钢铁行业相关小知识(持续更新中)

目录

一、冷轧与热轧的区别 (3)

1.热轧 (3)

二、轧钢生产的实用技术 (3)

2 悬浊液强力冷却 (4)

3 扁坯展宽轧窄带 (4)

4 圆钢定位测径仪 (4)

5 滚动轴承替换胶木轴瓦 (4)

6 弧齿接手替换梅花套筒 (5)

7 感应加热 (5)

8 测厚仪与凸度控制 (5)

9 板带钢液压厚度高精度控制 (6)

10 无活套微张力轧制 (6)

11 热连轧喷油润滑 (6)

三、几类热处理工艺 (6)

四、不锈钢几则 (7)

为什么400系不锈钢用罩式炉退火？而300系不锈钢不能用罩式炉退火， (7)

五、马氏体 (8)

六、压力容器几则 (8)

七、生产流程 (9)

1.连续热镀锌机组 (9)

2.立式连续退火机组 (10)

3.冷轧碳钢生产流程 (10)

4.冷轧硅钢生产流程 (11)

八、退火炉设备组成及功能 (11)

1. 预热段： (11)

2. 加热段及均热段： (11)

3. 缓冷段及快冷段： (11)

4. 过时效段： (12)

5. 终冷段： (12)

6. 水淬： (12)

一、冷轧与热轧的区别

1.热轧

热轧，是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。简单点儿来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。

2.冷轧

冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。内径为610mm。

产品特点：因为没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。

简单点儿来说，冷轧，是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。

冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此还是叫冷轧。由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧，在机械性能比较差，硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能，没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品，1.0以下厚度轧硬的运气好的两边或者四边折弯。

1.冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成

2.一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。

二、轧钢生产的实用技术

1 蓄热式加热炉

高炉煤气发热值偏低，直接送到轧钢加热炉往往遇到加热能力不足的问题，所以一直需要配给一些焦炉煤气。如果焦炉煤气不足，多余高炉煤气不得不放散或白白烧掉，造成浪费能源或污染空气。蓄热式连续加热炉是20世纪90年代，美、日、英等国家开发的新技术，它利用高温烟气先预热蓄热箱中的蓄热体，之后更换阀门让待燃烧的空气或煤气进

入蓄热箱吸收蓄热体的热量(图1)。这样使空气或燃烧煤气提高500～800℃，燃烧温度可提高到1300℃，能够满足钢坯加热的需要。

由于高炉煤气价格低廉，国内某厂4座用焦炉煤气混烧或与重油混烧的加热炉改为蓄热式加热炉后，完全使用高炉煤气，加热成本基本降到原来的四分之一，不用两年即可收回改造费用。其低氧燃烧和低NOx排放含量也达到较好水平。该技术在加热炉、热处理炉都可应用。目前，对于有高炉煤气的中国钢铁联合企业，已有不少完成蓄热炉的改造，获得显著效益。

2 悬浊液强力冷却

由于终轧温度高，吐丝或上冷床的线材棒材温度过高，加上提速，原有冷却能力不足一直是困扰各棒线材厂的问题之一。悬浊液强力冷却技术利用大比重悬浊物对汽膜的破坏，大大增强冷却能力，这是冷却理论上的重大突破。由河北理工大学与宣钢二轧共同完成的棒材悬浊液穿水装置，经过生产实践检验证明，冷却效果十分显著。该系统设计了新型喷嘴装置，其悬浊液循环系统经过近两年的运行，通畅可靠，水循环利用率高。这一技术的成功为现场解决吐丝温度高、冷床能力不足、提高产品力学性能与合格率，提供了有效方法。

该棒材悬浊液穿水装置不必加长原有水冷段，仅仅增加一个小型蓄水池即可，冷却用水经过滤并循环利用，因而是现有车间实现中轧降温、进行低温精轧、或终轧后快速降温，大幅度提高产品的力学性能指标的切实可行的冷却新技术。

3 扁坯展宽轧窄带

许多中窄带钢车间使用宽度尺寸不变的连铸坯，用常规轧法的轧件宽度就有限度。有时轧辊宽度有所富余，因而出现用窄料轧制更宽带钢的需求。为此，采用具有切深特点的强迫宽展开坯孔型，轧出较宽的带钢中间坯，精轧就可以轧出较宽带钢，更好适应市场的需求。常用窄坯轧宽的方法是使用切展法和蝶式弯折法。前者利用压下不均匀变形后，轧制变形区部分延伸少的金属阻碍其余金属的延伸，造成强迫宽展，目前已经可以生产比坯料宽出1 6倍的带钢。

