摘要
进而扩展了不锈钢的使用范围，成为不锈钢中最被广泛选用的结构品种。介绍了不锈钢冷轧板带在各类民用行业以及工业领域的应用情况，同时也说明了其对表面质量和性能有着高要求。而不锈钢冷轧板带的生产要经过十个以上连续的工业化生产工序，在这个过程中不可避免地会产生表面缺陷。作者认为，不锈钢冷轧板带生产者在工艺技术方面必须精益求精，才能尽可能地满足下游客户的要求；在操作技能方面必须精益求精，才能尽可能地满足下游客户的要求；在设备配置方面必须精益求精，才能尽可能地满足下游客户的要求；在质量管理水平方面必须精益求精，才能尽可能地满足下游客户的要求。
1、前言
不锈钢具有优异的耐蚀性，所以在石油化工等方面能得到广泛应用；不锈钢具有成型性，所以在原子能等方面能得到广泛应用；不锈钢具有相容性，所以在轻工等方面能得到广泛应用；不锈钢在很宽温度范围内具有强韧性，所以在纺织等方面能得到广泛应用；不锈钢具有上述一系列特点，所以在家用器械等方面能得到广泛应用。不锈钢冷轧板带产品具备不锈钢优良的耐蚀性与加工性。通过采用不同的冷轧加工方法，以及对冷轧后的表面进行再加工，能够让不锈钢表面呈现出不同等级的表面光洁度、纹路和颜色。因此，它成为不锈钢中被广泛选用的结构品种。
2、不锈钢冷轧板带生产工艺
典型的不锈钢冷轧生产工艺流程如下：不锈钢热轧黑皮带钢要经过罩式炉（BAF），接着经过热卷退火酸洗机组（HAPL），然后经过多辊可逆轧机（CRM）或者冷连轧机（TCM），之后经过粗磨机组（CGL），再经过冷卷退火酸洗机组（CAPL）或者光亮退火机组（BAL），接着经过研磨机组（CGL），再接着经过平整机（SPM）或者拉矫机组（TLL），最后经过纵切（STL）或者重卷（RCL）或者横切（CTL）等多个专业化机组，从而完成全部流程。
图1 不锈钢冷轧生产工艺
3、不锈钢冷轧板带产品的特点
3.1 表面加工类型丰富
不锈钢具有优良的耐腐蚀性能、良好的力学性能和加工性能，因此成为被广泛选用的金属材料。通过采用不同的冷轧加工方法，以及对冷轧后的表面进行再加工，能够使不锈钢表面呈现出不同等级的表面光洁度、纹路和颜色。不锈钢冷轧板的表面加工包含 2D、2B、No.3、No.4、240、320、No.7、No.8、HL、BA、TR 硬态、压花等表面等级。冷轧表面可以在此基础上进一步进行电镀、电解抛光、无方向发纹、蚀刻、喷丸、着色、涂层以及它们的组合等多种深加工表面处理。还有热轧酸洗后的 No.1 表面和网纹板，这样不锈钢表面能够达到 20 余种。
这种表面种类很丰富，大大提升了不锈钢的外观，让它达到了美学的效果，提升了对消费者的吸引力，给人们带来了美的享受。不锈钢不同的表面加工把不锈钢使用的内涵拓宽了，进而扩展了不锈钢的使用范围。不锈钢专业网站统计显示，2012 年中国不锈钢冷轧板带在不锈钢总产量中所占比例为 70%。除了不锈钢钢种本身具有的性能特点之外，主要是因为不锈冷轧板带的各种表面类型在使用过程中处于特殊地位。
图2 2012年中国不锈钢品种结构
3.2 应用范围广
不锈钢冷轧板带产品具有优良的耐腐蚀性能，其力学性能良好，加工性能也不错，并且表面种类丰富。因此，它成为被广泛选用的金属材料，在各类民用行业和工业领域都有广泛应用，比如建筑装饰、制品、家电、轨道交通运输、汽车、电梯、集装箱、太阳能、精密电子等。
3.3 表面质量要求高
如前所述，不锈钢冷轧板带产品在各类民用行业和工业领域有广泛应用。在这些领域中，建筑装饰、电梯、集装箱等行业的多数产品直接采用冷轧加工后的 2D、2B、BA、研磨等表面。制品、家电、轨道交通运输、汽车、太阳能、精密电子等行业的产品，有的是将冷轧表面产品经过成型加工后直接使用，有的是经过浅度研磨抛光后使用。因此，对于不锈钢冷轧板带表面质量要求较高。
