冷轧,轧钢厂设备消耗量大的消耗品都有什么呀,知道的说下,谢谢啦

轧钢厂用,各种规格型号的冷轧,热轧刀片。定做折弯机异形模具。中外搅拌楼合金耐磨件,摊铺机履带板,绞_百度知道
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出门在外也不愁我想到钢厂做轧钢,请问轧钢都是干什么的?要详细点。_百度知道
我想到钢厂做轧钢,请问轧钢都是干什么的?要详细点。
轧钢:分热轧和冷轧。热轧:就是将钢坯或钢锭加热到红热状态,通过轧钢机的辊压成可以使用的不同断面形状的钢材冷轧:通常将热轧出的坯材,在不加热的常温条件下,通过轧钢机的辊压成更薄和更光洁表面的板材矫直:就是将轧制状态下的钢材通过矫直设备将钢材矫直或矫平关于轧钢操作工和矫直操作工1。如果是传统的轧钢厂既机械化和半机械法的人工喂钢或机械喂钢,操作轧钢机的输入输出辊道或用人工的方法将钢坯送入轧钢机。或将轧好的钢材送入矫直机矫直。如果是调整工,则还要负责机器的工作状态调整使之产出合格产品。2。如果是现代化全自动的全程计算机控制,都在控制室看着屏幕按电钮
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油雾吸入轧钢挺苦的,噪音,基本上班8小时一直没什么休息的,我是在冷轧厂干磨辊的,而且工作环境比较恶劣,但是具体下来就了解不多了 热轧厂更辛苦吧,工作的话辅操主要干更换工作辊点检带钢表面之类的吧,呵呵,主操也挺累的,跟轧机打交到还算多
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轧钢就是用轧机对钢坯进行压力加工,获得需要的形状规格和性能的过程。轧机主要由几组轧辊构成,轧辊是一对转动方向相反的辊子,两个辊子之间形成一定形状的缝或孔,钢坯通过轧辊就成为一定形状的钢材。
在再结晶温度以上的轧制称为热轧;在再结晶温度以下的轧制称为冷轧。
我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。
我国大钢厂从70年代已用先进的连轧轧机 ,连轧机采用了一整套先进的自动化控制系统,全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施,轧件在几架轧机上同时轧制,大大提高了生产效率和质量。
我国粗钢产量位居世界第一。国内十大钢铁企业年产粗钢均在1000万吨以上。今年来,钢铁重组进入快车道,比如...
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出门在外也不愁曹妃甸新首钢廿八:钢材高端看冷轧
曹妃甸新首钢廿八:钢材高端看冷轧
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;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。
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(silicon steel
sheets,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。
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。
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
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。
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
<font STYLE="FonT-siZe: 14px" COLOR="#03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)
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
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”),配备高速横切飞剪,可以生产整齐的盒装冷轧平板。按窄条带钢成卷交货的应纵切(业内通称为“纵剪带”),把宽带钢同时剪裁为几条乃至十几条窄带钢。无论是横切还是纵剪,成品冷轧钢材的生产速度都比一张一张或一条一条地单独轧制要快数十倍,生产效率大大提高。有了这种轧钢机和剪切设备,再也不需要那种分散式“小作坊”生产设备了。这种从一条生产线出来之后“一变三”(冷轧宽带钢卷、冷轧窄带、冷轧平钢板)的生产模式,真正体现了大工业的自动化、高效率的冷轧钢材生产。
武钢(天津)钢材加工有限公司剪裁线的纵剪机,正在把冷轧宽带钢剪成10条窄带
一卷冷轧宽带经过纵剪成为十一卷成品冷轧窄带,轧机效率提高数十倍
冷轧钢卷切为平钢板(开平板)的原理图
冷轧中宽带钢
首钢迁钢第一冷轧厂的冷轧宽带钢卷
冷轧板带生产的工序和工艺流程与产品紧密相关,随着产品的要求不同,工艺流程也有所不同。其中除了冷轧环节之外,在热轧当中所没有的酸洗、退火工艺也是大家不容易见到、非常感兴趣的。
冷轧板带钢产品是以热轧板带钢作为原料,因其表面有钢板在精轧后冷却期间或存放期间形成的氧化层(我们称之为“三次铁皮”,以区别钢坯在加热炉内生成的“一次铁皮”,以及粗轧之后在中间坯表面生成的“二次铁皮”),所以在冷轧开始之前要把这一层比较密实的氧化层清除掉。由于冷轧的工艺不再加热,也就不可能使氧化层开裂并用高压水冲去(即所谓“热态”清除),所以得用新的方法做“冷态”清除。
所谓“酸洗”就是在冷态下用一种化学方法清除金属表面氧化铁皮的过程,通常也叫化学酸洗,根据不同的金属基材,分为采用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等不同种类。清洗热轧板卷表面通常用的是盐酸(HCI),世界各国的盐酸酸洗机组用的盐酸浓度都不超过20%。
酸洗是冷轧生产的第一道工序。下面这张示意图是用盐酸清洗热轧钢卷表面,除了盐酸与氧化铁皮直接发生溶解作用、使其脱落之外,盐酸溶液与氧化铁皮相遇,同时从缝隙渗入基体(钢板)后与铁相遇,这两种情况下都会发生反应,生成氢气,氢气的膨胀会产生一种机械剥离作用,能把氧化铁皮从钢板表面加速“扒”下来。但是这也意味着,酸洗速度必须非常快,否则钢板就会出现被强酸局部溶解(腐蚀)的新问题。随后还必须立即用冷高压水对钢卷进行冲洗,祛除酸液残留,防止腐蚀。
在酸洗过程中,热轧钢板表面的氧化铁皮迅速减少
因此现代化的大批量冷轧钢卷生产都是把酸洗设备与冷轧设备连接在一起,在钢铁业内通常被称为“酸轧机组”,从酸洗工序到冷轧工序之间的过渡非常短,在酸洗后以最快的速度进行冷轧,几乎不停留。冷轧完之后的钢卷也是尽快给它“再穿衣服”(冷轧板或板卷要直接密封包装,或加工为镀层板、涂层版),隔绝空气,就能避免冷轧之后的基板被再次氧化。