4 圆钢定位测径仪

在线测量终轧棒线尺寸，调节辊缝，扩大高精度产品比例，是众多棒线材厂的希望。进口旋转式扫描式测径仪，可以在线测量高速运动的整个轧件凸起轮廓的外周边，但是这种仪器数百万元，而且整机长度大，放在现有长度十分有限的水冷段内很占空间。其实，圆棒线生产主要掌握轧件高度和辊缝处的耳子，测量仪器如果能静止放置，就可以大大简化。天津兆瑞测控公司生产的8点固定式测径，就能以非旋转的固定探头测量运动中的轧件尺寸，虽然不是连续反映轧件周边变化，但对高度、宽度等主要尺寸都能反映出来。尤其该仪器宽度不到300mm，放在轨道车上，进入轧线或撤出轧线十分便利，适合精轧出口水冷段偏短的现场使用。经过现场几年的使用证明，吹扫系统合理，光源寿命远比进口旋转测径仪持久，而价格仅为进口仪器的六分之一。

5 滚动轴承替换胶木轴瓦

胶木轴瓦是长久以来使用的一种老式滑动轴瓦，虽然价格便宜，但刚度小，磨损快，在温度波动较大时，易出现轧件尺寸波动。为此，某车间将三辊400中轧机改为密封的滚动轴承。经过一段时间使用后，效果良好。前面三辊轧机粗轧有尺寸波动的坯料，在这里也得到控制，使后面事故大大下降，对保证生产，提高产品尺寸精度起到显著作用，用水也显著减少。

6 弧齿接手替换梅花套筒

梅花套筒传动是一种极为古老的传动轧辊方式，它在传递力矩时并不均匀，由于自重转动起来时常有悬空跌落过程，造成较大的噪音，同时对产品精度也有影响，严重时出现明暗交替的条纹。这是因为，连接杆为了能够倾斜就必须在梅花瓣与套筒之间留有相当的旷量。于是在传递力矩时，连接杆自重和倾角使得套筒受力不均。在加载时，梅花瓣受力点容易变动，尤其磨损之后的旧套筒，造成上下力矩不均，轧辊滑动。因此用弧齿接手或其它接手替换梅花套筒，可以减少备件数量，提高作业环境质量，也为生产维护带来方便，全部投资仅半年便收回。

7 感应加热

直接轧制是节能最理想的工艺，但连铸坯从结晶器出来经过弯曲水冷段时，一般角部温度已经偏低，加上连铸机距离轧机较远，整体温度也下降不少，需要对角部补热均热。电感应加热具有占地少、加热快、不必存储能量等优点，国内有些厂家安装了这类设备，但没有达到预期效果。其主要原因是感应加热效率选取过高，导致钢坯受热远低于实际需要，因而钢坯无法达到轧制温度的一般要求。但这项技术在国外并不鲜见，英钢公司使用Radyne 公司的10MW管材感应加热系统，可以快速将外径168mm的管材从700℃加热到1100℃。该装置共6台固态加热器，每台输出功率1650kW、频率1kHz，管材行进速度为1 7m/s，比一般连轧钢坯进粗轧机的0 3m/s速度高许多。

Radyne公司的这套感应加热系数设计高出实际需要的20%，留有相当的余量，因而可以任意提高轧件行进速度。该系统设计对于国内设计具有参考价值，在对165mm方坯感应加热设计时，还应考虑方坯角部涡流效率和实芯的特点，功率至少应该不低于10MW。

8 测厚仪与凸度控制

许多热轧窄带钢车间缺乏在线测厚装置，产品厚度仅仅依靠人工定时检测，难以做到及时测量更谈不上厚度控制，产品厚度尺寸波动极大，甚至一些供给冷轧原料的一些中宽带车间也仅装备中心测厚仪，不能检测产品凸度，使客户得不到凸度较小且恒定的冷轧原料。这一方面缘于射线测厚有一定危险，现场不愿使用，另一方面价格昂贵(数十万元1套)，装置防护系统比较复杂。

曾经有人认为800mm以上宽带才安装凸度检测，实际上现场500mm宽带已经有3点式测量，直接获知板凸度，这可为中宽带钢凸度控制提供参考，对稳定产品质量具有重要意义。热轧激光测厚测宽仪的出现，为轧钢生产带来方便。激光打在红钢板上有特殊光点，经过三角光学变换，由光电耦合器转换为电信号。这一信号结合计算机辨识技术就可以分辨激光斑点位置，从而测量出带钢厚度。目前激光测厚精度还不如射线测厚，但钢板横截面上的相对厚度还是可以比较

