三千吨都算多的。上世纪80年代照片：首钢冶金研究院20辊森德威薄带冷轧机正在生产极薄钢带一重冶金工程事业部-JCH6中国进口的森吉米尔单机架20辊可逆式冷轧机，正在自动轧制20微米厚的超薄精密带钢单机架、双机架乃至三机架的冷轧机，特别是轧制幅宽比较窄的带钢，生产效率都不高。但是这种生产模式至今也没有完全被淘汰，原因是它适合生产小规格、小批量的冷轧带钢产品，自然有它存在的意义和市场。可是对于特大型钢铁联合企业来说，这种小批量的生产模式就不适应了，大型企业考虑的是具有年产几百万吨的设备能力，如何高速度、高质量地生产出冷轧钢卷的问题。一重冶金工程事业部-JCH7三机架冷轧机组在生产冷带，这种轧制形式至今还存在于一些国内小钢厂2003年时我国某企业的冷轧带钢生产车间，还可以明显见到小批量、单卷的产品四处堆放宽的冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。1920年美国第一次用单机架冷轧机轧制出宽带钢，并且很快由不可逆式轧制跨入可逆式轧制。1926年阿姆柯公司（ARMCO）巴特勒工厂建成世界上第一套三机架四辊串列式冷连轧机。日本稍慢一步，1938年才在东洋钢板公司所属松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始生产冷轧薄板，1940年在位于日本西部的广畑钢铁厂（新一重冶金工程事业部-JCH8日铁前身之一，现为新日铁分厂）建立了第一套四机架的1420mm冷连轧机。1951年苏联在新利佩茨克钢铁公司建设了一套2030mm全连续式的五机架冷轧机，年产达到250万吨。最有发展前途、代表大规模工业生产能力的，是连续式、不可逆运转的多机架冷轧机。冷轧机按轧辊的辊系结构，分为二辊式、四辊式和多辊式冷轧机，最多的有30多个轧辊可逆式和连续串列式冷轧机架的布置形式左为常见五机架四辊冷连轧机，右为五机架六辊冷连轧机（京唐冷轧用此型轧机）一重冶金工程事业部-JCH9国内几个钢厂典型的冷连轧机的轧辊布置国内某钢厂的SMS五机架串联式冷轧机一重冶金工程事业部-JCH10国内一般的冷轧钢卷成品（未包装），外观特征就是比热轧钢卷要光洁明亮冷轧带钢经过平整，除了成卷出售，按其它规格交货之前都要根据用户要求进行剪切。按单张交货的要横切（业内通称为“开平板”），配备高速横