酸洗槽里要砌筑专门的“耐酸碱瓷砖”,是以石英、长石、粘土为主要原料制成的耐腐蚀衬砌。早期的酸洗槽都比较深,在1米到1.2米左右,称为“深槽酸洗”。70年代后逐步应用“浅槽酸洗”,深度降到0.4米到1米之间。1983年德国人发明了“浅槽紊流酸洗”,酸液深度小于400mm,有很多好处,例如酸洗时间缩短到原来的65%、酸洗后每平方米的残留物≤50mg等,所以现代冷连轧几乎都选择这种浅槽紊流酸洗方法。
宝钢某酸轧机组的酸洗槽正在进行防腐施工(砌筑耐酸碱瓷砖)
太钢不锈冷轧厂的卧式酸洗槽
带钢在酸洗槽(揭开盖子)内通过时的景象
酸洗机组分为连续卧式、连续塔式和半连续式(也叫推拉式或推式)三种,它们各有特点。
连续式酸洗的工艺是先要把每一个热轧钢卷展开,再把前一个钢卷与后一个钢卷之间的头尾都焊接起来,使带钢本体连续地通过酸洗槽。因而设备庞大,投资偏高,各个环节的生产节奏必须完全同步,组织生产不灵活,一旦中途停止后重启机组很是麻烦(需要全线从头到尾重新“引带”,引带也叫穿带,京唐一冷轧1700酸轧机组仅酸洗线穿带一次要花费4-5小时,五机架轧钢机和卷取机再穿带要2小时,合计6-7小时,还要耗用数十人力),但是它非常适合大批量地进行同种钢卷酸洗作业,与后面的冷连轧机可以“无缝接续”,生产效率很高,带钢的平直度也好。
马钢2130冷酸连轧机组穿带:热轧带钢通过入口段,牵引而出,即将进入酸洗段(二十冶图片)
首钢迁钢公司冷轧厂酸轧机组正在进行穿带作业的场景(视频截图)
连续式酸洗由于各段(原料准备段、酸洗工艺段、成品段)工作速度上有差异,既要保持各段工作状态的相对独立性,又保持钢带不停顿地连续酸洗,因此无论是卧式还是塔式,都要在每两段之间(进口/出口)设立活套车(在我国台湾称为“环圈车”),以“活套”的形式储备宽带钢,储量不固定,尤其是在装钢卷、焊接和卸钢卷时,酸洗机组就使用活套车里的储备钢卷。
水平活套小车的结构和原理示意图,酸洗机组一般要配两组活套
酸洗槽下方安装水平活套,充分利用空间(武钢三冷轧)
塔式机组的酸洗塔有的高达30米,还分为单塔、双塔和多塔,对酸液密封要求较高,绝对不能在空中外溢(否则可是“空中飞来横祸”啊)。但是这个高大的酸洗塔割裂了厂房内的吊车通道,设备维修不便,停机后重新穿钢带很困难。而卧式机组虽然占地面积比较大,设备结构却相对简单,维护也方便。全世界年产100-200万吨以上的冷轧生产线都使用卧式酸洗机组,因此我国钢铁企业也由于引进技术的原因,只有很少几套塔式机组,多使用卧式酸洗机组。首钢京唐公司的冷轧生产线也都是连续卧式酸洗。
而推拉式(半连续式)酸洗工艺,前后两个热轧钢卷之间并不焊接,每卷带钢都用夹送辊依次“咬入”,推送向前,酸洗后这个钢卷要再次卷起来,它是逐卷间断地通过酸洗机组的。它的设备相对简单,投资低,适合灵活组织不同的冷轧板卷生产,重新启动机组时不用“引带”。它的缺点也比较明显,一是钢卷不是直接从酸洗工序进入冷轧工序,多了一道卷取,因而钢卷还有在过渡期间再次被氧化的危险;二是生产效率低,产品的平直度也差一些,可能每一个钢卷之间都有差异。我国的推拉式酸洗机组已经完全国产化,年生产能力都超过50万吨。在首钢的迁钢公司冷轧厂,就有一套年产70万吨的推拉式热轧宽带酸洗机组,在不久前的日顺利完成首卷热轧酸洗卷的生产。
半连续式(推拉式)酸洗机组示意图,只卷一个钢卷,不需要活套
连续卧式酸洗机组示意图,水平活套存储的带钢长度可以达到酸洗槽的四倍以上,容量很大
连续塔式酸洗机组(单塔)示意图,这里用的活套都是立式的(储存的钢带在塔架或地坑中伸展)
立式活套结构示意图
左面是有地坑的活套,在同样占地面积下可以储存更多带钢,但是设备复杂;右面是无地坑活套
经过酸洗后的钢卷就进入冷轧过程。根据成品厚度的不同,连续式冷轧机组的机架总数各异,轧制越薄的带钢,机架数就越多。早期的三机架带钢冷连轧机,主要用来生产0.6mm-2.0mm厚的汽车钢板,所用原料厚度为2.5mm-4mm,总压下率达60%。四机架带钢冷连轧机是从五、六十年代开始发展,适应性较强,生产规格扩大到厚度为0.35mm-2.7mm,总压下率达70%-80%,逐渐取代了三机架带钢冷连轧机。四机架带钢冷连轧机的辊身长度约1400mm-2500mm。五机架冷连轧机严格来说是从四机架延伸出来的,它的辊身长度与四机架是基本重叠的。
以前我一直很奇怪,为什么中国没有六机架的冷连轧机呢?机架多一个不是可以分散压下量么。但是后来才知道,60年代国外发展六机架冷连轧机是为了专门生产宽度不超过1450mm的镀锡原板,产品可以薄到0.09mm以下!这些年以来为了生产特薄的镀层钢带(仅厚0.065mm-0.15mm),很多冷轧企业已经在四机架或五机架冷轧机之外,增加了一套两机架或三机架的“二次冷轧机组”,形成了“两步走”工艺,这些特薄带钢的产量又不是动辄需要百万吨级,所以平时开动五机架冷连轧就够用了,很少再建造轧速极高(超过每秒40米)的六机架机组。
具体到冷连轧机的实际应用,关键在一个“连”字上。常规的五机架带钢冷连轧机的最末一架水平轧制速度高达每分钟米(每秒37.5米),速度极快,因此四机架或五机架冷轧机怎样与它前后的设备在如此高速下能“和谐一体”运行,情况是很复杂的。
上世纪60年代出现的冷轧生产方法,只是在若干架冷轧机前面装设两台开卷机、两台轧后张力卷取机和自动穿带装置,并采用快速换辊、液压压下、弯辊装置、计算机自动控制等新技术。但是它并未与冷轧工序前面的酸洗工序连接,也没有与后面的退火工序连接。而且这样的冷轧只是轧制机架“连续排列”而已,带钢依然是一卷一卷单独进行轧制的,并不能真正做到连轧。真正的连续轧制是在此后近10年才出现,是采用“无头轧制”方式实现的。
按照冷轧带钢生产工序及设备组合的特点,钢铁业界的专家们把“全连续式冷轧机”分成三类:
第一类名为“单一全连续轧机”,是我刚分配到首钢参加工作的那一年(1971年)在原日本钢管公司(NKK)的福山钢厂出现的,在常规的冷连轧机前面增设了焊接机、活套等机电设备,使热轧钢卷通过这种“无头轧制”的方式,第一次实现了不间断地连续冷轧。冷轧之后的带钢无限长,得另用剪切机按定尺切断,并重新卷成冷轧钢卷。这种单纯轧制工序的连续化,称为单一全连续轧制,也称为“全连续无头轧制”。
第二类可以称为“联合式全连续轧机”,最早是1982年在新日铁的广畑厂投产的。把第一类单一全连续轧机再与其他生产工序的机组连接起来,就能得到这种第二类联合式全连续轧机。这里的联合还有两种不同形式,一是“后连”,冷连轧机与后面的连续退火机组联合,即为“退火联合式全连轧机”;二是“前连”,即与前面的酸洗机组联合,就成为“酸洗联合式全连轧机”(也就是我们常说的“酸轧机组”,Continuous
Discaling Continuous
Mill,缩写为“CDCM机组”)。目前世界上酸洗联合式全连轧机最多,发展也最快,它是全连轧的一个发展方向。首钢顺义、迁钢、京唐的冷连轧机都是这种CDCM机组,而且从酸洗到冷轧之间都是采用水平活套,不用立式活套。
“联合式全连续轧机”冷轧生产线(CDCM机组,即酸轧联合机组)示意图
