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近年來，隨著鋼鐵行業市場競爭的日益加劇，鋼鐵企業為擺脫同質化競爭不斷升級產品結構，提升高端板材比例，與此同時，汽車、家電等鋼鐵下游行業的用戶對鋼材產品的個性化需求也越來越多，鋼鐵企業更加重視通過鋼材配送中心為用戶提供剪切加工、合理配貨、及時供貨與先期介入等技術服務，鋼材加工配送中心逐漸成為鋼鐵企業的重要營銷服務模式。 1、我國鋼材加工配送中心發展情況分析 我國的鋼材加工配送中心按照投資主體的不同主要分為四種類型：一是國內大型鋼企投資建設的加工配送中心，二是國內鋼材貿易商投資建設的加工配送中心，三是國外鋼鐵生產、貿易企業在我國投資建設的加工配送中心，四是鋼鐵下游廠商自建的加工配送中心。這些鋼材加工中心主要分布在長三角、珠三角、環渤海以及沿江部分地區，貼近汽車、家電、電子等行業的下游用戶。 近幾年，一方面國內汽車、家電、電子和造船等行業的快速發展，另一方面由于鋼鐵行業產能過剩，問題持續惡化，鋼鐵企業為擺脫同質化競爭的區間努力提升直供渠道和高端產品的比例，同時，隨著普通鋼材的盈利能力大幅下降，鋼材貿易商生存空間不斷受到擠壓，鋼材流通渠道大幅縮水。在此背景下，我國鋼材加工配送行業也出現了一定的變化，許多貿易商紛紛退出鋼材流通領域，而鋼鐵企業為占領直供渠道、提升服務附加值，則逐漸強化加工配送體系的投資力度，并且不斷拓展鋼材加工配送中心的功能內涵。 1.1、鋼鐵企業不斷加快投資建設加工配送中心 鋼鐵企業產品結構的轉變必然伴隨著產品營銷模式的轉變。對于普通鋼材產品而言，由于生產工藝與技術標準相對簡單，適宜大批量生產，且產品附加值低，定價方式單一，鋼鐵企業傾向于借助中間渠道實現銷售。而高端板材產品主要針對下游終端用戶的個性化需求，對產品工藝、技術標準、交貨保障、技術服務等方面的要求較為嚴格，具有小批量定制的特點，這就需要鋼鐵企業轉變營銷模式，通過產業鏈延伸強化綜合服務能力，實現與終端用戶之間更加緊密的對接。 鋼材加工配送中心作為鋼鐵企業產品銷售業務的延伸，不但可以通過剪切加工、配送等方式降低用戶的采購成本，提高產品加工過程中成材率，縮短了產品從生產到使用的時間周期，同時也成為聯系鋼鐵企業與終端用戶的紐帶，對鋼企搶占市場、穩定渠道發揮了重要作用。此外，由于鋼材加工配送中心是鋼鐵企業直面用戶的前沿窗口，鋼鐵企業還可以通過鋼材加工配送中心先期了解終端用戶的產品、技術更新及其對鋼材性能的具體要求。 隨著產品結構的不斷升級，近年來國內大型鋼企寶鋼、鞍鋼、武鋼等紛紛加快鋼材加工配送中心的建設。如寶鋼堅持定位于高端產品的差異化戰略，其汽車板、電工鋼和金屬包裝材等戰略產品在國內市場居于主導地位，冷軋汽車板產品國內市場占有率長期保持50%以上，目前高端取向硅鋼國內市場占有率達也達到45%以上，2013年寶鋼股份公司獨有領先產品比例達到63.6%，比2009年提高了約20個百分點。與此同時，為了實現對重要用戶的貼身服務和快速響應，寶鋼快速推進供應鏈體系建設，到2013年底在國內共建立了58個鋼材加工配送中心，比2009年末增加22個，形成國內累計加工能力816萬噸/年，比2009年末增加約210萬噸/年。 1.2、鋼材加工配送中心的功能得到拓展 鋼材加工配送中心的基本功能主要包括剪切加工、配送、倉儲等。其中，剪切加工是鋼材加工配送中心最基本的功能，是按照用戶的要求通過橫切、縱切、落料、開平、熱處理、磨光、機加工、等離子切割、激光拼焊、沖壓及表面預處理等方式將鋼材加工成指定形狀、規格的零部件、半成品或成品；配送功能是加工配送中心按照用戶訂單要求的品種、規格、數量、包裝方式、運輸方式、交貨時間等條件，通過進行合理地組織籌劃以最有利的方式將鋼材產品送到客戶期望的交貨地點；倉儲功能則是發揮“蓄水池”的作用，為用戶提供鋼材的存放、保管及其它相關業務，幫助用戶降低倉儲和庫存成本。 除了上述基本功能之外，隨著近年來鋼鐵行業市場競爭越來越多地表現為基于高端板材的綜合服務能力的競爭，鋼材加工配送中心還被賦予了對用戶的技術服務功能，更多地參與到鋼企對汽車、家電等下游用戶的先期介入業務，為用戶提供選材、用材指導，降低材料使用成本，為用戶新材料、新零部件、新產品的研發等提供強有力的支持，成為鋼鐵企業提升核心競爭力，實現由材料供應商向綜合服務商轉變的重要支撐。 