在鋼鐵產(chǎn)品的一般生產(chǎn)流程中,，熱軋鋼材是基礎(chǔ)，冷軋鋼材為高端,。當我們看完京唐公司的2250寬帶鋼熱連軋機之后，很自然地就是要接著去看京唐公司的寬帶鋼冷連軋機,。

不過在參觀之前,，咱得先多少對冷軋鋼板的知識有一點了解,，否則啥也看不懂就沒有意思了,。

現(xiàn)代化的薄板、帶鋼生產(chǎn)技術(shù)是一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的一項重要標志,。薄鋼板除了供汽車,、農(nóng)機,、化工、食品罐頭,、建筑,、電器等工業(yè)使用外，還與日常生活有直接關(guān)系,，如家用電冰箱,、洗衣機、電視機等都需要薄鋼板,。因而在工業(yè)生產(chǎn)比較發(fā)達的幾個產(chǎn)鋼大國中，薄板,、帶鋼在鋼材中所占的比例很大，一般達到或超過50％,，特別是冷軋板占據(jù)很大部分，而熱軋板的應(yīng)用領(lǐng)域相對減少很多,。

鋼板（帶）如果按照生產(chǎn)方法來分類，第一類就是熱軋鋼板和鋼帶,，第二類是冷軋鋼板和鋼帶,，而且熱在先，冷在后,，沒有熱軋鋼板做為基板，就不能繼續(xù)生產(chǎn)出冷軋鋼板,。按過去的習慣，鋼鐵業(yè)內(nèi)通常把寬的鋼板才稱作“板”,，窄的鋼板要稱為“帶”，這與熱軋鋼材分寬窄本來是一樣的,。高端鋼材價格也高,，尤其是冷軋鋼材價格遠高于熱軋鋼材,。只是近十幾年來，由于高效率連軋機的出現(xiàn),，都把生產(chǎn)寬帶鋼與生產(chǎn)鋼板卷等同起來看待,，而且窄帶鋼也可以不再一根一根慢慢軋制,，可以用寬帶鋼（鋼板卷）快速縱剪一下子得到十幾根，所以產(chǎn)品分寬窄的界限就被打破了,。所以你要是跟業(yè)內(nèi)人士談業(yè)務(wù)，一下子說鋼卷,，一下子說寬帶，其實是指同一種東西,。不分熱軋和冷軋產(chǎn)品，意思都一樣,。

如果按照鋼板的表面特征分類，在冷軋鋼板及衍生品范圍內(nèi),，最主要的可分為幾大類：一是冷軋光面板（包括硅鋼板），二是鍍層板（包括熱鍍板、電鍍板）,，三是復(fù)合鋼板，四是彩色涂層鋼板,。其中僅就鍍層板來說,，還要細分出鍍鋅板,、鍍錫板,、鍍鋁板、鍍鋁鋅硅板等若干個品種,。

按照卷板交貨的應(yīng)用品種上，冷軋鋼板比較常見的主要有結(jié)構(gòu)鋼板（多用于制作其它鍍層板和涂層板的基材,，或制作大口徑焊管）,，高端產(chǎn)品有汽車鋼板、電工鋼板（硅鋼板）等,。

前面我們看到的“熱連軋”過程，都是把鋼坯加熱到1200℃以上進行熱態(tài)軋制的,。然而,，當軋制的鋼材越薄,，在熱軋過程中的“溫降”也就越大,，即冷卻速度會更快，所以溫度分布也不均勻,，往往薄的鋼板（帶）首尾溫差較大。這就給軋制厚度小而長度大的薄鋼板（鋼帶）出了一個難題,。盡管軋件全部都通過了同一架軋機碾壓，但是往往成品鋼材前后端因為溫度不同，造成壓下變形量實際有差異,，使鋼材前后端的性能出現(xiàn)顯著差異，或尺寸超出公差范圍,。當厚度小于一定限度時（很薄時）,，軋制過程中的溫降很劇烈,，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度,。這時要獲得熱軋薄卷板就十分困難。因此,，事實上存在著一個熱軋厚度的下限值，當鋼板厚度薄于這個值,，熱連軋機就沒辦法軋制了,。 

上個世紀70年代初期,，日本,、法國、意大利,、原西德等國曾經(jīng)致力于在熱連軋機的精軋機組后面，再增加第八,、第九機架，用來生產(chǎn)更薄的1mm或0.8mm薄鋼帶,，也就是企圖使熱軋鋼帶的加工“一步到位”。但是實踐證明,，從產(chǎn)品質(zhì)量（工藝達不到）和設(shè)備（投資巨大）兩方面來說這都是不可行的,。

現(xiàn)代化的熱連軋機目前設(shè)計可能軋出的最小厚度，也就是1.2mm,，盡管國內(nèi)外皆如此,，但是在實際生產(chǎn)中仍然很少生產(chǎn)1.8mm或1.5mm以下的熱軋板卷,。即使是在今天，首鋼遷鋼2160軋機和京唐2250軋機這樣高水平的熱連軋機組,，也很少能直接生產(chǎn)這么薄的鋼板。

在熱軋難關(guān)出現(xiàn)之后,，人類的創(chuàng)造性思維又開始了：能不能在原有的熱軋工藝之后,，采用全新的方法來加工更薄的鋼板或鋼帶呢,？在需求指導(dǎo)下（現(xiàn)在時髦的說法是“在市場指引下”）,，終于研究發(fā)展出了低于“再結(jié)晶溫度”的軋制方法——冷軋工藝,。在熱軋鋼材基礎(chǔ)上進行新一輪的冷軋，可以獲得硬度更高,、性能更為優(yōu)異的冷軋鋼材產(chǎn)品。

采用冷軋工藝,，就不存在熱軋溫降與溫度不均勻的弊病,，可以得到厚度更薄,、精度更高的冷軋帶鋼和冷軋薄板,。用現(xiàn)代冷連軋寬帶軋機加雙機架的二次冷軋方式,，已經(jīng)可以生產(chǎn)厚度為0.1－0.17mm的冷軋薄板作為鍍錫原板，即使不經(jīng)過二次冷軋也能生產(chǎn)0.2－3.5mm厚的冷軋薄板,。用現(xiàn)代化的可逆式軋機可以生產(chǎn)出0.15－3.5mm厚的冷軋板，0.15－0.38mm厚的板帶為一般薄板,，0.07－0.25mm厚的為較薄薄板，0.025－0.05mm厚的板帶為極薄薄板,。用多輥冷軋機或窄帶鋼冷軋機可生產(chǎn)最薄達0.001mm的產(chǎn)品，也稱為“極薄鋼帶”,。

我們常見同樣規(guī)格（厚度）的鋼板或鋼帶,，冷軋產(chǎn)品的各項性能都全面超越了熱軋產(chǎn)品,。人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的鋼材制品（汽車,、家用電器等）,，主要結(jié)構(gòu)部件和外殼無一不用冷軋鋼材,。

還有象硅鋼片（silicon steel sheets，在冶金行業(yè)通稱為“電工鋼”,，我們搞電力和電氣行業(yè)的習慣稱為“矽鋼片”）,，屬于精密合金產(chǎn)品,，占世界鋼材產(chǎn)量1％上下,，硅鋼片是上世紀初（1906年）才代替低碳鋼用來制造電機和變壓器鐵芯的,，但是熱軋產(chǎn)品性能不行,，磁導(dǎo)率低,、鐵損高，到60年代后逐漸改為冷軋產(chǎn)品,，目前國際市場上熱軋硅鋼片幾乎已經(jīng)消失，國內(nèi)30多年來建設(shè)的所有冷連軋機生產(chǎn)的也全部都是高性能冷軋硅鋼片,。

那么什么叫作“冷軋”呢？在金屬學教科書上的說法是：加工溫度低于該鋼種在特定變形條件下的“再結(jié)晶溫度”的壓力加工,，稱為“冷加工”。物理名詞“再結(jié)晶溫度”與金屬在退火時內(nèi)在晶體的生長形態(tài)有關(guān)系,，此處不具體解釋了。銅和鋁的再結(jié)晶溫度大約是200℃上下,，純鐵的再結(jié)晶溫度高到450℃，而一般的“鋼”因為含有碳或其他合金元素,，或者含有其它雜質(zhì),，再結(jié)晶溫度還要比450℃更高,。所以，冷軋工藝的“再結(jié)晶溫度”界限一定是略高于450℃的,。2009年武漢科技大學發(fā)表過一篇通過退火工序試驗來研究冷軋薄板再結(jié)晶溫度的文章，驗證了這個溫度界限,，通過實驗數(shù)字得出的結(jié)論是：再結(jié)晶開始溫度大約為450℃，隨著溫度升高,，鋼板的硬度急劇下降,；再結(jié)晶結(jié)束溫度為650℃時，硬度達到最低值,；超過650℃以后鋼板硬度變化不大；根據(jù)“50％平臺差法”確定實驗鋼種的再結(jié)晶溫度約為550℃,。

而在實際工業(yè)上的習慣,，稱冷軋為“坯料事先不經(jīng)過再加熱的常溫軋制過程”,。然而盡管從1.5mm厚的熱軋鋼卷,，要經(jīng)過冷軋變?yōu)?.25mm至1mm的冷軋鋼卷（厚度減少到原來的1／6到1／1.5），看似變形量遠不如熱軋時大（從230mm厚的鋼坯壓制到1.5mm厚的鋼板,，厚度減少到原來的1／154）,，但是這種“冷”狀態(tài)下的軋制變形是非常困難的,。

冷軋工藝流程自身有許多困難,，不僅需要后續(xù)建造具有巨大軋制功率的冷軋機，而且在前期熱軋工序里還要采取很多特殊的輔助工藝技術(shù),。例如，冷軋的每個道次變形量不大,，它與前面熱軋工序所形成的鋼的“合金化組成和晶粒度大小”兩方面因素有密切關(guān)系,，如果熱軋時的終軋溫度越高（例如到840℃以上），變形強化系數(shù)就越低,，晶粒就越均勻,，在后面冷軋時每道次的變形量就能大一些，俗稱“好軋”一些,。我不是軋鋼工藝專家,，在此就不多解釋了。

冷軋薄板生產(chǎn)線作為鋼鐵生產(chǎn)最后一道工序,，因其先進的工藝和技術(shù),、最高的產(chǎn)品定位及廣闊的市場前景，成為衡量鋼鐵企業(yè)實力的重要依據(jù),。所以在80年代以后,，國內(nèi)各家國有或民營的鋼鐵企業(yè)都在具有熱連軋鋼板（帶）之后，不遺余力地發(fā)展冷軋鋼板（帶）,。冷軋板帶鋼產(chǎn)品極為廣泛,，具有代表性的產(chǎn)品有金屬鍍層板（鍍錫板,、鍍鋅板等）、深沖鋼板（汽車板),、電工鋼板與不銹鋼板等,，其全套工藝流程如下面這張圖。

冷軋板帶全套產(chǎn)品的工藝流程,，包含各主要產(chǎn)品類別,，但是京唐公司冷軋廠不能生產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)品系列

上圖當中的“酸洗熱軋帶”，也叫熱軋酸洗板卷,，是專門在冷軋廠酸洗線上生產(chǎn)出來的一種經(jīng)過特殊處理（酸洗）的熱軋鋼材,。熱軋酸洗板卷是國內(nèi)市場的新興產(chǎn)品，其表面質(zhì)量和使用要求介于熱軋板和冷軋板之間,，“性價比”較高,。目前國內(nèi)具備專業(yè)生產(chǎn)酸洗板能力的企業(yè)還不多，所以酸洗板市場有較大的容量和利潤空間,。在首鋼旗下的遷鋼公司冷軋作業(yè)部,，就有這樣一條年產(chǎn)70萬噸的生產(chǎn)線。

深沖壓冷軋薄鋼板多半是采用鋁脫氧的鎮(zhèn)靜鋼,，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,，由于它的塑性非常好，具有優(yōu)良的深拉延特性,，在沖壓模具內(nèi)可以連續(xù)進行復(fù)雜變形,、充滿型腔，卻不會開裂,，所以被廣泛用于需要比較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的深拉延（深沖壓）的制品上,。中國大規(guī)模發(fā)展汽車工業(yè)之后，自產(chǎn)深沖板遠遠不夠用,，所以很多鋼鐵企業(yè)都在十幾年期間拼命擴展冷軋深沖汽車板的產(chǎn)量,，對于國產(chǎn)品牌汽車的大發(fā)展立下汗馬功勞。