第三类是“全联合式全连续轧机”,1986年首次出现在新日铁的广畑厂。别瞧所用汉字名称里只多了开头一个“全”字,它却是冷轧带钢生产划时代的技术进步,标志有关冷轧板带的设计、研究、生产、控制及计算机控制技术进入一个新的时代。它是把单一全连续轧机与前面的酸洗机组和后面的连续退火机组都连接起来,包括清洗、退火、平整、检查工序全部纳入,整个机组采用了先进的自动控制系统,能够同步顺利生产,板厚精度控制在±1%以内,过去冷轧板带从投料到产出成品需要12天,而采用全联合式全连续轧机,只需20分钟。该机组也称为“酸洗-冷轧-退火连续生产线”,缩写是“FIPL机组”。
“全联合式全连续轧机”冷轧生产线(FIPL机组)示意图
京唐第一冷轧厂紧接在酸洗线后面的五机架冷连轧机,全部为六辊UCM轧机,由日本“Mitsubishi-Hitachi
Metals Machinery
Inc.”(三菱-日立制铁机械有限公司)制造。整个“酸轧机组”都是这家公司建造的。这套冷连轧机可比我1995年在宝钢冷轧厂看到的2030mm五机架四辊冷连轧机的技术先进多了。
三菱-日立公司在五机架六辊UCM冷连轧机上应用的新技术
六辊冷轧机有三组轧辊,分别是支撑辊、中间辊和工作辊,每组上下各有两只,这种轧机的基本特点就是支撑辊直径大,而与带钢相接触的工作辊直径小,中间辊和工作辊在轧制过程中都可以随时控制横移,能够克服带钢边部减薄及消除任何部位的“波浪”纹,实现精确控制,所以适合轧制薄带钢材和其它变形抗力大的金属材料。它的基本结构形式有两种,一是德国SMS公司开发的“CVC轧机”,工作辊的外廓被磨成S形瓶状曲线,上下辊磨削程度相同,互相错位180度布置,使上下辊形状互相补充。二是日本日立制作所开发的“HC轧机”,中间辊为平辊,不需要根据原料情况把轧辊用数控机床磨削成复杂的辊型,所以生产准备时间短,轧辊备件也较少,操作简单,容易控制。
冷轧钢板的板形缺陷主要就是各种波浪纹
CVC冷轧机(图中为四辊)依靠S形瓶状辊的抽动来调整板形,但是控制边部能力差一些
HC型六辊冷轧机几个辊上的受力和调整
京唐公司所用的UCM轧机(Universal Crown
Mill,万能凸度控制轧机)是日立-三菱公司从原有日立的HC轧机(High
Crown,高性能轧辊凸度)基础上发展改进来的,它具有横向刚度大、板形控制能力强等优点。它与HC轧机相比,采用更小的工作辊直径,其中间辊不仅能轴向移动,还设有正弯辊,工作辊设有正负弯辊,它的进一步改变是增加了工作辊的轴向移动,功能有很大改进。通过适当改变中间辊和工作辊的接触长度,可以改变作用于中间辊和工作辊的压力分布规律,消除由于轧制力引起对带钢横向厚度差的影响,因此对带钢的凸度和平坦度控制效果更好,特别适合控制带钢的复合浪形,适合轧制薄规格、硬质、大压下率的产品。国内还有宝钢1550毫米冷连轧机、武钢2140毫米冷连轧机、宝钢的1730毫米酸洗冷连轧机都是用UCM轧机。
我国的重机老大“一重”结合CVC轧机和HC轧机的特点,开发出一种国产化率100%的“VCMS大规格六辊冷轧机”。至少到2010年为止,国内通过非引进方式建设国产大型六辊冷连轧机,选用的都是一重自主研发、设计制造的VCMS轧机,例如鞍钢的1780毫米、2130毫米、1500毫米冷连轧机,梅钢的1420毫米冷连轧机,武钢的1550毫米酸轧机组等。一重号称它的VCMS机型是UCM系列的改进,既然它对原来的HC轧机也有相关继承性,这个说法也可以认同,从VCMS轧机已经成功打入国际市场的情况看,这种轧机确实具有一定的竞争力。
&六辊冷轧机结构示意图
冷轧机多采用小辊径,优点是减小接触区、减小轧制力、减小弹性变形,有利轧薄
五机架冷连轧机的作业示意图
轧制后的卷取,采用回转式双卷筒形式的卡罗塞尔卷取机(Carrousel),这是世界上最先进的冷轧带钢卷取机,它的内部驱动系统很复杂,目前世界上能生产这种卷取机的厂家没几个。
Carrousel卷取机的结构示意图
欧洲某钢厂可卷取直径2.5米45吨重钢卷的冷轧双卷筒卡罗塞尔卷取机
卡塞罗尔卷取机在整个冷连轧生产线的最后位置,但是距离最后一架冷轧机非常接近
冷轧钢卷的表面很光滑,看似无暇,但是它遇到水汽、暴晒等不利环境因素,仍然会氧化生锈。
对于“非FIPL机组”如常用的CDCM机组(酸轧机组)来说,冷轧卷“落地”暂存的时间不会很长,它要根据销售合同制定出的生产作业计划,尽快地通过下一步的退火工艺环节,正式完成商品化之前的所有加工步骤。因此只需要用涂油设备在冷轧钢卷的外表面轻抹一层防锈油(轧后涂油),油量不大,主要作用是隔离水汽,防止在运输途中和仓储中氧化生锈。
冷轧钢卷为什么要经过“退火”呢?以前在冷轧钢板(带钢)时,都是使用速度比较慢的可逆式冷轧机,当钢板由厚变薄降低到一定厚度之后,由于带钢本身在加工过程中逐渐硬化、积累应力,中途必须进行退火,使带钢软化,消除应力,恢复钢的塑性变形能力,然后才能进一步轧制或平整。如果再后续轧制几道后,还得再一次退火。因此生产作业费时,退火也费时,工艺不连续,按单位产量折算的综合能耗比较大。
现在大批量生产冷轧带钢主要都改用排列紧密的高速冷连轧机,轧制作业耗时极短,因此在轧制过程中不另设中间退火工序,而是在带钢轧至所需尺寸及精度以后,才进行最终退火,消除积累在带钢内的应力,全程只有一次退火,综合能耗也比较低。
根据我在京唐公司现场的观看,一冷轧的1700mm冷连轧机在轧制完成后,是对冷轧钢卷进行直接打捆的(简单地打一道包装钢带),并未送去退火,而是到再次开卷完成镀锌作业、冷轧钢带变成为镀锌钢卷以后,再进入连续退火炉的。不过,我在这里还是按照通常的流程习惯述说,以生产出冷轧钢卷做为一个完整产品的诞生,先讲一下什么是最终产品交付之前的退火。
退火之前由于冷轧带钢表面有防锈油,先要把油脂清洗干净,哪怕这钢卷才涂了薄薄一层油,没过俩小时,也必须把油清理掉,否则在退火时在带钢表面会形成油斑,造成新的表面缺陷。经过“脱脂”的带钢,装到带有保护性气体的炉子里退火。退火后的带钢表面极为光亮,犹如镜面,在进一步的轧制、或平整、或涂镀的时候,就不须二次酸洗。
现在各国钢铁企业对冷轧钢卷都采用“罩式退火”和“连续退火”两种不同的退火方式。
所谓罩式退火,是指已经卷好的钢卷不再展开(紧卷方式),依旧以“抱团”样式放入坐卧在地的“罩式退火炉”里码垛,退火后直接吊出,保持原来的捆扎形态不变,这种工艺比较简单,组织生产灵活,适于小批量多品种生产,但是总体生产效率低,退火质量差,能耗高。钢卷装进罩式退火炉里又分为“紧卷退火”和“松卷退火”两种形式。紧卷退火应用最为广泛,在钢铁厂里几乎都是这种工艺。而松卷退火要配套一套松卷机组,仅用于有特殊要求的热处理。罩式退火炉本身还有单垛式和多垛式两种类型,常见的都是单垛式。罩式炉的加热方式,还分为“辐射管加热”和“直接火焰加热(直接加热式)”,直接加热式使用最多。
另一种连续退火,是象前面酸洗、冷轧工序的“无头轧制”一样,把钢卷拆捆,再次展开、焊接起来,连续穿越有几层楼高的立式退火炉,从头走到尾,退火后的钢卷再重新剪裁、卷好,就可以送去打捆包装了。
罩式退火炉根据内部用的保护性气体种类的不同,又分为普通罩式退火炉与全氢罩式退火炉两种。