目前國內寶鋼鋼材加工配送中心在技術服務方面處于領先水平，寶鋼鋼材加工配送中心定位于服務于下游行業的戰略用戶，一般采取“一對一”服務的方式，強調通過鋼材加工配送的增值服務為用戶創造最大的價值。在為用戶提供剪切加工配送與倉儲物流服務的同時，還能夠為汽車、家電、金屬制品、工業電器等行業的用戶提供材料解決方案。如對于汽車板，寶鋼加工配送中心釆用嚴格的“O5”板剪切加工工藝，在剪切加工過程中，通過釆用連續監視和抽樣打磨方法發現、分選缺陷，確保產品表面質量；同時，加工配送中心不斷改善提高產品的沖壓拉延性能，使產品既有良好沖壓性能又有較高的強度，幫助用戶解決汽車板強度和塑性難以兼得的矛盾。 2、目前我國鋼材加工配送中心建設存在的若干問題 當前，我國鋼材加工配送中心不斷快速發展的同時，在市場定位、管控機制、功能設置、人才配置等方面還存在這不少的問題，如果不加以改善，可能會給企業帶來嚴重的損失。 2.1、加工配送中心市場定位不明確 不少鋼鐵企業在投資建設加工配送中心時，具有一定的盲目性，前期缺乏科學詳盡的市場調研，不能將區域內的下游終端需求與自身的產品結構特點相契合，沒有與區域內的某些特定用戶形成對接，在加工配送中心建成投產后往往導致設備開工率不足、加工水平不高、效益較差甚至虧損等情況。 因此，鋼鐵企業在做出建立加工配送中心的決策之前，必須要通過充分的市場調研確定最佳服務半徑，對覆蓋范圍內的現有需求及潛在需求進行合理地分析與預測，確保加工配送中心運營后有充足的渠道保障。根據當前加工配送中心運營的實際情況來看，與下游用戶之間建立點對點的服務模式是加工配送中心得以平穩運營的一個重要條件。 2.2、加工配送中心管控機制不健全 由于經驗和認識方面的不足，有些鋼鐵企業對加工配送中心的運營管理還不夠成熟完善，在機構設置、人員派駐、資金管控、庫存監管以及與合資方合作等方面缺乏系統、規范、嚴格的規章制度，沒有建立完善的信息化手段對運營管理進行支持，對加工配送中心運營中的風險缺乏詳盡、充分的分析，沒有相關措施和制度對可能產生的風險進行規避、控制和處理。 我國的加工配送中心要善于學習借鑒浦項、美達王等韓日加工配送中心的經營管理經驗，建立加工配送中心統一標準化制度和統一的標準化業務操作流程，形成一套系統化、標準化、規范化、模塊化，并可以進行復制和集成創新的規章制度，使加工配送中心在前期調研、項目立項、形象識別、股權安排、機構設置、人員配置、高管委派、運營管理、風險防范、績效考核、信息化等方面都能實現標準化管理。對于合資建立的加工配送中心必須要確保對關鍵崗位和關鍵環節人員實質控制，規范股東會、董事會、總經理三級層面的管理權限和監督、授權實施機制，建立股東會層面的審批和核查制度，建立應收、預付環節的風險管控和審核審批程序，并要加強高管人員的職業道德教育和管理。 2.3、加工配送中心功能不完備 許多加工配送中心在建成投產后并沒有發揮其應有的功能，業務范圍僅僅限于簡單的剪切、配送、倉儲等，甚至還扮演著一定的鋼材貿易的角色，存在產品加工配送比例不高的問題，加工配送業務也不能滿足終端用戶追求經濟、快捷、高效的供貨方式要求。最重要的是缺乏技術服務能力，不能先期介入下游終端用戶，為用戶提供選材、用材指導和一攬子的鋼鐵材料解決方案。 在當前的市場環境下，鋼鐵企業要構建自身核心競爭力就必須要提升基于高端板材的綜合服務能力，而加工配送中心是鋼鐵企業為用戶提供綜合服務的重要依托，鋼鐵企業必須拓展加工配送中心的技術服務功能，積極開展先期介入，實現與目標終端用戶的無縫對接和深入耦合。 2.4、加工配送中心人才匱乏 我國加工配送中心的發展過程中不缺乏先進的設備和充足的資金保障，但是在人才的配置上往往存在這較大的不足。加工配送中心的運營需要一批高素質的市場開發人才、物流管理人才、信息技術人才和財務管理人才等，尤其是能力突出的技術服務人才和經驗豐富的高層管理人才，國內加工配送中心亟需加強人才隊伍的培養和建設。  

