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(dāng)我們看完京唐公司的2250寬帶鋼熱連軋機(jī)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(jī)。
不過(guò)在參觀之前，咱得先多少對(duì)冷軋鋼板的知識(shí)有一點(diǎn)了解，否則啥也看不懂就沒(méi)有意思了。
現(xiàn)代化的薄板、帶鋼生產(chǎn)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的一項(xiàng)重要標(biāo)志。薄鋼板除了供汽車(chē)、農(nóng)機(jī)、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(jī)、電視機(jī)等都需要薄鋼板。因而在工業(yè)生產(chǎn)比較發(fā)達(dá)的幾個(gè)產(chǎn)鋼大國(guó)中，薄板、帶鋼在鋼材中所占的比例很大，一般達(dá)到或超過(guò)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(duì)減少很多。
鋼板（帶）如果按照生產(chǎn)方法來(lái)分類(lèi)，第一類(lèi)就是熱軋鋼板和鋼帶，第二類(lèi)是冷軋鋼板和鋼帶，而且熱在先，冷在后，沒(méi)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(guò)去的習(xí)慣，鋼鐵業(yè)內(nèi)通常把寬的鋼板才稱(chēng)作“板”，窄的鋼板要稱(chēng)為“帶”，這與熱軋鋼材分寬窄本來(lái)是一樣的。高端鋼材價(jià)格也高，尤其是冷軋鋼材價(jià)格遠(yuǎn)高于熱軋鋼材。只是近十幾年來(lái)，由于高效率連軋機(jī)的出現(xiàn)，都把生產(chǎn)寬帶鋼與生產(chǎn)鋼板卷等同起來(lái)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(shuō)鋼卷，一下子說(shuō)寬帶，其實(shí)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(lèi)，在冷軋鋼板及衍生品范圍內(nèi)，最主要的可分為幾大類(lèi)：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(lái)說(shuō)，還要細(xì)分出鍍鋅板、鍍錫板、鍍鋁板、鍍鋁鋅硅板等若干個(gè)品種。
按照卷板交貨的應(yīng)用品種上，冷軋鋼板比較常見(jiàn)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(chē)鋼板、電工鋼板（硅鋼板）等。
前面我們看到的“熱連軋”過(guò)程，都是把鋼坯加熱到1200℃以上進(jìn)行熱態(tài)軋制的。然而，當(dāng)軋制的鋼材越薄，在熱軋過(guò)程中的“溫降”也就越大，即冷卻速度會(huì)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(zhǎng)度大的薄鋼板（鋼帶）出了一個(gè)難題。盡管軋件全部都通過(guò)了同一架軋機(jī)碾壓，但是往往成品鋼材前后端因?yàn)闇囟炔煌?，造成壓下變形量?shí)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(dāng)厚度小于一定限度時(shí)（很薄時(shí)），軋制過(guò)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(shí)要獲得熱軋薄卷板就十分困難。因此，事實(shí)上存在著一個(gè)熱軋厚度的下限值，當(dāng)鋼板厚度薄于這個(gè)值，熱連軋機(jī)就沒(méi)辦法軋制了。
上個(gè)世紀(jì)70年代初期，日本、法國(guó)、意大利、原西德等國(guó)曾經(jīng)致力于在熱連軋機(jī)的精軋機(jī)組后面，再增加第八、第九機(jī)架，用來(lái)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(shí)踐證明，從產(chǎn)品質(zhì)量（工藝達(dá)不到）和設(shè)備（投資巨大）兩方面來(lái)說(shuō)這都是不可行的。
現(xiàn)代化的熱連軋機(jī)目前設(shè)計(jì)可能軋出的最小厚度，也就是1.2mm，盡管?chē)?guó)內(nèi)外皆如此，但是在實(shí)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(jī)和京唐2250軋機(jī)這樣高水平的熱連軋機(jī)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(lèi)的創(chuàng)造性思維又開(kāi)始了：能不能在原有的熱軋工藝之后，采用全新的方法來(lái)加工更薄的鋼板或鋼帶呢？在需求指導(dǎo)下（現(xiàn)在時(shí)髦的說(shuō)法是“在市場(chǎng)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(jìn)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(jī)加雙機(jī)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(guò)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(jī)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(jī)或窄帶鋼冷軋機(jī)可生產(chǎn)最薄達(dá)0.001mm的產(chǎn)品，也稱(chēng)為“極薄鋼帶”。
我們常見(jiàn)同樣規(guī)格（厚度）的鋼板或鋼帶，冷軋產(chǎn)品的各項(xiàng)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(chē)、家用電器等），主要結(jié)構(gòu)部件和外殼無(wú)一不用冷軋鋼材。
還有象硅鋼片（silicon steel sheets，在冶金行業(yè)通稱(chēng)為“電工鋼”，我們搞電力和電氣行業(yè)的習(xí)慣稱(chēng)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(jì)初（1906年）才代替低碳鋼用來(lái)制造電機(jī)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(guó)際市場(chǎng)上熱軋硅鋼片幾乎已經(jīng)消失，國(guó)內(nèi)30多年來(lái)建設(shè)的所有冷連軋機(jī)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(xué)教科書(shū)上的說(shuō)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(chēng)為“冷加工”。物理名詞“再結(jié)晶溫度”與金屬在退火時(shí)內(nèi)在晶體的生長(zhǎng)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?yàn)楹刑蓟蚱渌辖鹪?，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(xué)發(fā)表過(guò)一篇通過(guò)退火工序試驗(yàn)來(lái)研究冷軋薄板再結(jié)晶溫度的文章，驗(yàn)證了這個(gè)溫度界限，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)字得出的結(jié)論是：再結(jié)晶開(kāi)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(shí)，硬度達(dá)到最低值；超過(guò)650℃以后鋼板硬度變化不大；根據(jù)“50％平臺(tái)差法”確定實(shí)驗(yàn)鋼種的再結(jié)晶溫度約為550℃。
而在實(shí)際工業(yè)上的習(xí)慣，稱(chēng)冷軋為“坯料事先不經(jīng)過(guò)再加熱的常溫軋制過(guò)程”。然而盡管從1.5mm厚的熱軋鋼卷，要經(jīng)過(guò)冷軋變?yōu)?.25mm至1mm的冷軋鋼卷（厚度減少到原來(lái)的1／6到1／1.5），看似變形量遠(yuǎn)不如熱軋時(shí)大（從230mm厚的鋼坯壓制到1.5mm厚的鋼板，厚度減少到原來(lái)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(jī)，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(gè)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(shí)的終軋溫度越高（例如到840℃以上），變形強(qiáng)化系數(shù)就越低，晶粒就越均勻，在后面冷軋時(shí)每道次的變形量就能大一些，俗稱(chēng)“好軋”一些。我不是軋鋼工藝專(zhuān)家，在此就不多解釋了。
冷軋薄板生產(chǎn)線(xiàn)作為鋼鐵生產(chǎn)最后一道工序，因其先進(jìn)的工藝和技術(shù)、最高的產(chǎn)品定位及廣闊的市場(chǎng)前景，成為衡量鋼鐵企業(yè)實(shí)力的重要依據(jù)。所以在80年代以后，國(guó)內(nèi)各家國(guó)有或民營(yíng)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(chē)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(lèi)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(dāng)中的“酸洗熱軋帶”，也叫熱軋酸洗板卷，是專(zhuān)門(mén)在冷軋廠酸洗線(xiàn)上生產(chǎn)出來(lái)的一種經(jīng)過(guò)特殊處理（酸洗）的熱軋鋼材。熱軋酸洗板卷是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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?xún)r(jià)比”較高。目前國(guó)內(nèi)具備專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)酸洗板能力的企業(yè)還不多，所以酸洗板市場(chǎng)有較大的容量和利潤(rùn)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(wàn)噸的生產(chǎn)線(xiàn)。