普通罩式退火炉在退火作业时,每炉一般以4-5个左右的钢卷为一垛,将带钢加热到一定温度保温后再冷却,燃料主要是焦炉煤气。上世纪70年代普通罩式退火炉主要采用高氮低氢的氮氢混合型保护气体,氢气的体积占2%-4%,氮气的体积为96%-98%。化学性质很稳定的氮气是很好的冷却气体,还可以使加热中的钢卷隔绝氧气,避免再次受热氧化。氢气是一种比空气轻而且渗透性很强的气体,密度小,传热系数大,所以导热能力比氮气更强,在发电厂的大功率发电机组轴向都比较长,中间不易散热,所以经常用氢气冷却(称为“氢冷发电机”),效果极好。而罩式退火炉里堆垛的钢卷非常紧密,每一层带钢的缝隙比发电机定子和转子的间隙还要狭小,所以渗透性极强的氢气是这种退火炉里最好的冷却气体。少量的废氢气经过回收净化还可以补充当燃料用。
不过,氢气冷却一旦发生泄漏就有爆炸的危险(氢气与空气混合物的爆炸下限为4%),所以普通罩式退火炉采用高氮低氢的设计是有道理的,还要设专门的监测系统以保证安全。后来随着冷却技术的提高,氮气越用越少,氢气比例日益提高,最终演化出了采用全氢气的罩式退火炉。
我国的鞍钢冷轧厂在50年代曾经引进过苏联设计的这种早期传统罩式炉。70年代建设武钢“一米七轧机”的时候,引进了由德国LOI公司制造的“分流冷却罩式炉”,也叫做“混氢强对流罩式炉”(HNX罩式炉)。
为了弥补普通罩式炉的缺陷,又充分发挥它投资建造灵活、可分批进行退火的优点,在70年代末、80年代初,分别由奥地利著名的EBNER(艾伯纳)公司开发出HICON/H2炉(强对流全氢退火炉)、德国LOI公司开发出HPH炉(高功率全氢退火炉)。这两种100%使用氢气的全氢罩式退火炉,生产效率比普通罩式炉提高一倍,冷轧钢卷退火之后的深冲性能良好,有较高的表面光洁度,所以在全世界范围内得到迅速推广和应用。我国的宝钢和武钢曾经先后两次从LOI公司引进了外冷式的高功率全氢罩式炉,经过武钢生产实践的对比,HPH炉比原来的HNX炉退火时间能缩短40小时,生产率提高40-60%。
全氢罩式退火炉的优点是:采用大功率、大风量的循环风机,加速气体循环,强化了对流传热;采用全氢气作为保护气氛,充分发挥氢气质量轻、渗透能力强、导热系数大、还原能力强的优势,同时氢气消耗量很低;采用气-水冷却系统,冷却快速,提高了生产效率,大大改善钢卷退火质量。
全氢炉原来主要分布在欧洲各国,90年代全世界此类退火炉达到500多座,逐渐扩展到世界20多个国家和地区。90年代以后,我国各钢厂的罩式退火炉也逐渐采用高氢型保护气体(75%氢气+25%氮气),或全氢型保护气体(氢气的体积为100%),生产效率大幅度提高,退火质量明显改观,能耗大幅下降。随着冷轧板性能的日益提高,普通的氮氢型罩式退火炉正在逐渐被淘汰。全氢炉仅使用极少量的氮气,不再当作保护气,而是在退火开始及结束前用于清扫密封(绝对不能让氢气与空气混合以免爆炸)的,因此氮气用量比传统氮氢型的罩式炉减少14%左右。
以前我第一次看到罩式退火炉的照片,不知道它的外罩为什么分为两种样式,这次到京唐一冷轧参观的时候,我才近距离第一次仔细看清了罩式退火炉两种外罩的异同,原来加热要用“加热罩”,冷却时罩上的却是“冷却罩”。
单垛型罩式退火炉,内部可以装4个冷轧钢卷
燃气全氢罩式退火炉全貌剖视图
欧洲某钢厂的奥地利艾伯纳公司制造的冷轧带卷全氢罩式退火炉,右边白色的是加热罩,正在提升的是内罩
罩式退火炉的简要工艺过程
罩式退火炉的各个操作环节图示
罩式退火炉对带钢卷的加温,在加热罩里同时用辐射、传导、对流三种方式进行,最高到850&#8451;
直接加热式的罩式退火炉内部结构,最下面两层一共用8只烧嘴,隔着内罩给钢卷加热
把加热罩换为冷却罩之后,用风扇控制“空冷”速度,降到380&#8451;后改为“水冷”降温
全氢罩式退火炉在处理冷轧钢卷的不同外观:左1冷却,左2加热,左3起吊内罩,右二内罩扣合
全氢罩式退火炉比普通罩式退火炉性能好的根本原因,在于100%使用氢气。氢气是非常活跃的一种气体,热传导性好,渗透力强,其传热速度比氮气快,强化了对流传热,加热时,内罩壁的热量对带钢卷每一层之间的传热(冷却时方向相反)速度要比普通罩式退火炉快得多,因此使用全氢、强对流循环,炉温比较均匀,对于卷得很紧的带钢卷也能获得满意的加热或冷却效果,从而大大缩短了加热或冷却处理的时间。一般全氢罩式退火炉生产效率比普通罩式退火炉高40%-60%,而且在大量生产情况下,可以做到钢卷外部没有局部过热现象。因此经过退火处理后的带钢卷,机械性能均匀,同时也消除了普通罩式退火炉中所出现的带钢粘结现象。
我在京唐一冷轧参观时,正巧没有任何产品在罩式退火炉上作业,所以仅仅是看清了设备外观,没有看到任何操作,在眼见范围大概齐地数了一下有三排罩式炉,每排8个炉子,总数应该是24个。根据国内钢铁厂工艺设计标准,我推测这一部分罩式退火炉能够承担的加工量不过是每年30-40万吨而已,占第一冷轧厂全部冷硬卷(或镀锌卷)产量的20-25%。是否在另一跨内还有同样24个罩式炉?我在匆匆行路中还真没注意。要真是那样的话,一冷轧的罩式炉退火处理能力就可以达到每年80万吨。
由于罩式退火炉的开停比较灵活,可以先卷好带钢再进行退火,而连续退火机组要在卷取之前就完成退火,它与罩式退火炉相比,设备更为庞大。尽管连续退火机组发展很快,还是不能完全取代罩式退火炉。所以我国目前的主要大型冷轧板卷生产厂为了随时适应特定产品的批量生产,全都依旧配备罩式炉生产线。
罩式退火炉的最致命的弱点,是成卷处理带钢的效率低。很奇怪、也很有意思的是,全世界的钢铁企业和重型机械制造厂家都不再为它实现完全自动化生产做改进,宁愿看着它日复一日地在工作中途依靠人的指挥,用桥式吊车搬运冷轧钢卷(或镀层钢卷)和炉罩。
如果研究一个类似港口码头举重(搬运集装箱)叉车的自动化机械手,不再用桥式吊车,举重40吨(常见最大钢卷重量)应该不是难事,进而再建造可以流水循环运转的退火炉底盘系统,类似流水生产线工位,自动进行堆垛、落垛操作,有何不可?用测温装置和计算机控制各台罩式炉的炉罩打开、移动、更换位置和重新下落,也是完全做得到的,为什么不做?某专家曾经听闻我的疑问后摇了摇头,说你想过这样落上四五十卷宽带的自动运转生产线,每卷将近40吨的重量,全线负重1600吨到2000吨,仅要循环移动它们得用多大功率的传动设备吗?还有那氢气和氮气供应系统,根本无法移动!在设备方面还是用桥吊搬罩子更为简单,资金投入还低呢。专家说,罩式退火的发展趋势一是增大装炉量;二要提高加热效率,采用强对流,强化加热能力;三要强化冷却能力,炉内外同时采用更好的快速冷却装置,缩短冷却时间。如何提高它的机械化、自动化流水作业水平,在今后一段时间内还不是考虑要解决的关键问题。
但是我想,这也一定早已引起业内关注,专家们不会故意“避而不改”。钢铁生产的自动化发展本来就是西方各国开始带头搞的,在人力成本极高的西方国家,用或不用自动化都是一个难题。但是从技术替代的角度考虑,是否业界早已判断这种罩式炉退火工艺最终不具有发展前途?是否连续退火工艺更有发展前途?否则不会任凭留此空白拖延不做。但愿有人能给我一个更清晰的回答。
罩式退火炉的工作状态是静态的,看着不热闹,所以在冷轧厂里给我印象最深的退火设备,还是轰鸣运转、全长100多米的连续式退火机组,从它露在外面的带钢表面看到,带钢正在一段一段地发生可见的变化,感觉很“养眼”。连续式退火机组的长度占据整条镀锌连退生产线的五分之一还要多,占地面积也要比罩式退火炉大许多倍。
我得先介绍一下热镀锌,才能说清楚与之直接相关的连续退火是怎么一回事。我在京唐第一冷轧厂是通过观看热镀锌的“线内退火”,才比较多地了解了这种高效率的退火工艺。
