冷轧工艺技术基础知识简介

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第一节 钢铁行业知识简介

钢铁行业的定义：钢铁行业是以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业生产活动为主的工业行业，包括金属铁、铬、锰等的矿物采选业、炼铁业、炼钢业、钢加工业、铁合金冶炼业、钢丝及其制品业等细分行业，是国家重要的原材料工业之一。此外，由于钢铁生产还涉及非金属矿物采选和制品等其他一些工业门类，如焦化、耐火材料、炭素制品等，因此通常将这些工业门类也纳入钢铁工业范围中。

原材料及主要产品分类：钢铁生产的主要原材料包括铁矿石、锰矿石、铬矿石、石灰石、耐火黏土、白云石、菱铁矿等矿物的原矿及其成品矿，人造块矿，铁合金，洗煤、焦炭、煤气及煤化工产品，耐火材料制品，炭素制品等。

钢铁产品是以铁元素（Fe）为基础组成成分的金属产品的统称，日常形态包括铁、粗钢、钢材、

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铁合金等。由于铁合金在钢铁工业生产过程中主要用做炼钢时的脱氧剂和合金添加剂，在管理和统计上通常将铁合金归入钢铁生产主要原材料而非钢铁产品。此外，钢丝、钢丝绳、钢绞线、铁丝、铁钉等钢丝及其制品属于钢铁产品的再加工产品，不属于金属基础产品。所以在统计上，钢铁产品仅包括生铁、粗钢、钢材三大类产品。

铁是钢铁产品的“初级产品”，经过进一步冶炼就可得到钢，二者主要根据铁基产品中含碳量多少来区别。铁经冶炼直接得到的产品为粗钢（固体状态称钢坯或钢锭），粗钢通过铸、轧、锻、挤等方法处理加工后成为钢材。

钢材是钢铁工业为社会生产和生活提供的最终产品的主要形式。由于钢材产品品种、规格复杂多样，为了适应统计、生产、营销、库存等多方面管理的需要，国际上通常将钢材分为型材、线材、板材、管材等几大类。具体分类如下：

一、型材

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（1）铁道用钢材

是指主要供铁道部门生产和建设用的钢材，主要包括轻轨、重轨、工业升降机用导轨、起重机用轨、导电轨、道岔轨等钢轨、钢轨配件；每米重量大于30公斤的钢轨为重轨，30公斤及以下的为轻轨。

（2）大型型钢

是指高度不小于80毫米的I型钢(工字钢)、H型钢、U型钢(槽钢)、角钢、Z字钢、丁字钢、T型钢等。

（3）中小型型钢

是指高度小于80毫米的I型钢(工字钢)、H型钢、U型钢(槽钢)、角钢、T型钢以及球扁钢、窗框钢等。

（4）冷弯型钢

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是指用钢板或带钢在冷状态下弯曲成的各种断面形状的成品钢材，主要用于金属结构、金属家具、运输机械、农业机械以及管道等。

二、线材

也叫盘条，是指热轧后成盘状交货的产品，其横截面通常为圆形、椭圆形、方形、矩形、六角形、八角形、半圆形等。

三、板材 （1）厚钢板

是指厚度大于3毫米的钢板，其中厚度50毫米及以上的为特厚钢板，主要用于造船、锅炉、桥梁和高压容器壳体等；厚度3～5O毫米的为中厚钢板，主要用于造船、锅炉、桥梁、装甲和供冷轧生产薄带钢等。

（2）薄钢板

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是指厚度不大于3毫米的钢板，按轧制工艺分为热轧薄钢板和冷轧薄钢板，主要用于汽车、电器设备、车辆、农机具、容器、钢制家具等。（本钢浦项产品的规格0.2～2.5毫米，属薄钢板）