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(jìn)行復(fù)雜變形、充滿(mǎn)型腔，卻不會(huì)開(kāi)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(guó)大規(guī)模發(fā)展汽車(chē)工業(yè)之后，自產(chǎn)深沖板遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用，所以很多鋼鐵企業(yè)都在十幾年期間拼命擴(kuò)展冷軋深沖汽車(chē)板的產(chǎn)量，對(duì)于國(guó)產(chǎn)品牌汽車(chē)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?yàn)榫┨乒镜侥壳盀橹惯€沒(méi)有軋制電工硅鋼板卷（遷鋼有此產(chǎn)品），也沒(méi)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(jì)中葉的德國(guó)，當(dāng)時(shí)還只能生產(chǎn)寬度20－25mm的冷軋帶鋼。美國(guó)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(guó)、美國(guó)發(fā)展很快，產(chǎn)品寬度不斷擴(kuò)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(guò)一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當(dāng)配合，可以在比較寬的范圍內(nèi)滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。
我們可以通過(guò)圖片來(lái)簡(jiǎn)要回顧一下冷軋機(jī)的發(fā)展過(guò)程。從單機(jī)架、小批量生產(chǎn)，如何發(fā)展到多機(jī)架連續(xù)作業(yè)的大工業(yè)生產(chǎn)方式。
上世紀(jì)80年代照片：用這種小型單機(jī)架冷軋機(jī)生產(chǎn)冷軋窄帶鋼，是我國(guó)當(dāng)時(shí)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(guó)進(jìn)口的森德威（SINDWIG）20輥極薄帶冷軋機(jī)，是與森吉米爾（Sendzimir）軋機(jī)齊名的，在國(guó)內(nèi)也是最先進(jìn)的。它生產(chǎn)的冷軋合金薄鋼帶屬于國(guó)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(zhuān)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(lái)的。但是國(guó)內(nèi)外這類(lèi)軋機(jī)的生產(chǎn)批量都不大，年產(chǎn)兩三千噸都算多的。
上世紀(jì)80年代照片：首鋼冶金研究院20輥森德威薄帶冷軋機(jī)正在生產(chǎn)極薄鋼帶
中國(guó)進(jìn)口的森吉米爾單機(jī)架20輥可逆式冷軋機(jī)，正在自動(dòng)軋制20微米厚的超薄精密帶鋼
單機(jī)架、雙機(jī)架乃至三機(jī)架的冷軋機(jī)，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(méi)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(chǎng)?？墒菍?duì)于特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)來(lái)說(shuō)，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(wàn)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(wèn)題。
三機(jī)架冷軋機(jī)組在生產(chǎn)冷帶，這種軋制形式至今還存在于一些國(guó)內(nèi)小鋼廠
2003年時(shí)我國(guó)某企業(yè)的冷軋帶鋼生產(chǎn)車(chē)間，還可以明顯見(jiàn)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(lái)的。1920年美國(guó)第一次用單機(jī)架冷軋機(jī)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(jī)架四輥串列式冷連軋機(jī)。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(tái)可逆式冷軋機(jī)，開(kāi)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(jī)架的1420mm冷連軋機(jī)。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(jī)架冷軋機(jī)，年產(chǎn)達(dá)到250萬(wàn)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(yùn)轉(zhuǎn)的多機(jī)架冷軋機(jī)。
冷軋機(jī)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(jī)，最多的有30多個(gè)軋輥
可逆式和連續(xù)串列式冷軋機(jī)架的布置形式
左為常見(jiàn)五機(jī)架四輥冷連軋機(jī)，右為五機(jī)架六輥冷連軋機(jī)（京唐冷軋用此型軋機(jī)）
國(guó)內(nèi)幾個(gè)鋼廠典型的冷連軋機(jī)的軋輥布置
國(guó)內(nèi)某鋼廠的SMS五機(jī)架串聯(lián)式冷軋機(jī)
國(guó)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(guò)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(hù)要求進(jìn)行剪切。按單張交貨的要橫切（業(yè)內(nèi)通稱(chēng)為“開(kāi)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(chēng)為“縱剪帶”），把寬帶鋼同時(shí)剪裁為幾條乃至十幾條窄帶鋼。無(wú)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(dú)軋制要快數(shù)十倍，生產(chǎn)效率大大提高。有了這種軋鋼機(jī)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(xiàn)出來(lái)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(dòng)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(xiàn)的縱剪機(jī)，正在把冷軋寬帶鋼剪成10條窄帶
一卷冷軋寬帶經(jīng)過(guò)縱剪成為十一卷成品冷軋窄帶，軋機(jī)效率提高數(shù)十倍
冷軋鋼卷切為平鋼板（開(kāi)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(dāng)中所沒(méi)有的酸洗、退火工藝也是大家不容易見(jiàn)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(chēng)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(kāi)始之前要把這一層比較密實(shí)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(kāi)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(xué)方法清除金屬表面氧化鐵皮的過(guò)程，通常也叫化學(xué)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(lèi)。清洗熱軋板卷表面通常用的是鹽酸（HCI)，世界各國(guó)的鹽酸酸洗機(jī)組用的鹽酸濃度都不超過(guò)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(shí)從縫隙滲入基體（鋼板）后與鐵相遇，這兩種情況下都會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣，氫氣的膨脹會(huì)產(chǎn)生一種機(jī)械剝離作用，能把氧化鐵皮從鋼板表面加速“扒”下來(lái)。但是這也意味著，酸洗速度必須非?？?，否則鋼板就會(huì)出現(xiàn)被強(qiáng)酸局部溶解（腐蝕）的新問(wèn)題。隨后還必須立即用冷高壓水對(duì)鋼卷進(jìn)行沖洗，祛除酸液殘留，防止腐蝕。
在酸洗過(guò)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?jiān)O(shè)備連接在一起，在鋼鐵業(yè)內(nèi)通常被稱(chēng)為“酸軋機(jī)組”，從酸洗工序到冷軋工序之間的過(guò)渡非常短，在酸洗后以最快的速度進(jìn)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(zhuān)門(mén)的“耐酸堿瓷磚”，是以石英、長(zhǎng)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(chēng)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(guó)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(shí)間縮短到原來(lái)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(jī)組的酸洗槽正在進(jìn)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(kāi)蓋子）內(nèi)通過(guò)時(shí)的景象
酸洗機(jī)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(diǎn)。
連續(xù)式酸洗的工藝是先要把每一個(gè)熱軋鋼卷展開(kāi)，再把前一個(gè)鋼卷與后一個(gè)鋼卷之間的頭尾都焊接起來(lái)，使帶鋼本體連續(xù)地通過(guò)酸洗槽。因而設(shè)備龐大，投資偏高，各個(gè)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(jī)組很是麻煩（需要全線(xiàn)從頭到尾重新“引帶”，引帶也叫穿帶，京唐一冷軋1700酸軋機(jī)組僅酸洗線(xiàn)穿帶一次要花費(fèi)4－5小時(shí)，五機(jī)架軋鋼機(jī)和卷取機(jī)再穿帶要2小時(shí)，合計(jì)6－7小時(shí)，還要耗用數(shù)十人力），但是它非常適合大批量地進(jìn)行同種鋼卷酸洗作業(yè)，與后面的冷連軋機(jī)可以“無(wú)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(jī)組穿帶：熱軋帶鋼通過(guò)入口段，牽引而出，即將進(jìn)入酸洗段（二十冶圖片）
首鋼遷鋼公司冷軋廠酸軋機(jī)組正在進(jìn)行穿帶作業(yè)的場(chǎng)景（視頻截圖）
連續(xù)式酸洗由于各段（原料準(zhǔn)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(duì)獨(dú)立性，又保持鋼帶不停頓地連續(xù)酸洗，因此無(wú)論是臥式還是塔式，都要在每?jī)啥沃g（進(jìn)口／出口）設(shè)立活套車(chē)（在我國(guó)臺(tái)灣稱(chēng)為“環(huán)圈車(chē)”），以“活套”的形式儲(chǔ)備寬帶鋼，儲(chǔ)量不固定，尤其是在裝鋼卷、焊接和卸鋼卷時(shí)，酸洗機(jī)組就使用活套車(chē)?yán)锏膬?chǔ)備鋼卷。