冷轧薄板(钢板、钢带)虽然可以直接制作很多产品,但是它依然是一种很重要的中间产品。如果直接使用,铁质基板受到空气中的水份或海风所含盐分的侵蚀,表面也是会很快生锈的。普通钢板如果不进行镀锌或直接彩喷,在露天大气条件下的使用寿命只有3到5年。例如经过镀锌后再进行彩喷,使用寿命可延长到20到30年。因此人们就积极地寻找各种给它“穿衣服”的办法。
我们都见过“刷油漆”这种涂装,但是钢铁产品从出厂后直到开始刷漆,这期间表面早已吸附了水汽,靠油漆隔绝已经来不及了。因此最好的物理隔离办法,是在钢板加工的过程中直接在它表面上进行涂覆作业,给它穿上一身牢固、轻薄的外衣。给钢板穿衣的方法有好几种,现代钢铁工业最常用的两种办法,一是添加金属镀层,二是添加非金属涂层。增加镀层、涂层,不仅可以得到性能更加优良的产品,而且使产品得到更大的增值。
钢材表面镀层类型有镀锌、镀锡、镀镍、镀钛、镀铬、镀铝、镀铅锡合金、镀铝锌合金,还有近年生产彩涂板大量用作基板的镀铝锌硅合金钢板等种类。
从热轧板→冷轧板→涂镀板,附加值迅速提高,应用越来越广泛
冷轧薄板通过热浸加工或者电解加工,使它表面牢固附着一层异种金属的过程,叫做“镀层板加工工艺”。镀层的加工方式有冷镀和热镀。我们最常见的镀层板是镀锌板和镀锡板(俗称马口铁)。
所谓“冷镀”和“热镀”是相对这两种工艺方式来说的,区别很多。
冷镀就是指“电镀”,是把一种金属离子在电镀槽内利用电流的单向流动、逐渐转移到钢材外表的过程,生产速度慢,不适合大规模生产应用,镀层薄,遇到潮湿环境很容易脱落,耐腐蚀性比热镀差很多,但是产品价格便宜。在大规模生产宽带钢的钢铁厂里,是见不到这种加工方法的。而它在钢铁行业的下游——机械电子行业里应用比较多,例如在电子电器产品的应用方面,很多框架结构(例如电脑机架)都是把冷轧钢板先冲压好,然后再分批、分类进行电镀的。
电镀锌的简单原理示意图
热镀又称为“热浸镀”,是在高温下把做为镀层的金属融化,把要镀的钢铁产品和结构件浸入镀槽中,熔融金属转移到钢材表面,在几百度的高温下与铁形成一种合金层,也就是热镀层,防止腐蚀生锈。热镀的生产速度快,但是消耗金属多。它的优点在于镀层附着力很强,镀层比较厚,硬度较好,不容易脱落,所以钢材的防腐能力得到很大增强,用在建筑结构、车船制造中的镀锌钢板绝大多数都是热镀的。
热浸镀法生产镀层钢板的示意图,如果是热镀锌,盛融液部分的就叫“锌锅”
这两种工艺最根本的区别是镀层厚度相差比较大,以镀锌为例,电镀锌层的厚度一般仅在20-30μm(微米),而浸镀(热镀)锌层的厚度则一般为200μm左右。
镀锌卷板是以热轧钢带或冷轧钢带为基板,经过连续热浸镀锌工艺而生产出来的,产品具有耐腐蚀强、表面质量好、有利于深加工、经济实用等特点。镀锌板的用途十分广泛,首先是用于制作钢铁下游产品的基板,特别是在汽车制造业里,主要用来制造车体,例如外板、内板、底板、车门等。
随着社会的发展,热镀锌产品已经运用到很多领域,热镀锌的优点在于防腐年限长久。在不同的环境中防腐年限设计是不一样的,例如重工业区13年,海洋50年,郊外104年,城市30年,热镀锌能适应的环境条件很广泛,一直是很受欢迎的防腐方式,因此镀锌钢材被大量用到制造电力输电线的铁塔、通信铁塔、铁路、路灯杆、船用构件、建筑钢结构构件、变电站附属设施等。轻工业里加工的冷弯型钢其实有很多都是用镀锌钢板直接加工出来的,例如公路防护栏。家电行业里在空调、冰箱、洗衣机、微波炉、热水器、电脑机箱、太阳能等家电产品的外壳和底板里也都有用到。在建筑行业里用作轻钢龙骨、瓦楞板、通风管道、楼层承重板、活动房、厂房房顶、房体、市政工程围档板等。家具业里常见用在衣柜、桌子、床头柜、档案柜、文件柜、书架等各类家具的导轨上。在其它行业如贮运、包装、粮仓、烟囱、水桶、镀锌管、啤酒的发酵罐等,都要用到镀锌板。
镀锌是一种采用广泛、经济而有效的防腐方法,国内外企业生产的镀层钢板也是以镀锌板为最多。热镀锌是由比较古老的热镀方法发展而来的,自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来,已有170多年的历史了。近代热镀锌工业是30年来伴随着冷轧带钢工艺的飞速发展,而得到了大规模发展。据有关资料统计,目前全世界锌产量的一半左右都用在镀锌工艺上。
热镀锌的合金层厚度不仅与钢材本体的某些化学成份含量有关,还与横截面积大小、表面的粗糙程度、锌锅温度、浸锌时间、冷却快慢、冷轧变形等因素有关系。
连续镀锌生产线的简要结构(带钢卷由右向左前进)
重型卡车上的巨大陶瓷锌锅(镀槽),以卡车为参照物,其尺寸就不必描述了
国内某企业引进国外技术生产的钢制锌锅
某钢铁厂内正在安装锌锅的施工现场
热镀锌锅里的沉没辊上沾满了金属锌
钢带从张力辊沿着斜的导槽进入镀锌槽(锌锅),绕过沉没辊,再向上直拉出来,镀层已经亮如镜面
欧洲某厂的敞开式锌锅,能看到熔锌液面,以及宽带钢镀锌之后被拉出的一瞬间景象
国内某企业年产25万吨的热镀锌板卷及热镀铝锌硅板卷两用生产线
尚未包装的成品镀锌钢卷(右)和剪切后的镀锌平板(左)
亮如镜面的镀锌薄板和板卷
近看镀锌板卷表面的锌花纹
拍摄钢材表面照片:0.47mm镀锌板表面的锌花纹样,左为大锌花,右为小锌花
近年镀铝板也越来越多。热浸镀铝的工艺是在20世纪50年代随着汽车工业的发展,而逐步发展起来的。镀铝钢板实际是具有铝硅合金镀层的钢板,镀层中铝的含量为90%,硅10%。它的特点是:具有极佳的耐高温性(550&#8451;);可以反射80%的入射热量;对化学腐蚀有极强的耐蚀性;可以通过拉伸、冲压、拉管等成形加工;可以用标准MAG和TIG焊接加工;可以直接接触食物。镀铝板的表面能形成致密的三氧化二铝保护模,抗腐蚀作用非常强,在非常恶劣的情况下也不会腐蚀钢板本体。镀铝钢板具有优异的耐大气腐蚀性,是镀锌钢板耐腐蚀性的3-6倍,在建筑工程中用于外装修,如幕墙工程。镀铝钢板还被广泛用于汽车工业(消声器、排气管、油箱、隔热罩、反应器部件和歧管罩等),建筑、农用矿山机械(柴油机消声器和隔热罩、剪草机和园林机械消声器等),家电产品(烤箱、微波炉、电饭煲、烤面包机、电热水器具、消毒柜、空调机、电暧器、灯饰等),厨房用具(煎锅、烧水壶、烤盘等),还有户外产品(烧烤炉、炭炉、集烟/排烟口、烟囱等)。
而两面镀锡的冷轧低碳薄钢板或钢带,英文缩写为SPTE,叫做镀锡板。锡是一种银白色金属,熔点231.9&#8451;,每立方厘米的密度为7.3克,接近铁的单位密度,纯的金属锡与弱有机酸相互作用缓慢,耐腐蚀性好,即使被腐蚀所生成的化合物只要不摄入过量,一般对人体也无害,而且锡富有很好的延展性,塑性也好,本身就可以轧制成0.04毫米以下的锡箔,因此浸镀在钢板表面非常紧密。所以镀锡板被大量用在热镀锡生产中,是食品工业中制做罐头包装的最主要原料,锡主要起防止腐蚀与生锈的作用。无论是否抽真空,罐头的密封性都极佳。我在马来西亚曾经看过那里的锡质茶叶罐,盖子自重落下封住罐口,完全不会漏气,说明金属锡表面天然具有良好的接触密封特性。在中国,1973年以前俗称镀锡板为“马口铁”,现在虽然在官方文件里已经不这么叫了,但是民间还是习惯称它马口铁。
国产镀锡板卷
