钢铁行业的冷轧工艺是什么

作者: Glimpse

2022-12-28

什么是冷轧工艺及其对钢铁行业的重要性？

本文介绍了冷轧的基本原理以及为什么它在钢铁行业中如此重要。
冷轧是在热轧之后发生的一种工艺，目的是降低金属的厚度，提高金属的屈服强度和抗拉强度和柔韧性。

什么是冷轧？冷轧的定义

冷轧是一种工业过程，在该过程中，通过在再结晶温度下对某些性能施加应变来使材料变形。最终的物理特性会有所不同，具体取决于过程中施加的应变大小。

在钢铁工业中，冷轧是一个非常重要的工序。在进入最终应用之前，大约 80% 的钢材通过冷轧加工成板材、片材、带材、箔材等扁平产品。冷轧涉及很多技术。这是一个相对昂贵且劳动密集型的过程，但改进的机械性能增加了成品的价值，无论是板材、带材还是卷材。

基本冷轧工艺原理图

为什么冷轧工艺在钢铁行业很重要？

答案是，通过冷轧工艺，材料可以获得其他工艺（如热轧）无法获得的有价值的特性。冷轧的主要好处是它可以产生更光滑的表面、更高的尺寸精度和更高的硬度。

冷轧的优点如下：
冷轧产品与热轧产品相比具有以下优点：
更高的尺寸精度
硬度提高高达 20%
提高屈服强度
增加抗拉强度
改善表面光洁度
提高直线度

冷轧的结果，即增加的硬度，有时被称为回火，但这不要与称为回火的热处理过程相混淆。
在金属板上进行的冷轧量决定了坯料的名称。
全硬、半硬和四分之一硬坯料是用来描述轧制后深度减少高达 50% 的金属的术语。结果，屈服点增加，延展性降低。晶粒取向也发生改变。
表皮轧制金属最多只能减少 1%，可能需要使表面光滑以防止起皱。金属的延展性增加，使其成为以后拉伸的理想选择。
冷轧的另一个主要好处是成品材料可以相对容易地弯曲。全硬金属最多可弯曲 45°，半硬可弯曲至 90°，四分之一硬可自行弯曲。材料不会断裂的事实使其适用于许多需要对材料进行弯曲和成型的应用。

热轧与冷轧
轧制是钢铁工业的一项重要功能。这是一种钢铁制造工艺，涉及将金属通过一对滚筒。轧制工艺主要有两种：
平轧——成品是片材
型材轧制——成品是棒材或棒材。
这个过程总是从热轧开始。热轧是指在通常高于 900 °C（高于其再结晶温度）的温度下轧制钢材的过程。这使得钢板可以制成更大、更厚的尺寸，非常适合制造铁路钢轨、大梁或大梁。

热轧与冷轧

在进行冷轧之前，对金属进行“酸洗”，这意味着从金属表面去除热轧形成的氧化皮，否则会干扰工艺。
冷轧采用热轧产品并对其进行进一步加工。热轧后，钢冷却至室温，然后通过温度低于其再结晶温度的冷辊。这种轧制过程称为退火，可释放应力并提高屈服强度和硬度。这是由于晶粒的重新定向和晶体结构中缺陷的产生，导致微观结构硬化。
冷轧机通常装有测厚仪，用于检查从轧辊中出来的钢材。可逆式轧机的设计使钢材可以反转并通过每次都靠得更近的辊子推回，直到达到所需的厚度。多机架轧机有三到六对串联的轧辊，每对轧辊都预先设定好将厚度减少一定百分比，直到达到最终厚度。
通常每道次都会减少 50% 到 90% 的厚度。由于高压缩力和摩擦力，每道次的温度都有可能高达 250 °C。因此，必须使用冷却剂来保持辊子和金属冷却和润滑。油或水通常用于此目的。
所得金属的厚度通常在 0.12 至 2.5 毫米之间。由于冷轧钢的厚度较薄，它被用于饮料罐或轻型车辆面板、轻型飞机等应用。
现代、高效的冷轧机可以以高达 4 m/s 的速度轧制酸洗板材或带材，连续工作的连轧机每年可生产多达 250 万吨冷轧钢。