9 板带钢液压厚度高精度控制

由于电动压下动作慢、精度差，不适合在线快速微调。一般液压缸响应速度比电动压下高出6倍，精度也大大高于电动压下螺丝。在带钢精轧机成品架安装液压缸，可以实现PM-AGC快速辊缝调整。如果与成品前架压力传感器配合，可以实现压力测厚计的前馈控制。如在成品架出口安装测厚仪，则实现测厚仪反馈控制，这将对长时间轧制造成的头尾温差影响予以补偿，可以大大缩小整卷带钢的厚度偏差波动，产品精度更有保证。某厂使用郑州光学研究所生产的误差3μm激光测厚仪监控产品厚度，并与计算机及液压辊缝调整装置配合，组成液压监控AGC系统，减少了带钢头尾厚度的尺寸波动。过去板带头尾厚差近40μm，采用液压压力反馈AGC或测厚仪监控AGC后，尽管单重增加、轧制时间加长，头尾厚差下降十多微米，使产品进一步提高了市场竞争能力。

对老式四辊中厚板轧机也有采用液压AGC厚度控制的，获得了厚度精度提高的效果。

10 无活套微张力轧制

活套支撑器用来反映机架间张力水平，但在厚坯轧制时耗能很高，在成品机架又反映不够快，限制板厚精度的进一步提高。因而国外一些厂家研制成功无活套轧制，省去活套支撑器。无活套轧制首先需要对轧制速度和稳定后的张力精确计算，并使后架轧机有补偿动态速降的增量转速。国外无活套轧制主要依靠电流记忆法，建立观测器，同时选择合适的力臂系数计算公式来计算张力，依此张力，实现张力控制。

实际连轧张力主要取决于前后轧机轧件自由轧制时的出入口速度差，也与电机拖动能力和张力对前后滑的影响有关。有文献对张力的计算提出的实用模型，使连轧参数计算简单直观。这一公式考虑电机的情况和轧制中张力对前后滑的影响，不但适用于板带也适用棒线材粗轧张力计算。

11 热连轧喷油润滑

热连轧工艺润滑可使摩擦力下降，从而显著降低轧制力与力矩，轧辊磨损减少，板面质量有所提高。国外工业先进国家普遍采用这一技术，降低能耗与辊耗；压下越大，润滑效果越显著。摩擦系系数从0.35可以下降到0.12，轧制力和辊耗都下降达20%。热轧润滑的应用会使热连轧控制系统原来设定的摩擦系数变动较大，但一般仍在“张力自调整”范围内，轧制力的分配也略有变动。

热连轧喷油需要专门的油路泵站，也需要以咬入起停的高精度控制阀门。对于润滑油要求喷出后有较好的附着性，而且在600℃高温下，要有较高的裂解点。此外要注意喷量限制，保证轧制过后燃烧贻尽。这一技术也可推广到型钢轧制，但要注意喷油均匀不可过量。

三、几类热处理工艺

为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理

有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

表面热处理的主要方法，有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属、复合渗等。

四、不锈钢几则

铁和钢是以含碳量的多少来区别的。含碳量在2%以下的铁碳合金是钢，含碳量在2%以上的则称之为铁。钢因为既有韧性、弹性还有刚性，被广泛应用。生活中所接触到的都是钢，只不过人们叫法不同。对于不锈钢来说，不管磁铁吸得上与否，只要符合质量标准，都是不锈钢。因此，从治金学的角度说，根本没有不锈铁之说。

不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬。铬元素含量在10.5%以上的钢就不生锈。冶炼时加入的合金元素不同，也就有了磁铁吸得上与吸不上的区别了。不锈钢一般是按组织结构分的，可以分为奥氏体、铁素体、马氏体等几大类。如果往钢水里加入了不同比例的铬镍等，炼成的奥氏体钢就是磁铁吸不上的不锈钢；如果往钢水里加入铬和少量的镍（或不加镍），炼成的钢就是磁铁吸得上的铁素体不锈钢；马氏体不锈钢主要合金元素是铬、铁和碳。不锈钢因含合金量的不同分有100多种。除了奥氏体不锈钢都具有磁性。

镍元素在世界上储藏量很少，价格比较昂贵。因此，镍含量高的不锈钢在市场上价格也较高，而且磁铁还吸不上。其实，还有一种不锈钢磁铁是吸不上的。那就是高含锰少含镍或不含镍的不锈钢。这种不锈钢市场价格比含镍高的不锈钢每吨低1000多元。有些经销商就是利用人们“好不锈钢磁铁都吸不上”的误解，欺骗消费者，价格与高含镍不锈钢一样贵。