（3）镀锌板

是指表面镀有一层锌的钢板，钢板镀锌是一种普遍采用的经济而有效的防腐方法。按生产工艺可分为热镀锌板和电镀锌板，前者锌层厚度较厚，用于抗蚀性强的部件；后者锌层厚度较薄且均匀，多用于涂漆或室内用品。（本钢浦项采用的是两条热镀锌机组，可生产不同规格的镀锌板。）

（4）镀锡板

俗称“马口铁”，是指表面镀有一薄层金属锡的钢板，具有良好的抗腐蚀性能，有一定的强度和硬度，成型性好，易焊接；锡层无毒无味，表面光亮，可以印制图画。主要用作食品罐头工业、化工油漆、油类、医药等的包装材料，能防止铁溶进被包装物。

（5）电工钢板

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又称“硅钢片”、“矽钢片”，是指一种含碳量极低的硅铁软磁合金，一般硅含量为0.5%～4.5%；主要用来制造各种变压器、电动机和发电机的铁芯。按晶粒有无取向，电工钢板分为取向电工钢板和无取向电工钢板两大类，前者轧向磁性能明显优于横向，主要用于变压器；后者轧向和横向磁性大致相同，主要用于电机。

四、管材 （1）无缝钢管

是指由整块金属制成的表面上没有接缝的钢管，按生产方法可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管，按断面形状可分为圆形和异形两种，按壁厚不同可分为厚壁管和薄壁管。无缝管的最大直径达650毫米(扩径管)，最小直径为0.3毫米(毛细管)，主要用作石油地质勘探管、石油化工用裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、航空用高精度结构钢管等。

（2）焊接钢管

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是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后焊接形成的、表面有接缝的钢管。按焊接方法不同可分为电弧焊管、高频或低频电阻焊管、气焊管、炉焊管、邦迪管等，按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋焊管。电焊钢管用于石油钻采和机械制造业等，炉焊管可用作水、煤气管等，大口径直缝焊管用于高压油气输送等；螺旋焊管用于油气输送、管桩、桥墩等。焊接钢管比无缝钢管成本低、生产效率高。

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第二节 冷轧工艺技术知识概况

冷轧带钢和薄板一般厚度为0.1～3mm,宽度为100～2000mm；均以热轧带钢或钢板为原料，在常温下经冷轧机轧制成材。冷轧带钢和薄板具有表面光洁、平整、尺寸精度高和机械性能好等优点，产品大多成卷，并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂。成卷冷轧薄板生产效率高，使用方便,有利于后续加工。因此应用广泛 。冷轧带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30％左右。

一、轧钢历史

1553年法国人布律列尔(Brulier)制成一台轧机,轧制造币用的金板和银板。

板带钢的冷轧早在19世纪中叶始于德国，当时能生产出厚度规格为20～25mm的冷轧带钢。1859年，美国建立了25mm的冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。在随后的时间内，冷轧带钢产品宽度不断扩大，并逐步建立了配套设备，例如剪切机、平整机、矫直机以及热处理

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设备，产品质量得到很大提高。

进入20世纪后，冷轧板带钢产品向着宽和薄的方向发展。1920年，美国第一次成功地轧制出宽带钢，并将传统的单机不可逆轧制转变成单机可逆式轧制。1926年，阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。前苏联也在此期间开始冷轧带钢生产，伊里奇冶金厂在30年代中期建立了四辊式，以单张热轧板为原料的冷轧车间，查波罗工厂在1930年从国外引进的三机架1680mm冷轧机组及1680mm可逆式冷轧机，并成功生产出厚度为0.5～2.5mm，宽度为1500mm 的钢板。另外一个钢铁强国--日本于1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始了冷轧薄板的生产，1940年，新日铁广畑厂建立了四机架1420mm冷连轧机。

我国冷轧宽带钢的生产始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后投产了1200mm单机架可逆式冷轧机、MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机，70年代投产我国第一套1700mm连续5机架冷轧机。据有关部门报告，2003

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年我国钢产量为1.8亿吨，相当于美国和日本产量总和，但全年进口钢材达3000万吨。我国冷轧薄板缺口仍然较大，国产冷轧板只占有47.2%市场（普通冷轧板占有率52.3%，镀锌板仅43%左右），每年仍需进口大量冷轧薄板来满足国内生产需求。

