无锡不锈钢市场 不銹鋼技術知識庫 不銹鋼成型-熱軋成型製程 2007-1-27 9:13:59

熱軋成型製程

熱軋鋼材的製造，概分為熱軋及精整兩部分。熱軋方面，通常先將鋼胚（厚度約150~270mm）送進加熱爐，在爐中通過預熱、加熱、均熱三個區域，使鋼胚由室溫緩緩加熱到1150~1300℃的溫度，並使鋼胚內外溫度達到均勻。鋼胚出爐後，先經除銹箱，以高壓水柱或水蒸氣清除表面的銹皮，開始軋延以達到預設之厚度。熱軋又分粗軋（Roughing）及精軋（Finishing）兩個階段。

‧粗軋：
粗軋是將鋼胚以往復式或連續式軋機，經過5-7到軋延，使達到25-45mm左右的厚度。

‧精軋：
精軋則是經過6-7座串列式的精軋機，已連續軋延的方式軋到目標尺寸。精軋後的鋼片，長達數百公尺，為了節省空間，必須將鋼片繞成一個圓捲，此過程稱為盤捲（Coiling）。但是鋼片在精軋後仍然有800~900℃的高溫，若再此時進行盤捲，容易造成鋼捲變形或鋼片相互黏貼等問題，因此必須在精軋後之鋼片輸送台（Run-out table）上，加裝層流冷卻（Laminar flow cooling），使鋼片冷卻到500~700℃左右，在進行盤捲。

 

 

 

 

圖一 熱軋製程示意圖

精整
盤捲後之鋼捲稱為熱軋粗鋼捲（Hot rolled band），可以直接出售，或再進入熱軋精整線，做外型或表面的整理作業。精整大致可依產品的最終型態分為以下三類：
‧調質重捲（Tempering & recoiling）：
調質軋延（Temper rolling）的主要作用，是消除鋼材的降伏延伸（Yield point elongation），以避免下游加工時，產生皺褶等不良表面；此外，調質軋延亦可減輕熱軋時的邊波、尺寸不均、捲形不良等問題。調質後的鋼材經過重捲，即成為熱軋精鋼捲（Hot rolled coil），可以直接外售給下游加工使用，或再經後續的酸洗塗油，以PO料外售，或是酸洗後進入冷軋線，進行後續的冷軋作業。

‧厚板剪切（Heavy gauge shearing）：
厚板剪切作業是先將鋼片粗整（Flattening）後，切邊並裁成客戶要求的長度，再整平（Levellar），即成為熱軋板（Hot rolled plate），主要用於鋼結構方面。

‧ 薄片剪切（Light gauge shearing）
熱軋鋼片（Hot rolled sheet）主要用於冷加工成形，因此必須經過粗整、調質軋延、整平、包裝等程序。一般而言，其平坦度、表面精度都優於熱軋鋼捲料，故價格也比較貴。　

熱軋與鋼板產品，皆屬於"熱間軋延"後之產品，但製造過程中有些差異。其差異如下表：
項目鋼種 加熱溫度 粗軋方式 精軋方式 粗軋應變速率 精軋應變速率 冷卻方式 盤捲 控制組織之主要方法
鋼板 1150℃~1250℃ 往復式 往復式 30~50s-1 30~50s-1 空冷 無 控制軋延，加速冷卻
熱軋 1200℃~1300℃ 部分往復式 連續式 30~50s-1 100~300s-1 層流 有 控制盤捲溫度，冷卻模

表二 鋼板與熱軋產品軋延條件之主要差異

鋼板因結構上品質的要求，通常以較低的加熱溫度軋延，以取得優良之延、韌性；熱軋鋼材是以高溫加熱使鋼胚軟化，以減少軋延力，增加產率。鋼板粗、精軋皆在同一軋機上往復軋延；熱軋鋼材除了精軋前段採往復式之外，其後段及精軋之全程皆採連續式，以提高產量。熱軋材之精軋區應變速率較鋼板高，故其累積之應變量高，較容易產生再結晶使晶粒細化。冷卻方式上，一般的鋼板採用空氣冷卻，只有最近發展的熱機控制處理（TMCP）或線上加速冷卻製程，才有噴水冷卻作業；而層流冷卻幾乎是熱軋鋼材之標準作業之一。完軋後熱軋鋼材需盤捲，鋼板則不需要。鋼板主要利用階段式軋延，分成再結晶區軋延及非再結晶軋延（即所謂的控制軋延），配合加速冷卻，來控制顯微組織；熱軋鋼材則以控制盤捲溫度或層流冷卻之冷卻模式（Cooling pattern）來控制組織。

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