星期三, 4月 11, 2012

軟硬兼施冷熱通吃-中鋼技術精進以熱軋產線做出冷軋的品質

  台灣中小型企業在世界工業體系中佔有一席之地,特別是面臨「亞洲金融風爆」、「歐洲債信風波」的應變能力,放眼國際無人能比。早期,下游業者「以熱軋的價格,取得冷軋的品質」更為業者津津所樂道。祗是這種特殊的巿場需求,苦了像中鋼這樣的上游製造業:必須因應巿場變化不斷地挑戰自己:「以熱軋產線做出冷軋的品質」來因應,而且祗能成功不能失敗,否則無法立足於特殊的國內鋼鐵加工巿場。

國內巿場觀察

  國內機械加工業引進「精密衝剪」設備及製程,用來提升國際競爭力。原來以中碳鋼、或低合金鋼「熱軋」鋼捲為主的鋼品,已經無法適應巿場需求了;主要因為這些熱軋鋼捲的強度偏高、材質不均。業者固然可以選用品級較高的「冷軋」鋼品,但是因為價位拉高、而且最大厚度祗有2毫米(mm),受到很大的限制。

  聰明的國內加工廠商乃退而求其次:進口強度適當、而且材質均勻的「熱軋酸洗退火」鋼料來解套。面對這種巿場需求,中鋼必須「軟硬兼施、冷熱通吃」從軋延技術精進來解套。
軋延技術的導入與精進

  一階擴建,中鋼公司在1977(民國66年)2月3日軋出第一塊鋼板,開啓扁鋼胚軋延技術的新紀元。採用的是「四重式往覆軋機」,加上預整機及整平機的產線組合;二階擴建開始引進熱軋技術。1982(71年)第一熱軋鋼帶工場(簡稱#1HSM、一號熱軋)全線熱試車。1987(76年)三階擴建加裝三、四號加熱爐及相關設備。

  迥異於鋼板的往復軋延,熱軋鋼帶是連續式的。薄寬板夾著高速、高温,大幅提升鋼捲平坦度及尺寸精度的敏感度,掌控鋼帶品質難度更高。重達20公頓、寬1250毫米、長8.8米、温度高達攝氏1,230度、時速72公里從爐區衝向盤捲機;厚度從250毫米軋成薄薄的1.2毫米。由於厚度裁減量大、散熱量快,導致鋼料在軋延中因過冷而變硬,使得軋延力驟升至軋機負荷上限,很容易造成波折、夾痕及軋壞。中鋼軋延技術精進,一再突破這些瓶頸。

開發熱軋退火鋼品

  進一步開發「熱軋酸洗退火材」,就是為了滿足上述國內特殊巿場需求,再次面臨的新挑戰。這種鋼品,依退火程度不同可區分為:酸洗退火材(簡稱PA材-Pickled & Annealed)、及酸洗球化材(簡稱PA-S材 PA-Spheroidized)兩種。

  PA材較一般熱軋鋼材硬度較低、且材質更均勻,適用於自行車冷抽管、液壓管、刀具等;而PA-S材,除了軟化均勻的優點之外,材質延展性也因為鋼材的球化而獲得進一步的改善。

  熱軋酸洗退火材無論是PA或PA-S材,在表面品質、尺寸精度、形狀外觀、機性及微觀組織,甚至加工品質等都已經大幅提升;雖然品級稍遜於冷軋鋼材,但是現階段用在精衝、冷鍛、擴孔及衝壓等製程,尚能滿足下游加工業者的需求,也因此成為挽回巿場的祕密武器。

製程改善與產品開發

  2001年,中鋼生產部門以熱軋為主的軋鋼二廠(Y4),結合冶金技術部門開發PA材及PA-S材。在當時,中鋼熱軋廠調質重捲線(TNRL)並沒有塗油機及包裝線,必須規劃替代流程。熱軋酸洗後的鋼捲在退火之後,再送入熱軋酸洗塗油線進行塗油包裝。另外,產品冶金性質改善方面:從煉鋼到軋鋼都要進行調配:增加鋼液介在物型態控制,進行熱軋温控、退火等冶金製程最適化設計。

  經多次評估及試煉,各項品質特性達到預期目標,並且符合客戶需求。終於在2003年第二季創下連續軋出13捲合格品,宣告技術精進量產成功,同時正式開放接單。隨後又接續完成多項酸洗退火材產品的開發。

結語

  從外部環境來說,現階段傳統產業大量外移。這其中,精密衝剪機械加工繼續根留台灣,而且在國際巿場上佔有一席之地,中鋼公司扮演關鍵性的角色。另就公司內部來說,各相關部門攜手合作,為新產品開發、新巿場的拓展鍥而不捨的努力,終能克服困難,開花結果的成就,必然會建立更大的信心,面對未來迎接更嚴苛的挑戰。

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