1、概況 在日本的戰后復興中，提高了對線材的高質量化和加工技術的要求。根據記載，上世紀1951年神戶制鋼公司試制了日本產的軟鋼線材干式連續拉絲機，1952年與美國Etna公司合作試制的干式連續拉絲機是日本最初的高碳鋼線材用干式連續拉絲機。之后連續拉絲機迅速普及，并積極進行了與此相關的技術開發。 2、高速拉絲技術 拉絲速度的高速化是提高生產率所必須解決的問題，首先是干式潤滑劑的開發。當時市場銷售的干式潤滑劑潤滑性不充分，所以公司決定自己開發。用嘗試法進行制作潤滑劑，使拉絲速度逐漸提高。 上世紀1970年左右，又以拉絲高速化為目標，開始著手冷卻技術的開發。在20℃以下的低溫進行拉絲，觀察線材力學性能提高情況。反復試制后，得出通過直接水冷拉絲模出口處可以大幅度抑制時效脆化的進展，開發了拉絲模背面直接水冷和冷卻緊靠拉絲模的線材裝置。該項技術還普及到海外，1987年大約有400臺的使用業績。 3、采用機械除鱗機的拉絲技術的開發 神戶制鋼從1966年就開始重視環境問題，著手替代酸洗除鱗法的開發。當時不論是日本還是海外，機械除鱗機只在焊條類有限的業界使用，并不普及。神戶制鋼公司的目標不是機械除鱗機本體的開發，而是采用機械除鱗拉絲技術的開發?？紤]到如果進行拉絲工序整體的技術開發，需要用戶更多的勞動力，普及上也有困難。除機械除鱗機本體之外，還進行了潤滑劑及其附屬裝置的開發，開發了一系列在線處理技術，這些技術獲得比較順利地普及。機械除鱗機將彎曲和鋼絲刷組合的反向彎曲式多用于碳素鋼鋼絲，1973年時作為“Kobe Super Mechanical Descaler”提供給用戶。其后，反向彎曲式因彎曲的影響使高碳鋼鋼絲除鱗困難，開發了通過扭轉變形，線材可以全周除鱗的扭轉式機械除鱗機。 4、拉絲潤滑技術 與酸洗的鋼絲相比，機械除鱗機除鱗后的鋼絲表面平滑，將干式潤滑劑帶入拉絲模的效果不好，存在易引起潤滑不良的缺點。因此，開發了壓入干式潤滑劑，輔助帶入拉絲模的壓入輥。在有效地將干式潤滑劑導入拉絲模的輥形狀基礎上，又完成了投入干式潤滑劑也確實旋轉的機構改良。壓輥不僅對使用機械除鱗機的拉絲有效，而且還大大提高了潤滑效果，廣泛普及到拉絲生產線。其他的改善潤滑狀態的方法，還開發了強制潤滑拉絲法和旋轉拉絲模方法等，對延長拉絲模壽命和提高拉絲速度做出貢獻。進而，開發了與機械除鱗機配合的磷酸鋅在線涂層系統。這時開發的裝置雖然還沒有普及，但對之后的在線潤滑覆膜技術有很大影響。 5、流化床鉛浴淬火技術 高碳鋼鋼絲為了獲得良好的拉絲性及所要求的力學性能，在拉絲前進行鉛浴 淬火處理。鉛浴淬火是將400-650℃的熔融鉛作為冷卻介質使用，鉛煙的發生和氧化鉛的處理等帶來非常大的環境問題。因此，上世紀70年代中期，開始注意到具有大的熱交換功能用于化學反應槽的流化床，作為替代鉛浴淬火的技術，開發了冷卻介質利用鋯砂氣體流化床的流化床鉛浴淬火法，并實用化。 6、線材削皮技術的開發 神戶制鋼公司的線材二次加工技術在世界普及的技術之一有線材表面削皮SHAVLITE。SV是完全去除線材表面缺陷和脫碳層等表面缺陷的技術。對不銹鋼、軸承鋼和高級彈簧鋼等高級線材，根據用戶嚴格的表面質量要求而開發，1965年完成。當時是以去除該公司生產的不銹鋼線材表面缺陷和脫碳層為開發契機。 原來，去除線材表面缺陷的方法有車削方式和研磨方式。后來采用刨削方式，其后，稱為“Kobe Shavelite”在日本和海外廣泛應用。該項技術的關鍵是如何均勻地削去表皮，由于自動調整系統的開發使其得以實現。

鋼絲繩的制繩鋼絲在生產過程中，要對冷軋盤條進行多次拉拔；為了消除半成品鋼絲的加工硬化，保證鋼絲獲得良好的拉拔性能，就要對半成品鋼絲進行索氏體化等溫熱處理。 水浴淬火技術有待突破 鉛浴淬火工藝自問世以來，一直被金屬線材制品企業廣泛應用，國內制品生產對于中高碳鋼絲的中間或成品熱處理大多采用鉛浴淬火以達到鋼絲等溫處理的目的。可是，由于鉛對環境的污染、對人體的危害，以及投資高、能耗大等弊端，尋求一種新型、高效、節能、環保的無鉛化熱處理工藝取代鉛浴淬火已成為金屬線材制品領域亟待解決的課題。 據國家金屬線材制品工程技術研究中心的研究人員介紹，國內外的科技工作者一直致力于金屬等溫熱處理工藝以及生產裝備的前沿化研發使用，一方面采用無污染、少污染的工藝方法，另一方面將有害物質經過無害化處理后排放。