还有热镀铅锡合金冷轧碳素薄板,它的深冲压性能好,镀层附着牢固,具有良好的耐腐蚀性能,主要用于制造汽车油箱和贮油容器。
近10年来最热门的镀层钢板新产品就数热镀铝锌硅合金钢板卷了,市场价值迅速提升。热镀铝锌硅钢板(Galvalume,简称GL钢板),是在钢板的表面热镀铝55%、锌43.5%、硅1.5%的合金钢板。这种钢基复合材料既具备了镀铝钢板优良的耐大气腐蚀性和耐热抗氧化性,能在300&#8451;下长期不变颜色,500&#8451;-600&#8451;左右仍可以长期使用,又具备了镀锌钢板优良的电化学保护性,它的耐腐蚀性是热镀锌钢板的2-6倍,同样场合应用它可以大大减少钢材的消耗量。
在这两年我看到的国外参展商的资料里,都赞美镀铝锌硅板“非凡的耐大气腐蚀性”,说经过模拟测试,镀铝锌硅钢板可以耐受“数十年”太阳光的强烈暴晒,工业排泄物(污染废水)的侵蚀,和反复变化的“温度应力作用”,主体性能完好,无需任何维修,所以得到全世界建筑师的青睐,全球已经有超过5亿平方米的建筑面积上使用它,可以预计使用寿命达到30年,此后“尚不可预计”的使用年限还很长。
GL钢板的加工性和焊接性与热镀锌板相似,可以进行冷弯、冲压等加工,并且有很好的外观。它还具有优良的涂装性,对有机材料的结合力强,所以成为进一步制作彩色有机涂层钢板的首选理想基板。因此GL板的应用既有直接使用做建材的,也有再深加工为涂层板的,两个用途都有很大的产品需求。在2001年时,国内尚无生产GL钢板的厂家,而当时国家每年要进口200多万吨。因此鞍钢是第一个在国内“吃螃蟹”生产的热镀铝锌硅合金钢板的企业,带头搞了一条年产30万吨的GL板生产线,并接着建设一条15万吨的彩涂生产线。此后我国的产业政策就积极鼓励发展热镀铝锌硅合金钢板和涂层钢板。
多数都用来生产彩涂板的热镀铝锌硅合金板卷
拍摄钢材表面照片:0.21mm厚度的热镀铝锌钢板表面花纹
这么多种热浸镀钢板,其实加工的主要工艺都相差不多,我在此还是重点介绍占据半壁江山的镀锌带钢,特别是要介绍与前述罩式退火炉工艺不同的连续退火炉设备。
热镀锌生产钢带的一般流程为:脱脂(去油)→水洗→酸洗→加助镀液→烘干→热浸镀锌→分离→冷却钝化。外界人士看到除锈后的钢件浸入500&#8451;左右的融化锌液中,以为钢材仅仅是快速“粘”上了(附着)一层锌的热液,热镀过程是瞬间即可完成的,其实没有那么简单。熔融的锌在极短的瞬间内与铁基体反应而产生了一个合金层,从而使铁基体和镀层二者相结合,外加的镀锌层才能成为铁基体牢固的保护层。
在目前镀锌钢卷主要采用的连续镀锌生产工艺中,生产的是“合金化镀锌钢板”,这种镀锌钢卷具有良好的涂料的密着性和焊接性,它是在热浸镀出槽后,立即把带钢加热到500&#8451;左右,对其生成的锌和铁的合金层(也叫“被膜”)又进一步加以“固化”,所以要用到镀锌之后再加热、退火的一系列设备。当然这种加热后再退火的固化工艺也可以用罩式退火炉来完成,但是毕竟生产效率低了一些,所以大规模的工业化生产都必须使用连续式退火炉的工艺。&
我虽是轧钢厂出身,却不是搞轧钢工艺技术的,所以对有关的技术名词也有很多不懂,这次“三到曹妃甸”之后回到北京,对照有关资料和照片或多或少地恶补了一有关知识。这里说的镀层板在最后一步要进行“连续退火”,是相对于前面说过的不连续作业的“罩式退火”而言。连续退火也是钢材热处理工艺的一种,方法是使带钢连续通过退火炉,退火炉不封口,带钢一头进,一头出,中途不经过停留,出炉后的宽带钢被直接卷起来的一种生产方式。连续退火可以使冷轧后带钢内变形的晶粒重新转变为“均匀等轴晶粒”,同时消除加工硬化和残留的内应力,使钢的内部组织和性能恢复到冷变形之前的状态。
在有关连续退火工艺的技术研发上,欧美日等国都做出了很多重要贡献。连续退火机组中最重要的部分——塔式连续退火炉(立式连续退火炉),早在1936年就诞生了,但是早期由于对“退火金属学”研究不足,很长时间没有重大发展,直到德国人BLICKWEDE在1959年-1969年期间先后提出几个有关理论,才为带钢连续退火工艺奠定了基础。最擅长“拿来主义”的日本最终取得了突破性进展,1972年在新日铁的君津厂建成了世界上第一条软质带钢连续退火线,钢铁业界公认它是世界上第一条完备的冷轧带钢立式退火线,标志着冷轧带钢连续退火技术进入了新时代。从那至今,连续立式退火生产线的设备组合和外观形象没有太大的变化,万变未离其宗。
连续式退火工艺把脱脂、退火、平整、分卷等几个工序集成在一套机组内,与罩式退火炉相比有不少优点,例如:产品质量好,板型平直,表面清洁,性能均匀;成材率提高2-3%;不会产生罩式退火炉容易出现的擦伤、粘结、折边等缺陷;品种多样,除了能够生产罩式退火炉的全部品种外,还能生产高强度钢板、电工硅钢等;设备紧凑、操作自动化、连续化,生产周期短,从过去的十多天缩短到只有区区一个小时;节能20%以上;管理简化,工序合并,节约大量劳动力,节约成本。
近十几年来,国内外钢铁企业普遍都把连续退火机组和镀锌板(或镀锡板)机组连接起来使用,而都与冷轧薄板设备分开,据说这是为了合理选择设备,更精确地控制各加工段的钢带张力,稳定运行,提高效率,而不是片面以“全面连续化”来追求高效率。前面说过的那种“全联合式全连续轧机”,即FIPL机组工艺,在实际应用中是有一定困难的,生产过程中途的任何一点设备问题都会造成全线停产,不见得比分别用两套机组生产(酸洗-冷轧、镀锌-退火)更好。
我国的宽带钢连续冷轧的产品有一半以上都要再加工成为镀层板或彩涂板出售,鉴于这种情况,至今并没有一条真正的“酸洗-冷轧-退火连续生产线”(FIPL机组)也就不奇怪了。
到2007京唐公司轧钢项目全面建设开始的时候,全世界一共有60多条连续退火生产线,中国占了其中四分之一,有15条与镀层设备相连的连续退火机组,另外有包含京唐一期工程在内的4条在建生产线,但是很遗憾,全部是引进技术合作制造,并没有中国自己的设计在里面。我这次看的京唐公司第一冷轧厂,连续退火生产线的设计和建造者是我国的中冶京诚公司,设备总承包商是德国SMS
Demag集团(德马格),但是里面的设备来自德国、比利时、日本等很多国家,一部分设备是在中国境内的合资企业里建造,一部分来自国外。
业内通常把“连续退火机组”六个汉字(缩写CAPL)再进一步简化为四个字——“连退机组”,由于指向特定,并不会误解,所以我们也都习惯在口头上这么说。
连退机组的主要工艺过程是:钢卷→开卷→入口飞剪→双月牙剪→焊接→碱浸洗→碱洗刷洗→电解清洗→漂洗刷洗→热水漂洗→挤干和热风烘干→入口活套→预热→加热→均热→喷气缓冷→辊淬急冷→过时效→快冷→最终水淬冷却→挤干+热风烘干→出口活套→平整→月牙剪→圆盘切边→去毛刺→表面缺陷自动检测→自动测宽→自动测厚→立式+卧式表面检查→静电涂油→出口飞剪→卷取→自动称重及打捆。
这其中有一个少见的技术词汇“过时效”,技术细节不是我们了解的重点,在此就不详细解释了。冷轧所说的“时效”,是指冷轧板达到峰值硬度时的温度和时间,超过这个数值后的材料强度会略有降低,而塑性和韧性有所提高。为了保证冷轧板的性能稳定,使它在保质期内不发生“时效”造成的钢板硬化,退火过程中必须进行“过时效处理”。铁素体的过时效温度处理范围大约是250&#8451;到400&#8451;之间。