上圖中有關(guān)電工硅鋼和不銹鋼的兩部分,，我就不介紹了,，因為京唐公司到目前為止還沒有軋制電工硅鋼板卷（遷鋼有此產(chǎn)品），也沒有生產(chǎn)不銹鋼板卷的能力,，集中談?wù)勂渌饕a(chǎn)品,。

帶鋼的冷軋工藝誕生于19世紀中葉的德國，當時還只能生產(chǎn)寬度20－25mm的冷軋帶鋼,。美國在1887年生產(chǎn)出寬度為150mm的低碳帶鋼,，1880年以后冷軋帶鋼生產(chǎn)在德國,、美國發(fā)展很快,，產(chǎn)品寬度不斷擴大,，產(chǎn)品質(zhì)量也提高很多，冷軋板光潔度比熱軋板高很多,，性能好,、品種多，通過一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當配合,，可以在比較寬的范圍內(nèi)滿足用戶的要求,。

我們可以通過圖片來簡要回顧一下冷軋機的發(fā)展過程。從單機架,、小批量生產(chǎn),，如何發(fā)展到多機架連續(xù)作業(yè)的大工業(yè)生產(chǎn)方式。

上世紀80年代照片：用這種小型單機架冷軋機生產(chǎn)冷軋窄帶鋼,，是我國當時小作坊式生產(chǎn)的代表

原首鋼在1983年兼并的北京冶金研究所（位于清河,，曾改名首鋼冶金研究院，后改制為“北京北冶功能材料有限公司”）里,，有一套從德國進口的森德威（SINDWIG）20輥極薄帶冷軋機,，是與森吉米爾（Sendzimir）軋機齊名的，在國內(nèi)也是最先進的,。它生產(chǎn)的冷軋合金薄鋼帶屬于國防應(yīng)用的“高精尖”產(chǎn)品,，其中一部分極薄的精密鋼帶產(chǎn)品，專供潛射導(dǎo)彈及航天火箭,，如果用熱軋方法是不可能生產(chǎn)出來的,。但是國內(nèi)外這類軋機的生產(chǎn)批量都不大，年產(chǎn)兩三千噸都算多的,。

上世紀80年代照片：首鋼冶金研究院20輥森德威薄帶冷軋機正在生產(chǎn)極薄鋼帶

中國進口的森吉米爾單機架20輥可逆式冷軋機,，正在自動軋制20微米厚的超薄精密帶鋼

單機架、雙機架乃至三機架的冷軋機,，特別是軋制幅寬比較窄的帶鋼,，生產(chǎn)效率都不高。但是這種生產(chǎn)模式至今也沒有完全被淘汰,，原因是它適合生產(chǎn)小規(guī)格,、小批量的冷軋帶鋼產(chǎn)品，自然有它存在的意義和市場,?？墒菍τ谔卮笮弯撹F聯(lián)合企業(yè)來說，這種小批量的生產(chǎn)模式就不適應(yīng)了,，大型企業(yè)考慮的是具有年產(chǎn)幾百萬噸的設(shè)備能力,，如何高速度、高質(zhì)量地生產(chǎn)出冷軋鋼卷的問題。

三機架冷軋機組在生產(chǎn)冷帶,，這種軋制形式至今還存在于一些國內(nèi)小鋼廠

2003年時我國某企業(yè)的冷軋帶鋼生產(chǎn)車間,，還可以明顯見到小批量、單卷的產(chǎn)品四處堆放

寬的冷軋薄板（鋼帶）是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,。1920年美國第一次用單機架冷軋機軋制出寬帶鋼,，并且很快由不可逆式軋制跨入可逆式軋制。1926年阿姆柯公司（ARMCO）巴特勒工廠建成世界上第一套三機架四輥串列式冷連軋機,。日本稍慢一步,，1938年才在東洋鋼板公司所屬松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋機，開始生產(chǎn)冷軋薄板,，1940年在位于日本西部的廣畑鋼鐵廠（新日鐵前身之一,，現(xiàn)為新日鐵分廠）建立了第一套四機架的1420mm冷連軋機。1951年蘇聯(lián)在新利佩茨克鋼鐵公司建設(shè)了一套2030mm全連續(xù)式的五機架冷軋機,，年產(chǎn)達到250萬噸,。最有發(fā)展前途、代表大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)能力的,，是連續(xù)式,、不可逆運轉(zhuǎn)的多機架冷軋機。

冷軋機按軋輥的輥系結(jié)構(gòu),，分為二輥式,、四輥式和多輥式冷軋機，最多的有30多個軋輥

可逆式和連續(xù)串列式冷軋機架的布置形式

左為常見五機架四輥冷連軋機,，右為五機架六輥冷連軋機（京唐冷軋用此型軋機）

國內(nèi)幾個鋼廠典型的冷連軋機的軋輥布置

國內(nèi)某鋼廠的SMS五機架串聯(lián)式冷軋機

國內(nèi)一般的冷軋鋼卷成品（未包裝）,，外觀特征就是比熱軋鋼卷要光潔明亮

冷軋帶鋼經(jīng)過平整，除了成卷出售,，按其它規(guī)格交貨之前都要根據(jù)用戶要求進行剪切,。按單張交貨的要橫切（業(yè)內(nèi)通稱為“開平板”），配備高速橫切飛剪,，可以生產(chǎn)整齊的盒裝冷軋平板,。按窄條帶鋼成卷交貨的應(yīng)縱切（業(yè)內(nèi)通稱為“縱剪帶”），把寬帶鋼同時剪裁為幾條乃至十幾條窄帶鋼,。無論是橫切還是縱剪,，成品冷軋鋼材的生產(chǎn)速度都比一張一張或一條一條地單獨軋制要快數(shù)十倍，生產(chǎn)效率大大提高,。有了這種軋鋼機和剪切設(shè)備,，再也不需要那種分散式“小作坊”生產(chǎn)設(shè)備了。這種從一條生產(chǎn)線出來之后“一變?nèi)保ɡ滠垖拵т摼?、冷軋窄帶,、冷軋平鋼板）的生產(chǎn)模式，真正體現(xiàn)了大工業(yè)的自動化、高效率的冷軋鋼材生產(chǎn),。

武鋼（天津）鋼材加工有限公司剪裁線的縱剪機,，正在把冷軋寬帶鋼剪成10條窄帶

一卷冷軋寬帶經(jīng)過縱剪成為十一卷成品冷軋窄帶，軋機效率提高數(shù)十倍

冷軋鋼卷切為平鋼板（開平板）的原理圖

冷軋中寬帶鋼

首鋼遷鋼第一冷軋廠的冷軋寬帶鋼卷

冷軋板帶生產(chǎn)的工序和工藝流程與產(chǎn)品緊密相關(guān),，隨著產(chǎn)品的要求不同,，工藝流程也有所不同,。其中除了冷軋環(huán)節(jié)之外,，在熱軋當中所沒有的酸洗、退火工藝也是大家不容易見到,、非常感興趣的,。

冷軋板帶鋼產(chǎn)品是以熱軋板帶鋼作為原料，因其表面有鋼板在精軋后冷卻期間或存放期間形成的氧化層（我們稱之為“三次鐵皮”,，以區(qū)別鋼坯在加熱爐內(nèi)生成的“一次鐵皮”,，以及粗軋之后在中間坯表面生成的“二次鐵皮”），所以在冷軋開始之前要把這一層比較密實的氧化層清除掉,。由于冷軋的工藝不再加熱,，也就不可能使氧化層開裂并用高壓水沖去（即所謂“熱態(tài)”清除），所以得用新的方法做“冷態(tài)”清除,。

所謂“酸洗”就是在冷態(tài)下用一種化學方法清除金屬表面氧化鐵皮的過程,，通常也叫化學酸洗，根據(jù)不同的金屬基材,，分為采用鹽酸,、硫酸、硝酸,、磷酸,、氫氟酸等不同種類。清洗熱軋板卷表面通常用的是鹽酸（HCI),，世界各國的鹽酸酸洗機組用的鹽酸濃度都不超過20％,。

酸洗是冷軋生產(chǎn)的第一道工序。下面這張示意圖是用鹽酸清洗熱軋鋼卷表面,，除了鹽酸與氧化鐵皮直接發(fā)生溶解作用、使其脫落之外,，鹽酸溶液與氧化鐵皮相遇,，同時從縫隙滲入基體（鋼板）后與鐵相遇,，這兩種情況下都會發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣,，氫氣的膨脹會產(chǎn)生一種機械剝離作用，能把氧化鐵皮從鋼板表面加速“扒”下來,。但是這也意味著，酸洗速度必須非?？欤駝t鋼板就會出現(xiàn)被強酸局部溶解（腐蝕）的新問題,。隨后還必須立即用冷高壓水對鋼卷進行沖洗,，祛除酸液殘留,，防止腐蝕。

在酸洗過程中,，熱軋鋼板表面的氧化鐵皮迅速減少

因此現(xiàn)代化的大批量冷軋鋼卷生產(chǎn)都是把酸洗設(shè)備與冷軋設(shè)備連接在一起，在鋼鐵業(yè)內(nèi)通常被稱為“酸軋機組”,，從酸洗工序到冷軋工序之間的過渡非常短，在酸洗后以最快的速度進行冷軋,，幾乎不停留,。冷軋完之后的鋼卷也是盡快給它“再穿衣服”（冷軋板或板卷要直接密封包裝,，或加工為鍍層板,、涂層版），隔絕空氣,，就能避免冷軋之后的基板被再次氧化,。

酸洗槽里要砌筑專門的“耐酸堿瓷磚”,，是以石英、長石,、粘土為主要原料制成的耐腐蝕襯砌。早期的酸洗槽都比較深,，在1米到1.2米左右,，稱為“深槽酸洗”,。70年代后逐步應(yīng)用“淺槽酸洗”,，深度降到0.4米到1米之間,。1983年德國人發(fā)明了“淺槽紊流酸洗”，酸液深度小于400mm,，有很多好處，例如酸洗時間縮短到原來的65％,、酸洗后每平方米的殘留物≤50mg等，所以現(xiàn)代冷連軋幾乎都選擇這種淺槽紊流酸洗方法,。

寶鋼某酸軋機組的酸洗槽正在進行防腐施工（砌筑耐酸堿瓷磚）

太鋼不銹冷軋廠的臥式酸洗槽

帶鋼在酸洗槽（揭開蓋子）內(nèi)通過時的景象

酸洗機組分為連續(xù)臥式,、連續(xù)塔式和半連續(xù)式（也叫推拉式或推式）三種,，它們各有特點,。

連續(xù)式酸洗的工藝是先要把每一個熱軋鋼卷展開，再把前一個鋼卷與后一個鋼卷之間的頭尾都焊接起來,，使帶鋼本體連續(xù)地通過酸洗槽,。因而設(shè)備龐大，投資偏高,，各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)節(jié)奏必須完全同步，組織生產(chǎn)不靈活,，一旦中途停止后重啟機組很是麻煩（需要全線從頭到尾重新“引帶”，引帶也叫穿帶,，京唐一冷軋1700酸軋機組僅酸洗線穿帶一次要花費4－5小時，五機架軋鋼機和卷取機再穿帶要2小時,，合計6－7小時，還要耗用數(shù)十人力）,，但是它非常適合大批量地進行同種鋼卷酸洗作業(yè)，與后面的冷連軋機可以“無縫接續(xù)”,，生產(chǎn)效率很高，帶鋼的平直度也好,。