到目前為止，雖然國外發達國家在鋼簾線和切割鋼絲等產品的生產方面已經成功實現用水浴淬火代替鉛浴淬火的工藝，但是對于大多數的金屬線材制品，如電梯用鋼絲繩、港口碼頭起重用鋼絲繩，以及大量的鍍鋅鋼絲繩而言，仍然采用鉛浴淬火處理，水浴淬火處理技術并沒有實現突破并廣泛應用。 在國內，隨著鋼簾線行業的蓬勃發展，一些生產企業一直致力于工藝優化，在實踐中對于淬火方式進行改變，由原來的鉛浴淬火處理、流化床處理轉變為水浴淬火處理，但也僅限于簾線用細小規格的鋼絲，但水浴淬火不能廣泛應用于中粗規格的鋼絲。鋼絲繩生產由于規格跨度大，對于半成品鋼絲的等溫處理，如果全部采用水浴淬火，將成為金屬線材制品行業的一個突破。 全新的不等溫式淬火工藝 研究人員介紹說，鋼絲的熱處理生產一般有等溫冷卻和連續冷卻兩種冷卻方式，對于鋼絲繩用半成品鋼絲而言，一般選擇等溫冷卻。鋼絲中的奧氏體在臨界溫度以上是一種穩定相，一旦冷卻到臨界溫度以下，則處于熱力學的不穩定狀態，稱為“過冷奧氏體”。過冷奧氏體發生轉變，形成新的穩定相。金屬線材制品行業生產鋼絲繩用鋼材基本都為中高碳鋼，一般使用亞共析鋼和過共析鋼的線材，根據各自的過冷奧氏體等溫轉變動力學曲線（即C曲線，不同溫度下過冷奧氏體轉變量與轉變時間關系的曲線）。制繩鋼絲的生產采用高溫（500℃~650℃）轉變，形成均勻的索氏體化組織，在實際生產過程中，通過控制轉變溫度和轉變時間即可得到適合鋼絲進一步拉拔的細小、均勻的索氏體組織。 傳統鉛浴淬火工藝的原理是根據鋼的等溫轉變C曲線，讓過冷奧氏體在600℃左右的鉛液中進行等溫轉變，產生適合深度拉拔的索氏體組織。由于鉛在300℃以上開始融化，一直到900℃左右開始沸騰，有非常寬的液態狀態的溫度區間，又由于液態鉛的熱容量非常大，900℃左右的鋼絲一接觸液態鉛，即被快速冷卻至鉛液的溫度，只要保證鋼絲隨后在液鉛中停留足夠時間，則可完成鋼絲的索氏體化組織轉變。而水浴淬火要達到鉛浴淬火的同樣效果，就要讓鋼絲在水溶液中的冷卻遵循與鉛浴處理相同的冷卻曲線來冷卻和進行組織轉變。鋼絲水浴淬火就是通過在水溶液中加入添加劑，改變鋼絲、溶液、水蒸氣三者之間的表面張力，來改變鋼絲在水浴溶液中的冷卻速度，達到使鋼絲在水溶液中的冷卻曲線與鉛浴中的冷卻曲線相同或相似的目的。 鉛浴淬火和水浴淬火都是鋼絲在連續冷卻過程中發生的相變，不是在等溫的鉛浴溫度上進行的，而是在鋼絲線溫由淬火溫度（900℃左右）降至鉛浴溫度之間的連續冷卻過程完成的。 水浴不是一個全新的連續淬火方式，而是一種全新的不等溫式淬火工藝。通常鋼絲和水之間產生的膜態冷卻過程很短，難以被利用，奧氏體化的高碳鋼絲被單純水介質冷卻的過程中，一般會得到堅硬的馬氏體，根本無法拉拔。水浴淬火是在水中加入能溶解的高分子聚合物添加劑后，大大提高了水的黏度，將水分子和它自身的高分子結合，增大了水蒸氣界面的表面張力，使熱傳導系數率大大降低，提高蒸汽膜的穩定性，充分延長了膜態冷卻過程，從而實現鋼絲的慢速而穩定的冷卻，獲得我們所需要的適合拉拔的索氏體組織。 水浴淬火在鋼絲繩生產中的應用 在20世紀70年代，一些較大的鋼絲繩廠對水浴淬火進行了大量的科研和生產試驗，并且一致認為水浴熱處理是鋼絲繩生產工藝的一項重大技術革命，隨后在制品行業掀起了水浴淬火的熱潮，相繼有30多家鋼絲、鋼絲繩廠家建起了以水代鉛的生產線。但很遺憾的是，由于水浴淬火的質量穩定性，以及產品性能的通條性、均勻性不能得到有效控制，水浴淬火工藝的應用一度停止。然而，高等院校以及設計研究單位的專家通過進一步理論研究分析，從理論上闡明和肯定了以水代鉛的可能性，因此水浴淬火工藝一直得到了高等院校、設計研究機構的使用和發展完善。 有關研究人員闡述了水浴淬火在鋼絲繩生產中的應用情況：鋼絲經過熱處理加熱奧氏體化后，在一般的自來水（25℃~35℃）中經過數秒鐘短暫冷卻，以此達到抑制鐵素體相變并接近等溫溫度要求時，迅速進入480℃左右的空氣介質等溫轉變爐中完成索氏體化處理。這種工藝在有關工學院等研究單位得到應用。