淺談冷軋板帶鋼發展與未來展望

周慎 史永振 馮哲

摘? 要：目前世界各國鋼鐵產量飛速發展，冷軋產品屬于高端產品。本文根據冷軋生產現狀以及前人對冷軋事業做出的重大改進進行分析總結，介紹了國內外冷軋工藝設備的發展歷程與生產現狀;分別從汽車用鋼、家電用鋼、包裝用鋼、建筑用鋼以及不銹鋼等方面介紹了冷軋產品的用途與分類;最后從增加自主研發能力、淘汰落后產品、冷軋清潔化生產等方面闡述了冷軋工藝未來的發展趨勢。

關鍵詞：冷軋? 發展歷程? 產品分類? 未來展望

中圖分類號：TG335.12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）06（a）-0192-04

Talking about the Development and Future Prospect of Cold-rolled Strip Steel

ZHOU Shen? SHI Yongzhen*? FENG Zhe

（HBIS Group Hengshui Strip Rolling Co.， Ltd.， Hengshui， Hebei Province， 053000? China）

Abstract： At present， steel production in various countries in the world is developing rapidly， and cold-rolled products are high-end products. This article analyzes and summarizes the current situation of cold-rolling production and the major improvements made by predecessors in the cold-rolling business. Introduced the development history and production status of domestic and foreign cold-rolled process equipment. Introduced the use and classification of cold-rolled products from automotive steel， household appliance steel， packaging steel， construction steel， and stainless steel respectively. Increasing independent research and development capabilities， eliminating outdated products， and cold-rolling clean production have elaborated on the future development trend of cold-rolling technology.

Key Words： Cold rolling; Development history; Product classification; Future prospects

隨著科技的不斷發展，鋼鐵行業也飛速發展，世界各國鋼鐵產量大大提高[1]，近兩年世界各國鋼鐵產量如表1所示。我國2020年鋼材總產量超過10億噸，占世界產量的55%，其中消費用鋼也達到了9.81億噸[2]。目前鋼材的產能總體上已經出現過剩，鋼材生產重點將轉向結構調整和品種規格、質量升級換代等。

我國雖然在鋼鐵產量排名靠前，但是對于冷軋板帶鋼來說，在我國鋼材品種中占有的比重較低[3，4]，也這是目前國家鋼鐵行業給予關注的重點領域。冷軋是在再結晶溫度之下進行壓力加工的一種加工過程，并且伴隨著產生了加工硬化[5]。冷軋一般采用大壓力軋制，鋼中的晶粒被破壞掉，超過了屈服極限，從而導致加工硬化的產生。由于冷軋產品的性能穩定，冷軋產品應用廣泛，相對于熱軋具有光滑的表面，受到較高的關注。本文從國內外冷軋工藝發展歷程結合冷軋板帶產品品種分析我國和當今世界冷軋技術的發展方向與趨勢。

1? 國內外冷軋工藝發展歷程

1.1? 國外冷軋發展歷程

冷軋工藝最早起源于19世紀中期的德國[6]，當時的條件下只能生產20～25mm的帶鋼。進入19世紀80年代，冷軋工藝飛速發展，配套設備也逐步完善。20世紀20年代，美國最先研發出可逆軋制。在隨后的發展中蘇聯于1951年建成年產2.5萬噸的2030mm的五機架冷連軋機[7]。21世紀，世界發達國家產能不斷提高，冷軋產品品種不斷增多。

1.2 我國冷軋發展歷程

我國冷軋工業較世界其他發達國家來說起步較晚。20世紀50年代初，在蘇聯的幫助下建設成1250單機架可逆式冷軋機。武鋼[8]在70年代引進了1700冷連軋機，開始了由單一可逆式軋機向連軋機的過度。隨著改革開放的到來，首鋼[9]、寶鋼、鞍鋼[10]等大型企業從國外引進更大尺寸的以板形控制為主要方式的連軋機，例如HC軋機、VC軋機、UC軋機、UCM軋機、UCMW軋機、CVC軋機等。軋制方式由酸洗，軋制開始向無頭軋機、酸軋聯機過度。由我國獨立自主研發設計的首條1780酸洗-冷連軋機組生產線在鞍鋼實現投產，不斷地提高我國板帶產量。21世紀，我國冷板帶技術飛速發展，國內特大型鋼廠新上了國際頂尖水平的冷軋機。例如，鞍鋼的1680mm、1700mm冷軋機;本鋼的1676mm、1970mm冷軋機;武鋼的1700mm，2150mm冷軋機。寶鋼的1250mm、1550mm、1800mm、2030mm冷連軋機等。