馬鋼2130冷酸連軋機組穿帶：熱軋帶鋼通過入口段，牽引而出,，即將進入酸洗段（二十冶圖片）

首鋼遷鋼公司冷軋廠酸軋機組正在進行穿帶作業(yè)的場景（視頻截圖）

連續(xù)式酸洗由于各段（原料準備段、酸洗工藝段,、成品段）工作速度上有差異，既要保持各段工作狀態(tài)的相對獨立性,，又保持鋼帶不停頓地連續(xù)酸洗,，因此無論是臥式還是塔式,，都要在每兩段之間（進口／出口）設(shè)立活套車（在我國臺灣稱為“環(huán)圈車”）,，以“活套”的形式儲備寬帶鋼，儲量不固定,，尤其是在裝鋼卷,、焊接和卸鋼卷時,，酸洗機組就使用活套車里的儲備鋼卷。

水平活套小車的結(jié)構(gòu)和原理示意圖,，酸洗機組一般要配兩組活套

酸洗槽下方安裝水平活套，充分利用空間（武鋼三冷軋）

塔式機組的酸洗塔有的高達30米,，還分為單塔、雙塔和多塔,，對酸液密封要求較高,，絕對不能在空中外溢（否則可是“空中飛來橫禍”?。５沁@個高大的酸洗塔割裂了廠房內(nèi)的吊車通道,，設(shè)備維修不便,，停機后重新穿鋼帶很困難。而臥式機組雖然占地面積比較大,，設(shè)備結(jié)構(gòu)卻相對簡單,，維護也方便,。全世界年產(chǎn)100－200萬噸以上的冷軋生產(chǎn)線都使用臥式酸洗機組,，因此我國鋼鐵企業(yè)也由于引進技術(shù)的原因，只有很少幾套塔式機組,，多使用臥式酸洗機組。首鋼京唐公司的冷軋生產(chǎn)線也都是連續(xù)臥式酸洗,。

而推拉式（半連續(xù)式）酸洗工藝，前后兩個熱軋鋼卷之間并不焊接,，每卷帶鋼都用夾送輥依次“咬入”,，推送向前，酸洗后這個鋼卷要再次卷起來,，它是逐卷間斷地通過酸洗機組的。它的設(shè)備相對簡單,，投資低，適合靈活組織不同的冷軋板卷生產(chǎn),，重新啟動機組時不用“引帶”,。它的缺點也比較明顯,，一是鋼卷不是直接從酸洗工序進入冷軋工序，多了一道卷取,，因而鋼卷還有在過渡期間再次被氧化的危險；二是生產(chǎn)效率低,，產(chǎn)品的平直度也差一些，可能每一個鋼卷之間都有差異,。我國的推拉式酸洗機組已經(jīng)完全國產(chǎn)化，年生產(chǎn)能力都超過50萬噸,。在首鋼的遷鋼公司冷軋廠,，就有一套年產(chǎn)70萬噸的推拉式熱軋寬帶酸洗機組,，在不久前的2012年9月27日順利完成首卷熱軋酸洗卷的生產(chǎn)。

半連續(xù)式（推拉式）酸洗機組示意圖,，只卷一個鋼卷，不需要活套

連續(xù)臥式酸洗機組示意圖,，水平活套存儲的帶鋼長度可以達到酸洗槽的四倍以上，容量很大

連續(xù)塔式酸洗機組（單塔）示意圖,，這里用的活套都是立式的（儲存的鋼帶在塔架或地坑中伸展）

立式活套結(jié)構(gòu)示意圖

左面是有地坑的活套，在同樣占地面積下可以儲存更多帶鋼,，但是設(shè)備復(fù)雜,；右面是無地坑活套

經(jīng)過酸洗后的鋼卷就進入冷軋過程,。根據(jù)成品厚度的不同，連續(xù)式冷軋機組的機架總數(shù)各異,，軋制越薄的帶鋼，機架數(shù)就越多,。早期的三機架帶鋼冷連軋機，主要用來生產(chǎn)0.6mm－2.0mm厚的汽車鋼板,，所用原料厚度為2.5mm－4mm，總壓下率達60％,。四機架帶鋼冷連軋機是從五、六十年代開始發(fā)展,，適應(yīng)性較強，生產(chǎn)規(guī)格擴大到厚度為0.35mm－2.7mm,，總壓下率達70％－80％，逐漸取代了三機架帶鋼冷連軋機,。四機架帶鋼冷連軋機的輥身長度約1400mm－2500mm。五機架冷連軋機嚴格來說是從四機架延伸出來的,，它的輥身長度與四機架是基本重疊的,。

以前我一直很奇怪，為什么中國沒有六機架的冷連軋機呢,？機架多一個不是可以分散壓下量么。但是后來才知道,，60年代國外發(fā)展六機架冷連軋機是為了專門生產(chǎn)寬度不超過1450mm的鍍錫原板,，產(chǎn)品可以薄到0.09mm以下,！這些年以來為了生產(chǎn)特薄的鍍層鋼帶（僅厚0.065mm－0.15mm）,，很多冷軋企業(yè)已經(jīng)在四機架或五機架冷軋機之外，增加了一套兩機架或三機架的“二次冷軋機組”,，形成了“兩步走”工藝，這些特薄帶鋼的產(chǎn)量又不是動輒需要百萬噸級,，所以平時開動五機架冷連軋就夠用了，很少再建造軋速極高（超過每秒40米）的六機架機組,。

具體到冷連軋機的實際應(yīng)用，關(guān)鍵在一個“連”字上,。常規(guī)的五機架帶鋼冷連軋機的最末一架水平軋制速度高達每分鐘1500－2250米（每秒37.5米），速度極快,，因此四機架或五機架冷軋機怎樣與它前后的設(shè)備在如此高速下能“和諧一體”運行，情況是很復(fù)雜的,。

上世紀60年代出現(xiàn)的冷軋生產(chǎn)方法，只是在若干架冷軋機前面裝設(shè)兩臺開卷機,、兩臺軋后張力卷取機和自動穿帶裝置，并采用快速換輥,、液壓壓下、彎輥裝置,、計算機自動控制等新技術(shù)。但是它并未與冷軋工序前面的酸洗工序連接,，也沒有與后面的退火工序連接,。而且這樣的冷軋只是軋制機架“連續(xù)排列”而已,，帶鋼依然是一卷一卷單獨進行軋制的，并不能真正做到連軋,。真正的連續(xù)軋制是在此后近10年才出現(xiàn)，是采用“無頭軋制”方式實現(xiàn)的,。

按照冷軋帶鋼生產(chǎn)工序及設(shè)備組合的特點，鋼鐵業(yè)界的專家們把“全連續(xù)式冷軋機”分成三類：

第一類名為“單一全連續(xù)軋機”,，是我剛分配到首鋼參加工作的那一年（1971年）在原日本鋼管公司（NKK）的福山鋼廠出現(xiàn)的，在常規(guī)的冷連軋機前面增設(shè)了焊接機,、活套等機電設(shè)備，使熱軋鋼卷通過這種“無頭軋制”的方式,，第一次實現(xiàn)了不間斷地連續(xù)冷軋。冷軋之后的帶鋼無限長,，得另用剪切機按定尺切斷，并重新卷成冷軋鋼卷,。這種單純軋制工序的連續(xù)化，稱為單一全連續(xù)軋制,，也稱為“全連續(xù)無頭軋制”。

第二類可以稱為“聯(lián)合式全連續(xù)軋機”,，最早是1982年在新日鐵的廣畑廠投產(chǎn)的。把第一類單一全連續(xù)軋機再與其他生產(chǎn)工序的機組連接起來,，就能得到這種第二類聯(lián)合式全連續(xù)軋機。這里的聯(lián)合還有兩種不同形式,，一是“后連”，冷連軋機與后面的連續(xù)退火機組聯(lián)合,，即為“退火聯(lián)合式全連軋機”,；二是“前連”，即與前面的酸洗機組聯(lián)合，就成為“酸洗聯(lián)合式全連軋機”（也就是我們常說的“酸軋機組”,，Continuous Discaling Continuous Mill，縮寫為“CDCM機組”）,。目前世界上酸洗聯(lián)合式全連軋機最多,，發(fā)展也最快，它是全連軋的一個發(fā)展方向,。首鋼順義、遷鋼,、京唐的冷連軋機都是這種CDCM機組,，而且從酸洗到冷軋之間都是采用水平活套,，不用立式活套,。

“聯(lián)合式全連續(xù)軋機”冷軋生產(chǎn)線（CDCM機組，即酸軋聯(lián)合機組）示意圖

第三類是“全聯(lián)合式全連續(xù)軋機”,，1986年首次出現(xiàn)在新日鐵的廣畑廠。別瞧所用漢字名稱里只多了開頭一個“全”字,，它卻是冷軋帶鋼生產(chǎn)劃時代的技術(shù)進步,，標志有關(guān)冷軋板帶的設(shè)計,、研究、生產(chǎn),、控制及計算機控制技術(shù)進入一個新的時代。它是把單一全連續(xù)軋機與前面的酸洗機組和后面的連續(xù)退火機組都連接起來,，包括清洗,、退火,、平整、檢查工序全部納入，整個機組采用了先進的自動控制系統(tǒng),，能夠同步順利生產(chǎn)，板厚精度控制在±1％以內(nèi),，過去冷軋板帶從投料到產(chǎn)出成品需要12天,，而采用全聯(lián)合式全連續(xù)軋機,，只需20分鐘。該機組也稱為“酸洗－冷軋－退火連續(xù)生產(chǎn)線”,，縮寫是“FIPL機組”。

“全聯(lián)合式全連續(xù)軋機”冷軋生產(chǎn)線（FIPL機組）示意圖

京唐第一冷軋廠緊接在酸洗線后面的五機架冷連軋機,，全部為六輥UCM軋機,，由日本“Mitsubishi－Hitachi Metals Machinery Inc.”（三菱－日立制鐵機械有限公司）制造,。整個“酸軋機組”都是這家公司建造的。這套冷連軋機可比我1995年在寶鋼冷軋廠看到的2030mm五機架四輥冷連軋機的技術(shù)先進多了,。

三菱-日立公司在五機架六輥UCM冷連軋機上應(yīng)用的新技術(shù)

六輥冷軋機有三組軋輥，分別是支撐輥,、中間輥和工作輥,，每組上下各有兩只,，這種軋機的基本特點就是支撐輥直徑大，而與帶鋼相接觸的工作輥直徑小,，中間輥和工作輥在軋制過程中都可以隨時控制橫移,，能夠克服帶鋼邊部減薄及消除任何部位的“波浪”紋,，實現(xiàn)精確控制，所以適合軋制薄帶鋼材和其它變形抗力大的金屬材料,。它的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種，一是德國SMS公司開發(fā)的“CVC軋機”,，工作輥的外廓被磨成S形瓶狀曲線,，上下輥磨削程度相同,，互相錯位180度布置,，使上下輥形狀互相補充。二是日本日立制作所開發(fā)的“HC軋機”,，中間輥為平輥，不需要根據(jù)原料情況把軋輥用數(shù)控機床磨削成復(fù)雜的輥型,，所以生產(chǎn)準備時間短,，軋輥備件也較少,，操作簡單，容易控制,。

冷軋鋼板的板形缺陷主要就是各種波浪紋

CVC冷軋機（圖中為四輥）依靠S形瓶狀輥的抽動來調(diào)整板形，但是控制邊部能力差一些

HC型六輥冷軋機幾個輥上的受力和調(diào)整

京唐公司所用的UCM軋機（Universal Crown Mill,，萬能凸度控制軋機）是日立－三菱公司從原有日立的HC軋機（High Crown，高性能軋輥凸度）基礎(chǔ)上發(fā)展改進來的,，它具有橫向剛度大,、板形控制能力強等優(yōu)點。它與HC軋機相比,，采用更小的工作輥直徑，其中間輥不僅能軸向移動,，還設(shè)有正彎輥，工作輥設(shè)有正負彎輥,，它的進一步改變是增加了工作輥的軸向移動,，功能有很大改進。通過適當改變中間輥和工作輥的接觸長度,，可以改變作用于中間輥和工作輥的壓力分布規(guī)律,，消除由于軋制力引起對帶鋼橫向厚度差的影響,，因此對帶鋼的凸度和平坦度控制效果更好,，特別適合控制帶鋼的復(fù)合浪形，適合軋制薄規(guī)格,、硬質(zhì)、大壓下率的產(chǎn)品,。國內(nèi)還有寶鋼1550毫米冷連軋機,、武鋼2140毫米冷連軋機,、寶鋼的1730毫米酸洗冷連軋機都是用UCM軋機。