国内某钢铁企业1550mm连续退火机组的详细构成示意图
京唐一冷轧的连退机组设备与上图差不多,退火炉采用立式全辐射管加热连续退火炉,由预热段、辐射管加热段、均热段(也叫保温段)、缓冷段(喷气冷却段)、快冷段(辊淬段)、过时效段、终冷段等几个部分组成,由于连续退火炉不是完全密封的,所以用HNx氮氢混合气做为炉内均匀传导热量的保护气体。
国内某钢厂连续退火机组的简化立体示意图
立式退火炉内部主要结构(分段)
因参观时间有限,我这次只在京唐第一冷轧厂连续观看了一条完整的酸洗-冷轧(酸洗联合式全连轧机,即CDCM机组)和一条退火-镀锌生产线(美钢联法机组),在现场强烈地感受了退火与镀锌连续进行的工艺流程。但是由于时间太短,仍感到缺乏更多的了解。
钢铁业内都知道钢材退火的技术门类本身分为很多种,例如根据镀前退火处理方法的不同,热镀锌的退火工艺还要分为“线外退火”和“线内退火”两大类。
所谓线外退火,其实就是不连续作业的“先退火后镀锌”,是指热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前,首先在罩式退火炉等设备当中进行再结晶退火,后面的镀锌生产线不设置任何退火工序。
而线内退火,就是由冷轧或热轧车间直接提供带钢卷作为热镀锌的原板,在热镀锌作业线内进行气体保护下的再结晶退火,都要用到连续式作业的立式退火炉,钢带是从中“穿肠而过”,一次完成退火和镀锌两道工序。热镀锌“线内退火”的方法,包括森吉米尔法(Sendzimir)、改良森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法)、赛拉斯(Selas)法、莎伦(Sharon)法,等等。赛拉斯法和莎伦法都有严重缺点,用的很少。而森吉米尔法是前三种技术的核心。
热镀锌连续退火炉根据工艺方法的不同,所对应的炉型也有所不同,象改良森吉米尔法,就是采用带有预热和无氧化加热段的全卧式炉,而美钢联法主要采用全辐射管加热的全立式炉或全卧式炉。近几十年来发展比较快的是改良森吉米尔法和美钢联法,两者的主要区别就在于镀锌前的钢板表面预处理方法不同。
“森吉米尔法”产量高、镀锌质量较好,曾得到广泛应用。它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来的鼻祖,主要由氧化炉、还原炉两部份完成线内退火。带钢要在氧化炉中用煤气火焰加热到450&#8451;左右,把表面残存的轧制油烧掉(净化表面),然后再把带钢加热到700-800&#8451;完成再结晶退火,经过冷却段控制进入锌锅前的温度在480&#8451;左右,最后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌(锌锅是不敞开的)。
“改良森吉米尔法”据说是一种更优越的热镀锌工艺,它把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉用一个截面积较小的过道连接起来,这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉变成一个有机整体。该法的优质、高产、低耗、安全等优点逐渐被人们所认识,发展速度非常快,1965年以来国外钢铁企业新建的作业线几乎全部采用了这种方法,近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造,国内引进的也不少。可是改良森吉米尔法的加热炉温高达;,在出现非计划安排的停车时,容易造成断带,同时对加热用的燃气热值的稳定性要求比较高,而钢铁厂在供应混合煤气的情况下热值波动较大。同时它产生的废气温度较高,一般在950&#8451;,能源浪费也较大。&
1948年美国钢铁公司(USS)设计并投产了一条有一定特色的热镀锌带钢生产线,所用方法原来称为“USS法”,美国钢铁公司收购国家钢铁公司之后变身美钢联USX,后来被称为“美钢联法”。美钢联法是森吉米尔法的一个变种,它使用一个碱性电解脱脂槽取代了氧化炉的脱脂作用,其余的工序与森吉米尔法基本相同。在原板进入作业线后,首先进行电解脱脂,然后是水洗、烘干,再通过有保护气体的还原炉进行再结晶退火(在退火阶段只有还原炉与冷却部分组成,全部采用辐射加热),最后在密封情况下进入锌锅热镀锌。但是由于带钢未经“预加热”就进入还原炉中,这样就得提高还原炉的热负荷,容易影响炉子的寿命。因此这种方法在一开始并未得广泛推广,后来又因为改良森吉米尔法的大发展而受到一段冷落。
但是由于美钢联法的带钢不经过氧化炉加热,所以带钢表面没有多少氧化铁(氧化膜比较薄),可以适当降低还原炉内保护气体的氢气含量(只含5%左右,比改良森吉米尔法的15%降低很多),减少了爆炸的可能性。这样对还原炉的安全和降低生产成本都有利。另外使用全辐射管加热,其控制调节也比直接用燃气烧嘴加热的控制容易得多。所以采用美钢联法的生产线可以生产高质量的汽车外板,后来被越来越多地采用。进入90年代,随着热镀锌板在家电、汽车工业中的应用,对表面质量的要求越来越高,而美钢联法比较能够满足这一要求,所以国内外钢铁业界又把建设新镀锌生产线的兴趣转移到了美钢联法。
首钢先后建设几条冷轧线的退火工艺所用的都是美钢联法,与这个大环境背景是有直接关系的。我查看了京唐公司冷轧厂热镀锌线的介绍,说它采用了“新一代美钢联法”,具有热效率高、炉内清洁、生产灵活、产品适应性强、工艺稳定、生产力高、产品表面质量好、安全可靠的优点,设备技术先进,也可靠、合理,例如带钢清洗段采用电解碱洗技术,增强了脱脂效果;采用“还原法光亮退火”,蓄热式辐射管和HRE电阻带加热,热辐射均匀,可控性简单,板形好,有利节能降耗。炉内带钢强迫冷却采用了变频技术,控制温度快速、均匀、准确。浸镀采用陶瓷感应锌锅,加热快,温度均匀,锌渣少,免维护时间长等等。
立式全辐射管加热连续退火炉可是一个大家伙,在冷轧厂里占据很大的空间,足有六层楼高,与立式活套塔几乎相等。在京唐一冷轧里的DREVER连续退火炉面前,感觉自己真是一个很矮小的人。我跟很多人一样,无缘亲眼看到连续退火炉内的模样,好在修建退火炉的专业公司在网站上发布了他们自拍的某些照片,为保温层使用的陶瓷纤维毯做宣传,才得以一窥真容。
连续退火炉内部结构,正在安装保温耐火材料——陶瓷纤维毯
连续退火炉内部安装的照片
正在地面准备的DREVER连续退火炉钢结构,将吊到空中拼接组装
由宝钢冶金建设公司(宝冶)承建的首钢京唐一期二冷轧(2230)连续退火炉外观
我在京唐参观时,因为现场看不到退火炉的内部结构,还搞不懂什么是“辐射管”,回京后正好在2011年9月份的一期《工业炉》杂志上看到中钢科研集团人员写的文章,其中就刊发了有关辐射管的图片。
某热镀锌机组,镀锌槽前面有立式退火炉,后面有合金化炉
也正是由于这种一条生产线就能把退火与镀锌两道工序都完成的特点,在钢铁业内,一般就把原来根据退火工艺有区别的森吉米尔法、美钢联法等,都统称为“镀锌方法”,却不再说成是“退火方法”。一开始我还不太习惯这个叫法,现在也与大家一样称呼它们了。这也就是我为什么在介绍完罩式退火炉之后暂停,先讲镀锌板,再来说连续退火炉的原因,就是因为“连续退火”流程的这种特殊性。在我国钢铁企业里,绝大多数镀层板加工生产都是与连续退火连接在一起的,牢不可分。