水平活套小車(chē)的結(jié)構(gòu)和原理示意圖，酸洗機(jī)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(jī)組的酸洗塔有的高達(dá)30米，還分為單塔、雙塔和多塔，對(duì)酸液密封要求較高，絕對(duì)不能在空中外溢（否則可是“空中飛來(lái)橫禍”?。?。但是這個(gè)高大的酸洗塔割裂了廠房?jī)?nèi)的吊車(chē)通道，設(shè)備維修不便，停機(jī)后重新穿鋼帶很困難。而臥式機(jī)組雖然占地面積比較大，設(shè)備結(jié)構(gòu)卻相對(duì)簡(jiǎn)單，維護(hù)也方便。全世界年產(chǎn)100－200萬(wàn)噸以上的冷軋生產(chǎn)線(xiàn)都使用臥式酸洗機(jī)組，因此我國(guó)鋼鐵企業(yè)也由于引進(jìn)技術(shù)的原因，只有很少幾套塔式機(jī)組，多使用臥式酸洗機(jī)組。首鋼京唐公司的冷軋生產(chǎn)線(xiàn)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(gè)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(gè)鋼卷要再次卷起來(lái)，它是逐卷間斷地通過(guò)酸洗機(jī)組的。它的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，投資低，適合靈活組織不同的冷軋板卷生產(chǎn)，重新啟動(dòng)機(jī)組時(shí)不用“引帶”。它的缺點(diǎn)也比較明顯，一是鋼卷不是直接從酸洗工序進(jìn)入冷軋工序，多了一道卷取，因而鋼卷還有在過(guò)渡期間再次被氧化的危險(xiǎn)；二是生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品的平直度也差一些，可能每一個(gè)鋼卷之間都有差異。我國(guó)的推拉式酸洗機(jī)組已經(jīng)完全國(guó)產(chǎn)化，年生產(chǎn)能力都超過(guò)50萬(wàn)噸。在首鋼的遷鋼公司冷軋廠，就有一套年產(chǎn)70萬(wàn)噸的推拉式熱軋寬帶酸洗機(jī)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(jī)組示意圖，只卷一個(gè)鋼卷，不需要活套
連續(xù)臥式酸洗機(jī)組示意圖，水平活套存儲(chǔ)的帶鋼長(zhǎng)度可以達(dá)到酸洗槽的四倍以上，容量很大
連續(xù)塔式酸洗機(jī)組（單塔）示意圖，這里用的活套都是立式的（儲(chǔ)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?xún)?chǔ)存更多帶鋼，但是設(shè)備復(fù)雜；右面是無(wú)地坑活套
經(jīng)過(guò)酸洗后的鋼卷就進(jìn)入冷軋過(guò)程。根據(jù)成品厚度的不同，連續(xù)式冷軋機(jī)組的機(jī)架總數(shù)各異，軋制越薄的帶鋼，機(jī)架數(shù)就越多。早期的三機(jī)架帶鋼冷連軋機(jī)，主要用來(lái)生產(chǎn)0.6mm－2.0mm厚的汽車(chē)鋼板，所用原料厚度為2.5mm－4mm，總壓下率達(dá)60％。四機(jī)架帶鋼冷連軋機(jī)是從五、六十年代開(kāi)始發(fā)展，適應(yīng)性較強(qiáng)，生產(chǎn)規(guī)格擴(kuò)大到厚度為0.35mm－2.7mm，總壓下率達(dá)70％－80％，逐漸取代了三機(jī)架帶鋼冷連軋機(jī)。四機(jī)架帶鋼冷連軋機(jī)的輥身長(zhǎng)度約1400mm－2500mm。五機(jī)架冷連軋機(jī)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是從四機(jī)架延伸出來(lái)的，它的輥身長(zhǎng)度與四機(jī)架是基本重疊的。
以前我一直很奇怪，為什么中國(guó)沒(méi)有六機(jī)架的冷連軋機(jī)呢？機(jī)架多一個(gè)不是可以分散壓下量么。但是后來(lái)才知道，60年代國(guó)外發(fā)展六機(jī)架冷連軋機(jī)是為了專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)寬度不超過(guò)1450mm的鍍錫原板，產(chǎn)品可以薄到0.09mm以下！這些年以來(lái)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(jī)架或五機(jī)架冷軋機(jī)之外，增加了一套兩機(jī)架或三機(jī)架的“二次冷軋機(jī)組”，形成了“兩步走”工藝，這些特薄帶鋼的產(chǎn)量又不是動(dòng)輒需要百萬(wàn)噸級(jí)，所以平時(shí)開(kāi)動(dòng)五機(jī)架冷連軋就夠用了，很少再建造軋速極高（超過(guò)每秒40米）的六機(jī)架機(jī)組。
具體到冷連軋機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，關(guān)鍵在一個(gè)“連”字上。常規(guī)的五機(jī)架帶鋼冷連軋機(jī)的最末一架水平軋制速度高達(dá)每分鐘1500－2250米（每秒37.5米），速度極快，因此四機(jī)架或五機(jī)架冷軋機(jī)怎樣與它前后的設(shè)備在如此高速下能“和諧一體”運(yùn)行，情況是很復(fù)雜的。
上世紀(jì)60年代出現(xiàn)的冷軋生產(chǎn)方法，只是在若干架冷軋機(jī)前面裝設(shè)兩臺(tái)開(kāi)卷機(jī)、兩臺(tái)軋后張力卷取機(jī)和自動(dòng)穿帶裝置，并采用快速換輥、液壓壓下、彎輥裝置、計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(méi)有與后面的退火工序連接。而且這樣的冷軋只是軋制機(jī)架“連續(xù)排列”而已，帶鋼依然是一卷一卷單獨(dú)進(jìn)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(wú)頭軋制”方式實(shí)現(xiàn)的。
按照冷軋帶鋼生產(chǎn)工序及設(shè)備組合的特點(diǎn)，鋼鐵業(yè)界的專(zhuān)家們把“全連續(xù)式冷軋機(jī)”分成三類(lèi)：
第一類(lèi)名為“單一全連續(xù)軋機(jī)”，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(jī)前面增設(shè)了焊接機(jī)、活套等機(jī)電設(shè)備，使熱軋鋼卷通過(guò)這種“無(wú)頭軋制”的方式，第一次實(shí)現(xiàn)了不間斷地連續(xù)冷軋。冷軋之后的帶鋼無(wú)限長(zhǎng)，得另用剪切機(jī)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(chēng)為單一全連續(xù)軋制，也稱(chēng)為“全連續(xù)無(wú)頭軋制”。
第二類(lèi)可以稱(chēng)為“聯(lián)合式全連續(xù)軋機(jī)”，最早是1982年在新日鐵的廣畑廠投產(chǎn)的。把第一類(lèi)單一全連續(xù)軋機(jī)再與其他生產(chǎn)工序的機(jī)組連接起來(lái)，就能得到這種第二類(lèi)聯(lián)合式全連續(xù)軋機(jī)。這里的聯(lián)合還有兩種不同形式，一是“后連”，冷連軋機(jī)與后面的連續(xù)退火機(jī)組聯(lián)合，即為“退火聯(lián)合式全連軋機(jī)”；二是“前連”，即與前面的酸洗機(jī)組聯(lián)合，就成為“酸洗聯(lián)合式全連軋機(jī)”（也就是我們常說(shuō)的“酸軋機(jī)組”，Continuous Discaling Continuous Mill，縮寫(xiě)為“CDCM機(jī)組”）。目前世界上酸洗聯(lián)合式全連軋機(jī)最多，發(fā)展也最快，它是全連軋的一個(gè)發(fā)展方向。首鋼順義、遷鋼、京唐的冷連軋機(jī)都是這種CDCM機(jī)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(jī)”冷軋生產(chǎn)線(xiàn)（CDCM機(jī)組，即酸軋聯(lián)合機(jī)組）示意圖
第三類(lèi)是“全聯(lián)合式全連續(xù)軋機(jī)”，1986年首次出現(xiàn)在新日鐵的廣畑廠。別瞧所用漢字名稱(chēng)里只多了開(kāi)頭一個(gè)“全”字，它卻是冷軋帶鋼生產(chǎn)劃時(shí)代的技術(shù)進(jìn)步，標(biāo)志有關(guān)冷軋板帶的設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、控制及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。它是把單一全連續(xù)軋機(jī)與前面的酸洗機(jī)組和后面的連續(xù)退火機(jī)組都連接起來(lái)，包括清洗、退火、平整、檢查工序全部納入，整個(gè)機(jī)組采用了先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠同步順利生產(chǎn)，板厚精度控制在±1％以?xún)?nèi)，過(guò)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(jī)，只需20分鐘。該機(jī)組也稱(chēng)為“酸洗－冷軋－退火連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)”，縮寫(xiě)是“FIPL機(jī)組”。
“全聯(lián)合式全連續(xù)軋機(jī)”冷軋生產(chǎn)線(xiàn)（FIPL機(jī)組）示意圖
京唐第一冷軋廠緊接在酸洗線(xiàn)后面的五機(jī)架冷連軋機(jī)，全部為六輥UCM軋機(jī)，由日本“Mitsubishi－Hitachi Metals Machinery Inc.”（三菱－日立制鐵機(jī)械有限公司）制造。整個(gè)“酸軋機(jī)組”都是這家公司建造的。這套冷連軋機(jī)可比我1995年在寶鋼冷軋廠看到的2030mm五機(jī)架四輥冷連軋機(jī)的技術(shù)先進(jìn)多了。
三菱-日立公司在五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)上應(yīng)用的新技術(shù)
六輥冷軋機(jī)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(jī)的基本特點(diǎn)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(guò)程中都可以隨時(shí)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(shí)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(guó)SMS公司開(kāi)發(fā)的“CVC軋機(jī)”，工作輥的外廓被磨成S形瓶狀曲線(xiàn)，上下輥磨削程度相同，互相錯(cuò)位180度布置，使上下輥形狀互相補(bǔ)充。二是日本日立制作所開(kāi)發(fā)的“HC軋機(jī)”，中間輥為平輥，不需要根據(jù)原料情況把軋輥用數(shù)控機(jī)床磨削成復(fù)雜的輥型，所以生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，軋輥備件也較少，操作簡(jiǎn)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(jī)（圖中為四輥）依靠S形瓶狀輥的抽動(dòng)來(lái)調(diào)整板形，但是控制邊部能力差一些
