宝钢冷轧核心技术研发历程

宝钢冷轧核心技术研发历程

冷轧是冶金流程中非常重要的变形工序，在金属相变点温度以下，将轧件压缩到理想的厚度，使其具有良好的力学性能、优良的表面质量、精密的尺寸精度，可以广泛应用于汽车、家电、电子、建筑、包装等各个行业。虽然近年来随着热轧设备的不断进步，热卷箱、无头轧制、边部加热、层流冷却边部遮蔽等设备的开发使用，一定程度上提高了热轧产品的温度均匀性，但热轧产品的性能和厚度均匀性仍然无法和冷轧产品相媲美。此外，冷轧产品的表面质量、冲压性能、电磁性能，也是热轧产品无法达到的。以硅钢为例，我国曾大力推广以高效的冷轧硅钢取代落后热轧硅钢，“以冷代热”以节约在传输和转换过程中损耗的电能。冷轧作为“轧薄、轧亮、轧精”的工序，有着无可替代的功能和优势，将来还将不断发展。宝钢从1988年第1条冷轧机组投产以来，经过20年的生产和研发，经历了一条从引进消化到不断改进，发展到自主创新的道路，引领着国内冷轧技术的发展。

冷轧机核心技术的发展

如果往前追溯，钢的冷轧最早始于19世纪中叶的德国，当时只能生产宽度20～25 mm的冷轧钢带。美国在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。冷轧带钢生产经历了漫长的发展过程，从最初的单张轧制到现在的成卷轧制，从可逆轧机到全连续轧机再到酸轧联合机组的多种生产工艺，装备水平和自动化程度不断提高。特别是20世纪七、八十年代，冷轧技术在全连续和自动化技术的带动下，出现了一个快速发展的阶段。现代冷轧生产技术基本上以连续化、高速化和专业化为特征，出现了全连续冷连轧机组、酸洗一冷连轧联合机组、酸洗一冷连轧一连退联合机组等全连续设备冷轧设备，出现了出口速度达到2000 m/min以上的冷连轧机，出现了专业生产镀锡原板、极薄板的冷连轧机等等。

1958年鞍钢建成了我国第一套冷带钢轧机，即1700 mm四辊可逆轧机，之后的几十年仅鞍钢和太钢有几台单机架可逆轧机可以生产宽带钢，不仅效率低，装备水平也差，产品品种和质量无法和世界先进水平竞争。1978年初，武钢从国外成套引进1700mm 五机架冷连轧设备，之后宝钢引进建成2030mm、1420 mm和1550 mm冷连轧机，实现了国内冷轧设备质的飞跃。近年来，国内各大钢铁企业纷纷上马冷连轧生产线，部分民

营企业也跃跃欲试。

随着用户对冷轧板带产品的要求越来越苛刻，带动相关技术不断进步。纵观冷轧技术的发展历程，不外乎围绕两个问题展开：一是如何提高质量，并稳定保持；二是如何低成本生产。冷轧产品最关注的质量指标，也就是冷轧产品的特点，包括力学性能、表面质量、尺寸精度三个方面，其中尺寸精度包括厚度精度、板形精度和边降精度。如何根据用户需求不断提高质量，并稳定保持，是每一个冷轧技术人员的追求。冷轧过程的成本主要包括电能消耗、乳化液消耗、轧辊消耗等，如何在保证稳定生产和高质量的同时降低这些消耗，直接关系到产品的竞争力。围绕这两个问题，各国学者和技术人员在冷轧技术上开展了大量的研究，形成了三大方面的冷轧核心技术，包括：稳定通板技术、表面控制技术、精密轧制技术。

稳定通板技术的发展经历了连续轧制技术开发、工艺过程设定技术使用、钢卷重量增加、振动抑制技术研究等过程。表面控制技术经历了轧制润滑剂开发、轧辊材质改进、轧辊毛化技术开发等过程。精密轧制技术包括厚度控制技术、板形控制技术和边降控制技术。厚度控制技术经历了液压压下技术开发、滚动轴承代替油膜轴承技术、厚度自动控制技术开发等过程，目前国际上先进机组的厚度控制精度达到±0.5％～±1.2%（根据厚度不同而变化）；板形控制技术经历了液压弯辊技术开发、HC系列轧机和CVC系列轧机开发、板形自动控制技术开发等过程，目前国际上先进机组的板形控制精度达到5～12 I Unit（根据厚度不同而变化）；边降控制技术经历了K—WRS轧机开发、EDC技术开发、边降自动控制技术开发等过程，目前国际上先进的边降控制指标达到5μm（距边部100 mm位置厚度与距边部15mm位置厚度之差）。

宝钢在冷轧核心技术方面的研发

宝钢现有6套冷连轧机组，在建2条。2030、1420和1730mm轧机分别于1988年、1998年和2007年投产，都是从德国SMS和西门子引进的。1550和1800 mm轧机分别是1999年和2003年投产的，都是从日本三菱日立和日立电气公司引进的。这5套冷连轧机组分别代表了当时西方和东方最先进的轧钢技术。2030 mm冷连轧机1996年将第5机架CVC改造为DSR，2005年由西门子完成三电系统改造，1420 mm冷连轧机2006年由西门子对厚度和板形控制系统进行改造，1550mm轧机2005年对轧机凸度仪和边降仪进行改造。1220mm轧机系50年代由美国麦斯塔（MESTA）公司设计制造，1989年从法国索拉克（SOLLAC）公司引进，2000年由日本三菱对其进行全面改造。不锈钢

分公司和梅钢各有l条冷连轧机组正在建设。

此外，宝钢在冷轧薄板厂建有双机架二次冷轧机组1条，还有轧制硅钢、不锈钢、特殊钢的单机架冷轧机组若干条。宝钢在冷轧后处理线上还有很多平整机组。宝钢在20年冷轧生产的基础上，在冷轧厂、硅钢部、薄板厂、宝日汽车板、研究院等多个部门和单位的通力合作下，开展了大量冷轧核心技术的研发。宝钢在稳定通板技术、表面控制技术、精密轧制技术三个方面的研究情况如下表：

冷轧机核心技术研发与工程的结合

宝钢在通板稳定技术、表面控制技术、精密轧制技术等方面，从全套引进到自主研究改进，走了一条迅速提高的捷径，技术水平达到了较高的水准。同时由于市场竞争的关系，宝钢越来越买不到先进的技术，而且，宝钢经过大量冷轧工艺装备方面的科研、改造，结合20多年的冷轧生产实践，积累了大量的研究成果和经验，已经具备了良好的基础，可以进一步进行提炼和提升，以形成宝钢自主知识产权的轧钢工艺装备技术。另一方面，通过工程中应用创新技术，可以直接提升工程的水平，建成别人无法仿制的机组。因此，将研发与工程结合，不仅是宝钢自身发展的需要，也是提升研发实力和水平的重要手段。宝钢在研发与工程的结合方面，已经进行了很多探索，例如冷轧取向硅钢建设工程、梅钢冷轧工程等。