鋼材的生產(chan) 工藝

    1、 碳素鋼的定義(yi) 及鋼中五元素

    含碳2%以下的鐵碳合金稱為(wei) 鋼。

    碳素鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷）。其次是在煉鋼過程中不可避免地 會(hui) 混入氣體(ti) ，含O、H、N（氧、氫、氮）。此外，用鋁—矽脫氧鎮靜工藝中，必然在鋼水中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有細化晶粒的作用。 

    2、 鋼鐵是怎樣煉成的？

    煉鋼的主要任務是按所煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和合金元素含量到規定範圍之內(nei) ，並使P、S、H、O、N等雜質的含量降至允 許限量之下。煉鋼過程實質上是一個(ge) 氧化過程，爐料中過剩的碳被氧化，燃燒成CO氣體(ti) 逸出，其它Si、P、Mn 等氧化後進入爐渣中。S部份進入 煉渣中，部份則生成SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要求後，即可出鋼。為(wei) 了除去鋼中過剩的氧及調整化學成份，可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。

    3、 轉爐煉鋼簡介

    從(cong) 魚雷車運來的鐵水經過脫硫、擋渣等處理後即可倒入轉爐中作為(wei) 主要爐料，另加10% 以下的廢鋼。然後，向轉爐內(nei) 吹氧燃燒，鐵 水中的過量碳被氧化並放出大量熱量，當探頭測得達到預定的低碳含量時，即停止吹氧 並出鋼。 一般在鋼包中需進行脫氧及調整成份操作；然後在鋼液表麵拋上碳化稻殼防止鋼水被氧化，即可送往連鑄或模鑄工區。對要求高的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處理（噴SI—CA粉及變性石灰）可以有效降低鋼中的氣體(ti) 與(yu) 夾雜，並有進一步降 碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施後還可以最終微調成份，滿足優(you) 質鋼材的需求。

    4、 初軋

    模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝，進入均熱爐加熱，然後通過初軋機及鋼坯連軋機軋成板坯、管坯、小方坯等初軋產(chan) 品，經過切頭、 切尾、表麵清理，（火焰清理、打磨）高品質產(chan) 品則還需對初軋坯進行扒皮和探傷(shang) ，檢驗合格後入庫。目前初軋廠的產(chan) 品有初軋板坯、軋製方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。初軋板坯主要供應熱軋廠作為(wei) 原料；軋製方坯除部份外供，主要送往高速線材軋機作原料。由於(yu) 連鑄板坯的先進性，初軋板坯的需求量大為(wei) 削減，因此轉向上述其它產(chan) 品了。

    5、 熱連軋

    用連鑄板坯或初軋板坯作原料，經步進式加熱爐加熱，高壓水除鱗後進入粗軋機，粗軋料經切頭、尾、再進入精軋機，實施計算機 控製軋製，終軋後即經過層流冷卻（計算機控製冷卻速率）和卷取機卷取、成為(wei) 直發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀，厚度、 寬度精度較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。其卷重較重、鋼卷內(nei) 徑為(wei) 760mm。(一般製管行業(ye) 喜歡使用。)將直發卷經切頭、 切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線處理後，再切板或重卷，即成為(wei) ：熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等產(chan) 品。熱軋精整卷若經酸洗去除氧化皮並塗油後即成熱軋酸洗板卷。該產(chan) 品有局部替代冷軋板的趨向，價(jia) 格適中，深受廣大用戶喜愛。 寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在緊張建設中。

    6、 冷連軋

    用熱軋鋼卷為(wei) 原料，經酸洗去除氧化皮後進行冷連軋，其成品為(wei) 軋硬卷，由於(yu) 連續冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降，因此衝(chong) 壓性能將惡化，隻能用於(yu) 簡單變形的零件。軋硬卷可作為(wei) 熱鍍鋅廠的原料，因為(wei) 熱鍍鋅機組均設置有退 火線。軋硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內(nei) 徑為(wei) 610mm。

    一般冷連軋板、卷均應經過連續退火（CAPL機組）或罩式爐退火消除冷作硬化及軋製應力，達到相應標準規定的力學性能指標。

    冷軋鋼板的表麵質量、外觀、尺寸精度均優(you) 於(yu) 熱軋板，且其產(chan) 品厚度右軋薄至0.18mm左右，因此深受廣大用戶青睞。以冷軋鋼卷為(wei) 基板進行產(chan) 品的深加工，成為(wei) 高附加值產(chan) 品。如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐指紋電鍍鋅、彩塗鋼板卷及減振複合鋼板、PVC 複膜鋼板等，使這些產(chan) 品具有美觀、高抗腐蝕等優(you) 良品質，得到了廣泛應用。冷軋鋼卷經退火後必須進行精整，包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切板等。冷軋產(chan) 品廣泛應用於(yu) 汽車製造、家電 產(chan) 品、儀(yi) 表開關(guan) 、建築、辦公家具等行業(ye) 。鋼板捆包後的每包重量為(wei) 3~5噸。平整分卷重一般為(wei) 3~10噸/卷。鋼卷內(nei) 徑610mm。