二、冷轧带钢主要产品

汽车用钢：IF，BH，CQ，DQ…等深冲板 高强钢板：DP(双相钢），CP(复相钢），TRIP钢 电工用钢：取向、无取向，高牌号到中低牌号硅钢片 建筑用板：热镀锌板，电镀锌板，彩涂板 包装用板：镀锡板，有机涂层板

不锈钢板：装饰板，厨房用钢，耐腐蚀钢板 家电用钢：湿家电－洗衣机，洗碗机

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冷家电－电冰箱，空调器，厨房用具 热家电－微波炉，电烤箱

普 通 板 合 金 板 专 用 板 镀 锌 板 金属覆层 有机覆层 热轧板 冷轧板 涂层板 附加值增加 不 锈 板 硅 钢 板 镀 锡 板 镀 铝 板 建 筑 用 板 家 电 用 板 食 饮 用 板 -11-

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三、冷轧轧制过程特点 1、宽厚比大, 板形控制难度大

• 冷连轧最薄规格：～0.15mm，最宽规格：～2000mm • 宽厚比：> 10000

• 保证板形良好的条件：比例凸度相等，冷轧要求最严格 2、变形抗力大，厚度精度要求高、难度大 • 轧制力大，轧机弹性变形大，要求机架刚度大 • 轧辊弹性变形（压扁、弯曲）大，要求辊系刚度大 • 轧辊热膨胀和磨损大 • 采用润滑轧制减小摩擦 • 对数学模型要求高

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3、带张力轧制（ 张应力 t ： ～0.3 σS ） 张力作用： • 防止轧件跑偏

• 改变轧件应力状态，降低轧制力 • 控制板形

• 作为AGC控制的一种手段 4、工序多，工艺复杂，综合性强

• 主要工序：焊接－酸洗－轧制－脱脂－退火－平整－剪切－矫直－镀层 • 技术综合：冶金、机械、控制、计算机

• 学科综合：力学（轧制力、张力、应力分析）、化学（酸洗、脱脂、涂层）、数学（模型、公式、算法）、金属学（退火、织构、组织性能）、物理学（摩擦、润滑、表面）、其它：机械学、

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控制理论、人工智能… 5、产品要求高

• 尺寸精度要求：2～5μm

• 板形精度要求：< 5 I （1 I ＝10－5） • 表面精度要求：不允许有任何瑕疵

－ O5 板：要求最严格的汽车面板 － 家具用板：经得起挑剔目光的考验

6、轧机多辊化、轧辊小径化趋势 • 2辊轧机：冷轧很少采用 • 4辊轧机：大量采用

• 6辊轧机：近年来应用较多，有HC，UC，CVC多种类型

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• 6辊轧机基本特点：中间辊横移（工作辊横移）（本钢浦项采用6辊UCM轧机）

• 6辊轧机工作辊直径太小容易出现横向弯曲，需要侧向支撑偏 8 辊轧机，不适合可逆轧制 • Z－high 轧机，双向侧支撑，可以可逆轧制

偏8辊轧机

Z-hig轧机

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• 12辊轧机和20辊轧机，辊径进一步减小 • 20辊轧机广泛用于轧制难变型材

例：多辊轧机（森吉米尔轧机） 常用于生产：

• 不锈钢(占世界96%） • 硅钢,弹簧钢（游丝）

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• 全世界有500多套 主要参数：

• 辊径：1.5－90mm • 宽度：20－2200mm • 厚度：～0.001mm • 速度：～15 m/s（最大） 四、冷轧工艺及其新发展 1、冷轧发展的 3 个阶段： • 单机可逆轧制

• 连续式轧制（通常3－6个机架）全连续无头轧制

• 无头轧制 CDCM（酸-轧联合机组）、FIPL(酸-轧-退连续生产线)