然而，不锈钢冷轧板带生产需历经十余道连续性生产工序，这样就不可避免地会出现一些表面缺陷，比如辊印、压入、划伤、脏污、鳞折起皮、氧化皮、夹杂、色泽不良等。而不锈钢冷轧板带产品的使用客户有着近乎零容忍的高要求，这就给不锈钢冷轧板带生产者带来了较高的挑战。
不锈钢冷轧板带生产要经历炼钢以及热轧等诸多工序，还有冷轧工序的多道连续性生产环节，想要做到零缺陷是很难的。所以，在各个国家的不锈钢冷轧板带标准里，对出厂产品的表面缺陷作出了规定。目前通用的不锈钢产品里，日本冷轧不锈钢板及钢带的标准是 JIS G 4305。这个标准在外观质量要求方面的表述最为详细。标准的第九条对外观进行了描述，内容为：钢板及钢带不应有使用上有害的缺陷。
钢带一般没有去除缺陷的机会，所以包含一些不正常的部分。对于标准中对外观检查描述的这三句话应如何理解呢？其一，出厂的产品或许带有缺陷，但这些缺陷不应是对客户使用有害的缺陷。其二，鉴于冷轧生产的连续性和特殊性，无法将有缺陷甚至严重缺陷的部位切除掉，也就是说要生产出一卷没有缺陷的钢带是极为困难的。第三，因此在出厂的钢带中可以夹带若干不正常的部分。
4、不锈钢冷轧板带的表面加工类型
不锈钢表面加工分为两类。一类是不锈钢生产厂通过不同生产工艺获得的表面，这种表面通常被称为轧制表面加工。另一类是为了改变表面级别或性质，对轧材专门进行的表面加工，这种表面加工一般被称为不锈钢表面的深加工。
不锈钢冷轧板带的表面加工依据不同工艺方法，被分成不同的表面加工类型。各国的标准针对不锈钢冷轧板的表面加工都作出了相应的规定。不锈钢冷轧行业一般依照日本 JIS 和美国 ASTM 标准，将其归类为表 1 所呈现的表面加工类型。除了表 1 标准中规定的不锈钢冷轧板表面加工类型之外，还有压花表面加工以及利用热轧或 No.1 板加工的网纹钢板，它们也可以被称之为轧制表面加工。
•No.1
表面指的是热轧板带经过热处理和酸洗后所获得的表面。热轧及热处理过程中会生成黑色氧化铁皮，通过酸洗或类似处理方法将其除掉，这就是 No.1 表面加工。这种表面呈现银白色且无光泽。它主要被用于不需要表面光泽的耐热耐蚀工业，像酒精工业、化学工业以及大型容器等领域。
•No.2D
D 表面是冷轧无光泽表面且无氧化铁皮。冷轧之后仅进行热处理和酸洗，未进行光泽平整。其表面的光亮程度由冷轧变形程度以及成品道次的工作辊表面光洁度所决定，同时也与去除氧化的酸洗方法有关。
上述表面的基础上，再经毛面辊进行轻度平整，其表面也包括 No.2D 表面。毛面辊是通过特殊工艺将轧辊表面打毛，在轧辊表面形成若干相变刚硬质点，在平整过程中使钢板表面形成凹凸不平刚柔相济的表面结构。这同样是一种无光泽表面。这种表面适合深冲成型加工。它能够改善钢板与模具间的摩擦情况。它还能改善钢板与模具间的接触条件。这有利于材料的流动。也有利于改善工件的成型质量。
表面的不锈钢 No.2D 被广泛应用于建筑物幕墙，尤其在那些不需要反光的建筑物部位。经仪器测定，这种表面的粗糙度 Ra 值大约在 0.4 至 1.0μm 之间。
•No.2B
2B 表面与 2D 表面存在不同，2B 表面需要用光滑的平整轧辊进行平整，所以 2B 表面比 2D 表面更光亮。仪器测定的其表面粗糙度 Ra 值在 0.1 至 0.5μm 之间，这是最普通的加工类型。这种不锈钢表面的用途最为广泛，可用于化工、造纸、石油、医疗等行业的一般用途，还能用作建筑物幕墙。
•No.3