    7、 鋼的力學性能

    7．1拉力試驗

    按標準製備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾頭內(nei) ，對試樣緩慢施加單軸向拉伸應力，直至試樣被拉斷為(wei) 止的試驗稱作拉力試驗。

    7．1．1強度

    金屬材料在外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力叫強度。強度指標包括：比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度等。

    7．1．2比例極限

    對金屬施加拉力，金屬存在著力與(yu) 變形成直線比例的階段，而這個(ge) 階段的最大極限負荷Pp除以試樣的原橫截麵積即為(wei) 比例極限，用 σ P表示。

    7．1．3彈性極限

    金屬受外力作用發生了變形，外力去掉後，能完全恢複原來的形狀，這種變形稱為(wei) 彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大應力稱為(wei) 彈性極限，用σe表示。

     7．1．4抗拉強度

    試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截麵積所得的應力，稱作抗拉強度，用σb表示。當材料所受的外應力大於(yu) 其抗拉 強度時，將會(hui) 發生斷裂。因此σb越高，則表示它能承受愈大的外應力而不致於(yu) 斷裂。

國外標準的結構鋼常按抗拉強度來分類，如SS400，其中400即表示σb的最小值為(wei) 400MPa超高強度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。

    7．1．5屈強比

    屈強比即屈服強度與(yu) 抗拉強度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，則該材料的強度愈高，屈強比值愈低則塑性愈佳，衝(chong) 壓成形性愈好。如深衝(chong) 鋼板的屈強比值為(wei) ≤0.65。

    彈簧鋼一般均在彈性極限範圍內(nei) 服役，受載荷時不允許產(chan) 生塑性變形，因此要求彈簧鋼經淬火、回火後具有盡可能高的彈性極限和 屈強比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命與(yu) 抗拉強度及表麵質量往往有很大關(guan) 連。

    7．1．6塑性

    金屬材料在受力破壞前可以經受永久變形的性能稱為(wei) 塑性。塑性指標通常伸長率和斷麵收縮率表示。伸長率與(yu) 斷麵收縮率越高，則 塑性越好。

    8、衝(chong) 擊韌性

    用一定尺寸和形狀的金屬試樣，在規定類型的衝(chong) 擊試驗上受衝(chong) 擊負荷折斷時，試樣刻槽處單位橫截麵上所消耗的衝(chong) 擊功，稱為(wei) 衝(chong) 擊 韌性以αk表示。

    目前常用的10×10×55mm，帶2 mm深的V形缺口夏氏衝(chong) 擊試樣，標準上直接采用衝(chong) 擊功（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因為(wei) 單位 麵積上的衝(chong) 擊功並無實際意義(yi) 。

    衝(chong) 擊功對於(yu) 檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉化最為(wei) 敏感，而實際服役條件下的災難性破斷事故，往往與(yu) 材料的衝(chong) 擊功及服役溫 度有關(guan) 。 因此在有關(guan) 標準中常常規定某一溫度時的衝(chong) 擊功值為(wei) 多少 、還規定FATT（斷口麵積轉化溫度）要低於(yu) 某一溫度的技術條件。所謂FATT，即一組在不同溫度下的衝(chong) 擊試樣衝(chong) 斷後，對衝(chong) 擊斷口進行評定，當脆性斷裂占總麵積的50%時所對應的溫度。由於(yu) 鋼板厚度的影響，對厚度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺寸衝(chong) 擊試樣（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸衝(chong) 擊試樣（5×10×55mm）。但是一定要注意，同規格及同一溫度下的衝(chong) 擊功值才可相互比較。隻有在標準規定的條件下，才可按標準的換算方法，折算 成標準衝(chong) 擊試樣的衝(chong) 擊功，再相互比較。 #p#分頁標題#e#

    9、硬度試驗

    金屬材料抵抗壓頭（淬硬的鋼球或具有1200圓錐或角錐的金剛石壓頭）壓陷表麵的能力稱為(wei) 硬度。 根據試驗方法和適用範圍的不同，硬度可分為(wei) 布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度以及顯微硬度、高溫硬度等。

    冶金產(chan) 品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。

    10、寶鋼企業(ye) 標準（Q/BQB）

    寶鋼企標中的鋼號大致可分為(wei) 三個(ge) 來源: 即從(cong) 日本JIS標準、德國DIN標準移植及自行開發研製的鋼號。從(cong) 日本JIS標準中移植來的鋼號，一般首位常為(wei) S（Steel）；從(cong) DIN標準移植來的鋼號，一般常以ST開頭（Stahl德文中的“鋼”）； 寶鋼自行開發研製的鋼號，一般首位常以寶鋼的拚音首位B開頭。