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2、单机可逆轧制 特 点：

• 前后带卷筒，正反转轧制 • 控制系统简单 • 操作维护容易 缺 点： • 料头损失大 • 生产效率低 • 产量低，成本高 3、单卷连续式冷连轧机组

特 点：成卷连续轧制，每架轧机只轧1道，生产效率较高

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缺 点：每一卷要穿带，头尾出现尺寸偏差，影响生产

4、无头轧制的冷连轧机组示意图

实现方法：前一卷的尾部与后一卷的头部焊接在一起 优 点：避免穿带、减少头尾偏差、生产高效率

1＃开卷机

酸洗机组

冷连轧机组 焊接机 卷取机 飞剪 2＃开卷机

活套1

活套 2

CDCM-酸轧联合机组

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酸-轧-退联合机组(FIPL)示意图

退火机组 1＃开 卷 机

酸洗机组 冷连轧机组 焊接机 飞剪 卷取机 2＃开 卷 机

活套1 活套2 活套3

活套4

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第三节 本钢工艺流程及本钢浦项各机组工艺技术简介

一、本钢整体工艺流程：

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二、本钢浦项工艺流程图

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三、本钢浦项各机组工艺 1、酸轧机组

工艺: 厚度1.8～6.0mm的热轧卷在酸洗槽中通过盐酸去除氧化铁皮后, 在轧机轧成厚度为0.2～2.5mm 的冷硬产品。

• 酸洗：用盐酸清除带钢氧化铁皮，保证带钢表面质量。

• 酸洗方式：紊流喷射式酸洗。紊流酸洗要点是带钢在窄缝中运行，酸液运动方向与带钢相反, 形成紊流，效率高，酸洗时间短、质量好，省电，事故处理容易。（1983年西德MDS公司开发出紊流式酸洗新技术。）

• 酸再生：将盐酸废液回收,可以产生的铁粉，俗称铁红。可制成高档的磁性材料。这样盐酸酸洗法成为成本低,酸洗带钢表面质量好的工艺而得到普遍发展。（1959年奥地利鲁兹纳发明盐酸酸洗废液再生方法）

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• 轧制：UCM轧机为当今世界主流轧机之一，通过工作辊弯辊、中间辊的串辊及弯辊，较好的消除了边部有害应力区，加大了板型的调控能力。可保证轧出的产品具有优良的板形质量及良好的厚度精度。并配以三种浓度的乳化液，可实现对不同规格及钢种(特别是高强钢)的稳定轧制。

本钢浦项采用紊流酸洗技术

本钢浦项采用UCM6辊轧机

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酸轧机组流程图

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设备供应商 年生产能力 生产品种 厚度范围 宽度范围 卷重 酸洗入口段速度 酸洗工艺段速度 轧机出口速度 最大轧制力 焊机 酸洗槽 轧机 Mitsubishi-Hitachi 197万吨 CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH-HSS、DP、TRIP 0.2~2.5mm 800~1,870mm 最大48吨 最大600mpm 最大250mpm 最大1650mpm 2400吨 米巴赫激光焊机 浅槽紊流酸洗 5机架6辊UCM 酸轧机组参数

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2、连续退火机组：

工艺：冷硬卷表面的乳化液通过表面清洗来脱脂，在退火炉中进行退火再结晶,平整机改善带钢力学性能,校正板形并给于表面粗糙度,检查并涂油，最终生产出冷轧产品。

• 表面清洗：通过碱洗、电解清洗、涮洗及漂洗，可有效的去除带钢表面的污物，大大提高了带钢的表面质量。

• 退火：W型辐射管，保证了带钢稳定、均一的加热。炉辊遮热板和辊凸度控制系统保证炉辊辊形控制。快冷段采用高速气体喷射冷却+辊冷的冷却技术，保证所需的冷却速度，有利于提高带钢的板形质量和温度的均匀性。过时效段可有效消除带钢时效。