鋼絲經過熱處理加熱奧氏體化后，立即進入含有一定聚丙烯酸鈉的高分子水溶液中急冷數秒鐘，以此使鋼絲周圍形成蒸汽膜的條件下，讓鋼絲迅速進入500℃左右的空氣介質中，完成索氏體化轉變，這種工藝已經在某些鋼絲繩廠得到應用。 要實現水浴淬火工藝，主要有4個方面的工藝條件要求：一是要求足夠高的水溶液溫度，以便蒸汽膜快速形成，若水溫偏低，則膜形成所需的熱量較多，無法在短時間內形成汽膜；二是要求較高的水溶液濃度，因為濃度高則溶液的黏度高，能夠增大蒸汽界面的表面張力，使蒸汽膜存在時間變長；三是要控制水溶液中的雜質，雜質特別是無機鹽的存在，會破壞蒸汽膜的穩定性，因此在爐前需對鋼絲進行表面清洗；四是控制水溶液溢流的速度，水溶液溢流速度過快，也會破壞蒸汽膜的穩定性，溢流太慢，則鋼絲周圍溶液會沸騰，也會壓迫蒸汽膜，導致不穩定。 有關研究人員表示，實現水浴淬火的工藝方法有單段式水浴和雙段式水浴，單段式水浴即一段水浴加一段空氣，雙段式水浴即一段水浴加一段空氣加一段水浴。粗規格鋼絲主要是在空氣中發生轉變，一方面心部溫度向外擴散，另一方面相變放熱，使得轉變時鋼絲溫度會上升至索氏體區域以外，導致部分組織轉變生成粗大的珠光體，不利于后續工藝，因此宜選用雙段式水浴淬火方法。但對于細規格的鋼絲而言，比較理想的水浴方法是單段式，它減少了工藝程序，控制較雙段式更為便利。雙段式水浴，各比例長度的控制，第一段水浴池長度的增加，會使得索氏體化平均轉變溫度升高，強度會降低；空氣段長度的增加，會使得索氏體化平均轉變溫度升高，強度也會降低。第二段水浴池長度的增加，會使得索氏體化平均轉變溫度降低，強度就會提高。 有關研究人員強調指出，水浴淬火處理是金屬線材制品行業在鋼絲熱處理工藝上徹底根除鉛害的一項研究成果。該工藝不僅能夠滿足各種鋼絲以及各種規格鋼絲繩用鋼絲的生產工藝要求，而且具有環保、節能、操作方便、投資少、效益高等特點。

全球大約80%的鈮用來生產微合金化鋼，其中近90%鈮微合金化鋼是熱軋扁平材。幾十年來，盡管鈮作為扁平鋼材中的首選微合金化元素被廣泛采用，但它在工程用鋼中的使用相當有限。不過，用戶和零部件制造商對扁平材中成熟的鈮應用技術幫助實現工程零部件性能的改善表現出越來越濃的興趣。例如，鈮在汽車用緊固件、彈簧和表面硬化零件等熱處理鋼中得到應用，且它們的強度在過去20年明顯增加。在長材中，冷鐓用棒線材是微合金化應用最早的品種。 冷鐓是一種用來生產汽車、建筑、航空、鐵道、采礦和電力行業用緊固件、螺栓、小型曲軸、轉向桿等各種零件的工藝。冷鐓是指對棒線材坯料進行冷加工，在坯料一端施加沖擊壓應力以形成端頭的過程。在成型過程中沒有外部熱源加熱。冷鐓時變形速度高，應變速率超過100s-1。 1、使用傳統冷鐓鋼的零件加工過程由幾個工序組成。 首先對熱軋中碳棒線材進行球化退火處理，使鋼軟化，從而能夠進行拉拔和冷鐓等冷成型工序，之后進行調質（淬回火）處理，獲得零件所需的力學性能，隨后根據需要進行表面處理，見圖1。通常，這類調質鋼含0.20%-0.40%C，其中，碳保證鋼的硬度，合金元素提供高的淬透性。冷鐓用AISI鋼種有10XX、10BXX、13XX、15XX、40XX、41XX、51XX和86XX，其中XX是指鋼種的碳含量。 球化退火熱處理的目的是使組織中片層石墨結構球化，從而改善鋼的塑性，減少工具磨損和失效。不過，傳統冷鐓工藝存在兩大缺陷： 球化和調質過程耗能高、花費時間長。而且，根據零件的斷面尺寸不同，鋼中可能要加入合金元素來提高其淬透性。這些材料和工藝成本造成零件最終成本高，使得加工成本高、耗時長。 即使在調質處理后獲得的回火馬氏體組織提供了鋼材所需的高強度要求，但存在組織不均勻、淬火開裂、扭曲以及在鍍層等表面處理過程中由于氫侵入導致靜載條件下延遲斷裂等問題。 降低能耗成本和改善零件使用性能的要求，導致低碳、鈮硼復合微合金化鋼種的開發。 2、微合金化冷鐓鋼開發 冷鐓加工用鋼需要具備以下特征：1）足夠的塑性以能夠在冷成型過程中充滿模具型腔和不斷裂；2）成型后零件強度高，能承受服役載荷和疲勞；3）零件的韌性足以抵抗在服役過程中由于不可避免或無法檢測出的缺陷存在而導致的斷裂。 冷成型加工領域良好的替代材料將是那些不依靠高碳含量、而是由其組織來保證高強度的鋼種。