表面 3 是一种半抛光表面。其以 2D 或 2B 表面的冷轧不锈钢为素板。用粒度 100 至 120#的砂带对素板进行抛光，从而得到该加工表面。经仪器测定，其表面粗糙度 Ra 值为 0.4 至 1.5μm。该表面适用于作建筑材料，也适用于厨房器皿，还适用于制造后需进一步精加工的场合。
•No.4
表面 4 是一种细抛光表面，其亮度比表面 3 更亮。它是以 2D 或 2B 表面的不锈钢冷轧板作为素板，使用粒度为 150 至 180#的砂带进行抛光而得到的加工表面。通过仪器测定镜面钢材镜面亮度等级分类，该表面的粗糙度 Ra 值在 0.2 至 1.5μm 之间。这种表面广泛应用于餐厅厨房设备、医疗设备以及容器正面，还适用于建筑物覆面和幕墙的缘饰。在这种表面上，指印不容易留下，适合用来制作钢门。
•240#和320#
240#表面是通过用粒度为 240#的砂带进行抛光而得到的。320#表面是通过用粒度为 320#的砂带进行抛光而得到的。这种表面适用于厨房器皿。
•HL
HL 表面钢板被俗称为发纹板。在日本 JIS 标准里规定，要用 150 到 240 号砂带进行抛光，从而得到连续发纹状的磨纹表面。而在我国，对此种表面的规定比较模糊，这种表面大多被用于建筑装饰，像电梯、扶梯、门面等方面。
•No.6
No.6 表面是在 No.4 表面的基础之上，通过使用坦皮科刷或者规定粒度为 W63 号的研磨材料进行进一步抛光而得到的。这种表面具有较好的金属光泽，其表面较为柔和，反光性较弱，并且不会反射图像。它非常适合制作建筑物幕墙和建筑物缘饰，同时也被广泛用作厨房器皿。
•No.7
表面用粒度为 600#的旋转抛光轮进行精细抛光，所得表面具有高度反射率，呈准镜面状。此表面相当于规定的 W50 号研磨材抛光后的表面。主要是在建筑物和装饰品上使用。
•BA
BA 表面是经过冷轧之后，通过光亮热处理所得到的。光亮热处理是在能保证表面不氧化的保护气氛中进行退火，从而将冷轧表面的光泽保留了下来。接着使用高精度平整辊进行轻度平整，以此来提高表面的光亮度。这种表面与镜面相近，通过仪器测定其表面粗糙度 Ra 值在 0.05 至 0.1μm 之间。这种物品表面用途较为广泛。它可以被用作厨房器皿，也可以用作家用电器，还可以用作医疗器械，同时能用作汽车零件以及装饰品。
•No.8
8K 表面是反射率最高且无研磨纹的镜面加工表面，不锈钢深加工行业将这种表面称为 8K 板。通常是以 BA 材为原材料，仅通过研磨抛光工艺进行镜面加工。经过镜面加工后，其表面美观且漂亮，因此大多用于建筑物的入口装饰以及室内装饰等方面。同时，在公路拐弯处的反向镜和体育馆的穿衣镜等以往使用玻璃镜容易破碎且不安全的地方也会使用。镜面加工在不锈钢抛光技术里属于较难的课题，因此出现了机械方面的、化学方面的、电化学方面的以及流体力学方面的等多种手段。
•TR(硬态钢）
TR 材也叫做硬态钢，其意思是坚硬的材料。它的代表钢种有 SUS 301 和 SUS 301L。这种材料用于要求强度和硬度的制品方面，像铁道车辆、传送带、弹簧以及密封垫圈等。其原理是借助奥氏体不锈钢的加工硬化特性，通过轧制等冷加工方式让钢板的强度和硬度得以增加。硬态材通过用百分之几至百分之几十的轻度轧制来取代 2B 表面的轻度平整。并且，轧制之后不再进行退火。所以，硬态材的表面就是冷轧之后的轧制表面。另外，为了在冷轧之后进行形状矫正以及材质平整，大多还采取了低温退火的措施，并且通过了张力矫直机。其冷轧工艺举例如下：母板进行退火酸洗，接着用轧机进行轧制，之后进行退火酸洗或者光亮退火，再用轧机轧制，然后进行低温退火（光亮退火），接着进行张力矫直，最后进行精整。