• 单机架六辊UC湿平整机：通过中间辊、工作辊的弯辊以及中间辊的窜辊，配合平整机出口的板形辊来改善平整后的板形，及带钢力学性能的目的.同时通过湿平整系统的冲洗可有效减少粘着

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辊印的发生。

• 静电涂油机：该种静电涂油机具有良好的涂油精度及涂油质量，同时该涂油机配有2套供油箱，可根据用户不同的要求来涂防锈油。

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设备供应商 年生产能力 生产品种 厚度范围 宽度范围 卷重 入口段速度 工艺段速度 出口段速度 焊机 退火炉 平整机 连退机组流程图

JFE 90万吨 CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、 CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH、DP 、TRIP 0.3 ~ 2.5mm 800 ~ 1,850mm 最大 30 吨 最大650mpm 最大450mpm 最大650mpm 三菱窄搭接焊机 立式连续退火炉 单机架6辊UCM 连退机组参数

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3、1#、2#镀锌机组

1#机组工艺：通过碱清洗把带钢表面的乳化液脱脂后经过退火炉进行再结晶,锌锅进行镀锌, GA合金化炉进行合金化处理后，通过冷却过程 ,光整机给予带钢表面粗糙度, 经钝化或磷化处理后，进行检查、涂油，最终生产出镀锌产品。

2#机组工艺：通过碱清洗把带钢表面的乳化液脱脂后经过退火炉进行再结晶,锌锅进行镀锌, 通过冷却过程 ,光整机给予带钢表面粗糙度, 经钝化或耐指纹处理后，进行检查、涂油，最终生产出镀锌产品。

• 清洗段：通过碱洗、电解清洗、涮洗及漂洗，可有效的去除带钢表面的污物，对提高镀层覆着力及带钢表面质量起着至关重要的作用。

• 退火：W型辐射管可有效保证均一、稳定的加热效果；炉辊都带有凸度，避免产生瓢曲，保证良好的板形；“ON－OFF”式加热方式，可保证炉内温度的均一，保证了带钢性能。

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• 气刀：唇隙可根据测得的锌层厚度自动调节，并设有在线清理单侧刀唇装置，保证了锌层厚度及表面质量。

• 后处理：一套辊涂机两套循环系统。1#CGL进行钝化和磷化处理； 2#CGL进行钝化和耐指纹处理。

1#镀锌机组流程图

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2#镀锌机组流程图

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设备供应商 年生产能力 产品种类 生产品种 厚度范围 宽度范围 卷重 最终表面种类 镀层重量范围 差后镀层范围 入、出口段速度 工艺段速度 光整段速度 化学后处理 焊机 退火炉 光整机 VAI 45万吨 GA GI CQ、DQ、DDQ、EDDQ、CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、 SEDDQ、CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH、DP DDQ-HSS、BH、DP、TRIP 800 ~ 1,850mm 最大 30 吨 最大650mpm 最大450mpm 60～180 g/m2 (双面) 60～450g/m2 (双面) 30～150g/m2 最大1：3 最大270 mpm 最大180 mpm 最大210 mpm 磷化膜膜重：10～50mg/m2，钝化膜膜重：10～50mg/m2 窄搭接焊机 立式连续退火炉 单机架4辊湿光整机

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拉矫机 2弯2矫 4、重卷机组

设备供应商 年生产能力 生产品种 厚度范围 宽度范围 卷重 机组速度 汽车板检查速度 焊机 拉矫机（1＃线） 静电涂油机 设备供应商 年生产能力 镀锌机组参数 Herr Voss Stamco 1＃线15.46万吨，2＃线15.46万吨 CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ、 CQ-HSS、DQ-HSS、DDQ-HSS、BH、DP 、TRIP 0.3 ~ 2.5mm 800 ~ 1,850mm 最大15 吨 300mpm和150mpm两种速度 80mpm 窄搭接焊机 2弯1矫6辊式电控拉矫机 上、下表面或同时涂油，油膜厚度：300～3000mg/m2单面 Herr Voss Stamco 1＃线15.46万吨，2＃线15.46万吨

