冷軋鋼帶邊鼓缺陷產生原因與控制措施

吳玉紅，王玉雷，張恒偉，亓振寶

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪 271100）

生產技術

冷軋鋼帶邊鼓缺陷產生原因與控制措施

吳玉紅，王玉雷，張恒偉，亓振寶

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪 271100）

分析了冷軋鋼帶邊鼓缺陷的形成機理和產生的原因。通過軋制計劃編排、控制軋輥均勻磨損、改善冷軋基板凸度和降低楔形，鋼帶楔形基本控制在0.04 mm以內，板凸度由平均0.03 mm增加到0.05 mm；冷軋邊鼓發生率由0.90%降低到0.30%以內。

冷軋鋼帶；邊鼓；輥縫形狀；控制措施

某冷軋廠冷軋帶鋼邊部約50 mm處產生沿周向的鼓起缺陷，有手感，多見于單邊，偶有雙邊，稱之為邊鼓。邊鼓導致冷軋退火工序粘鋼，并對終端用戶的正常使用造成不利影響。本文對冷軋鋼帶邊鼓的形成機理進行了探討，分析具體原因，進而采取針對性控制措施，有效降低了邊鼓缺陷的產生。

1 邊鼓產生機理

鋼卷邊鼓主要是由于熱軋鋼卷的橫向截面形狀不規則，即局部產生高點，導致冷軋鋼帶在高點部位出現鼓起或條狀凸起的缺陷［1］。

熱軋鋼卷的局部高點在寬度方向的位置基本一致，由于冷軋基板較厚的原因，在熱軋卷取時不會凸現，但由于板形的遺傳性在隨后的冷軋中不能消除，造成冷軋鋼帶在長度方向上的延伸不均勻，高點部位延伸大于其他寬度上的延伸，從而導致板形缺陷而形成鼓邊。

2 邊鼓產生原因分析

2.1 邊鼓產生的原因

鋼帶邊鼓起源于熱軋，要消除次缺陷就需要分析熱軋鋼帶產生局部高點的影響因素。熱軋承載（有載）輥縫形狀直接決定熱軋帶材斷面形狀，而影響承載輥縫最明顯的因素便是工作輥的不均勻磨損。支撐輥的使用周期比工作輥長，其不均勻磨損的影響也不容忽視。另外，變形區中的不均勻摩擦條件（由于軋機沿寬度上氧化鐵皮厚度的變化，或者因熱軋潤滑劑施加不當等而引起）可能導致熱軋帶材橫斷面形狀發生突變，同時軋件硬度不均也會造成軋輥的不均勻磨損。

熱軋輥縫形狀的影響因素應從下述工藝因素即軋件溫度不均、氧化鐵皮對軋輥磨損、軋輥不均勻冷卻、軋制計劃的編排等方面綜合考慮。

2.1.1 溫度不均勻對軋輥磨損的影響

熱軋軋件邊部的散熱面積大，使得降溫更為迅速，其溫度不均帶來軋件硬度不均勻，使軋輥受力不同，從而軋輥磨損不一致。

軋件溫度不均勻還來自輥道及其冷卻水的溫度不均，導致軋件橫向溫度不均，帶來軋件的橫向硬度不均，使軋輥造成不均勻磨損。

2.1.2 氧化鐵皮對軋輥磨損的影響

軋件在高溫下短時間內會形成較硬的Fe2O3和Fe3O4，軋制中將加劇軋輥的磨損。高壓水除鱗由于水嘴老化、損壞、堵塞等原因會導致軋件表面氧化鐵皮除不凈，造成軋輥的不均勻磨損。

2.1.3 軋輥不均勻冷卻

軋輥不均勻冷卻是影響輥縫形狀的重要因素之一。冷卻水量的大小直接影響并造成軋輥凸度的變化。冷卻水量大，軋輥凸度減小，軋件在此增厚；冷卻水量小軋件在此減薄。軋輥切水板切水效果不良也會造成軋輥冷卻不均勻。

2.1.4 計劃編排原因

熱軋軋制計劃的編排原則是先寬后窄，先軟后硬，先薄后厚，并將冷軋料排在前面，其目的是為了降低冷軋料因軋輥不均磨損而出現局部高點。

2.2 熱軋鋼帶斷面形狀分析

抽取冷軋基料軋制計劃第15卷、第20卷（規格2.75 mm×765 mm）在寬度方向上按照寬度平均測量22個點，繪制典型厚度曲線，以檢測冷軋基板厚度變化，第15卷厚度變化曲線見圖1a；第20卷厚度變化曲線見圖1b。