2? 冷軋產品的用途與分類

冷軋帶鋼產品與人類的生活息息相關，深入到各個行業、產業當中[11]。根據其用途主要分為汽車用鋼、家電用鋼、包裝用鋼、建筑用鋼及電工鋼幾大方面。根據不同的生產工藝、生產流程獲得不同的產品，工藝流程如圖1所示。

（1）高強度汽車用鋼[12，13]，如具有超深沖性能并無時效問題的IF鋼（無間隙原子鋼）、具有良好抗凹性能和成型性能的BH鋼（烘烤硬化鋼）、具有良好抗沖擊和疲勞性能的含磷鋼以及IS鋼（各向同性鋼）。

（2）汽車零部件的先進高強鋼（AHSS），如DP鋼（雙相鋼）、CP鋼（復相鋼）、TRIP鋼（相變誘導塑性鋼）、貝氏體鋼以及馬氏體鋼等。DP鋼將冷軋后的帶鋼重新加熱到兩相區，以一定速度冷卻，獲得鐵素體和馬氏體（或貝氏體）組織，一般不經過平整軋制也不會出現屈服平臺。TRIP鋼在室溫下一般為鐵素體、貝氏體和少量殘余奧氏體的多相組織，變形過程中，殘余奧氏體轉變為馬氏體組織，提高材料強度，一般情況下TRIP鋼強塑積可達20 000。

（3）家電彩鋼板[14]，用于冰箱、洗衣機、空調、微波爐等其他家電產品的外殼。

（4）包裝用鋼，如飲料罐、食品罐等。一般采用含碳量較低的鋁鎮靜鋼作為原料的電鍍錫帶鋼。

（5）建筑用鋼，如熱鍍鋅板、電鍍鋅板、彩涂板等。隨著我國工業化和城鎮化建設的快速突進，工業建筑、民用建筑對冷軋建筑板材的需求前景是十分廣闊的。

（6）電工用鋼，如取向硅鋼、無取向硅鋼及各種牌號的硅鋼片，冷軋取向電工鋼主要應用于變壓器。由于近些年來機電行業的發展，電工鋼的需求量也大大增加，出現供不應求的現象，因此電工鋼具備很大的發展潛力。

3? 冷軋帶鋼的發展展望

3.1? 自主研發能力

我國目前是鋼鐵產量和消費大國，對于冷軋板帶的需求量極大。目前一些尖端的工藝技術、先進的生產設備仍被少數發達國家所掌握，形成技術壟斷，我國對于高端產品的需求僅僅依靠進口。所以為了國家的進步與發展，不再受一些發達國家的技術壟斷，我國勢必應加強自主研發與創造能力，研究并掌握屬于自己的核心技術，這是我國冷軋發展的必然趨勢。

3.2? 高端產品方向發展

隨著信息自動化行業的發展，人們生活水平、消費能力的提高，對汽車、家電等產品的需求量增加，隨之而來的是汽車行業、家電行業的發展。世界各國都會向著高質量、高產值的高端產品目標前進，這也為未來鋼鐵企業的發展指明了方向。一些小型企業應加快發展的腳步，逐步淘汰落后的生產設備，引進高端的技術設備，這樣才能更快、更好地發展;反之，就會被淘汰。

3.3? 清潔化生產

環保是當今社會發展不變的主題，隨著國內乃至全球對于環保的要求日益嚴格，冷軋過程中工藝潤滑產生的油污不僅對環境造成污染，危害工人健康，還會對帶鋼表面造成污染，后續應增設脫脂工序清洗帶鋼表面。如果清洗不徹底還會帶來粘鋼、黃褐斑等缺陷，嚴重影響帶鋼表面質量。目前，德國已經研制出新的液氮工藝冷卻技術[15]，從理論上解決了環境污染這一問題。液氮不具備潤滑效果，不會產生摩擦熱量;而且液氮易揮發，汽化過程中帶走大量的熱量，達到降溫的效果。液氮工藝技術不僅解決了污染等問題，還消除了高溫火災等安全隱患，減少了后續的工藝處理工作，為鋼鐵企業節約了成本，提高了產品的質量。因此，在來來的冷軋發展潮流中，液氮冷卻工藝勢必成為世界各國爭先發展的領頭軍。

4? 結語

現階段我國鋼鐵產量處于世界領先地位，目前正處于供大于求的階段，但是我國鋼鐵企業也存在著一定的矛盾。第一，低端產品產能過剩而高端產品產能不足;第二，一些大型鋼鐵企業占據著先進產能而小型民營企業占據部分落后產能。冷軋產品日益增長的需求給冷軋工藝與冷軋設備的發展帶來新的機遇，在今后的發展中應遵循“高起點、低能耗”的原則，淘汰落后產能，整合先進產能，以低投資獲取高效益。

參考文獻

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