我國的重機老大“一重”結(jié)合CVC軋機和HC軋機的特點,，開發(fā)出一種國產(chǎn)化率100％的“VCMS大規(guī)格六輥冷軋機”。至少到2010年為止,，國內(nèi)通過非引進方式建設(shè)國產(chǎn)大型六輥冷連軋機,，選用的都是一重自主研發(fā)、設(shè)計制造的VCMS軋機,，例如鞍鋼的1780毫米、2130毫米,、1500毫米冷連軋機,，梅鋼的1420毫米冷連軋機,，武鋼的1550毫米酸軋機組等。一重號稱它的VCMS機型是UCM系列的改進,，既然它對原來的HC軋機也有相關(guān)繼承性,，這個說法也可以認同,，從VCMS軋機已經(jīng)成功打入國際市場的情況看，這種軋機確實具有一定的競爭力,。

六輥冷軋機結(jié)構(gòu)示意圖

冷軋機多采用小輥徑，優(yōu)點是減小接觸區(qū),、減小軋制力、減小彈性變形,，有利軋薄

五機架冷連軋機的作業(yè)示意圖

軋制后的卷取,，采用回轉(zhuǎn)式雙卷筒形式的卡羅塞爾卷取機（Carrousel），這是世界上最先進的冷軋帶鋼卷取機,，它的內(nèi)部驅(qū)動系統(tǒng)很復(fù)雜,，目前世界上能生產(chǎn)這種卷取機的廠家沒幾個。

Carrousel卷取機的結(jié)構(gòu)示意圖

歐洲某鋼廠可卷取直徑2.5米45噸重鋼卷的冷軋雙卷筒卡羅塞爾卷取機

卡塞羅爾卷取機在整個冷連軋生產(chǎn)線的最后位置,，但是距離最后一架冷軋機非常接近

冷軋鋼卷的表面很光滑,，看似無暇,，但是它遇到水汽、暴曬等不利環(huán)境因素,，仍然會氧化生銹,。

對于“非FIPL機組”如常用的CDCM機組（酸軋機組）來說,，冷軋卷“落地”暫存的時間不會很長，它要根據(jù)銷售合同制定出的生產(chǎn)作業(yè)計劃,，盡快地通過下一步的退火工藝環(huán)節(jié),，正式完成商品化之前的所有加工步驟,。因此只需要用涂油設(shè)備在冷軋鋼卷的外表面輕抹一層防銹油（軋后涂油），油量不大,，主要作用是隔離水汽,，防止在運輸途中和倉儲中氧化生銹,。

冷軋鋼卷為什么要經(jīng)過“退火”呢？以前在冷軋鋼板（帶鋼）時,，都是使用速度比較慢的可逆式冷軋機,，當鋼板由厚變薄降低到一定厚度之后,，由于帶鋼本身在加工過程中逐漸硬化,、積累應(yīng)力,，中途必須進行退火，使帶鋼軟化,，消除應(yīng)力，恢復(fù)鋼的塑性變形能力,，然后才能進一步軋制或平整,。如果再后續(xù)軋制幾道后,，還得再一次退火。因此生產(chǎn)作業(yè)費時,，退火也費時,，工藝不連續(xù),，按單位產(chǎn)量折算的綜合能耗比較大。

現(xiàn)在大批量生產(chǎn)冷軋帶鋼主要都改用排列緊密的高速冷連軋機,，軋制作業(yè)耗時極短，因此在軋制過程中不另設(shè)中間退火工序,，而是在帶鋼軋至所需尺寸及精度以后,，才進行最終退火，消除積累在帶鋼內(nèi)的應(yīng)力,，全程只有一次退火,，綜合能耗也比較低。

根據(jù)我在京唐公司現(xiàn)場的觀看,，一冷軋的1700mm冷連軋機在軋制完成后，是對冷軋鋼卷進行直接打捆的（簡單地打一道包裝鋼帶）,，并未送去退火,，而是到再次開卷完成鍍鋅作業(yè),、冷軋鋼帶變成為鍍鋅鋼卷以后，再進入連續(xù)退火爐的,。不過，我在這里還是按照通常的流程習慣述說,，以生產(chǎn)出冷軋鋼卷做為一個完整產(chǎn)品的誕生，先講一下什么是最終產(chǎn)品交付之前的退火,。

退火之前由于冷軋帶鋼表面有防銹油,，先要把油脂清洗干凈,，哪怕這鋼卷才涂了薄薄一層油，沒過倆小時,，也必須把油清理掉,，否則在退火時在帶鋼表面會形成油斑,，造成新的表面缺陷。經(jīng)過“脫脂”的帶鋼,，裝到帶有保護性氣體的爐子里退火,。退火后的帶鋼表面極為光亮,，猶如鏡面，在進一步的軋制,、或平整,、或涂鍍的時候,，就不須二次酸洗。

現(xiàn)在各國鋼鐵企業(yè)對冷軋鋼卷都采用“罩式退火”和“連續(xù)退火”兩種不同的退火方式,。

所謂罩式退火,，是指已經(jīng)卷好的鋼卷不再展開（緊卷方式）,，依舊以“抱團”樣式放入坐臥在地的“罩式退火爐”里碼垛，退火后直接吊出,，保持原來的捆扎形態(tài)不變,，這種工藝比較簡單,，組織生產(chǎn)靈活，適于小批量多品種生產(chǎn),，但是總體生產(chǎn)效率低,，退火質(zhì)量差,，能耗高。鋼卷裝進罩式退火爐里又分為“緊卷退火”和“松卷退火”兩種形式,。緊卷退火應(yīng)用最為廣泛,，在鋼鐵廠里幾乎都是這種工藝,。而松卷退火要配套一套松卷機組，僅用于有特殊要求的熱處理,。罩式退火爐本身還有單垛式和多垛式兩種類型,，常見的都是單垛式,。罩式爐的加熱方式，還分為“輻射管加熱”和“直接火焰加熱（直接加熱式）”,，直接加熱式使用最多,。

另一種連續(xù)退火，是象前面酸洗,、冷軋工序的“無頭軋制”一樣，把鋼卷拆捆,，再次展開,、焊接起來,，連續(xù)穿越有幾層樓高的立式退火爐，從頭走到尾,，退火后的鋼卷再重新剪裁,、卷好,，就可以送去打捆包裝了。

罩式退火爐根據(jù)內(nèi)部用的保護性氣體種類的不同,，又分為普通罩式退火爐與全氫罩式退火爐兩種。

普通罩式退火爐在退火作業(yè)時,，每爐一般以4－5個左右的鋼卷為一垛,，將帶鋼加熱到一定溫度保溫后再冷卻，燃料主要是焦爐煤氣。上世紀70年代普通罩式退火爐主要采用高氮低氫的氮氫混合型保護氣體,，氫氣的體積占2％－4％,，氮氣的體積為96％－98％?；瘜W性質(zhì)很穩(wěn)定的氮氣是很好的冷卻氣體，還可以使加熱中的鋼卷隔絕氧氣,，避免再次受熱氧化,。氫氣是一種比空氣輕而且滲透性很強的氣體,，密度小，傳熱系數(shù)大,，所以導(dǎo)熱能力比氮氣更強,，在發(fā)電廠的大功率發(fā)電機組軸向都比較長,，中間不易散熱，所以經(jīng)常用氫氣冷卻（稱為“氫冷發(fā)電機”）,，效果極好,。而罩式退火爐里堆垛的鋼卷非常緊密,，每一層帶鋼的縫隙比發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的間隙還要狹小，所以滲透性極強的氫氣是這種退火爐里最好的冷卻氣體,。少量的廢氫氣經(jīng)過回收凈化還可以補充當燃料用,。

不過,，氫氣冷卻一旦發(fā)生泄漏就有爆炸的危險（氫氣與空氣混合物的爆炸下限為4％），所以普通罩式退火爐采用高氮低氫的設(shè)計是有道理的,，還要設(shè)專門的監(jiān)測系統(tǒng)以保證安全,。后來隨著冷卻技術(shù)的提高,，氮氣越用越少，氫氣比例日益提高,，最終演化出了采用全氫氣的罩式退火爐,。

我國的鞍鋼冷軋廠在50年代曾經(jīng)引進過蘇聯(lián)設(shè)計的這種早期傳統(tǒng)罩式爐。70年代建設(shè)武鋼“一米七軋機”的時候,，引進了由德國LOI公司制造的“分流冷卻罩式爐”,，也叫做“混氫強對流罩式爐”（HNX罩式爐）。

為了彌補普通罩式爐的缺陷,，又充分發(fā)揮它投資建造靈活,、可分批進行退火的優(yōu)點，在70年代末,、80年代初,，分別由奧地利著名的EBNER（艾伯納）公司開發(fā)出HICON／H2爐（強對流全氫退火爐）,、德國LOI公司開發(fā)出HPH爐（高功率全氫退火爐）。這兩種100％使用氫氣的全氫罩式退火爐,，生產(chǎn)效率比普通罩式爐提高一倍,，冷軋鋼卷退火之后的深沖性能良好，有較高的表面光潔度,，所以在全世界范圍內(nèi)得到迅速推廣和應(yīng)用,。我國的寶鋼和武鋼曾經(jīng)先后兩次從LOI公司引進了外冷式的高功率全氫罩式爐，經(jīng)過武鋼生產(chǎn)實踐的對比,，HPH爐比原來的HNX爐退火時間能縮短40小時，生產(chǎn)率提高40－60％,。

全氫罩式退火爐的優(yōu)點是：采用大功率,、大風量的循環(huán)風機,，加速氣體循環(huán)，強化了對流傳熱,；采用全氫氣作為保護氣氛,，充分發(fā)揮氫氣質(zhì)量輕,、滲透能力強、導(dǎo)熱系數(shù)大,、還原能力強的優(yōu)勢,，同時氫氣消耗量很低；采用氣－水冷卻系統(tǒng),，冷卻快速，提高了生產(chǎn)效率,，大大改善鋼卷退火質(zhì)量,。

全氫爐原來主要分布在歐洲各國,，90年代全世界此類退火爐達到500多座,，逐漸擴展到世界20多個國家和地區(qū)。90年代以后,，我國各鋼廠的罩式退火爐也逐漸采用高氫型保護氣體（75％氫氣＋25％氮氣），或全氫型保護氣體（氫氣的體積為100％）,，生產(chǎn)效率大幅度提高,，退火質(zhì)量明顯改觀，能耗大幅下降。隨著冷軋板性能的日益提高,，普通的氮氫型罩式退火爐正在逐漸被淘汰。全氫爐僅使用極少量的氮氣,，不再當作保護氣,，而是在退火開始及結(jié)束前用于清掃密封（絕對不能讓氫氣與空氣混合以免爆炸）的,，因此氮氣用量比傳統(tǒng)氮氫型的罩式爐減少14％左右。

以前我第一次看到罩式退火爐的照片,，不知道它的外罩為什么分為兩種樣式,，這次到京唐一冷軋參觀的時候,，我才近距離第一次仔細看清了罩式退火爐兩種外罩的異同，原來加熱要用“加熱罩”,，冷卻時罩上的卻是“冷卻罩”,。