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重卷机组参数

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第四节 汽车板生产技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车厂已逐渐成为钢铁厂的一个稳定、长期的客户。一般而言一辆车平均用板0.7吨左右，约占整车重量的70％以上，但其价格却不到整车价格的20％。因此从汽车厂的角度而言，他们需要的是能够稳定提供满足制造要求的产品，而价格并不像其它产品一样波动较大。同时汽车市场的竞争也导致汽车用板的质量要求的不断提高，产品具有长期稳定的特性。

由于汽车板模具等外部加工条件等因素的影响，使汽车板供货厂家具有“先入为准”的性质，应此大多数钢厂选择与汽车厂共同开发汽车用钢板，以便使汽车厂的设备尽可能的适应自己的产品。对于后进入汽车厂的厂家其表面质量及材料性能必须控制在合适的范围才能适用汽车厂的需求。

一、汽车板材料性能要求

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1、汽车用材料总体要求

延伸率

面板压力成型性:n、r值 表面清洁性，抗压痕 结构件（析出强化或DP钢）

压力成型性：弯曲、回弹性及低屈服强度

加固件

撞击时能量吸收性能 疲劳强度、焊接强度、高张性

压力成型性:弯曲及扩孔性能 抗疲劳强度

焊接疲劳强度及耐腐蚀性

悬挂件

板形 抗拉强度

强度特征 -38-

类型 部件 压力成形性

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深冲性 外板 前档泥板 后围板 侧围板 门板 引擎罩 行李箱盖 顶盖 保险杠 非外板 门框 车轮内护板 后底板 油盘 保险杠拉筋 其他 悬挂杆 边部梁 横梁 ◎ ◎ ◎ 表面成性 扩孔 弯曲 尺寸 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ 表面质量 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 抗张强度 △ △ △ ◎ ◎ ◎ ○ 抗凹性能 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ 抗冲击性能 ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ○ ◎ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ 2、典型汽车用板质量要求 注：好 ← ◎ ○ △ → 差

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3、汽车用板的成型性与机能之间的关系

机械性能 深冲性能 拉胀性能 扩孔性能 形状稳定性 ◎ △ 屈服强度 抗拉强度 延伸率 n值 r值 ○ ◎ ◎ ○ △ ○ ○ ◎ ○ △ 注：好 ← ◎ ○ △ → 差

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4、材料主要指标解释

r 值 延伸率 硬度 N 值 项目 屈服强度 特性 ㅇ抗拉强度 (最大弹性变形) -0.2% Off-Set : YS0.2=P0.2/A0 -如出现下屈服时采用P0.2值 ㅇ拉伸强度 (最大下重) - TS=P(max)/A0 ㅇ 发生断裂时的变形率 => 整体变形率 - 延伸率与抗拉强度相关 原料的屈强比(YS/TS)越小延伸率越大 ㅇ 材料在单位面积压下所耐受的变形程度 ㅇ材料在加工状态下均匀变形的能力 -> n 值越大加工性优秀 * DDQ : 0.220 , EDDQ : 0.240, SEDDQ : 0.260 ㅇ厚度变形程度与宽方向变形程度的比例 ㅇ拉伸实验时变形 15~20%时测量: - r = εw/εt , - rm(AVERAGE) = (1/4)(ro+r90+2r45) - CQ : 1.5, DDQ : 1.7, EDDQ:1.9, S-EDDQ :≥2.1 相关性 ㅇ 高屈强比 -> 低延伸率 低 n 值 -> 加工性能下降 ㅇ 越大加工性越高 ->高延展性 / 翻边成性性 ㅇ 越大加工性越低 ㅇ高 n-值 ->高延展性 ㅇ高 r-值 ->高深冲性能 抗拉强度