•压花
压花表面是通过蚀刻方法或者用带图案的刻花辊进行轧制而形成的一种带有花纹图案的精整表面。钢板的一面上压有图案。压花图案大多是规则的几何图形，同时也有一些是不规则且随机的。比如，利用沟槽状花纹轧辊轧制出的沟槽花纹钢板，除了具备艺术性效果之外，还具有防滑效果。
•网纹钢板
在热轧的最终道次使用刻纹轧辊，能够在热轧钢板表面压出较深的凹凸图纹图案；用 No.1 板进行冲压，也能在 No.1 板表面压出较深的凹凸图纹图案。这种表面带有凹凸图纹图案的钢板，可用于大型公共场所的地板，它既防滑，又经久耐用，还美观；同时也可用于建筑和机械制造。
5、不锈钢冷轧板带的应用
5.1 不锈钢冷轧板带的应用
不锈钢冷轧板带应用广泛，涉及建筑装饰、制品等各类民用行业和工业领域，也用于家电、轨道交通运输、汽车、电梯、集装箱、太阳能、精密电子等。2012 年国内市场冷轧板表观消费量约为 903 万吨。依据对重点冷轧不锈钢消费行业需求增长的预测，预计 2015 年国内冷轧不锈钢下游行业需求将超过 1200 万吨。
5.1.1 制品行业
不锈钢制品行业常用的不锈钢材料有 304、430 等。主要的消费领域包含水槽、餐具、刀具、压力锅、水壶、容器、器皿等与人们生活紧密相关的领域。据不完全的统计，在浙江、江苏、广东、福建等南方省份，汇聚了数量众多的大大小小的不锈钢制品企业，大概有数千家。制品通常在成型之后再进行抛光，对原材料的质量要求不是特别严格，但对价格较为敏感。2012 年制品行业不锈钢的消费量大概是 275 万吨，其占全国总消费量的比例为 38％。城市化进程在不断推进，人们对生活质量有着很高的要求。在今后的一段时期里，以往只有在星级饭店才能见到的中高档不锈钢生活器具，将会走进寻常百姓家。预计该行业会与国内 GDP 同步保持稳定增长的态势。到 2015 年的时候，制品行业不锈钢的消费量将会超过 360 万吨。
5.1.2 建筑装饰行业
建筑装饰行业主要使用冷轧不锈钢产品作为用钢，其表面通常需要进行深加工处理，这样能提升不锈钢产品的附加值。在这些深加工处理方式中，拉丝、镜面、镀钛、蚀刻等表面加工处理方式的市场需求最大。不锈钢板经过加工后，主要被应用于电梯面板、家电面板、电子、厨卫、民用装饰以及建筑装饰等行业。因为用钢产品的市场特点和定位存在差异，所以对加工后的表面质量有严格的分类等级，这就催生了许多能够适应不同加工需求层次的表面加工企业。据统计，在 2012 年，装饰行业的不锈钢消费量达到了 195 万吨，该消费量占全国总消费量的 27%。目前装饰行业主要是以简单的抛光加工处理作为主要方式。进一步深加工的蚀刻、压花、着色等处理工艺，其占比相对较少。低端的抛光加工，极大地对装饰行业的发展水平起到了制约作用。人们的审美观提升了，对装饰板质量的要求也就越来越高。在家装以及公共装饰中，不锈钢的应用会越来越多。在未来的 5 到 10 年期间，该行业每年会以 8%到 12%的速率稳定增长。到 2015 年的时候，建筑装饰行业的不锈钢消费量将会超过 280 万吨。
5.1.3 家电行业
家电行业一直以来都是西方发达国家不锈钢应用最为广泛的领域。其中包含了电冰箱、洗衣机、洗碗机、微波炉、电烤箱、消毒柜以及小家电等众多的产业集群。在这个行业里，自动洗衣机内筒、热水器内胆、微波炉内外壳体以及冰箱内衬这些部分的不锈钢用量较大，并且大多会采用铁素体不锈钢。我国生产的微波炉是全世界最具竞争力的产品，我国生产的冰箱是全世界最具竞争力的产品，我国生产的空调是全世界最具竞争力的产品，我国生产的电视是全世界最具竞争力的产品，国内家电行业用不锈钢的开发应用前景广阔。