已經在扁平材中得到廣泛應用的低碳、硼和鈮微合金化的理念具有潛在作用，并應用到緊固件等長材生產中。硼可以明顯提高鋼的淬透性，這是由于硼抑制奧氏體-鐵素體相變，并促進低溫相變產物，如退化的珠光體或上貝氏體形成。另一方面，加入鈮，通過多種機制提供高的強化效應：1）晶粒細化；2）降低奧氏體-鐵素體轉變溫度；3）析出強化。鈮、硼復合加入，產生更強的綜合作用，延遲奧氏體-鐵素體相變，即使在空冷條件下，在較厚斷面中也能實現均勻的低碳貝氏體組織。獲得的低碳貝氏體組織提供高強、良好的塑性和韌性等好的性能配合。 　研究B、Nb和B+Nb在低碳鋼中的作用，進而分析這些鋼的冷鐓特性，結果表明，鋼在拉拔過程中表現出非常高的伸長率。這些鋼首先在非常低的精軋溫度下（約840℃）控軋成棒線，然后控冷，獲得低碳貝氏體組織。加工硬化行為至關重要，這是因為緊固件所需的強度水平可以通過冷加工實現。C-Mn-B鋼需要軋態具有最低50%的伸長率以達到所需的抗拉強度水平，強度范圍在800-1000MPa，這是SAE8.8級螺栓要求的水平，伸長率最大達到300%。另一方面，C-Mn-Nb-B鋼在其含有一些馬/奧島（MA）的貝氏體組織中具有高密度位錯，其加工硬化行為比C-Mn-B鋼更好，在約60%伸長后達到SAE10.9級螺栓的強度水平。需要提出的是，后續冷鐓加工殘余塑性值總是超過40%，這說明在冷鐓全過程中坯料仍具有非常好的冷鐓加工塑性。 對比使用低碳鈮微合金化貝氏體鋼和傳統淬回火（Q&T）鋼生產的螺栓的強度水平，可以看出，盡管低碳貝氏體鋼平均強度水平稍低些，但仍然滿足8.8級螺栓要求的技術指標。然后，從標準偏差值可以看出，低碳貝氏體鋼的強度分布比傳統調質鋼稍好些。此外，在接近螺栓端頭的表面硬度值方面，低碳貝氏體鋼的硬度值稍高于傳統Q&T鋼，這是由于大的冷加工變形量造成的。在另一個工作中，發現低碳貝氏體組織的存在，使鋼具有良好的韌性。利用Nb微合金化技術，成功地開發出從8.8級（抗拉強度≥800MPa）到12.9級（抗拉強度≥1200MPa）的各種強度級別的緊固件。 低碳微合金化鋼具有與傳統Q&T鋼相同的力學性能，同時，它也具有如果不是更佳、至少相同的疲勞性能。研究冷鐓用低碳微合金化鋼和傳統調質鋼的典型S-N曲線可以看出，在相同的周期應力作用下，冷鐓低碳微合金鋼具有更長的壽命。一般認為，冷鐓螺栓這種優異的疲勞性能是由于在螺紋根部的冷加工阻礙了疲勞裂紋的萌生。傳統鋼在Q&T處理后車螺紋也能獲得好的疲勞性能，不過，由于該過程的復雜性，造成成本增加，不具有吸引力。 強度超過1000MPa承載鋼的另一重要方面是延遲斷裂，這可能是螺栓用鋼潛在的嚴重問題。這樣高強度的鋼需要高抗延遲斷裂強度。通過鈮微合金化，實現奧氏體晶粒細化改善延遲斷裂，同時，形成的細小碳氮化鈮顆粒有效地起氫原子“陷阱”的作用，因此降低延遲斷裂傾向。 3、低碳微合金化冷鐓鋼優勢 冷鐓高質量螺栓也可以采用低碳鈮微合金化鋼生產，不再需要中間軟化（球化退火）熱處理和最終的調質處理就可以實現所需的強度水平。使用低碳微合金化冷鐓鋼的諸多優勢如下： 消除球化退火熱處理工序，顯著節省能源成本，縮短工藝周期時間。估計這一過程的直接能源成本節省在1000kWh/t鋼。 由于低碳微合金鋼具有非常高的冷成型性能，所有的變形可以在一個工序內完成。另一方面，傳統Q&T鋼根據化學成分不同，變形可能需要在經中間退火的工序中進行。 省略成型后的硬化熱處理工序，進一步降低能源成本、減少工藝周期時間。該工序的直接能源成本節省在3000kWh/t鋼。 低碳微合金鋼沒有使用Cr、Mo等昂貴合金元素，因此大幅降低合金成本。 多相組織（貝氏體+MA）通常具有低的氫致開裂傾向性，因此在鍍層零件中的延遲斷裂敏感性低。 不會發生傳統Q&T鋼螺栓在熱處理過程中出現的表面脫碳現象。 4、結語 在緊固件應用方面，低碳鈮微合金化冷鐓鋼有替代傳統中碳調質鋼的潛力。鋼中較低的碳含量及加入微量鈮，兩者共同作用產生貝氏體組織，在加工硬化后鋼材具有良好的塑性和高的強度水平，導致能源成本和合金成本顯著降低，同時由于消除了傳統冷鐓用調質鋼的球化處理和調質熱處理工序，生產率得到大幅提高。鈮的加入也提高了材料的疲勞和延遲斷裂強度。