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5、汽车用高强钢强度变化实例

加强梁、防撞杆等面板类使用部位 340 390 440 590 780 强度范围（Mpa）材料性能980 备注 1180 轻型化、抗凹性 门外板、外盖板 采用BH钢种 侧板、门内板 IF形低合金高强度板支撑件（中、边支撑杆）轻型化、撞击时能量吸收性能支架类 边部支架 高强度双相钢 Floor corss 轻型化、撞击时能量吸收性能 弯曲性能高的高强钢 -42-

冷轧工艺技术基础知识简介 6、汽车用高强钢强度变化实例 燃比规定 (CAFE) ’90以后燃比规定 27.5MPG以上 高张力钢板使用比率 马氏体 高强钢 超高强钢 普碳钢 安全规定 提高正面冲撞最低速度 (48－62 km/h) (%) 100 高强钢比率 高强76% 韩国/日本 30~40 50~70% 欧洲 ULSAB-AVC 40~60 50~70% 98% 50 高强度化 面板类 加强件类 340 390~440 MPa 390 440~590 MPa ’00 ’05 戴姆勒－克莱思勒 -43-

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二、冷轧工艺控制过程中的关键技术 1、冷轧基板酸洗及表面质量控制； 2、冷轧后带钢表面质量检查及控制；

3、冷轧轧辊表面形貌控制，轧辊摩擦、磨损检测和预测； 4、冷轧工艺润滑技术，润滑介质选择； 5、冷轧板形、板厚精度控制；

6、优化退火工艺及退火过程表面保护； 7、平整辊表面形貌处理； 8、钢卷运输过程中的保护。 三、各钢种特点 1、低碳钢

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与罩式炉退火不同，连续退火过程中，加热及冷却速度都很快，C、N原子的析出不是按照铁碳相图中平衡态析出，为防止快速冷却过程中过饱和碳原子富集在位错周围形成时效效应，在低碳钢退火快冷段后必须设置过时效段以防止时效效应的产生。

该类钢种一般包含CQ、DQ1等，含碳量大于0.015%的普碳钢种，由于此类钢种含碳量相对较高，在连退生产时必须采用过时效处理。

2、IF钢

此类钢种一般作为汽车用面板，要求材料具有良好的成型性及表面质量，为了达到良好的机械性能，必须要求钢的含碳量极低，并且为了提高材料的综合性能在钢中一般添加Ti、Nb元素。

该类钢种一般包含DQ2～SEDDQ及BH钢等，含碳量基本在15～30ppm的超低碳钢种，由于此类钢种含碳量极低，并且一般都添加Ti、Nb元素来与C元素形成化合物所以晶粒间C原子含量极少，在连退生产时不采用过时效处理。DQ2～SEDDQ钢种通过添加高钛低铌来达到最终产品具有优

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良的机械成型性。

3、BH钢

BH钢是高强钢的一种，一般作为汽车用面板，为了达到良好的机械性能，必须要求钢的含碳量极低，并且为了提高材料的综合性能在钢种一般添加Nb等元素来提高BH性。其强化机制为固溶强化。一般JFE将BH值在30～50Mpa之间，r值在1.7以上。一般将BH钢中固溶C原子的浓度控制在10～15ppm

冲压前钢质较软，易于成型，冲压后利用涂漆烘烤使材料屈服强度增强，即使材料中原有的固溶C原子富集到冲压时形成的位错周围，钉扎位错提高材料的屈服强度。同时采用BH钢不影响成形件的稳定性，且提高了材料的抗凹性能。

4、高强钢 －概述

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主要用于汽车加强件，主要通过添加Mn、P、C等固溶元素通过固溶强化、通过添加Nb、Ti等合金元素与C、N等元素形成硬质相形成析出强化及通过控制退火工艺过程使最终产品组织为硬质相加铁素体的相变强化来提高材料的强度。