單垛型罩式退火爐,，內(nèi)部可以裝4個冷軋鋼卷

燃氣全氫罩式退火爐全貌剖視圖

歐洲某鋼廠的奧地利艾伯納公司制造的冷軋帶卷全氫罩式退火爐，右邊白色的是加熱罩,，正在提升的是內(nèi)罩

罩式退火爐的簡要工藝過程

罩式退火爐的各個操作環(huán)節(jié)圖示

罩式退火爐對帶鋼卷的加溫，在加熱罩里同時用輻射,、傳導(dǎo),、對流三種方式進行，最高到850℃

直接加熱式的罩式退火爐內(nèi)部結(jié)構(gòu),，最下面兩層一共用8只燒嘴，隔著內(nèi)罩給鋼卷加熱

把加熱罩換為冷卻罩之后,，用風扇控制“空冷”速度，降到380℃后改為“水冷”降溫

全氫罩式退火爐在處理冷軋鋼卷的不同外觀：左1冷卻,，左2加熱,，左3起吊內(nèi)罩,，右二內(nèi)罩扣合

全氫罩式退火爐比普通罩式退火爐性能好的根本原因,，在于100％使用氫氣。氫氣是非?；钴S的一種氣體，熱傳導(dǎo)性好,，滲透力強,，其傳熱速度比氮氣快，強化了對流傳熱,，加熱時，內(nèi)罩壁的熱量對帶鋼卷每一層之間的傳熱（冷卻時方向相反）速度要比普通罩式退火爐快得多,，因此使用全氫,、強對流循環(huán),，爐溫比較均勻，對于卷得很緊的帶鋼卷也能獲得滿意的加熱或冷卻效果,，從而大大縮短了加熱或冷卻處理的時間,。一般全氫罩式退火爐生產(chǎn)效率比普通罩式退火爐高40％－60％,，而且在大量生產(chǎn)情況下，可以做到鋼卷外部沒有局部過熱現(xiàn)象,。因此經(jīng)過退火處理后的帶鋼卷,，機械性能均勻，同時也消除了普通罩式退火爐中所出現(xiàn)的帶鋼粘結(jié)現(xiàn)象,。

我在京唐一冷軋參觀時，正巧沒有任何產(chǎn)品在罩式退火爐上作業(yè),，所以僅僅是看清了設(shè)備外觀,，沒有看到任何操作,，在眼見范圍大概齊地數(shù)了一下有三排罩式爐，每排8個爐子,，總數(shù)應(yīng)該是24個。根據(jù)國內(nèi)鋼鐵廠工藝設(shè)計標準,，我推測這一部分罩式退火爐能夠承擔的加工量不過是每年30－40萬噸而已,，占第一冷軋廠全部冷硬卷（或鍍鋅卷）產(chǎn)量的20－25％。是否在另一跨內(nèi)還有同樣24個罩式爐,？我在匆匆行路中還真沒注意。要真是那樣的話,，一冷軋的罩式爐退火處理能力就可以達到每年80萬噸,。

由于罩式退火爐的開停比較靈活，可以先卷好帶鋼再進行退火,，而連續(xù)退火機組要在卷取之前就完成退火，它與罩式退火爐相比,，設(shè)備更為龐大,。盡管連續(xù)退火機組發(fā)展很快，還是不能完全取代罩式退火爐,。所以我國目前的主要大型冷軋板卷生產(chǎn)廠為了隨時適應(yīng)特定產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，全都依舊配備罩式爐生產(chǎn)線,。

罩式退火爐的最致命的弱點,，是成卷處理帶鋼的效率低,。很奇怪、也很有意思的是,，全世界的鋼鐵企業(yè)和重型機械制造廠家都不再為它實現(xiàn)完全自動化生產(chǎn)做改進,，寧愿看著它日復(fù)一日地在工作中途依靠人的指揮,，用橋式吊車搬運冷軋鋼卷（或鍍層鋼卷）和爐罩。

如果研究一個類似港口碼頭舉重（搬運集裝箱）叉車的自動化機械手,，不再用橋式吊車,，舉重40噸（常見最大鋼卷重量）應(yīng)該不是難事,，進而再建造可以流水循環(huán)運轉(zhuǎn)的退火爐底盤系統(tǒng)，類似流水生產(chǎn)線工位,，自動進行堆垛、落垛操作,，有何不可,？用測溫裝置和計算機控制各臺罩式爐的爐罩打開、移動,、更換位置和重新下落,，也是完全做得到的,，為什么不做？某專家曾經(jīng)聽聞我的疑問后搖了搖頭,，說你想過這樣落上四五十卷寬帶的自動運轉(zhuǎn)生產(chǎn)線，每卷將近40噸的重量,，全線負重1600噸到2000噸,，僅要循環(huán)移動它們得用多大功率的傳動設(shè)備嗎,？還有那氫氣和氮氣供應(yīng)系統(tǒng)，根本無法移動,！在設(shè)備方面還是用橋吊搬罩子更為簡單,，資金投入還低呢,。專家說，罩式退火的發(fā)展趨勢一是增大裝爐量,；二要提高加熱效率，采用強對流,，強化加熱能力,；三要強化冷卻能力,，爐內(nèi)外同時采用更好的快速冷卻裝置，縮短冷卻時間,。如何提高它的機械化,、自動化流水作業(yè)水平,，在今后一段時間內(nèi)還不是考慮要解決的關(guān)鍵問題。

但是我想，這也一定早已引起業(yè)內(nèi)關(guān)注,，專家們不會故意“避而不改”。鋼鐵生產(chǎn)的自動化發(fā)展本來就是西方各國開始帶頭搞的,，在人力成本極高的西方國家，用或不用自動化都是一個難題,。但是從技術(shù)替代的角度考慮，是否業(yè)界早已判斷這種罩式爐退火工藝最終不具有發(fā)展前途,？是否連續(xù)退火工藝更有發(fā)展前途,？否則不會任憑留此空白拖延不做,。但愿有人能給我一個更清晰的回答。

罩式退火爐的工作狀態(tài)是靜態(tài)的,，看著不熱鬧，所以在冷軋廠里給我印象最深的退火設(shè)備,，還是轟鳴運轉(zhuǎn),、全長100多米的連續(xù)式退火機組,，從它露在外面的帶鋼表面看到，帶鋼正在一段一段地發(fā)生可見的變化,，感覺很“養(yǎng)眼”,。連續(xù)式退火機組的長度占據(jù)整條鍍鋅連退生產(chǎn)線的五分之一還要多,，占地面積也要比罩式退火爐大許多倍。

我得先介紹一下熱鍍鋅,，才能說清楚與之直接相關(guān)的連續(xù)退火是怎么一回事,。我在京唐第一冷軋廠是通過觀看熱鍍鋅的“線內(nèi)退火”,，才比較多地了解了這種高效率的退火工藝。

冷軋薄板（鋼板,、鋼帶）雖然可以直接制作很多產(chǎn)品，但是它依然是一種很重要的中間產(chǎn)品,。如果直接使用,，鐵質(zhì)基板受到空氣中的水份或海風所含鹽分的侵蝕,，表面也是會很快生銹的,。普通鋼板如果不進行鍍鋅或直接彩噴，在露天大氣條件下的使用壽命只有3到5年,。例如經(jīng)過鍍鋅后再進行彩噴,，使用壽命可延長到20到30年,。因此人們就積極地尋找各種給它“穿衣服”的辦法。

我們都見過“刷油漆”這種涂裝,，但是鋼鐵產(chǎn)品從出廠后直到開始刷漆,，這期間表面早已吸附了水汽,，靠油漆隔絕已經(jīng)來不及了。因此最好的物理隔離辦法,，是在鋼板加工的過程中直接在它表面上進行涂覆作業(yè)，給它穿上一身牢固,、輕薄的外衣,。給鋼板穿衣的方法有好幾種，現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)最常用的兩種辦法,，一是添加金屬鍍層，二是添加非金屬涂層,。增加鍍層,、涂層,，不僅可以得到性能更加優(yōu)良的產(chǎn)品，而且使產(chǎn)品得到更大的增值,。

鋼材表面鍍層類型有鍍鋅、鍍錫,、鍍鎳,、鍍鈦、鍍鉻,、鍍鋁、鍍鉛錫合金,、鍍鋁鋅合金,，還有近年生產(chǎn)彩涂板大量用作基板的鍍鋁鋅硅合金鋼板等種類,。

從熱軋板→冷軋板→涂鍍板，附加值迅速提高,，應(yīng)用越來越廣泛

冷軋薄板通過熱浸加工或者電解加工，使它表面牢固附著一層異種金屬的過程,，叫做“鍍層板加工工藝”。鍍層的加工方式有冷鍍和熱鍍,。我們最常見的鍍層板是鍍鋅板和鍍錫板（俗稱馬口鐵）,。

所謂“冷鍍”和“熱鍍”是相對這兩種工藝方式來說的,，區(qū)別很多。

冷鍍就是指“電鍍”,，是把一種金屬離子在電鍍槽內(nèi)利用電流的單向流動,、逐漸轉(zhuǎn)移到鋼材外表的過程,，生產(chǎn)速度慢，不適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用,，鍍層薄,，遇到潮濕環(huán)境很容易脫落，耐腐蝕性比熱鍍差很多,，但是產(chǎn)品價格便宜。在大規(guī)模生產(chǎn)寬帶鋼的鋼鐵廠里,，是見不到這種加工方法的,。而它在鋼鐵行業(yè)的下游——機械電子行業(yè)里應(yīng)用比較多,，例如在電子電器產(chǎn)品的應(yīng)用方面，很多框架結(jié)構(gòu)（例如電腦機架）都是把冷軋鋼板先沖壓好，然后再分批,、分類進行電鍍的。

電鍍鋅的簡單原理示意圖

熱鍍又稱為“熱浸鍍”,，是在高溫下把做為鍍層的金屬融化,，把要鍍的鋼鐵產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)件浸入鍍槽中,，熔融金屬轉(zhuǎn)移到鋼材表面，在幾百度的高溫下與鐵形成一種合金層,，也就是熱鍍層,，防止腐蝕生銹,。熱鍍的生產(chǎn)速度快，但是消耗金屬多。它的優(yōu)點在于鍍層附著力很強,，鍍層比較厚,，硬度較好，不容易脫落,，所以鋼材的防腐能力得到很大增強，用在建筑結(jié)構(gòu)、車船制造中的鍍鋅鋼板絕大多數(shù)都是熱鍍的。

熱浸鍍法生產(chǎn)鍍層鋼板的示意圖,，如果是熱鍍鋅,，盛融液部分的就叫“鋅鍋”

這兩種工藝最根本的區(qū)別是鍍層厚度相差比較大，以鍍鋅為例,，電鍍鋅層的厚度一般僅在20－30μm（微米）,，而浸鍍（熱鍍）鋅層的厚度則一般為200μm左右。

鍍鋅卷板是以熱軋鋼帶或冷軋鋼帶為基板,，經(jīng)過連續(xù)熱浸鍍鋅工藝而生產(chǎn)出來的,，產(chǎn)品具有耐腐蝕強、表面質(zhì)量好,、有利于深加工、經(jīng)濟實用等特點,。鍍鋅板的用途十分廣泛,，首先是用于制作鋼鐵下游產(chǎn)品的基板,，特別是在汽車制造業(yè)里,，主要用來制造車體,，例如外板,、內(nèi)板,、底板,、車門等。

隨著社會的發(fā)展，熱鍍鋅產(chǎn)品已經(jīng)運用到很多領(lǐng)域，熱鍍鋅的優(yōu)點在于防腐年限長久。在不同的環(huán)境中防腐年限設(shè)計是不一樣的,，例如重工業(yè)區(qū)13年,，海洋50年,，郊外104年,，城市30年,，熱鍍鋅能適應(yīng)的環(huán)境條件很廣泛，一直是很受歡迎的防腐方式,，因此鍍鋅鋼材被大量用到制造電力輸電線的鐵塔,、通信鐵塔,、鐵路、路燈桿,、船用構(gòu)件,、建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,、變電站附屬設(shè)施等。輕工業(yè)里加工的冷彎型鋼其實有很多都是用鍍鋅鋼板直接加工出來的,，例如公路防護欄,。家電行業(yè)里在空調(diào),、冰箱、洗衣機,、微波爐、熱水器,、電腦機箱,、太陽能等家電產(chǎn)品的外殼和底板里也都有用到,。在建筑行業(yè)里用作輕鋼龍骨,、瓦楞板、通風管道,、樓層承重板,、活動房,、廠房房頂、房體,、市政工程圍檔板等。家具業(yè)里常見用在衣柜,、桌子,、床頭柜、檔案柜,、文件柜、書架等各類家具的導(dǎo)軌上,。在其它行業(yè)如貯運,、包裝,、糧倉、煙囪,、水桶,、鍍鋅管,、啤酒的發(fā)酵罐等，都要用到鍍鋅板,。