首鋼京唐公司煉鋼工序的主要生產設備包括：4座KR脫硫設備、2座300噸脫磷轉爐、3座300噸脫碳轉爐、1座雙工位LF爐、2座RH爐、2座CAS爐、2臺2150毫米板坯連鑄機和2臺1680毫米板坯連鑄機。 “全三脫”冶煉的一項關鍵技術就是在脫磷爐盡可能的降低半鋼P含量、提高碳含量，以降低脫碳爐輔料消耗，同時減少熱量損失，最大可能地保證脫碳爐熱量。 “全三脫”工藝有利于以下品種鋼的生產： （1）低磷鋼/超低磷鋼。以X80為例，脫碳轉爐終點一次拉碳終點P可控制在0.006%以下，而其他熱軋品種常規工藝終點P波動較大，平均為0.012%：因此，“全三脫”工藝一次拉碳、無需等樣，大大縮短了冶煉周期、降低了轉爐出鋼溫度，提高了品種質量和爐況維護水平。 （2）低氧鋼。由于脫磷爐的脫硅和脫磷預處理功能，脫碳爐的功能更為簡化，主要為升溫和一定的脫磷，白灰、輕燒等輔料消耗更低。但由此帶來的問題就是轉爐渣量減少造成轉爐渣打氧化性強，給爐襯維護帶來很大困難。脫碳爐熱量不足需補加提溫劑進行提溫，會造成部分爐次為保證轉爐終點溫度而吹氧提溫，轉爐終點氧高。因此維護整個爐役期轉爐良好的復吹效果是保證轉爐終點低氧控制的關鍵，措施主要是通過轉爐留渣操作和良好的濺渣打護爐來實現。 （3）低氮鋼。“全三脫”冶煉可大幅度降低白灰等輔料消耗，但由此會帶來脫碳爐冶煉低氮鋼和超低氮鋼的轉爐控制難度較大。對于“全三脫”工藝的脫碳爐吹煉，由于其適量少，吹煉過程鋼水容易噴濺，返干更難于控制，造成鋼水面產生一定的裸露，鋼中氮含量會高于常規爐次。目前，通過轉爐留渣操作、輔料加人量控制等措施，轉爐爐后氮可控制在15ppm左右，同時波動達到常規冶煉的水平，徹底解決了“全三脫”冶煉無法冶煉低氮鋼/超低氮鋼的問題。 “全三脫”生產工藝可降低生產成本、快節奏生產潔凈鋼，實現了專業化產線的生產模式。脫磷爐冶煉半鋼P可脫至0.03%以下，脫碳爐終點P可達到0.006%以下，轉爐爐后N平均15ppm，能夠穩定生產汽車板、X80、X65MS抗酸管線鋼等品種。同時通過轉爐渣循環進一步降低白灰等輔料消耗，穩定吹煉過程化渣，具有一定的經濟效益。

    污水是造成環境污染的重要因素之一，也是社會可持續發展必須解決的問題之一。污水處理是一項緊迫的任務，它可以避免環境惡化和更大的經濟與資源損失。鋼鐵工業在生產過程中會產生大量的污水，必須加以治理。     軋鋼廢水須分類處理 　　軋鋼生產過程會產生大量廢水，廢水中主要包含噴淋冷卻時軋機軋輥輥道和軋制鋼材表面產生的氧化鐵皮、機械設備上的油類物質、廢棄物和污泥等固體雜質。這樣的廢水如果直接排放，不僅污染環境，而且會造成水資源的嚴重浪費。因此，各軋鋼廠要根據自身的情況采取措施進行軋鋼廢水的循環利用。 　　軋鋼廢水中的主要污染物是氧化鐵皮和油，處理后的循環水質指標為：懸浮物含量≤50mg/L，油含量≤5mg/L。軋鋼水質多為棕紅色乳濁液，pH值一般為6.8~7.2，回水SS（單位釋水系數）一般在100mg/L~300mg/L，油含量一般在40mg/L~80mg/L。其處理方法一般為“一沉、二平、三過濾”?！耙怀痢笔侵敢患壭鞒恋?，主要是去除大的氧化鐵皮；“二平”指平流沉淀或斜管沉淀，主要是去除顆粒粒徑較小的雜質；“三過濾”指的是高速過濾器、磁濾等。 　　軋鋼有熱軋和冷軋兩種軋制工藝，其用水系統和廢水水質各具特色，處理方法也不同。 　　熱軋廢水處理。熱軋廢水的處理包括沉淀、除油、過濾、冷卻等作業。根據對水質的要求不同，有4種典型處理流程。其中，鐵皮坑—冷卻塔流程和鐵皮坑—沉淀池—冷卻塔流程適用于水質要求不高的軋鋼車間，或水質要求較高而須補充大量新水的軋鋼車間；鐵皮坑—混凝沉淀池—冷卻塔流程和鐵皮坑—沉淀池—過濾器—冷卻塔流程適用于水質要求高的軋鋼車間。 　　冷軋廢水處理。冷軋車間的廢水處理包括水量與水質調節、除油、破乳、廢油回收、鉻酸回收、廢酸回收、中和、沉淀、泥漿濃縮、污泥脫水和水質監控等。冷軋含油廢水的主要污染物是浮油、乳化液和懸浮物。在隔油池中用帶式刮油機可去除90%左右的浮油。為除去乳化液，首先須要破乳，然后除油。常用的破乳方法有藥劑法、電解浮上法和超濾法。 　　