(1)钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题,特别是在生产厚度小而长度大的薄板带产品时,冷却上的差异引起的轧建首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围,性能出现显着异。当厚度小于一定限度时,轧件在轧制过程中温降剧烈,以至根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。
因此,从规格方面考虑,事实上存在一个热轧厚度下限。70年代初期,日、法、意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加8、9几家来生产1 mm和0.8 mm的薄带。但实践证明,从产品质量和设备重量来说是不可行的。现代热连轧机,目前设计可能轧出最小厚度为1.2 mm,但实际生产中很少生产1.8 mm或1.5 mm以上的热轧卷板。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病,可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为0.10~0.17 mm的冷轧薄板,作为镀锡原板,即使不经二次冷轧也可生产0.2~0.35厚的冷轧钢板mm。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达0.001 mm的产品。一般0.15~0.38 mm厚的板带为一般薄板,0.07~0.25 mm厚的为较薄薄板,0.025~0.05 mm厚的板带为极薄薄板,这些产品用热轧方法是不可能生产的。从厚度精度上看,现代热连轧厚度精度通常为±50µm,而现代冷连轧板厚精度高达±5µm,比热轧厚度精度高10倍。从板形方面看,热轧板带平直度为50I(1I单位=10-5相对长度差),而冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢,其平直度能控制在5~20 I以内。
(2)目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化,也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适合于生产表面光洁程度要求很高的板带钢产品。热轧板表面粗糙度热轧状态下为20µm,酸洗后为25µm。而冷轧板表面清洁光亮,并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面粗糙度分为3种:一种是无光泽的钢板,其表面粗糙度为3~10µm,一般适于用作冲压部件,并且当需涂喷刷漆时这种钢板的附着性较强;第二种是光亮板,其表面粗糙度大于0.2µm,这种钢板主要作为装饰镀铬用厚板等;第三种是压印花纹板,采用表面具有70~120µm凸凹的平整辊平整钢板,这种钢板用于仪表壳及家具装饰等。这样的表面质量热轧是无法满足的。
(3)性能好、品种多、用途广。冷轧钢板的另一突出优点是性能好、品种多、用途广。通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理的恰当配合,可以在比较宽的范围内满足用户的需求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成形,这样深冲性能就成为薄板生产和使用的核心问题。冲压用钢的主要要求之一是具有占优势的有利织构{111}/(100)。热轧薄板的塑性应变比R仅可达到0.8~0.95,而冷轧第一代沸腾钢汽车板R为1.0~1.2,第二代08AL钢R为1.4~1.8,第三代冷轧汽车板R为1.8~2.8,这是热轧无法达到的。
硅钢是机电工业的重要材料之一,主要用户是电机制造业和输变电事业制造业。能源价格上涨、能源危机,必然要求使用低能耗材料,所以60年代就开始淘汰能耗高的热轧硅钢片,代之以冷轧硅钢片。用10万吨冷轧无取向硅钢制作电机比用10万吨热轧硅钢制作电机,实测节能1.98亿kWh/a,电机运转10年就相当于节约一个20万kW的发电厂全年的发电量。而且用冷轧硅钢片生产36万kVA变压器其总重量是204吨,而用热轧硅钢片制造一台12万kVA变压器,其总重量为200吨。因此,用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片具有重大的经济价值。冷轧还可以生产不锈钢板,用于家具和建筑装饰、化工工业等。近年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧板为基板的各种涂层钢板品种繁多,用途极为广泛。
由于上述原因,冷轧钢板的生产得到迅速发展。从产量左右上看,一般冷轧板产量约占轧材总产量的20%左右。工艺技术装备不断革新。早期的冷轧板轧制速度不到1m/s,而今已达41.6m/s。钢板的宽度1905年是406 mm,1925年是914 mm,而今最宽已达2337 mm。钢卷重量也从几吨发展到60吨。一座现代化的冷轧厂年产量可以达到250万吨。