鍍鋅是一種采用廣泛,、經(jīng)濟而有效的防腐方法,，國內(nèi)外企業(yè)生產(chǎn)的鍍層鋼板也是以鍍鋅板為最多。熱鍍鋅是由比較古老的熱鍍方法發(fā)展而來的，自從1836年法國把熱鍍鋅應(yīng)用于工業(yè)以來,，已有170多年的歷史了,。近代熱鍍鋅工業(yè)是30年來伴隨著冷軋帶鋼工藝的飛速發(fā)展,，而得到了大規(guī)模發(fā)展。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,，目前全世界鋅產(chǎn)量的一半左右都用在鍍鋅工藝上。

熱鍍鋅的合金層厚度不僅與鋼材本體的某些化學成份含量有關(guān),，還與橫截面積大小,、表面的粗糙程度、鋅鍋溫度,、浸鋅時間、冷卻快慢,、冷軋變形等因素有關(guān)系,。

連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線的簡要結(jié)構(gòu)（帶鋼卷由右向左前進）

重型卡車上的巨大陶瓷鋅鍋（鍍槽）,，以卡車為參照物,，其尺寸就不必描述了

國內(nèi)某企業(yè)引進國外技術(shù)生產(chǎn)的鋼制鋅鍋

某鋼鐵廠內(nèi)正在安裝鋅鍋的施工現(xiàn)場

熱鍍鋅鍋里的沉沒輥上沾滿了金屬鋅

鋼帶從張力輥沿著斜的導(dǎo)槽進入鍍鋅槽（鋅鍋）,，繞過沉沒輥,，再向上直拉出來，鍍層已經(jīng)亮如鏡面

歐洲某廠的敞開式鋅鍋，能看到熔鋅液面,，以及寬帶鋼鍍鋅之后被拉出的一瞬間景象

國內(nèi)某企業(yè)年產(chǎn)25萬噸的熱鍍鋅板卷及熱鍍鋁鋅硅板卷兩用生產(chǎn)線

尚未包裝的成品鍍鋅鋼卷（右）和剪切后的鍍鋅平板（左）

亮如鏡面的鍍鋅薄板和板卷

近看鍍鋅板卷表面的鋅花紋

拍攝鋼材表面照片：0.47mm鍍鋅板表面的鋅花紋樣,，左為大鋅花,，右為小鋅花

近年鍍鋁板也越來越多。熱浸鍍鋁的工藝是在20世紀50年代隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,，而逐步發(fā)展起來的。鍍鋁鋼板實際是具有鋁硅合金鍍層的鋼板,，鍍層中鋁的含量為90％,，硅10％,。它的特點是：具有極佳的耐高溫性（550℃）；可以反射80％的入射熱量；對化學腐蝕有極強的耐蝕性,；可以通過拉伸,、沖壓,、拉管等成形加工；可以用標準MAG和TIG焊接加工,；可以直接接觸食物,。鍍鋁板的表面能形成致密的三氧化二鋁保護模,，抗腐蝕作用非常強，在非常惡劣的情況下也不會腐蝕鋼板本體,。鍍鋁鋼板具有優(yōu)異的耐大氣腐蝕性,，是鍍鋅鋼板耐腐蝕性的3－6倍，在建筑工程中用于外裝修,，如幕墻工程。鍍鋁鋼板還被廣泛用于汽車工業(yè)（消聲器,、排氣管,、油箱,、隔熱罩,、反應(yīng)器部件和歧管罩等）,，建筑,、農(nóng)用礦山機械（柴油機消聲器和隔熱罩,、剪草機和園林機械消聲器等），家電產(chǎn)品（烤箱,、微波爐,、電飯煲、烤面包機,、電熱水器具、消毒柜、空調(diào)機,、電曖器,、燈飾等）,，廚房用具（煎鍋、燒水壺,、烤盤等）,，還有戶外產(chǎn)品（燒烤爐、炭爐,、集煙／排煙口、煙囪等）,。

而兩面鍍錫的冷軋低碳薄鋼板或鋼帶,，英文縮寫為SPTE，叫做鍍錫板,。錫是一種銀白色金屬，熔點231.9℃,，每立方厘米的密度為7.3克,，接近鐵的單位密度,，純的金屬錫與弱有機酸相互作用緩慢，耐腐蝕性好,，即使被腐蝕所生成的化合物只要不攝入過量,，一般對人體也無害,，而且錫富有很好的延展性,，塑性也好，本身就可以軋制成0.04毫米以下的錫箔,，因此浸鍍在鋼板表面非常緊密。所以鍍錫板被大量用在熱鍍錫生產(chǎn)中,，是食品工業(yè)中制做罐頭包裝的最主要原料,，錫主要起防止腐蝕與生銹的作用。無論是否抽真空,，罐頭的密封性都極佳。我在馬來西亞曾經(jīng)看過那里的錫質(zhì)茶葉罐,，蓋子自重落下封住罐口,，完全不會漏氣,，說明金屬錫表面天然具有良好的接觸密封特性。在中國,，1973年以前俗稱鍍錫板為“馬口鐵”,，現(xiàn)在雖然在官方文件里已經(jīng)不這么叫了,，但是民間還是習慣稱它馬口鐵。

國產(chǎn)鍍錫板卷

還有熱鍍鉛錫合金冷軋?zhí)妓乇“?，它的深沖壓性能好,，鍍層附著牢固,，具有良好的耐腐蝕性能，主要用于制造汽車油箱和貯油容器,。

近10年來最熱門的鍍層鋼板新產(chǎn)品就數(shù)熱鍍鋁鋅硅合金鋼板卷了,，市場價值迅速提升,。熱鍍鋁鋅硅鋼板（Galvalume，簡稱GL鋼板）,，是在鋼板的表面熱鍍鋁55％,、鋅43.5％、硅1.5％的合金鋼板,。這種鋼基復(fù)合材料既具備了鍍鋁鋼板優(yōu)良的耐大氣腐蝕性和耐熱抗氧化性,，能在300℃下長期不變顏色,，500℃－600℃左右仍可以長期使用,，又具備了鍍鋅鋼板優(yōu)良的電化學保護性，它的耐腐蝕性是熱鍍鋅鋼板的2－6倍,，同樣場合應(yīng)用它可以大大減少鋼材的消耗量,。

在這兩年我看到的國外參展商的資料里，都贊美鍍鋁鋅硅板“非凡的耐大氣腐蝕性”,，說經(jīng)過模擬測試，鍍鋁鋅硅鋼板可以耐受“數(shù)十年”太陽光的強烈暴曬,，工業(yè)排泄物（污染廢水）的侵蝕,，和反復(fù)變化的“溫度應(yīng)力作用”,，主體性能完好，無需任何維修,，所以得到全世界建筑師的青睞,，全球已經(jīng)有超過5億平方米的建筑面積上使用它，可以預(yù)計使用壽命達到30年,，此后“尚不可預(yù)計”的使用年限還很長。

GL鋼板的加工性和焊接性與熱鍍鋅板相似,，可以進行冷彎,、沖壓等加工,，并且有很好的外觀。它還具有優(yōu)良的涂裝性,，對有機材料的結(jié)合力強,，所以成為進一步制作彩色有機涂層鋼板的首選理想基板,。因此GL板的應(yīng)用既有直接使用做建材的，也有再深加工為涂層板的，兩個用途都有很大的產(chǎn)品需求,。在2001年時,，國內(nèi)尚無生產(chǎn)GL鋼板的廠家，而當時國家每年要進口200多萬噸,。因此鞍鋼是第一個在國內(nèi)“吃螃蟹”生產(chǎn)的熱鍍鋁鋅硅合金鋼板的企業(yè)，帶頭搞了一條年產(chǎn)30萬噸的GL板生產(chǎn)線,，并接著建設(shè)一條15萬噸的彩涂生產(chǎn)線,。此后我國的產(chǎn)業(yè)政策就積極鼓勵發(fā)展熱鍍鋁鋅硅合金鋼板和涂層鋼板,。

多數(shù)都用來生產(chǎn)彩涂板的熱鍍鋁鋅硅合金板卷

拍攝鋼材表面照片：0.21mm厚度的熱鍍鋁鋅鋼板表面花紋

這么多種熱浸鍍鋼板，其實加工的主要工藝都相差不多,，我在此還是重點介紹占據(jù)半壁江山的鍍鋅帶鋼,，特別是要介紹與前述罩式退火爐工藝不同的連續(xù)退火爐設(shè)備。

熱鍍鋅生產(chǎn)鋼帶的一般流程為：脫脂（去油）→水洗→酸洗→加助鍍液→烘干→熱浸鍍鋅→分離→冷卻鈍化,。外界人士看到除銹后的鋼件浸入500℃左右的融化鋅液中，以為鋼材僅僅是快速“粘”上了（附著）一層鋅的熱液,，熱鍍過程是瞬間即可完成的,，其實沒有那么簡單。熔融的鋅在極短的瞬間內(nèi)與鐵基體反應(yīng)而產(chǎn)生了一個合金層,，從而使鐵基體和鍍層二者相結(jié)合，外加的鍍鋅層才能成為鐵基體牢固的保護層,。

在目前鍍鋅鋼卷主要采用的連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)工藝中,，生產(chǎn)的是“合金化鍍鋅鋼板”,，這種鍍鋅鋼卷具有良好的涂料的密著性和焊接性，它是在熱浸鍍出槽后,，立即把帶鋼加熱到500℃左右,，對其生成的鋅和鐵的合金層（也叫“被膜”）又進一步加以“固化”，所以要用到鍍鋅之后再加熱,、退火的一系列設(shè)備。當然這種加熱后再退火的固化工藝也可以用罩式退火爐來完成,，但是畢竟生產(chǎn)效率低了一些,，所以大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)都必須使用連續(xù)式退火爐的工藝。

我雖是軋鋼廠出身，卻不是搞軋鋼工藝技術(shù)的,，所以對有關(guān)的技術(shù)名詞也有很多不懂，這次“三到曹妃甸”之后回到北京,，對照有關(guān)資料和照片或多或少地惡補了一有關(guān)知識,。這里說的鍍層板在最后一步要進行“連續(xù)退火”，是相對于前面說過的不連續(xù)作業(yè)的“罩式退火”而言,。連續(xù)退火也是鋼材熱處理工藝的一種，方法是使帶鋼連續(xù)通過退火爐,，退火爐不封口,，帶鋼一頭進，一頭出,，中途不經(jīng)過停留，出爐后的寬帶鋼被直接卷起來的一種生產(chǎn)方式,。連續(xù)退火可以使冷軋后帶鋼內(nèi)變形的晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬鶆虻容S晶?！?，同時消除加工硬化和殘留的內(nèi)應(yīng)力，使鋼的內(nèi)部組織和性能恢復(fù)到冷變形之前的狀態(tài),。

在有關(guān)連續(xù)退火工藝的技術(shù)研發(fā)上,，歐美日等國都做出了很多重要貢獻。連續(xù)退火機組中最重要的部分——塔式連續(xù)退火爐（立式連續(xù)退火爐）,，早在1936年就誕生了，但是早期由于對“退火金屬學”研究不足,，很長時間沒有重大發(fā)展,，直到德國人BLICKWEDE在1959年－1969年期間先后提出幾個有關(guān)理論，才為帶鋼連續(xù)退火工藝奠定了基礎(chǔ),。最擅長“拿來主義”的日本最終取得了突破性進展,，1972年在新日鐵的君津廠建成了世界上第一條軟質(zhì)帶鋼連續(xù)退火線,，鋼鐵業(yè)界公認它是世界上第一條完備的冷軋帶鋼立式退火線，標志著冷軋帶鋼連續(xù)退火技術(shù)進入了新時代,。從那至今,，連續(xù)立式退火生產(chǎn)線的設(shè)備組合和外觀形象沒有太大的變化,，萬變未離其宗,。