HC型六輥冷軋機(jī)幾個(gè)輥上的受力和調(diào)整
京唐公司所用的UCM軋機(jī)（Universal Crown Mill，萬(wàn)能凸度控制軋機(jī)）是日立－三菱公司從原有日立的HC軋機(jī)（High Crown，高性能軋輥凸度）基礎(chǔ)上發(fā)展改進(jìn)來(lái)的，它具有橫向剛度大、板形控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它與HC軋機(jī)相比，采用更小的工作輥直徑，其中間輥不僅能軸向移動(dòng)，還設(shè)有正彎輥，工作輥設(shè)有正負(fù)彎輥，它的進(jìn)一步改變是增加了工作輥的軸向移動(dòng)，功能有很大改進(jìn)。通過(guò)適當(dāng)改變中間輥和工作輥的接觸長(zhǎng)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(duì)帶鋼橫向厚度差的影響，因此對(duì)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(guó)內(nèi)還有寶鋼1550毫米冷連軋機(jī)、武鋼2140毫米冷連軋機(jī)、寶鋼的1730毫米酸洗冷連軋機(jī)都是用UCM軋機(jī)。
我國(guó)的重機(jī)老大“一重”結(jié)合CVC軋機(jī)和HC軋機(jī)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出一種國(guó)產(chǎn)化率100％的“VCMS大規(guī)格六輥冷軋機(jī)”。至少到2010年為止，國(guó)內(nèi)通過(guò)非引進(jìn)方式建設(shè)國(guó)產(chǎn)大型六輥冷連軋機(jī)，選用的都是一重自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造的VCMS軋機(jī)，例如鞍鋼的1780毫米、2130毫米、1500毫米冷連軋機(jī)，梅鋼的1420毫米冷連軋機(jī)，武鋼的1550毫米酸軋機(jī)組等。一重號(hào)稱(chēng)它的VCMS機(jī)型是UCM系列的改進(jìn)，既然它對(duì)原來(lái)的HC軋機(jī)也有相關(guān)繼承性，這個(gè)說(shuō)法也可以認(rèn)同，從VCMS軋機(jī)已經(jīng)成功打入國(guó)際市場(chǎng)的情況看，這種軋機(jī)確實(shí)具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。
六輥冷軋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
冷軋機(jī)多采用小輥徑，優(yōu)點(diǎn)是減小接觸區(qū)、減小軋制力、減小彈性變形，有利軋薄
五機(jī)架冷連軋機(jī)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(jī)（Carrousel），這是世界上最先進(jìn)的冷軋帶鋼卷取機(jī)，它的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)很復(fù)雜，目前世界上能生產(chǎn)這種卷取機(jī)的廠家沒(méi)幾個(gè)。
Carrousel卷取機(jī)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(jī)
卡塞羅爾卷取機(jī)在整個(gè)冷連軋生產(chǎn)線(xiàn)的最后位置，但是距離最后一架冷軋機(jī)非常接近
冷軋鋼卷的表面很光滑，看似無(wú)暇，但是它遇到水汽、暴曬等不利環(huán)境因素，仍然會(huì)氧化生銹。
對(duì)于“非FIPL機(jī)組”如常用的CDCM機(jī)組（酸軋機(jī)組）來(lái)說(shuō)，冷軋卷“落地”暫存的時(shí)間不會(huì)很長(zhǎng)，它要根據(jù)銷(xiāo)售合同制定出的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，盡快地通過(guò)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(yùn)輸途中和倉(cāng)儲(chǔ)中氧化生銹。
冷軋鋼卷為什么要經(jīng)過(guò)“退火”呢？以前在冷軋鋼板（帶鋼）時(shí)，都是使用速度比較慢的可逆式冷軋機(jī)，當(dāng)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(guò)程中逐漸硬化、積累應(yīng)力，中途必須進(jìn)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(jìn)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(fèi)時(shí)，退火也費(fèi)時(shí)，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(jī)，軋制作業(yè)耗時(shí)極短，因此在軋制過(guò)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(jìn)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(chǎng)的觀看，一冷軋的1700mm冷連軋機(jī)在軋制完成后，是對(duì)冷軋鋼卷進(jìn)行直接打捆的（簡(jiǎn)單地打一道包裝鋼帶），并未送去退火，而是到再次開(kāi)卷完成鍍鋅作業(yè)、冷軋鋼帶變成為鍍鋅鋼卷以后，再進(jìn)入連續(xù)退火爐的。不過(guò)，我在這里還是按照通常的流程習(xí)慣述說(shuō)，以生產(chǎn)出冷軋鋼卷做為一個(gè)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(méi)過(guò)倆小時(shí)，也必須把油清理掉，否則在退火時(shí)在帶鋼表面會(huì)形成油斑，造成新的表面缺陷。經(jīng)過(guò)“脫脂”的帶鋼，裝到帶有保護(hù)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(jìn)一步的軋制、或平整、或涂鍍的時(shí)候，就不須二次酸洗。
現(xiàn)在各國(guó)鋼鐵企業(yè)對(duì)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(kāi)（緊卷方式），依舊以“抱團(tuán)”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(lái)的捆扎形態(tài)不變，這種工藝比較簡(jiǎn)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(jìn)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(jī)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(lèi)型，常見(jiàn)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(wú)頭軋制”一樣，把鋼卷拆捆，再次展開(kāi)、焊接起來(lái)，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(hù)性氣體種類(lèi)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(shí)，每爐一般以4－5個(gè)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?fàn)t煤氣。上世紀(jì)70年代普通罩式退火爐主要采用高氮低氫的氮?dú)浠旌闲捅Ｗo(hù)氣體，氫氣的體積占2％－4％，氮?dú)獾捏w積為96％－98％?；瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定的氮?dú)馐呛芎玫睦鋮s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(qiáng)的氣體，密度小，傳熱系數(shù)大，所以導(dǎo)熱能力比氮?dú)飧鼜?qiáng)，在發(fā)電廠的大功率發(fā)電機(jī)組軸向都比較長(zhǎng)，中間不易散熱，所以經(jīng)常用氫氣冷卻（稱(chēng)為“氫冷發(fā)電機(jī)”），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(jī)定子和轉(zhuǎn)子的間隙還要狹小，所以滲透性極強(qiáng)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(guò)回收凈化還可以補(bǔ)充當(dāng)燃料用。
不過(guò)，氫氣冷卻一旦發(fā)生泄漏就有爆炸的危險(xiǎn)（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(jì)是有道理的，還要設(shè)專(zhuān)門(mén)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以保證安全。后來(lái)隨著冷卻技術(shù)的提高，氮?dú)庠接迷缴伲瑲錃獗壤找嫣岣?，最終演化出了采用全氫氣的罩式退火爐。
我國(guó)的鞍鋼冷軋廠在50年代曾經(jīng)引進(jìn)過(guò)蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的這種早期傳統(tǒng)罩式爐。70年代建設(shè)武鋼“一米七軋機(jī)”的時(shí)候，引進(jìn)了由德國(guó)LOI公司制造的“分流冷卻罩式爐”，也叫做“混氫強(qiáng)對(duì)流罩式爐”（HNX罩式爐）。
為了彌補(bǔ)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(jìn)行退火的優(yōu)點(diǎn)，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(kāi)發(fā)出HICON／H2爐（強(qiáng)對(duì)流全氫退火爐）、德國(guó)LOI公司開(kāi)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(guó)的寶鋼和武鋼曾經(jīng)先后兩次從LOI公司引進(jìn)了外冷式的高功率全氫罩式爐，經(jīng)過(guò)武鋼生產(chǎn)實(shí)踐的對(duì)比，HPH爐比原來(lái)的HNX爐退火時(shí)間能縮短40小時(shí)，生產(chǎn)率提高40－60％。