藥劑法比較常用，電解浮上法和超濾法在國內均有引進實例，正處于消化開發階段。藥劑法目前常用的有鹽析法、凝聚法、混合法和酸化法等。電解浮上法是利用陽極的氧化作用和在極板上析出的氣泡來破壞、氣浮乳化液中的油類物質。如果采用可溶性陽極（如鋁板），還可起到凝聚的作用，加速分離與凈化過程。超濾法主要依靠超濾膜來分離乳化油珠，其特點是操作穩定，不產生新的污泥，水質較好，濃縮的油可直接回用或進一步加工提純。 　　先進設施助力廢水變清 　　除油設施。軋鋼廢水中的油主要是軋制設備在潤滑時“跑、冒、滴、漏”造成的。針對廢水含油主要是浮油的特點，可采用平流隔油池，軋鋼廢水先流經隔油池，大量的浮油被隔油池的擋板阻隔并浮集在水的表面，再通過浮油回收機進行回收。其工作原理是依靠一條親油疏水的環形集油拖，通過機械驅動以一定的速度在隔油池水面上連續不斷地回轉，把浮油黏附上來，經擠壓輥把油擠落到油箱中，進行油的回收。 　　電磁凝聚器。經一次鐵皮沉淀處理后的軋鋼氧化鐵皮廢水，其中的氧化鐵皮主要為微細顆粒，小于60μm的微粒占80%左右。氧化鐵皮具有良好的鐵磁性，采用磁凝聚技術，可使廢水中的微細氧化鐵皮在流經磁場時產生磁感應，離開磁場后具有剩磁。帶磁的微粒在沉淀過程中互相吸引，聚結成較大的鏈條狀聚合體，從而加速沉降，提高沉淀效率，并能改善氧化鐵皮的脫水性能，提高脫水速度。同時，經磁場處理過的水有抑制水垢形成的作用。 　　斜板沉淀器。新型異向流斜板沉淀器可以取代平流式沉淀池，進行軋鋼氧化鐵皮廢水的處理。該斜板沉淀器不僅水力負荷高、占地面積省、處理水質好，而且沉淀器底部配有適合沉淀泥漿特性的螺旋輸泥機，排出的泥漿含水率低，達到50%左右。此外，該裝置的排水、停水可自由掌握，沉淀器和輸泥管路不會有堵塞事故發生，為氧化鐵皮的脫水輸送創造了有利條件。 　　技術改進增強處理效果 　　重力旋流沉淀處理。重力旋流沉淀處理的作用是去除絕大部分的氧化鐵皮，同時去除少量浮油。旋流井去除氧化鐵皮的效果，決定了整個系統的水處理效果。旋流井的原理是：含氧化鐵皮的污水以重力流方式沿切線方向進入沉淀池，污水在池內旋轉下降，然后穩流上升，大塊鐵皮進入沉淀池后立即下沉。其他顆粒隨著水流的旋轉和上升被卷入沉淀池中央，大部分沉降，小部分較細的顆粒被水流帶出。沉淀的顆粒用抓斗抓出，同時用除油機除去部分浮油。 　　磁分離處理。磁分離水處理工藝是在常規工藝的基礎上，加入磁化處理裝置，以降低系統的腐蝕率、污垢沉積率和污垢熱阻值，并具有一定的殺菌作用。磁分離水處理裝置首先是利用水的離心力、重力和浮力分離技術完成大顆粒雜質和浮油的分離，其次是將永磁性材料直接貼在罐壁上形成磁場，其關鍵技術是污泥與磁性材料的分離。磁分離水處理將離心分離與軟簾阻尼相結合，永磁性材料直接與污水接觸，實現了懸浮物與磁鐵動態自動脫離的重大突破，同時利用水離心原理和磁本身的磁絮凝和磁阻垢原理，完成了細小顆粒的沉淀分離，保持了動態穩定、動態排放污泥的雙重效果。 　　臥螺離心機處理。臥螺離心機是根據離心脫水的原理設計的。離心機內設轉鼓，轉鼓旋轉所產生的離心力可以促使懸乳液中比重較大的固體以遠遠高于重力沉淀池中的速度沉降到機器轉筒的內表面上。在幾秒鐘內，沉降后的固體便被脫水到所需要的干燥度。臥螺離心機應用于軋鋼廢水處理，具有比其他脫水方法突出的優點，雖然一次性投資較大，但是設計施工簡便、運輸和處理成本低，是一種國內外普遍認可的理想的軋鋼污泥脫水方法。 　　生物處理。生物處理廢水是將水中的有機物（碳氫化合物）代謝分解為無害的水和二氧化碳。根據軋鋼廢水的特性，將生物定向菌種應用于曝氣池和生物濾池處理稀含油廢水，通過生物曝氣池提高廢水的可生化性，最終經過生物濾池和核桃殼過濾器過濾，確保出水水質。 　　軋鋼廢水處理在冶金系統是一個普遍存在的難題。雖然廢水處理技術有了較大的提高，但由于軋鋼廠投產的年代不同以及受技術局限性的制約，軋鋼廢水的處理工藝和配套設施存在較大差異。因此，根據鋼廠的實際情況，對現有技術進行更深層次的工藝研究和新型設備開發非常必要。同時，要不斷提高廢水處理工藝的自動化水平，提高監測系統的精確度，以進一步節約資源和人工費用，改善操作環境，提高廢水處理效率并增強效果，最終取得良好的經濟效益和社會效益。