    11、結構用熱連軋、冷連軋鋼板及鋼帶

    結構鋼一般按強度分類，在鋼號中的數字往往代表抗拉強度的最低值。由於(yu) 該類鋼常用於(yu) 製作結構件，因此稱作為(wei) 結構鋼。結構鋼的強化機製傾(qing) 向於(yu) 降碳增錳固溶強化鐵素體(ti) 、細化珠光體(ti) 和添加微合金的析出強化、沉澱強化和細晶強化，以確保在提高強 度的同時仍保持較好的韌、塑指標並兼具良好的焊接性能。

    什麽(me) 是冷紮，熱紮

    冷軋和熱軋是兩(liang) 種不同的軋鋼技術，顧名思義(yi) ，冷軋就是在鋼在常溫情況下進行紮製，這種鋼的硬度大。熱軋就是鋼在高溫情況下紮製 

    （1）熱軋：

    1、厚度：1.2mm—8/12mm（厚度不同，價(jia) 格不同）

    2、寬度：1000mm/1250mm/1500mm（非標寬度一般要加價(jia) ）

    3、牌號：

    國內(nei) ：（硬、含碳高） Q235—Q215—Q195 （軟、含碳低）

    日本： SS400—SS330—SPHC（國內(nei) 一般套用）

    獨聯體(ti) ： 08KP--08YU（較強拉深、深衝(chong) ）

    德國： ST12— ST13— ST14（較強拉深、深衝(chong) ）

    珠鋼：ZJ330等

    4、卷重：主要是15噸/卷，也有要求10噸以下/卷。要考慮開平機的承重、吊裝設備的承重等問題.

    5、生產(chan) 能力：

    厚度為(wei) 0.9/1.2/1.5隻有珠鋼能夠生產(chan)

    厚度為(wei) 1.5mm邯鋼、寶鋼能夠生產(chan) （邯鋼質量較差）

    厚度為(wei) 1.8mm本鋼、鞍鋼、太鋼能夠生產(chan)

    6、產(chan) 品質量及價(jia) 格：

    獨聯體(ti) ：質量較差、價(jia) 低。08KP生產(chan) 廠家有烏(wu) 克蘭(lan) ILLCHY、ZAPROSTAL鋼廠、哈撒克斯坦INSPAT鋼廠（其中烏(wu) 克蘭(lan) 的質量最差，價(jia) 格最低）。

    08YU生產(chan) 廠家有俄羅斯（MMK）瑪鋼（08YU質量好於(yu) 08KP）

    日本：質量好、價(jia) 高主要生產(chan) 廠家為(wei) 六大高爐工廠：新日鐵、住友、NKK、川崎等。

    韓國：質量好、價(jia) 高主要生產(chan) 廠家為(wei) POSCO（浦項）

    台灣：質量好、價(jia) 格高，主要生產(chan) 廠家為(wei) 中鋼、燁隆。

    南非：質量好於(yu) 獨聯體(ti) ，僅(jin) 次於(yu) 日韓，主要生產(chan) 廠家為(wei) SODHNA。

    1.5—2.0（不包括1.5，包括2.0）國內(nei) 廠家質量較差，2.0以上質量可以滿足使用要求。

    1.5以下主要需要進口，1.8—2.95使用獨聯體(ti) 的較多。 

    （2）冷軋：

    1、厚度：0.25mm—3.00mm（厚度不同，價(jia) 格不同）

    2、寬度：1000mm/1250mm（非標寬度一般要加價(jia) ）

    3、牌號：

    國內(nei) ：（硬、含碳高） Q235—Q195 （軟、含碳低）（用Q195較多）

    日本：SPCC-SD—SPCD-SD—SPCE-SD（國內(nei) 一般套用）

    獨聯體(ti) ：08KP--08YU（較強拉深、深衝(chong) ）

    德國：ST12— ST13— ST14/ ST16（較強拉深、深衝(chong) ）

    4、使用現狀

    1.0mm以下主要需要進口。

    日本：主要是0.6mm/0.7mm以下

    獨聯體(ti) ：主要是1.1mm以下

    國內(nei) ：主要是0.8mm以上—3.0mm以下

    5、產(chan) 品質量：

    日、韓：質量最好，如POSCO等

    國內(nei) ：中檔，寶鋼最好、鞍鋼、本鋼、攀鋼、武鋼其次

    獨聯體(ti) ：質量最差。

    主要生產(chan) 廠家同熱軋。