全氫罩式退火爐的優(yōu)點(diǎn)是：采用大功率、大風(fēng)量的循環(huán)風(fēng)機(jī)，加速氣體循環(huán)，強(qiáng)化了對(duì)流傳熱；采用全氫氣作為保護(hù)氣氛，充分發(fā)揮氫氣質(zhì)量輕、滲透能力強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)大、還原能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)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(lái)主要分布在歐洲各國(guó)，90年代全世界此類(lèi)退火爐達(dá)到500多座，逐漸擴(kuò)展到世界20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。90年代以后，我國(guó)各鋼廠的罩式退火爐也逐漸采用高氫型保護(hù)氣體（75％氫氣＋25％氮?dú)猓蛉珰湫捅Ｗo(hù)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?dú)湫驼质酵嘶馉t正在逐漸被淘汰。全氫爐僅使用極少量的氮?dú)?，不再?dāng)作保護(hù)氣，而是在退火開(kāi)始及結(jié)束前用于清掃密封（絕對(duì)不能讓氫氣與空氣混合以免爆炸）的，因此氮?dú)庥昧勘葌鹘y(tǒng)氮?dú)湫偷恼质綘t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(shí)候，我才近距離第一次仔細(xì)看清了罩式退火爐兩種外罩的異同，原來(lái)加熱要用“加熱罩”，冷卻時(shí)罩上的卻是“冷卻罩”。
單垛型罩式退火爐，內(nèi)部可以裝4個(gè)冷軋鋼卷
燃?xì)馊珰湔质酵嘶馉t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(jiǎn)要工藝過(guò)程
罩式退火爐的各個(gè)操作環(huán)節(jié)圖示
罩式退火爐對(duì)帶鋼卷的加溫，在加熱罩里同時(shí)用輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流三種方式進(jìn)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(fēng)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(qiáng)，其傳熱速度比氮?dú)饪?，?qiáng)化了對(duì)流傳熱，加熱時(shí)，內(nèi)罩壁的熱量對(duì)帶鋼卷每一層之間的傳熱（冷卻時(shí)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(qiáng)對(duì)流循環(huán)，爐溫比較均勻，對(duì)于卷得很緊的帶鋼卷也能獲得滿(mǎn)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(shí)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(méi)有局部過(guò)熱現(xiàn)象。因此經(jīng)過(guò)退火處理后的帶鋼卷，機(jī)械性能均勻，同時(shí)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(shí)，正巧沒(méi)有任何產(chǎn)品在罩式退火爐上作業(yè)，所以?xún)H僅是看清了設(shè)備外觀，沒(méi)有看到任何操作，在眼見(jiàn)范圍大概齊地?cái)?shù)了一下有三排罩式爐，每排8個(gè)爐子，總數(shù)應(yīng)該是24個(gè)。根據(jù)國(guó)內(nèi)鋼鐵廠工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，我推測(cè)這一部分罩式退火爐能夠承擔(dān)的加工量不過(guò)是每年30－40萬(wàn)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(gè)罩式爐？我在匆匆行路中還真沒(méi)注意。要真是那樣的話(huà)，一冷軋的罩式爐退火處理能力就可以達(dá)到每年80萬(wàn)噸。
由于罩式退火爐的開(kāi)停比較靈活，可以先卷好帶鋼再進(jìn)行退火，而連續(xù)退火機(jī)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(jī)組發(fā)展很快，還是不能完全取代罩式退火爐。所以我國(guó)目前的主要大型冷軋板卷生產(chǎn)廠為了隨時(shí)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(xiàn)。
罩式退火爐的最致命的弱點(diǎn)，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(jī)械制造廠家都不再為它實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化生產(chǎn)做改進(jìn)，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(chē)搬運(yùn)冷軋鋼卷（或鍍層鋼卷）和爐罩。
如果研究一個(gè)類(lèi)似港口碼頭舉重（搬運(yùn)集裝箱）叉車(chē)的自動(dòng)化機(jī)械手，不再用橋式吊車(chē)，舉重40噸（常見(jiàn)最大鋼卷重量）應(yīng)該不是難事，進(jìn)而再建造可以流水循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的退火爐底盤(pán)系統(tǒng)，類(lèi)似流水生產(chǎn)線(xiàn)工位，自動(dòng)進(jìn)行堆垛、落垛操作，有何不可？用測(cè)溫裝置和計(jì)算機(jī)控制各臺(tái)罩式爐的爐罩打開(kāi)、移動(dòng)、更換位置和重新下落，也是完全做得到的，為什么不做？某專(zhuān)家曾經(jīng)聽(tīng)聞我的疑問(wèn)后搖了搖頭，說(shuō)你想過(guò)這樣落上四五十卷寬帶的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)線(xiàn)，每卷將近40噸的重量，全線(xiàn)負(fù)重1600噸到2000噸，僅要循環(huán)移動(dòng)它們得用多大功率的傳動(dòng)設(shè)備嗎？還有那氫氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，根本無(wú)法移動(dòng)！在設(shè)備方面還是用橋吊搬罩子更為簡(jiǎn)單，資金投入還低呢。專(zhuān)家說(shuō)，罩式退火的發(fā)展趨勢(shì)一是增大裝爐量；二要提高加熱效率，采用強(qiáng)對(duì)流，強(qiáng)化加熱能力；三要強(qiáng)化冷卻能力，爐內(nèi)外同時(shí)采用更好的快速冷卻裝置，縮短冷卻時(shí)間。如何提高它的機(jī)械化、自動(dòng)化流水作業(yè)水平，在今后一段時(shí)間內(nèi)還不是考慮要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
但是我想，這也一定早已引起業(yè)內(nèi)關(guān)注，專(zhuān)家們不會(huì)故意“避而不改”。鋼鐵生產(chǎn)的自動(dòng)化發(fā)展本來(lái)就是西方各國(guó)開(kāi)始帶頭搞的，在人力成本極高的西方國(guó)家，用或不用自動(dòng)化都是一個(gè)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(huì)任憑留此空白拖延不做。但愿有人能給我一個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)、全長(zhǎng)100多米的連續(xù)式退火機(jī)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(jiàn)的變化，感覺(jué)很“養(yǎng)眼”。連續(xù)式退火機(jī)組的長(zhǎng)度占據(jù)整條鍍鋅連退生產(chǎn)線(xiàn)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(shuō)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(guò)觀看熱鍍鋅的“線(xiàn)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(fēng)所含鹽分的侵蝕，表面也是會(huì)很快生銹的。普通鋼板如果不進(jìn)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(guò)鍍鋅后再進(jìn)行彩噴，使用壽命可延長(zhǎng)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(jiàn)過(guò)“刷油漆”這種涂裝，但是鋼鐵產(chǎn)品從出廠后直到開(kāi)始刷漆，這期間表面早已吸附了水汽，靠油漆隔絕已經(jīng)來(lái)不及了。因此最好的物理隔離辦法，是在鋼板加工的過(guò)程中直接在它表面上進(jìn)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(lèi)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(lèi)。
從熱軋板→冷軋板→涂鍍板，附加值迅速提高，應(yīng)用越來(lái)越廣泛
冷軋薄板通過(guò)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(guò)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(jiàn)的鍍層板是鍍鋅板和鍍錫板（俗稱(chēng)馬口鐵）。
所謂“冷鍍”和“熱鍍”是相對(duì)這兩種工藝方式來(lái)說(shuō)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(dòng)、逐漸轉(zhuǎn)移到鋼材外表的過(guò)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(jià)格便宜。在大規(guī)模生產(chǎn)寬帶鋼的鋼鐵廠里，是見(jiàn)不到這種加工方法的。而它在鋼鐵行業(yè)的下游——機(jī)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(jī)架）都是把冷軋鋼板先沖壓好，然后再分批、分類(lèi)進(jìn)行電鍍的。
電鍍鋅的簡(jiǎn)單原理示意圖
熱鍍又稱(chēng)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(diǎn)在于鍍層附著力很強(qiáng)，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(qiáng)，用在建筑結(jié)構(gòu)、車(chē)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(guò)連續(xù)熱浸鍍鋅工藝而生產(chǎn)出來(lái)的，產(chǎn)品具有耐腐蝕強(qiáng)、表面質(zhì)量好、有利于深加工、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。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(chē)制造業(yè)里，主要用來(lái)制造車(chē)體，例如外板、內(nèi)板、底板、車(chē)門(mén)等。