了解完冷轧钢板是一步步如何变身为镀层板,以及冷轧板和镀层板在加工过程中用到的主要工艺设备之后,还要简单地给大家介绍一下彩色涂层钢板。前面已经说到过,镀层板可以做为加工彩涂板的基板,那么究竟什么是涂层钢板呢?国外把彩涂板称之为“预涂钢板”或“塑料钢板”,所以有人听名字以为涂层板是复合钢材,其实不对。采用涂塑料的工艺或直接进行塑料贴层的钢材,表面覆着一层塑料,才叫复合钢材,如塑料复合钢管。
涂层钢板则是宽带钢应用中最典型、也是最高端的一种深加工产品。通常彩色涂层钢板是以冷轧钢板、热镀锌或电镀锌钢板、热镀铝锌硅钢板为基板,经过表面预处理(脱脂、清洗、化学转化处理等),以连续的方法涂上涂料(用“辊涂法”涂敷涂料或粘接有机薄膜),连续初涂、精涂,经过烘烤(对其涂层表面固化)和冷却而制成。生产工艺从最早的“一涂一烘”(每个表面只有一个面漆涂层)发展到“二涂二烘”(每个表面有底漆、面漆两个涂层),后来还出现“三涂三烘”的工艺(在底漆上依次涂覆面漆、罩光漆层,并在最上面贴保护膜)。彩涂板的表面状态可以分为正常涂层板、压花板、印花板等。常见的二涂二烘型连续彩色涂层机组主要生产工序为:开卷→预处理→涂敷→烘烤→后处理→卷取。这些产品出厂时已穿戴好美丽的色彩或花纹的“外衣”,故而称为“彩色涂层钢板”,在我国简称“彩涂板”或“彩板”。在国内市场上的商号名称或主营产品里被称为“彩钢”的产品,实际就是把彩色涂层板经过冷弯加工而成的墙面板或冷弯型材。
彩涂板的面漆涂层种类可以分为聚酯、硅改性聚酯、偏聚氟乙烯、高耐久性聚酯等。根据产品应用的不同,里外两层的涂覆还分为有底漆与与无底漆两类。有些彩涂钢板根据弯制产品的固定方向,总是有一面朝外,一面朝里,那就可以用一面没有底漆只有面漆的彩涂板,需要朝向外侧的一面是双层,既有底漆也有面漆,这样价格便宜、实用,节省投资。普通不确定板面朝向的彩涂钢卷,适应各种应用场合。
双面对称(均为二涂)的彩色涂层板结构,这里精涂层其实也是保护层
双面不对称(俗称“二涂一”)的彩色涂层板结构,背面少一层底漆(初涂层)
但是在钢铁业内,经常说的产品分类只有“涂镀钢板”,也就是把涂层板和镀层板不加区分地合二为一,塞入“涂镀钢板”一个门下。百科辞典里的解释是“涂层钢板又称镀层钢板,在具有良好深冲性能的低碳钢板表面涂覆Sn,Zn,Al,Cr,Pb-Sn合金,有机涂料和塑料等的制品的统称”。在英文里“coated
sheet”原来的意思就是“涂上一层的钢板”,而具体怎么涂或镀上这一层(合称“涂覆”方法),却不再区分,所以coated
steel既可以翻译为镀层钢板,也可以叫涂层钢板。
而在中国人眼里,电镀或热浸镀加工只是涂覆加工的第一步,此处完工的产品也并非只是半成品,而已经是可以独立使用、性能完备的商品形态,所以单独叫它“镀层钢板”是准确的。在镀层钢板基础上再进一步做有机涂层是加工的第二步,完工后的产品才是“涂层钢板”,成为另一种新的商品形态,其附加值更高,因此还是要把它区别开来。英文的混用,不等于中文概念的混淆,百科解释“涂层钢板又称镀层钢板”把两种完全不同的加工方式混为一谈,其实是大有谬误。涂镀钢板虽在一个大门类之下,却真正是两种东西。
彩色涂层钢板是近30年国际上迅速发展起来的一种新型预涂产品。涂装质量远比成型后进行喷涂或刷漆的质量更均匀、更稳定、更理想。彩色涂层的附着力强,具备有机材料良好的装饰性,可以长期保持色彩鲜亮。它既有钢板的机械强度,还有易成型的加工性能,能够直接加工,减少二次加工带来的污染,给建筑业、造船业、车辆制造业、家具行业、电气行业、食品包装等各行业提供了一种新型复合原材料,起到了以钢代木、高效施工、节约能源、防止污染等良好效果。在建筑工程方面主要应用于露天的大型体育场馆、民用建筑上。
彩色涂层板的抗腐蚀性、耐气候性都很强,它使用镀锌钢板为基板,除了有锌保护外,锌层上的有机涂层起了覆盖隔离作用,可以防止钢板生锈,使用寿命比镀锌钢板长50%,比刷漆或喷漆产品寿命至少长20年,性能优势极大。我在给青年员工讲课时,凡是介绍到钢材在家电领域的应用,经常引导他们眼观六路,想一想哪些他们已经司空见惯的用品是用到涂层板的,最显眼的就是家用分体式空调的室外机,以及家用洗衣机、电冰箱的外壳等。
彩色涂层板的二涂二烘生产工艺流程
已经初涂完成一面蓝色底漆的彩涂板,从初涂机出来,进入下一道工序(由右向左)
彩板生产线
彩涂钢板生产过程中
彩涂板的卷取
彩涂生产线最后的出卷、打捆,与冷轧卷、镀锌卷完全类似
未包装的彩涂钢卷成品
常见彩涂钢板聚酯面漆涂层(面漆)颜色
美丽的木纹彩涂板,是最后增加印花工序制成的
彩涂板的外观极为漂亮,色泽艳丽,甚至还带有复杂的花纹。经过机械加工涂覆上去的有机材料很结实,甚至能耐机械折叠,用它弯制家用电器的外壳,有机涂层完全不会出现油漆结构被弯裂的那种裂纹。因此象分体式空调的室外机,其彩钢的机壳挂在室外任凭风吹日晒雨淋20年以上,都不会有明显裂纹,要是用喷漆壳子,历经数年后油漆早就剥落、锈迹斑斑了。
前面说的这些冷轧板、镀锌板、彩涂板生产过程,最后一道工序都是包装出厂。我在京唐一冷轧看镀锌板卷包装之前,已经大致了解这些包装的一般方法,汇集起来,就是下面这些图片所展示的。
<font COLOR="#09年8月27日京唐公司生产的第一卷冷轧带钢,宽1250mm厚1mm,重19.58吨,暂未包装
武钢海南公司生产的冷轧硬态钢卷,有两端护圈包装,很简单,表面防锈较差
国内某厂的冷轧钢卷包装更简单,两边只有窄的护角圈
完整的冷轧卷包装至少应该是这样用纸包装(简化版),内面、外面和端部都要保护起来
宝钢的冷轧板卷成品包装,包括内外两面在内是全金属封闭的
镀锌板和镀锡板(马口铁)都有平板交货的形式,平钢板在国外称为“sheet”(薄板),也叫做“裁片”,要使用专用的包装盒,因此还有所谓“盒板”包装。成卷装交货的都是钢板卷,也叫做“圈铁”。
钢材包装盒,专门用于盛放开平板
冷轧开平板的三种包装(左为裸装,中为简装,右为盒装)
镀锌平板的包装结构
镀锡平板(马口铁)的包装结构
镀锡钢板(马口铁裁片sheet)的盒式包装外观
镀锡钢卷(马口铁圈铁coil)的包装外观
在某地经销商的库房里,看到一种简易纸包装的宝钢镀锡板卷,比较少见
在天津益源的15万吨镀锌板卷生产线上,看到卷取机旁的筒形“内周护板”,才晓得原来是先放进去再卷的
镀锌钢卷和镀锡钢卷的普通包装结构
镀锌钢卷的精包装结构
镀锡钢卷(马口铁)的精包装结构
彩涂钢卷的包装结构
介绍完冷轧带钢、镀层板、涂层板以及与它们相关的生产流程,我们带着这些知识步入京唐第一冷轧厂之前,还要先回顾一下首钢在获得冷轧钢卷(以及镀层钢卷、彩涂钢卷)生产能力方面,究竟经历了哪些艰苦的努力。因为在京唐公司冷轧厂之前,首钢曾经先后在石景山老厂区、特钢厂区、北京顺义、河北迁安钢铁公司4个地方有过冷轧钢卷及镀锌卷、彩涂卷、硅钢卷的生产实践,虽然它们不如建设热连轧机而奋斗几十年那样轰轰烈烈,但也费劲周折,终究还是为京唐公司新基地的建设做了很重要的积累。
温故而知新,我查询资料就是在给自己补课。
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