－主要强化冶金原理及代表钢种

固溶强化原理：通过添加P、Si、Mn等置换型固溶元素或C、N等间隙原子强化基体。通过添加C、N、P、Si等原子可有效提高材料的屈服及抗张强度。。

析出强化原理：通过钢种添加的Ti、Nb、V等合金元素与钢种C、N等在退火后形成细微析出物分散在材料中达到提高材料抗张强度的一种强化原理。

组织强化原理：通过控制退火过程，使钢中珠光体、贝氏体、马氏体等硬质相分散在钢种的基体组织上达到强化作用，组织强化可以生产相当宽强度范围的材料，其中典型代表钢种为DP钢种，该钢种中硬质相为马氏体，通过调节马氏体的体积百分数可在相当大的范围内控制材料的抗张强度。

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第五节 钢铁与文明

一、钢铁与现代文明生活

现代人的生活与钢铁之间有密不可分的关系。我们生活上的舒适与方便，可说完全是钢铁的功劳。首先，让我们看看，在日常生活起居中钢铁所占的地位。如果你住的是现代化的房子，你会发现：厨房用的瓦斯炉、电烤箱、抽风机、洗衣机、锅子等都是用钢铁加工后的产品；而客厅中所用的冷气、电风扇、电冰箱也无一不是钢铁产品，甚至于书桌、书架也可能是用钢铁做的。很可能卧室用的也是钢丝弹簧床。你的房子的构架主要是是钢筋。就是你身上配带的手表、皮带、原子笔、钢笔也有绝大部份是钢铁。钢铁为你的家居生活提供了舒适与方便。

当你一早走出家门，往工作地点运动时，不管你的交通工具是脚踏车、摩托车或火车，都是钢铁制造的。可以说因为有了钢铁，你才能够得到便捷的交通工具。（并不是说，没有这些交通工具便无

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法到达办公室，但那样将消耗你不少的体力与时间）。在路上，极目所见，电话亭内的公用电话，安全岛的栏杆，路灯以及十字路口的红绿灯，路旁的邮筒，没有一样不是钢铁制品。当你到达办公地点后，你发现，办公室内的桌子，椅子及各种事务机器，如打字机、复印机等也有不少是钢铁造的。钢铁间接增加了办公效率节省了用人费用。

有一天，你因病不得不进入医院治疗时，你会发现，医院内的各种手术器具和检验仪器，病床等有绝大部份是钢铁产品，这样看来，钢铁对你的身体保健方面，也提供了不少的贡献。

至于自来水管、输油管、煤气管，又有那一样不是钢铁所制？就是我们日常生活上的很多必需品，如衣服、家俱等也是直接、间接由钢铁所制成的机器加工而来的。

由上面的叙述，我们可以看出，人类的食、衣、住、行、都与钢铁有不可分离的关系。可以说没有钢铁，就没有现代的舒适的生活，没有快捷的交通工具。随着经济的繁荣，人类欲望的升高，刺激人类对钢铁的需要量也相对的增加，并且增加的速度愈来愈快。1970年世界主要国家的个人钢铁消

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耗量：日本680公斤、美国620公斤、西德683公斤、法国473公斤、意大利393公斤、比利时卢森堡473公斤、荷兰430公斤、英国460公斤、苏联430公斤。由上面的统计资料，我们可看出工业愈发达的国家，钢铁消耗量愈大，且逐年增加。至此我们可以说一国之生活水准，可用其个人钢铁消耗量来衡量。

二、钢铁为工业之母

一个国家要想成为经济高度发展的国家，必先具备一个坚强而蓬勃的钢铁工业；因而自第一次世界大战后，每个国家（尤其是工业落后国家），都在努力于建设自己的钢铁工业。在1920年至1929的十年间，世界钢铁产量由七仟二百万吨增加到一亿两仟零五十万吨。1929年因遇到世界性经济恐慌而降至五千万吨。随后又回升到（1938年）一亿一千万吨。二次世界大战后，因为各种技术之革新和工业之自动化，钢铁需要量猛增。于是钢铁年产量增至六亿三干二百万吨（1971）。据预计至公元2000年，世界钢铁年产量将达十七亿吨。

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