連續(xù)式退火工藝把脫脂、退火,、平整,、分卷等幾個工序集成在一套機組內(nèi)，與罩式退火爐相比有不少優(yōu)點,，例如：產(chǎn)品質(zhì)量好，板型平直,，表面清潔,，性能均勻；成材率提高2－3％,；不會產(chǎn)生罩式退火爐容易出現(xiàn)的擦傷,、粘結(jié),、折邊等缺陷；品種多樣,，除了能夠生產(chǎn)罩式退火爐的全部品種外,，還能生產(chǎn)高強度鋼板、電工硅鋼等,；設(shè)備緊湊、操作自動化,、連續(xù)化,，生產(chǎn)周期短，從過去的十多天縮短到只有區(qū)區(qū)一個小時,；節(jié)能20％以上；管理簡化,，工序合并,，節(jié)約大量勞動力，節(jié)約成本,。

近十幾年來,，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)普遍都把連續(xù)退火機組和鍍鋅板（或鍍錫板）機組連接起來使用，而都與冷軋薄板設(shè)備分開，據(jù)說這是為了合理選擇設(shè)備,，更精確地控制各加工段的鋼帶張力,，穩(wěn)定運行,，提高效率，而不是片面以“全面連續(xù)化”來追求高效率,。前面說過的那種“全聯(lián)合式全連續(xù)軋機”,，即FIPL機組工藝，在實際應(yīng)用中是有一定困難的,，生產(chǎn)過程中途的任何一點設(shè)備問題都會造成全線停產(chǎn)，不見得比分別用兩套機組生產(chǎn)（酸洗－冷軋,、鍍鋅－退火）更好,。

我國的寬帶鋼連續(xù)冷軋的產(chǎn)品有一半以上都要再加工成為鍍層板或彩涂板出售,，鑒于這種情況，至今并沒有一條真正的“酸洗－冷軋－退火連續(xù)生產(chǎn)線”（FIPL機組）也就不奇怪了,。

到2007京唐公司軋鋼項目全面建設(shè)開始的時候,，全世界一共有60多條連續(xù)退火生產(chǎn)線，中國占了其中四分之一,，有15條與鍍層設(shè)備相連的連續(xù)退火機組，另外有包含京唐一期工程在內(nèi)的4條在建生產(chǎn)線,，但是很遺憾,，全部是引進技術(shù)合作制造，并沒有中國自己的設(shè)計在里面,。我這次看的京唐公司第一冷軋廠，連續(xù)退火生產(chǎn)線的設(shè)計和建造者是我國的中冶京誠公司,，設(shè)備總承包商是德國SMS Demag集團（德馬格）,，但是里面的設(shè)備來自德國、比利時,、日本等很多國家，一部分設(shè)備是在中國境內(nèi)的合資企業(yè)里建造,，一部分來自國外,。

業(yè)內(nèi)通常把“連續(xù)退火機組”六個漢字（縮寫CAPL）再進一步簡化為四個字——“連退機組”,，由于指向特定,，并不會誤解，所以我們也都習慣在口頭上這么說,。

連退機組的主要工藝過程是：鋼卷→開卷→入口飛剪→雙月牙剪→焊接→堿浸洗→堿洗刷洗→電解清洗→漂洗刷洗→熱水漂洗→擠干和熱風烘干→入口活套→預(yù)熱→加熱→均熱→噴氣緩冷→輥淬急冷→過時效→快冷→最終水淬冷卻→擠干＋熱風烘干→出口活套→平整→月牙剪→圓盤切邊→去毛刺→表面缺陷自動檢測→自動測寬→自動測厚→立式＋臥式表面檢查→靜電涂油→出口飛剪→卷取→自動稱重及打捆,。

這其中有一個少見的技術(shù)詞匯“過時效”,，技術(shù)細節(jié)不是我們了解的重點，在此就不詳細解釋了,。冷軋所說的“時效”,，是指冷軋板達到峰值硬度時的溫度和時間，超過這個數(shù)值后的材料強度會略有降低,，而塑性和韌性有所提高。為了保證冷軋板的性能穩(wěn)定,，使它在保質(zhì)期內(nèi)不發(fā)生“時效”造成的鋼板硬化,，退火過程中必須進行“過時效處理”。鐵素體的過時效溫度處理范圍大約是250℃到400℃之間,。

國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)1550mm連續(xù)退火機組的詳細構(gòu)成示意圖

京唐一冷軋的連退機組設(shè)備與上圖差不多，退火爐采用立式全輻射管加熱連續(xù)退火爐,，由預(yù)熱段,、輻射管加熱段,、均熱段（也叫保溫段）、緩冷段（噴氣冷卻段）,、快冷段（輥淬段）,、過時效段、終冷段等幾個部分組成,，由于連續(xù)退火爐不是完全密封的，所以用HNx氮氫混合氣做為爐內(nèi)均勻傳導(dǎo)熱量的保護氣體,。

國內(nèi)某鋼廠連續(xù)退火機組的簡化立體示意圖

立式退火爐內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)（分段）

因參觀時間有限,，我這次只在京唐第一冷軋廠連續(xù)觀看了一條完整的酸洗－冷軋（酸洗聯(lián)合式全連軋機，即CDCM機組）和一條退火－鍍鋅生產(chǎn)線（美鋼聯(lián)法機組）,，在現(xiàn)場強烈地感受了退火與鍍鋅連續(xù)進行的工藝流程,。但是由于時間太短,，仍感到缺乏更多的了解,。

鋼鐵業(yè)內(nèi)都知道鋼材退火的技術(shù)門類本身分為很多種,，例如根據(jù)鍍前退火處理方法的不同，熱鍍鋅的退火工藝還要分為“線外退火”和“線內(nèi)退火”兩大類,。

所謂線外退火,，其實就是不連續(xù)作業(yè)的“先退火后鍍鋅”，是指熱軋或冷軋鋼板進入熱鍍鋅作業(yè)線之前,，首先在罩式退火爐等設(shè)備當中進行再結(jié)晶退火，后面的鍍鋅生產(chǎn)線不設(shè)置任何退火工序,。

而線內(nèi)退火,，就是由冷軋或熱軋車間直接提供帶鋼卷作為熱鍍鋅的原板,，在熱鍍鋅作業(yè)線內(nèi)進行氣體保護下的再結(jié)晶退火，都要用到連續(xù)式作業(yè)的立式退火爐,，鋼帶是從中“穿腸而過”,，一次完成退火和鍍鋅兩道工序。熱鍍鋅“線內(nèi)退火”的方法,，包括森吉米爾法（Sendzimir）、改良森吉米爾法,、美鋼聯(lián)法（同日本川崎法）,、賽拉斯（Selas）法、莎倫（Sharon）法,，等等。賽拉斯法和莎倫法都有嚴重缺點,，用的很少,。而森吉米爾法是前三種技術(shù)的核心。

熱鍍鋅連續(xù)退火爐根據(jù)工藝方法的不同,，所對應(yīng)的爐型也有所不同,，象改良森吉米爾法,，就是采用帶有預(yù)熱和無氧化加熱段的全臥式爐,，而美鋼聯(lián)法主要采用全輻射管加熱的全立式爐或全臥式爐。近幾十年來發(fā)展比較快的是改良森吉米爾法和美鋼聯(lián)法,，兩者的主要區(qū)別就在于鍍鋅前的鋼板表面預(yù)處理方法不同。

“森吉米爾法”產(chǎn)量高,、鍍鋅質(zhì)量較好,，曾得到廣泛應(yīng)用。它是把退火工藝和熱鍍鋅工藝聯(lián)合起來的鼻祖,，主要由氧化爐、還原爐兩部份完成線內(nèi)退火,。帶鋼要在氧化爐中用煤氣火焰加熱到450℃左右,，把表面殘存的軋制油燒掉（凈化表面），然后再把帶鋼加熱到700－800℃完成再結(jié)晶退火,，經(jīng)過冷卻段控制進入鋅鍋前的溫度在480℃左右，最后在不接觸空氣的情況下進入鋅鍋鍍鋅（鋅鍋是不敞開的）,。

“改良森吉米爾法”據(jù)說是一種更優(yōu)越的熱鍍鋅工藝,，它把森吉米爾法中各自獨立的氧化爐和還原爐用一個截面積較小的過道連接起來，這樣包括預(yù)熱爐,、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個退火爐變成一個有機整體。該法的優(yōu)質(zhì),、高產(chǎn),、低耗、安全等優(yōu)點逐漸被人們所認識,，發(fā)展速度非常快,，1965年以來國外鋼鐵企業(yè)新建的作業(yè)線幾乎全部采用了這種方法,，近年來老的森吉米爾機組也大都按照此方法進行了改造，國內(nèi)引進的也不少,。可是改良森吉米爾法的加熱爐溫高達1300℃,，在出現(xiàn)非計劃安排的停車時,，容易造成斷帶，同時對加熱用的燃氣熱值的穩(wěn)定性要求比較高，而鋼鐵廠在供應(yīng)混合煤氣的情況下熱值波動較大,。同時它產(chǎn)生的廢氣溫度較高，一般在950℃,，能源浪費也較大,。

1948年美國鋼鐵公司（USS）設(shè)計并投產(chǎn)了一條有一定特色的熱鍍鋅帶鋼生產(chǎn)線，所用方法原來稱為“USS法”,，美國鋼鐵公司收購國家鋼鐵公司之后變身美鋼聯(lián)USX,，后來被稱為“美鋼聯(lián)法”,。美鋼聯(lián)法是森吉米爾法的一個變種，它使用一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作用,，其余的工序與森吉米爾法基本相同。在原板進入作業(yè)線后,，首先進行電解脫脂,，然后是水洗、烘干,，再通過有保護氣體的還原爐進行再結(jié)晶退火（在退火階段只有還原爐與冷卻部分組成，全部采用輻射加熱）,，最后在密封情況下進入鋅鍋熱鍍鋅,。但是由于帶鋼未經(jīng)“預(yù)加熱”就進入還原爐中，這樣就得提高還原爐的熱負荷,，容易影響爐子的壽命。因此這種方法在一開始并未得廣泛推廣,，后來又因為改良森吉米爾法的大發(fā)展而受到一段冷落,。

但是由于美鋼聯(lián)法的帶鋼不經(jīng)過氧化爐加熱，所以帶鋼表面沒有多少氧化鐵（氧化膜比較?。?，可以適當降低還原爐內(nèi)保護氣體的氫氣含量（只含5％左右,，比改良森吉米爾法的15％降低很多），減少了爆炸的可能性,。這樣對還原爐的安全和降低生產(chǎn)成本都有利,。另外使用全輻射管加熱，其控制調(diào)節(jié)也比直接用燃氣燒嘴加熱的控制容易得多,。所以采用美鋼聯(lián)法的生產(chǎn)線可以生產(chǎn)高質(zhì)量的汽車外板,，后來被越來越多地采用。進入90年代,，隨著熱鍍鋅板在家電,、汽車工業(yè)中的應(yīng)用,，對表面質(zhì)量的要求越來越高，而美鋼聯(lián)法比較能夠滿足這一要求,，所以國內(nèi)外鋼鐵業(yè)界又把建設(shè)新鍍鋅生產(chǎn)線的興趣轉(zhuǎn)移到了美鋼聯(lián)法,。

首鋼先后建設(shè)幾條冷軋線的退火工藝所用的都是美鋼聯(lián)法，與這個大環(huán)境背景是有直接關(guān)系的,。我查看了京唐公司冷軋廠熱鍍鋅線的介紹，說它采用了“新一代美鋼聯(lián)法”,，具有熱效率高,、爐內(nèi)清潔、生產(chǎn)靈活,、產(chǎn)品適應(yīng)性強、工藝穩(wěn)定,、生產(chǎn)力高,、產(chǎn)品表面質(zhì)量好、安全可靠的優(yōu)點,，設(shè)備技術(shù)先進,，也可靠,、合理，例如帶鋼清洗段采用電解堿洗技術(shù),，增強了脫脂效果,；采用“還原法光亮退火”，蓄熱式輻射管和HRE電阻帶加熱,，熱輻射均勻，可控性簡單,，板形好,，有利節(jié)能降耗。爐內(nèi)帶鋼強迫冷卻采用了變頻技術(shù)，控制溫度快速,、均勻、準確,。浸鍍采用陶瓷感應(yīng)鋅鍋,，加熱快，溫度均勻,，鋅渣少，免維護時間長等等,。