隨著社會(huì)的發(fā)展，熱鍍鋅產(chǎn)品已經(jīng)運(yùn)用到很多領(lǐng)域，熱鍍鋅的優(yōu)點(diǎn)在于防腐年限長(zhǎng)久。在不同的環(huán)境中防腐年限設(shè)計(jì)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(xiàn)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(shí)有很多都是用鍍鋅鋼板直接加工出來(lái)的，例如公路防護(hù)欄。家電行業(yè)里在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、熱水器、電腦機(jī)箱、太陽(yáng)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(fēng)管道、樓層承重板、活動(dòng)房、廠房房頂、房體、市政工程圍檔板等。家具業(yè)里常見(jiàn)用在衣柜、桌子、床頭柜、檔案柜、文件柜、書(shū)架等各類(lèi)家具的導(dǎo)軌上。在其它行業(yè)如貯運(yùn)、包裝、糧倉(cāng)、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(jì)而有效的防腐方法，國(guó)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(lái)的，自從1836年法國(guó)把熱鍍鋅應(yīng)用于工業(yè)以來(lái)，已有170多年的歷史了。近代熱鍍鋅工業(yè)是30年來(lái)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(jì)，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(xué)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(shí)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(xiàn)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)（帶鋼卷由右向左前進(jìn)）
重型卡車(chē)上的巨大陶瓷鋅鍋（鍍槽），以卡車(chē)為參照物，其尺寸就不必描述了
國(guó)內(nèi)某企業(yè)引進(jìn)國(guó)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(chǎng)
熱鍍鋅鍋里的沉沒(méi)輥上沾滿(mǎn)了金屬鋅
鋼帶從張力輥沿著斜的導(dǎo)槽進(jìn)入鍍鋅槽（鋅鍋），繞過(guò)沉沒(méi)輥，再向上直拉出來(lái)，鍍層已經(jīng)亮如鏡面
歐洲某廠的敞開(kāi)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(guó)內(nèi)某企業(yè)年產(chǎn)25萬(wàn)噸的熱鍍鋅板卷及熱鍍鋁鋅硅板卷兩用生產(chǎn)線(xiàn)
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(lái)越多。熱浸鍍鋁的工藝是在20世紀(jì)50年代隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，而逐步發(fā)展起來(lái)的。鍍鋁鋼板實(shí)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(diǎn)是：具有極佳的耐高溫性（550℃）；可以反射80％的入射熱量；對(duì)化學(xué)腐蝕有極強(qiáng)的耐蝕性；可以通過(guò)拉伸、沖壓、拉管等成形加工；可以用標(biāo)準(zhǔn)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(hù)模，抗腐蝕作用非常強(qiáng)，在非常惡劣的情況下也不會(huì)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(chē)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(jī)械（柴油機(jī)消聲器和隔熱罩、剪草機(jī)和園林機(jī)械消聲器等），家電產(chǎn)品（烤箱、微波爐、電飯煲、烤面包機(jī)、電熱水器具、消毒柜、空調(diào)機(jī)、電曖器、燈飾等），廚房用具（煎鍋、燒水壺、烤盤(pán)等），還有戶(hù)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(xiě)為SPTE，叫做鍍錫板。錫是一種銀白色金屬，熔點(diǎn)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(jī)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(guò)量，一般對(duì)人體也無(wú)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?cè)阡摪灞砻娣浅＞o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(wú)論是否抽真空，罐頭的密封性都極佳。我在馬來(lái)西亞曾經(jīng)看過(guò)那里的錫質(zhì)茶葉罐，蓋子自重落下封住罐口，完全不會(huì)漏氣，說(shuō)明金屬錫表面天然具有良好的接觸密封特性。在中國(guó)，1973年以前俗稱(chēng)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(xí)慣稱(chēng)它馬口鐵。
國(guó)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(chē)油箱和貯油容器。
近10年來(lái)最熱門(mén)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(chǎng)價(jià)值迅速提升。熱鍍鋁鋅硅鋼板（Galvalume，簡(jiǎn)稱(chēng)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(zhǎng)期不變顏色，500℃－600℃左右仍可以長(zhǎng)期使用，又具備了鍍鋅鋼板優(yōu)良的電化學(xué)保護(hù)性，它的耐腐蝕性是熱鍍鋅鋼板的2－6倍，同樣場(chǎng)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(guó)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(shuō)經(jīng)過(guò)模擬測(cè)試，鍍鋁鋅硅鋼板可以耐受“數(shù)十年”太陽(yáng)光的強(qiáng)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(wú)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(guò)5億平方米的建筑面積上使用它，可以預(yù)計(jì)使用壽命達(dá)到30年，此后“尚不可預(yù)計(jì)”的使用年限還很長(zhǎng)。
GL鋼板的加工性和焊接性與熱鍍鋅板相似，可以進(jìn)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(duì)有機(jī)材料的結(jié)合力強(qiáng)，所以成為進(jìn)一步制作彩色有機(jī)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(gè)用途都有很大的產(chǎn)品需求。在2001年時(shí)，國(guó)內(nèi)尚無(wú)生產(chǎn)GL鋼板的廠家，而當(dāng)時(shí)國(guó)家每年要進(jìn)口200多萬(wàn)噸。因此鞍鋼是第一個(gè)在國(guó)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(wàn)噸的GL板生產(chǎn)線(xiàn)，并接著建設(shè)一條15萬(wàn)噸的彩涂生產(chǎn)線(xiàn)。此后我國(guó)的產(chǎn)業(yè)政策就積極鼓勵(lì)發(fā)展熱鍍鋁鋅硅合金鋼板和涂層鋼板。
多數(shù)都用來(lái)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(shí)加工的主要工藝都相差不多，我在此還是重點(diǎn)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(guò)程是瞬間即可完成的，其實(shí)沒(méi)有那么簡(jiǎn)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(gè)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(hù)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(duì)其生成的鋅和鐵的合金層（也叫“被膜”）又進(jìn)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(dāng)然這種加熱后再退火的固化工藝也可以用罩式退火爐來(lái)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(duì)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(duì)照有關(guān)資料和照片或多或少地惡補(bǔ)了一有關(guān)知識(shí)。這里說(shuō)的鍍層板在最后一步要進(jìn)行“連續(xù)退火”，是相對(duì)于前面說(shuō)過(guò)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(guò)退火爐，退火爐不封口，帶鋼一頭進(jìn)，一頭出，中途不經(jīng)過(guò)停留，出爐后的寬帶鋼被直接卷起來(lái)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?！保瑫r(shí)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(guó)都做出了很多重要貢獻(xiàn)。連續(xù)退火機(jī)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(duì)“退火金屬學(xué)”研究不足，很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有重大發(fā)展，直到德國(guó)人BLICKWEDE在1959年－1969年期間先后提出幾個(gè)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(zhǎng)“拿來(lái)主義”的日本最終取得了突破性進(jìn)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(xiàn)，鋼鐵業(yè)界公認(rèn)它是世界上第一條完備的冷軋帶鋼立式退火線(xiàn)，標(biāo)志著冷軋帶鋼連續(xù)退火技術(shù)進(jìn)入了新時(shí)代。從那至今，連續(xù)立式退火生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備組合和外觀形象沒(méi)有太大的變化，萬(wàn)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(gè)工序集成在一套機(jī)組內(nèi)，與罩式退火爐相比有不少優(yōu)點(diǎn)，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(huì)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(qiáng)度鋼板、電工硅鋼等；設(shè)備緊湊、操作自動(dòng)化、連續(xù)化，生產(chǎn)周期短，從過(guò)去的十多天縮短到只有區(qū)區(qū)一個(gè)小時(shí)；節(jié)能20％以上；管理簡(jiǎn)化，工序合并，節(jié)約大量勞動(dòng)力，節(jié)約成本。