從測量數據發現，鋼帶存在不同程度的楔形，并且軋機傳動側厚度總是大于操作側，在傳動側存在局部高點，與冷軋鋼帶出現邊鼓的位置相對應。根據以上分析，由于傳動側局部高點和楔形的存在導致基板上形成最高點并遺傳到冷軋板上形成板形缺陷，即在熱軋基板傳動側位置出現邊鼓。另外，鋼帶凸度偏小，在鋼帶邊部容易形成厚度最高點，也是誘發邊鼓的因素之一。

圖1 2.75 mm×765 mm鋼帶寬度方向典型厚度曲線

2.3 生產統計與分析

對熱軋廠的設施和工藝數據進行檢查，發現粗軋軋制的中間坯存在較大的楔形（達到0.5 mm），并且中間坯板形不穩定；精軋軋輥冷卻水嘴部分堵塞，下線的精軋工作輥輥面粗糙度,尤以F1、F2輥面最明顯。

對冷軋邊鼓鋼卷進行分析發現，冷軋板越薄出現邊鼓缺陷的幾率越大，0.15 mm厚度的冷軋鋼帶出現邊鼓的幾率約是0.5 mm冷軋鋼帶厚度的3倍。

3 邊鼓控制措施

根據形成邊鼓缺陷的原因，制定如下控制措施。

3.1 計劃編排控制

每個軋制計劃安排10～15卷燙輥材，R1換輥后燙輥材增加到20卷（R1粗軋為二輥可逆軋機，換輥后穩定性較差）。燙輥材之后安排冷軋基板生產，冷軋基板的軋制編排遵循由薄到厚的原則（對應冷軋板的薄鋼帶和厚鋼帶），保障冷軋板生產軋輥處于最優狀態，并為冷軋薄規格鋼帶提供最好的原料條件。

3.2 降低中間坯楔形

由于沒有厚度、凸度等檢測儀器，粗軋R1不能實時監測。為降低中間坯楔形，以精軋成品鋼帶反饋的楔形為準調整粗軋中間坯。利用設備中修，對R1軋機恢復設備精度，消除了設備間隙，提高了R1軋制穩定性和板形質量。

3.3 軋輥冷卻水和除鱗水等治理

對軋輥冷卻水系統徹底處理，更換部分堵塞嚴重的冷卻水集管，疏通冷卻水水嘴，矯正水嘴角度，并增加部分機架的軋輥冷卻水水量；F1-F7在換輥時，檢查噴嘴情況，確認噴嘴不存在噴流量過大、偏流或堵塞現象，保持流量正常噴射通暢；更換精軋除鱗水嘴，并對更換周期做了嚴格規定。利用停機時間對輥道冷卻系統進行嚴格檢查確認，填寫確認表單，排除噴水量不均，且保證冷卻水不噴射到鋼帶上。

3.4 優化精軋輥型和工藝

對精軋工作輥輥型優化設計，增大了工作輥的凹度；根據精軋設備負荷情況，對冷軋基板的中間坯厚度進行優化，在原來的基礎上增大了4 mm左右，提高鋼帶精軋終軋溫度15℃，減少了軋制中的不均勻溫降并增大了軋輥撓度。

4 結語

冷軋鋼帶邊鼓產生的原因是熱軋鋼帶橫截面上出現局部高點，在冷軋過程不能消除層卷積累而成的。通過軋制計劃編排、控制軋輥均勻磨損、改善冷軋基板凸度和降低楔形，鋼帶楔形基本控制在0.04 mm以內，板凸度由平均0.03 mm增加到0.05 mm；冷軋邊鼓發生率由0.90%降低到0.30%以內。

［1］W.L.羅伯茨.冷軋帶鋼生產［M］.王廷溥，譯.北京：冶金工業出版社，1985.

Causesand Control Measuresof theRibbing Defect on Cold-Rolled Steel Strips

WU Yuhong,WANG Yulei,ZHANG Hengwei,QI Zhenbao

（Shandong Taishan Steel Group Corporation,Laiwu 271100,China）

The formation mechanism and causes of the ribbing defect on cold-rolled steel strips are analysised in this paper.The wedge of the strip is controlled within 0.04 mm and the crown is increased from 0.03 mm to 0.05 mm by optimizing the arrangement of rolling plan,controlling the uniformity of roll wear,improving the crown of cold rolled base and lowering the wedge;the incidence of ribbing is reduced from 0.90%to 0.30%.

cold-rolled steel strip;ribbing;roll gap shape;control measures

TG335.12

B

1004-4620（2014）03-0018-02

2014-03-14

吳玉紅，女，1973年生，1997年畢業于山東冶金工業學校鋼鐵冶煉專業。現為泰鋼技術部工程師，從事工藝技術管理工作。