立式全輻射管加熱連續(xù)退火爐可是一個大家伙,，在冷軋廠里占據(jù)很大的空間，足有六層樓高,，與立式活套塔幾乎相等。在京唐一冷軋里的DREVER連續(xù)退火爐面前,，感覺自己真是一個很矮小的人。我跟很多人一樣,，無緣親眼看到連續(xù)退火爐內(nèi)的模樣,，好在修建退火爐的專業(yè)公司在網(wǎng)站上發(fā)布了他們自拍的某些照片,，為保溫層使用的陶瓷纖維毯做宣傳，才得以一窺真容,。

連續(xù)退火爐內(nèi)部結(jié)構(gòu),，正在安裝保溫耐火材料——陶瓷纖維毯

連續(xù)退火爐內(nèi)部安裝的照片

正在地面準備的DREVER連續(xù)退火爐鋼結(jié)構(gòu)，將吊到空中拼接組裝

由寶鋼冶金建設(shè)公司（寶冶）承建的首鋼京唐一期二冷軋（2230）連續(xù)退火爐外觀

我在京唐參觀時,，因為現(xiàn)場看不到退火爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還搞不懂什么是“輻射管”,，回京后正好在2011年9月份的一期《工業(yè)爐》雜志上看到中鋼科研集團人員寫的文章,，其中就刊發(fā)了有關(guān)輻射管的圖片。

某熱鍍鋅機組,，鍍鋅槽前面有立式退火爐，后面有合金化爐

也正是由于這種一條生產(chǎn)線就能把退火與鍍鋅兩道工序都完成的特點,，在鋼鐵業(yè)內(nèi),，一般就把原來根據(jù)退火工藝有區(qū)別的森吉米爾法、美鋼聯(lián)法等，都統(tǒng)稱為“鍍鋅方法”,，卻不再說成是“退火方法”。一開始我還不太習慣這個叫法,，現(xiàn)在也與大家一樣稱呼它們了,。這也就是我為什么在介紹完罩式退火爐之后暫停,，先講鍍鋅板,，再來說連續(xù)退火爐的原因,，就是因為“連續(xù)退火”流程的這種特殊性。在我國鋼鐵企業(yè)里,，絕大多數(shù)鍍層板加工生產(chǎn)都是與連續(xù)退火連接在一起的,，牢不可分。

了解完冷軋鋼板是一步步如何變身為鍍層板,，以及冷軋板和鍍層板在加工過程中用到的主要工藝設(shè)備之后，還要簡單地給大家介紹一下彩色涂層鋼板,。前面已經(jīng)說到過,，鍍層板可以做為加工彩涂板的基板，那么究竟什么是涂層鋼板呢,？國外把彩涂板稱之為“預(yù)涂鋼板”或“塑料鋼板”,，所以有人聽名字以為涂層板是復(fù)合鋼材,，其實不對。采用涂塑料的工藝或直接進行塑料貼層的鋼材,，表面覆著一層塑料,，才叫復(fù)合鋼材，如塑料復(fù)合鋼管,。

涂層鋼板則是寬帶鋼應(yīng)用中最典型,、也是最高端的一種深加工產(chǎn)品,。通常彩色涂層鋼板是以冷軋鋼板、熱鍍鋅或電鍍鋅鋼板,、熱鍍鋁鋅硅鋼板為基板,，經(jīng)過表面預(yù)處理（脫脂,、清洗,、化學轉(zhuǎn)化處理等），以連續(xù)的方法涂上涂料（用“輥涂法”涂敷涂料或粘接有機薄膜）,，連續(xù)初涂,、精涂，經(jīng)過烘烤（對其涂層表面固化）和冷卻而制成,。生產(chǎn)工藝從最早的“一涂一烘”（每個表面只有一個面漆涂層）發(fā)展到“二涂二烘”（每個表面有底漆、面漆兩個涂層）,，后來還出現(xiàn)“三涂三烘”的工藝（在底漆上依次涂覆面漆,、罩光漆層，并在最上面貼保護膜）,。彩涂板的表面狀態(tài)可以分為正常涂層板,、壓花板,、印花板等。常見的二涂二烘型連續(xù)彩色涂層機組主要生產(chǎn)工序為：開卷→預(yù)處理→涂敷→烘烤→后處理→卷取,。這些產(chǎn)品出廠時已穿戴好美麗的色彩或花紋的“外衣”,，故而稱為“彩色涂層鋼板”，在我國簡稱“彩涂板”或“彩板”,。在國內(nèi)市場上的商號名稱或主營產(chǎn)品里被稱為“彩鋼”的產(chǎn)品,，實際就是把彩色涂層板經(jīng)過冷彎加工而成的墻面板或冷彎型材。

彩涂板的面漆涂層種類可以分為聚酯,、硅改性聚酯,、偏聚氟乙烯、高耐久性聚酯等,。根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用的不同，里外兩層的涂覆還分為有底漆與與無底漆兩類,。有些彩涂鋼板根據(jù)彎制產(chǎn)品的固定方向,，總是有一面朝外，一面朝里,，那就可以用一面沒有底漆只有面漆的彩涂板,，需要朝向外側(cè)的一面是雙層，既有底漆也有面漆,，這樣價格便宜,、實用，節(jié)省投資,。普通不確定板面朝向的彩涂鋼卷，適應(yīng)各種應(yīng)用場合,。

雙面對稱（均為二涂）的彩色涂層板結(jié)構(gòu),，這里精涂層其實也是保護層

雙面不對稱（俗稱“二涂一”）的彩色涂層板結(jié)構(gòu)，背面少一層底漆（初涂層）

但是在鋼鐵業(yè)內(nèi),，經(jīng)常說的產(chǎn)品分類只有“涂鍍鋼板”，也就是把涂層板和鍍層板不加區(qū)分地合二為一,，塞入“涂鍍鋼板”一個門下,。百科辭典里的解釋是“涂層鋼板又稱鍍層鋼板，在具有良好深沖性能的低碳鋼板表面涂覆Sn,，Zn,，Al,，Cr，Pb-Sn合金,，有機涂料和塑料等的制品的統(tǒng)稱”,。在英文里“coated sheet”原來的意思就是“涂上一層的鋼板”，而具體怎么涂或鍍上這一層（合稱“涂覆”方法）,，卻不再區(qū)分,，所以coated steel既可以翻譯為鍍層鋼板,，也可以叫涂層鋼板。

而在中國人眼里,，電鍍或熱浸鍍加工只是涂覆加工的第一步,，此處完工的產(chǎn)品也并非只是半成品，而已經(jīng)是可以獨立使用,、性能完備的商品形態(tài)，所以單獨叫它“鍍層鋼板”是準確的,。在鍍層鋼板基礎(chǔ)上再進一步做有機涂層是加工的第二步,，完工后的產(chǎn)品才是“涂層鋼板”,，成為另一種新的商品形態(tài)，其附加值更高,，因此還是要把它區(qū)別開來。英文的混用,，不等于中文概念的混淆,，百科解釋“涂層鋼板又稱鍍層鋼板”把兩種完全不同的加工方式混為一談，其實是大有謬誤,。涂鍍鋼板雖在一個大門類之下,，卻真正是兩種東西,。

彩色涂層鋼板是近30年國際上迅速發(fā)展起來的一種新型預(yù)涂產(chǎn)品。涂裝質(zhì)量遠比成型后進行噴涂或刷漆的質(zhì)量更均勻,、更穩(wěn)定,、更理想。彩色涂層的附著力強,，具備有機材料良好的裝飾性，可以長期保持色彩鮮亮,。它既有鋼板的機械強度,，還有易成型的加工性能，能夠直接加工,，減少二次加工帶來的污染,，給建筑業(yè),、造船業(yè)、車輛制造業(yè),、家具行業(yè)、電氣行業(yè),、食品包裝等各行業(yè)提供了一種新型復(fù)合原材料,，起到了以鋼代木、高效施工,、節(jié)約能源、防止污染等良好效果,。在建筑工程方面主要應(yīng)用于露天的大型體育場館,、民用建筑上,。

彩色涂層板的抗腐蝕性、耐氣候性都很強,，它使用鍍鋅鋼板為基板，除了有鋅保護外,，鋅層上的有機涂層起了覆蓋隔離作用,，可以防止鋼板生銹，使用壽命比鍍鋅鋼板長50％,，比刷漆或噴漆產(chǎn)品壽命至少長20年，性能優(yōu)勢極大,。我在給青年員工講課時,，凡是介紹到鋼材在家電領(lǐng)域的應(yīng)用，經(jīng)常引導(dǎo)他們眼觀六路,，想一想哪些他們已經(jīng)司空見慣的用品是用到涂層板的,，最顯眼的就是家用分體式空調(diào)的室外機,，以及家用洗衣機、電冰箱的外殼等,。

彩色涂層板的二涂二烘生產(chǎn)工藝流程

已經(jīng)初涂完成一面藍色底漆的彩涂板,，從初涂機出來，進入下一道工序（由右向左）

彩板生產(chǎn)線

彩涂鋼板生產(chǎn)過程中

彩涂板的卷取

彩涂生產(chǎn)線最后的出卷,、打捆，與冷軋卷,、鍍鋅卷完全類似

未包裝的彩涂鋼卷成品

常見彩涂鋼板聚酯面漆涂層（面漆）顏色

美麗的木紋彩涂板,，是最后增加印花工序制成的

彩涂板的外觀極為漂亮,，色澤艷麗，甚至還帶有復(fù)雜的花紋,。經(jīng)過機械加工涂覆上去的有機材料很結(jié)實,，甚至能耐機械折疊，用它彎制家用電器的外殼,，有機涂層完全不會出現(xiàn)油漆結(jié)構(gòu)被彎裂的那種裂紋,。因此象分體式空調(diào)的室外機,，其彩鋼的機殼掛在室外任憑風吹日曬雨淋20年以上,，都不會有明顯裂紋，要是用噴漆殼子,，歷經(jīng)數(shù)年后油漆早就剝落,、銹跡斑斑了。

前面說的這些冷軋板,、鍍鋅板,、彩涂板生產(chǎn)過程,，最后一道工序都是包裝出廠。我在京唐一冷軋看鍍鋅板卷包裝之前,，已經(jīng)大致了解這些包裝的一般方法,，匯集起來，就是下面這些圖片所展示的,。

2009年8月27日京唐公司生產(chǎn)的第一卷冷軋帶鋼,，寬1250mm厚1mm,，重19.58噸，暫未包裝

武鋼海南公司生產(chǎn)的冷軋硬態(tài)鋼卷,，有兩端護圈包裝,，很簡單，表面防銹較差

國內(nèi)某廠的冷軋鋼卷包裝更簡單,，兩邊只有窄的護角圈

完整的冷軋卷包裝至少應(yīng)該是這樣用紙包裝（簡化版）,，內(nèi)面,、外面和端部都要保護起來

寶鋼的冷軋板卷成品包裝，包括內(nèi)外兩面在內(nèi)是全金屬封閉的

鍍鋅板和鍍錫板（馬口鐵）都有平板交貨的形式,，平鋼板在國外稱為“sheet”（薄板）,，也叫做“裁片”，要使用專用的包裝盒,，因此還有所謂“盒板”包裝,。成卷裝交貨的都是鋼板卷,，也叫做“圈鐵”,。

鋼材包裝盒,，專門用于盛放開平板

冷軋開平板的三種包裝（左為裸裝，中為簡裝,，右為盒裝）

鍍鋅平板的包裝結(jié)構(gòu)

鍍錫平板（馬口鐵）的包裝結(jié)構(gòu)

鍍錫鋼板（馬口鐵裁片sheet）的盒式包裝外觀

鍍錫鋼卷（馬口鐵圈鐵coil）的包裝外觀

在某地經(jīng)銷商的庫房里,，看到一種簡易紙包裝的寶鋼鍍錫板卷,，比較少見

在天津益源的15萬噸鍍鋅板卷生產(chǎn)線上，看到卷取機旁的筒形“內(nèi)周護板”,，才曉得原來是先放進去再卷的

鍍鋅鋼卷和鍍錫鋼卷的普通包裝結(jié)構(gòu)

鍍鋅鋼卷的精包裝結(jié)構(gòu)

鍍錫鋼卷（馬口鐵）的精包裝結(jié)構(gòu)