2012 年家电行业不锈钢的消费量约为 104 万吨，此消费量占全国总消费量的 14％。预计在今后一段时期内，该行业将会保持稳定增长，增长率为 10%。到 2015 年的时候，家电行业不锈钢的消费量将会达到 150 万吨。
5.1.4 汽车行业
2012 年，国内汽车的产销量分别达到了 1927 万辆和 1936 万辆。在这些汽车中，排气系统、装饰条等部件所使用的不锈钢量超过了 55 万吨，该使用量占全国不锈钢总消费量的 8%。中国经济持续增长，人均收入得以提高，城市化率不断推进，公路交通设施也在持续完善。从短期来看，目前汽车行业在经过连续的高速发展之后，出现了一定的停滞和疲软状况。然而从中长期来看，我国汽车行业市场仍会保持较高的增长态势。
5.1.5 电子行业
统计数据表明，2012 年国内精密不锈带钢的使用量约为 32 万吨。其中，厚度大于 0.5mm 的一般要求精密钢带，其市场容量约为 17 万吨。而厚度 0.5mm 以下的高质量薄规格精密不锈钢带，其市场容量约为 15 万吨。该行业发展态势极为迅猛。中国内地已然成为全球最大的 IT 配件制造基地，也成为全球最大的电子信息产品制造基地，还成为全球最大的通信 3G 产业制造基地。并且预测在未来几年里，将会继续维持 15%以上的高速增长率。
5.1.6 电梯行业
目前我国人均电梯保有量约为 12.15 台每万人。这一数量仅为世界平均水平的二分之一。与欧美发达国家 120 台每万人的高水平相比，我国远远落后。所以未来提升空间较大。2012 年电梯产量约为 40 万台，其中不锈钢使用量约 14 万吨。今后一段时期，中国的城市化进程会进一步加快。开发中西部以及国家引导的保障性住宅建设等这些项目，都会拉动不锈钢需求的增长。预计电梯行业的平均增长率在 8%到 10%之间。随着电梯制造业成本压力的不断增大，今后在电梯中，不锈钢品种的发展方向主要是选用高纯铁素体以及不锈钢复合板来替代奥氏体不锈钢，以此提升竞争力。
5.1.7 太阳能行业
太阳能热利用行业协会统计显示，2012 年全国太阳能热水器总集热面积为 1.6 亿平方米。预计在 2015 年，全国住宅用太阳能热水器的普及率会达到 20%至 30%，集热面积约为 2.3 亿平方米，年增长率是 17%。到 2020 年，全国太阳能热水器总集热面积预计能达到 3 亿平方米。产品呈现多元化态势，并且总保有量在不断增加，所以预计今后行业发展的增长率大概会在 10%上下。2012 年时镜面钢材镜面亮度等级分类，太阳能行业的不锈钢消费量为 9.4 万吨，在全国消费总量中占比 1.3%。而预计到 2015 年，太阳能行业的消费将会达到 15 万吨。
6、结语
不锈钢冷轧板带产品具备不锈钢钢种优良的耐蚀性和加工性。通过冷轧工序的不同加工方法，以及冷轧后的表面再加工，能让不锈钢表面呈现出不同等级的表面光洁度、纹路和颜色。这类种类丰富的表面极大地改善了不锈钢的外观，拓宽了不锈钢使用的内涵，进而扩展了不锈钢的使用范围，使其成为不锈钢中被广泛选用的结构品种。
不锈钢冷轧板带产品在各类民用行业和工业领域有广泛应用。多数产品可直接使用冷轧加工后的表面，或者经过成型加工后直接使用，亦或浅度研磨抛光后使用。不锈钢冷轧板带的生产要经过十余个连续性工业化生产工序，不可避免地会产生表面缺陷。不锈钢冷轧板带生产者需在工艺技术等各方面做到精益求精，要在操作技能等方面不断提升，还需在设备配置等方面加以优化，并且在质量管理水平等方面持续提高，这样才能生产出外观精美的产品，其表面质量优良，加工性能也良好，从而尽可能地满足下游客户的质量要求。