近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)普遍都把連續(xù)退火機(jī)組和鍍鋅板（或鍍錫板）機(jī)組連接起來(lái)使用，而都與冷軋薄板設(shè)備分開(kāi)，據(jù)說(shuō)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(yùn)行，提高效率，而不是片面以“全面連續(xù)化”來(lái)追求高效率。前面說(shuō)過(guò)的那種“全聯(lián)合式全連續(xù)軋機(jī)”，即FIPL機(jī)組工藝，在實(shí)際應(yīng)用中是有一定困難的，生產(chǎn)過(guò)程中途的任何一點(diǎn)設(shè)備問(wèn)題都會(huì)造成全線(xiàn)停產(chǎn)，不見(jiàn)得比分別用兩套機(jī)組生產(chǎn)（酸洗－冷軋、鍍鋅－退火）更好。
我國(guó)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(méi)有一條真正的“酸洗－冷軋－退火連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)”（FIPL機(jī)組）也就不奇怪了。
到2007京唐公司軋鋼項(xiàng)目全面建設(shè)開(kāi)始的時(shí)候，全世界一共有60多條連續(xù)退火生產(chǎn)線(xiàn)，中國(guó)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(jī)組，另外有包含京唐一期工程在內(nèi)的4條在建生產(chǎn)線(xiàn)，但是很遺憾，全部是引進(jìn)技術(shù)合作制造，并沒(méi)有中國(guó)自己的設(shè)計(jì)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(xiàn)的設(shè)計(jì)和建造者是我國(guó)的中冶京誠(chéng)公司，設(shè)備總承包商是德國(guó)SMS Demag集團(tuán)（德馬格），但是里面的設(shè)備來(lái)自德國(guó)、比利時(shí)、日本等很多國(guó)家，一部分設(shè)備是在中國(guó)境內(nèi)的合資企業(yè)里建造，一部分來(lái)自國(guó)外。
業(yè)內(nèi)通常把“連續(xù)退火機(jī)組”六個(gè)漢字（縮寫(xiě)CAPL）再進(jìn)一步簡(jiǎn)化為四個(gè)字——“連退機(jī)組”，由于指向特定，并不會(huì)誤解，所以我們也都習(xí)慣在口頭上這么說(shuō)。
連退機(jī)組的主要工藝過(guò)程是：鋼卷→開(kāi)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(fēng)烘干→入口活套→預(yù)熱→加熱→均熱→噴氣緩冷→輥淬急冷→過(guò)時(shí)效→快冷→最終水淬冷卻→擠干＋熱風(fēng)烘干→出口活套→平整→月牙剪→圓盤(pán)切邊→去毛刺→表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)→自動(dòng)測(cè)寬→自動(dòng)測(cè)厚→立式＋臥式表面檢查→靜電涂油→出口飛剪→卷取→自動(dòng)稱(chēng)重及打捆。
這其中有一個(gè)少見(jiàn)的技術(shù)詞匯“過(guò)時(shí)效”，技術(shù)細(xì)節(jié)不是我們了解的重點(diǎn)，在此就不詳細(xì)解釋了。冷軋所說(shuō)的“時(shí)效”，是指冷軋板達(dá)到峰值硬度時(shí)的溫度和時(shí)間，超過(guò)這個(gè)數(shù)值后的材料強(qiáng)度會(huì)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(shí)效”造成的鋼板硬化，退火過(guò)程中必須進(jìn)行“過(guò)時(shí)效處理”。鐵素體的過(guò)時(shí)效溫度處理范圍大約是250℃到400℃之間。
國(guó)內(nèi)某鋼鐵企業(yè)1550mm連續(xù)退火機(jī)組的詳細(xì)構(gòu)成示意圖
京唐一冷軋的連退機(jī)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(guò)時(shí)效段、終冷段等幾個(gè)部分組成，由于連續(xù)退火爐不是完全密封的，所以用HNx氮?dú)浠旌蠚庾鰹闋t內(nèi)均勻傳導(dǎo)熱量的保護(hù)氣體。
國(guó)內(nèi)某鋼廠連續(xù)退火機(jī)組的簡(jiǎn)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(shí)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(jī)，即CDCM機(jī)組）和一條退火－鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)（美鋼聯(lián)法機(jī)組），在現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)烈地感受了退火與鍍鋅連續(xù)進(jìn)行的工藝流程。但是由于時(shí)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(mén)類(lèi)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(xiàn)外退火”和“線(xiàn)內(nèi)退火”兩大類(lèi)。
所謂線(xiàn)外退火，其實(shí)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(jìn)入熱鍍鋅作業(yè)線(xiàn)之前，首先在罩式退火爐等設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行再結(jié)晶退火，后面的鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)不設(shè)置任何退火工序。
而線(xiàn)內(nèi)退火，就是由冷軋或熱軋車(chē)間直接提供帶鋼卷作為熱鍍鋅的原板，在熱鍍鋅作業(yè)線(xiàn)內(nèi)進(jìn)行氣體保護(hù)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(guò)”，一次完成退火和鍍鋅兩道工序。熱鍍鋅“線(xiàn)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(yán)重缺點(diǎn)，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(duì)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(wú)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(lái)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(lái)的鼻祖，主要由氧化爐、還原爐兩部份完成線(xiàn)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(guò)冷卻段控制進(jìn)入鋅鍋前的溫度在480℃左右，最后在不接觸空氣的情況下進(jìn)入鋅鍋鍍鋅（鋅鍋是不敞開(kāi)的）。
“改良森吉米爾法”據(jù)說(shuō)是一種更優(yōu)越的熱鍍鋅工藝，它把森吉米爾法中各自獨(dú)立的氧化爐和還原爐用一個(gè)截面積較小的過(guò)道連接起來(lái)，這樣包括預(yù)熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個(gè)退火爐變成一個(gè)有機(jī)整體。該法的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、安全等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，發(fā)展速度非常快，1965年以來(lái)國(guó)外鋼鐵企業(yè)新建的作業(yè)線(xiàn)幾乎全部采用了這種方法，近年來(lái)老的森吉米爾機(jī)組也大都按照此方法進(jìn)行了改造，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的也不少?？墒歉牧忌谞柗ǖ募訜釥t溫高達(dá)1300℃，在出現(xiàn)非計(jì)劃安排的停車(chē)時(shí)，容易造成斷帶，同時(shí)對(duì)加熱用的燃?xì)鉄嶂档姆€(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(dòng)較大。同時(shí)它產(chǎn)生的廢氣溫度較高，一般在950℃，能源浪費(fèi)也較大。
1948年美國(guó)鋼鐵公司（USS）設(shè)計(jì)并投產(chǎn)了一條有一定特色的熱鍍鋅帶鋼生產(chǎn)線(xiàn)，所用方法原來(lái)稱(chēng)為“USS法”，美國(guó)鋼鐵公司收購(gòu)國(guó)家鋼鐵公司之后變身美鋼聯(lián)USX，后來(lái)被稱(chēng)為“美鋼聯(lián)法”。美鋼聯(lián)法是森吉米爾法的一個(gè)變種，它使用一個(gè)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(jìn)入作業(yè)線(xiàn)后，首先進(jìn)行電解脫脂，然后是水洗、烘干，再通過(guò)有保護(hù)氣體的還原爐進(jìn)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(jìn)入鋅鍋熱鍍鋅。但是由于帶鋼未經(jīng)“預(yù)加熱”就進(jìn)入還原爐中，這樣就得提高還原爐的熱負(fù)荷，容易影響爐子的壽命。因此這種方法在一開(kāi)始并未得廣泛推廣，后來(lái)又因?yàn)楦牧忌谞柗ǖ拇蟀l(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(guò)氧化爐加熱，所以帶鋼表面沒(méi)有多少氧化鐵（氧化膜比較?。?，可以適當(dāng)降低還原爐內(nèi)保護(hù)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(duì)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?xì)鉄旒訜岬目刂迫菀椎枚?。所以采用美鋼?lián)法的生產(chǎn)線(xiàn)可以生產(chǎn)高質(zhì)量的汽車(chē)外板，后來(lái)被越來(lái)越多地采用。進(jìn)入90年代，隨著熱鍍鋅板在家電、汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高，而美鋼聯(lián)法比較能夠滿(mǎn)足這一要求，所以國(guó)內(nèi)外鋼鐵業(yè)界又把建設(shè)新鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)的退火工藝所用的都是美鋼聯(lián)法，與這個(gè)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(xiàn)的介紹，說(shuō)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(qiáng)、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(diǎn)，設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，也可靠、合理，例如帶鋼清洗段采用電解堿洗技術(shù)，增強(qiáng)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(jiǎn)單，板形好，有利節(jié)能降耗。爐內(nèi)帶鋼強(qiáng)迫冷卻采用了變頻技術(shù)，控制溫度快速、均勻、準(zhǔn)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(hù)時(shí)間長(zhǎng)等等。