不锈钢有100多种，特性和功能也不一样。一般做装饰、景观、雕塑选用奥氏体不锈钢。因为奥氏体不锈钢导热率低，用它做水壶、炒锅、饭锅就不合适，会浪费能源，还延长烧水做饭的时间。用铁素体不锈钢做炒锅、饭锅，不仅有优良的耐蚀性，而且其导热性比奥氏体不锈钢高近一半。洗衣机内桶、热水器、洗菜盆等，只要与水接触的器皿都应选用铁素体不锈钢。有人抱怨不锈钢刀具不快，这是因为选用错了不锈钢。奥氏体不锈钢不能淬硬，不适合做刀具、刃具。采用马氏体不锈钢做的刀具可通过热处理，如淬火、回火改变不锈钢的硬度.

为什么400系不锈钢用罩式炉退火？而300系不锈钢不能用罩式炉退火，

400系不锈钢一般指的是铁素体不锈钢，其退火过程是将温度升高后，缓慢冷却，以防有马氏体的成分生产；

300系不锈钢一般指奥氏体不锈钢，利用连续炉加热后用水或水雾等快速冷却，使得碳元素固溶到基体内，也称固溶处理。如果用罩式炉的话，冷却速度跟不上，晶界处析出碳，

带钢就变硬了。起不到退火的目的。

五、马氏体

马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。

马氏体

马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。

马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。

六、压力容器几则

1.用于焊接的碳素钢和低合金钢的含磷量不得大于0.035%

2. 压力容器用钢的合金元素总含量≤5％的称为低合金钢

3. 奥氏体不锈钢最容易导致应力腐蚀的环境是含氯离子的环境

4. 奥氏体不锈钢焊缝区在含氯离子的环境中可能会发生应力腐蚀

5. 压力容器材料淬火的目的是提高强度

6. 所有封头型式中，平板封头的受力状况较差

7. 下列法兰中，（）整体性能最好。A. 甲型平焊法兰B.乙型平焊法兰C. 对焊法兰

正确答案：C

8. 按压力容器在生产过程中作用原理分类，废热锅炉属于换热容器

9. 腐蚀发生到十分严重时，可能导致容器发生穿孔泄漏破坏

10. 在用压力容器的各种腐蚀破坏形式中，最危险的是应力腐蚀

11. 压力容器封头按其形状可以分为（）封头。

A.球形

B.凸形

C.平板

D.椭圆

E.锥形

正确答案：ACE

12.压力容器法兰密封面型式主要有（）。

A.平密封面

B.金属密封面

C.凹凸密封面

D.强制密封面

E.榫槽密封面

正确答案：ACE

13. 压力容器点腐蚀的发生一般与容器的（）有关。

A.材料

B.载荷

C.介质

D.流速

正确答案：AC

14. 压力容器重大改造是指主要（）等。

A.更换主要受压元件

B.矫形

C.改变用途

D.改变运行参数

E.改变介质

正确答案：ACDE

15. 下列缺陷中，（）是压力容器使用中产生的缺陷。

A.裂纹

B.鼓包

C.未焊透、未熔合

D.气孔夹渣

E.腐蚀

正确答案：ABE

七、生产流程

1.连续热镀锌机组

2.立式连续退火机组

3.冷轧碳钢生产流程

4.冷轧硅钢生产流程

八、退火炉设备组成及功能

1. 预热段：

预热段位于退火炉的最前端，用来回收炉子排出废气中的余热，以预热带钢。废气中的余热用于加热保护气体，经预热的保护气体喷吹到钢带表面以达到预热带钢的目的。但必须指出的是，设立预热段的主要原因是辐射管燃烧废气出口温度过高，为了节约能源而设置的，在工艺要求上并不是必要的。

2. 加热段及均热段：

在辐射管加热段中，带钢在合适的温度下完成再结晶退火。

带钢由W型辐射管进行加热，辐射管以交错形式布置在带钢两侧。辐射管烧嘴带有预热器，可用辐射管燃烧废气将助燃空气预热到500℃，节约能源。

3. 缓冷段及快冷段：

冷却段就是将带钢快速冷却至规定的工艺温度（缓冷段的设置并不都是必要的，工艺上往往对此不提要求，只是为了减少快冷的负担）。

4. 过时效段：

在400和450℃之间，保持带钢温度2分钟，从而去除钢晶粒中的碳化物，使其移动到晶粒的边界上，从而改善其机械性能。但过时效段对于在快冷冷却到300℃的钢的质量没有热处理影响，因为此时金属组织已经成形。

5. 终冷段：

将带钢从过时效温度冷却到允许进入水淬槽的温度。

6. 水淬：

水淬系统示意图如下