立式全輻射管加熱連續(xù)退火爐可是一個(gè)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(jué)自己真是一個(gè)很矮小的人。我跟很多人一樣，無(wú)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(zhuān)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(zhǔn)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(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)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(tuán)人員寫(xiě)的文章，其中就刊發(fā)了有關(guān)輻射管的圖片。
某熱鍍鋅機(jī)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(xiàn)就能把退火與鍍鋅兩道工序都完成的特點(diǎn)，在鋼鐵業(yè)內(nèi)，一般就把原來(lái)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(chēng)為“鍍鋅方法”，卻不再說(shuō)成是“退火方法”。一開(kāi)始我還不太習(xí)慣這個(gè)叫法，現(xiàn)在也與大家一樣稱(chēng)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(lái)說(shuō)連續(xù)退火爐的原因，就是因?yàn)椤斑B續(xù)退火”流程的這種特殊性。在我國(guó)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(guò)程中用到的主要工藝設(shè)備之后，還要簡(jiǎn)單地給大家介紹一下彩色涂層鋼板。前面已經(jīng)說(shuō)到過(guò)，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(guó)外把彩涂板稱(chēng)之為“預(yù)涂鋼板”或“塑料鋼板”，所以有人聽(tīng)名字以為涂層板是復(fù)合鋼材，其實(shí)不對(duì)。采用涂塑料的工藝或直接進(jìn)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(guò)表面預(yù)處理（脫脂、清洗、化學(xué)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(jī)薄膜），連續(xù)初涂、精涂，經(jīng)過(guò)烘烤（對(duì)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(gè)表面只有一個(gè)面漆涂層）發(fā)展到“二涂二烘”（每個(gè)表面有底漆、面漆兩個(gè)涂層），后來(lái)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(hù)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(jiàn)的二涂二烘型連續(xù)彩色涂層機(jī)組主要生產(chǎn)工序?yàn)椋洪_(kāi)卷→預(yù)處理→涂敷→烘烤→后處理→卷取。這些產(chǎn)品出廠時(shí)已穿戴好美麗的色彩或花紋的“外衣”，故而稱(chēng)為“彩色涂層鋼板”，在我國(guó)簡(jiǎn)稱(chēng)“彩涂板”或“彩板”。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的商號(hào)名稱(chēng)或主營(yíng)產(chǎn)品里被稱(chēng)為“彩鋼”的產(chǎn)品，實(shí)際就是把彩色涂層板經(jīng)過(guò)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(lèi)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(wú)底漆兩類(lèi)。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(méi)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(jià)格便宜、實(shí)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(chǎng)合。
雙面對(duì)稱(chēng)（均為二涂）的彩色涂層板結(jié)構(gòu)，這里精涂層其實(shí)也是保護(hù)層
雙面不對(duì)稱(chēng)（俗稱(chēng)“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(shuō)的產(chǎn)品分類(lèi)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(gè)門(mén)下。百科辭典里的解釋是“涂層鋼板又稱(chēng)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(jī)涂料和塑料等的制品的統(tǒng)稱(chēng)”。在英文里“coated sheet”原來(lái)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(chēng)“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(guó)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(dú)立使用、性能完備的商品形態(tài)，所以單獨(dú)叫它“鍍層鋼板”是準(zhǔn)確的。在鍍層鋼板基礎(chǔ)上再進(jìn)一步做有機(jī)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(kāi)來(lái)。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(chēng)鍍層鋼板”把兩種完全不同的加工方式混為一談，其實(shí)是大有謬誤。涂鍍鋼板雖在一個(gè)大門(mén)類(lèi)之下，卻真正是兩種東西。
彩色涂層鋼板是近30年國(guó)際上迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型預(yù)涂產(chǎn)品。涂裝質(zhì)量遠(yuǎn)比成型后進(jìn)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(qiáng)，具備有機(jī)材料良好的裝飾性，可以長(zhǎng)期保持色彩鮮亮。它既有鋼板的機(jī)械強(qiáng)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(lái)的污染，給建筑業(yè)、造船業(yè)、車(chē)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(chǎng)館、民用建筑上。
彩色涂層板的抗腐蝕性、耐氣候性都很強(qiáng)，它使用鍍鋅鋼板為基板，除了有鋅保護(hù)外，鋅層上的有機(jī)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(zhǎng)50％，比刷漆或噴漆產(chǎn)品壽命至少長(zhǎng)20年，性能優(yōu)勢(shì)極大。我在給青年員工講課時(shí)，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(jiàn)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(jī)，以及家用洗衣機(jī)、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(lán)色底漆的彩涂板，從初涂機(jī)出來(lái)，進(jìn)入下一道工序（由右向左）
彩板生產(chǎn)線(xiàn)
彩涂鋼板生產(chǎn)過(guò)程中
彩涂板的卷取
彩涂生產(chǎn)線(xiàn)最后的出卷、打捆，與冷軋卷、鍍鋅卷完全類(lèi)似
未包裝的彩涂鋼卷成品
常見(jiàn)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(guò)機(jī)械加工涂覆上去的有機(jī)材料很結(jié)實(shí)，甚至能耐機(jī)械折疊，用它彎制家用電器的外殼，有機(jī)涂層完全不會(huì)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(jī)，其彩鋼的機(jī)殼掛在室外任憑風(fēng)吹日曬雨淋20年以上，都不會(huì)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(shuō)的這些冷軋板、鍍鋅板、彩涂板生產(chǎn)過(guò)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(lái)，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(hù)圈包裝，很簡(jiǎn)單，表面防銹較差
國(guó)內(nèi)某廠的冷軋鋼卷包裝更簡(jiǎn)單，兩邊只有窄的護(hù)角圈
完整的冷軋卷包裝至少應(yīng)該是這樣用紙包裝（簡(jiǎn)化版），內(nèi)面、外面和端部都要保護(hù)起來(lái)
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(guó)外稱(chēng)為“sheet”（薄板），也叫做“裁片”，要使用專(zhuān)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(zhuān)門(mén)用于盛放開(kāi)平板
冷軋開(kāi)平板的三種包裝（左為裸裝，中為簡(jiǎn)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(xiāo)商的庫(kù)房里，看到一種簡(jiǎn)易紙包裝的寶鋼鍍錫板卷，比較少見(jiàn)
在天津益源的15萬(wàn)噸鍍鋅板卷生產(chǎn)線(xiàn)上，看到卷取機(jī)旁的筒形“內(nèi)周護(hù)板”，才曉得原來(lái)是先放進(jìn)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)
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