冷軋機工作輥的粘鋁現象分析與處理

李彬彬　李娜

摘 要：高速冷軋機在工作中，由于環境溫度和工作輥自身性能的變化，導致工作輥粘鋁現象發生，這將嚴重影響正常的生產過程，文章通過考察、分析鋁冷軋機工作輥粘鋁現象，總結其產生主要原因，并有針對性的提出了一些解決方法和日常工作輥的維護、預防粘鋁的措施。

關鍵詞：冷軋機；粘鋁；工作輥

在鋁加工企業冷軋機工作輥粘鋁現象往往是在高速壓軋時，達到了某種壓力和溫度的條件，使得鋁粘附在軋輥表面，或者是在壓軋過程中突然出現了斷帶。產生以上問題的原因一般主要是鋁合金的物理性質和周圍環境的變化導致的，下面我們就以上粘鋁現象進行分析，從鋁及其合金的物理性質入手，結合周圍環境變化針對粘鋁現象產生本質原因，提出應對措施。

1 鋁及鋁合金成分結構與性質

純鋁的密度小，鋁具有獨特的物理化學性能，鋁是銀白色的輕金屬，密度小，導電率較高，僅次于金、銀、銅、居第四位。純鋁的熱導率約比鋼大兩倍多。鋁及鋁合金的力學性能隨其純度而變化，純度越高，強度越低，塑性越高。鋁及鋁合金的一般都、特點是，隨著溫度的升高，其抗拉強度降低；溫度降低，則抗拉強度就增高，延伸率隨之增加。 鋁合金很容易加工成型，容易鑄造、壓制、沖壓、拔絲、施壓、拉行、和滾壓等各種方法制成各種樣式的制品。它也能用錘擊、鍛打等方式制成各種形狀怪異的制品。鋁及鋁合金易于機械加工并且加工速度快，這也是大量使用鋁零件的重要因素之一。

2 冷軋機工作現場狀況

在被調查冷軋車間設備是可逆式冷軋機；主電機功率900kW；通過實際的調查工作輥由于擦傷、輥印而換輥5次；由于粘鋁導致換輥26次，在記錄中有4次嚴重粘鋁。從記載的粘鋁位置來看大部分是發生在上工作輥和下工作輥的中部，也有少部分是在兩側或端面。通過仔細查看工作輥，發現在期中心部位產生了80mm寬，長約350mm的輥印痕帶，同時鋁帶材表面也相應有輥印痕帶，這兩方面的情況都說明支承輥的剝落缺陷已經反映到工作輥的表面上，可以確定支承輥一定存在細微的裂紋或擦傷。軋制油由于開機時間長其溫度會大大超過工藝允許的溫度范圍，另外粘鋁現象的時間正值夏季高溫時間，室外溫度35度，廠區內的工作溫度高于室外溫度3-4度。溫度的變化將對粘鋁現象產生很大的影響。

2.1 輥表面剝落帶分析

支承輥輥面中心部位有剝落帶說明輥面的粗糙度發生了變化，這勢必將導致工作輥輥面的粗糙度增大。使帶材與輥面接觸面積增大，相應粘結點增多變大，在軋輥表面與帶材分離時輕微粘鋁；如果在局部粘結較重那么會被軋輥帶走，從而在鋁帶材面上形成凹槽。這樣的結果就是比較嚴重的粘鋁現象。鋁軋制過程中會產生較多的熱量，伴隨著金屬的形變正常可以將這些熱量通過乳化液均勻帶出，往往均勻的散熱不會對軋輥面產生影響。但是如果產生粘鋁、跑偏打滑、甚至斷帶現象時，就會使局部過熱，從而影響軋輥表面，對軋輥產生較大的熱沖擊，生產過程中如果不能及時消除由于此缺陷帶來的影響，勢必會造成輥面剝落報廢的嚴重后果。

2.2 環境溫度分析

夏季室外溫度較高，軋輥在高速軋制時其溫度一般在200度左右，軋機的冷卻主要依靠軋制油來冷卻，但是由于長時間的做功，油溫也不斷升高，使油品不斷惡化，導致軋制油老化現象的產生，而軋制油此時已經超出工藝標準范圍，因此軋輥不能得到及時的冷卻，在軋輥表面凹陷區就會產生機械互鎖的作用力，高溫條件更是加快了鋁粘結的速度，最后不得通過換輥來消除粘結。另外，高溫環境下，軋輥表面的熱量會使得軋輥體積收縮，產生表面應力，這種應力可能會導致軋輥裂紋的產生，同時軋輥進入軋制工況也會產生軟區，這也是最常見軋輥缺陷產生的原因。

2.3 軋制油和添加劑的分析

鋁帶材軋制油普遍采用板式全流過濾，甚至是幾倍過濾。過濾精度取決于過濾的硅藻土的顆粒粗細和結構。在鋁帶材軋制中，由于軋制油中的鋁屑、鋁粉與潤滑油可生成金屬皂和潤滑油受熱生成聚合物；此時又由于軋制油過濾系統或原始油不佳，添加劑添加量過大或混入液壓油，可能導致粘度增大，酸值隨之上升，隨著軋輥轉動，粘結在軋輥表面也導致粘鋁。鋁及鋁合金的冷軋工藝潤滑基礎油一般都采用低粘度油，由于油粘度低，極性差，無法滿足高速、連續和自動化軋制的要求，必須添加各種油性添加劑改善潤滑性能。它們的作用是在軋輥便面形成一層吸附膜，提高油膜強度。添加劑量的多少要根據每個生產廠自己的軋機型式、產皮種類和基礎油條件而定。一般來說，添加劑量過小，其吸附膜沒能形成，油膜強度低，也會產生粘鋁現象。

3 粘鋁的主要原因及對策

支承輥中心部位的剝落帶及周邊的細小裂紋往往是不可忽視的，這些裂紋是造成輥表面粗糙度值變大的主要因素。軋機在高溫天氣下連續的作業，會導致軋制油逐漸老化，不能及時冷卻軋輥，而軋輥的摩擦力由于軋制油的性能變化逐漸增大，粘度值、酸度相應增加，導致油品中鋁粉、灰分超過工藝允許數值，加大了摩擦力，同樣可促成撕裂現象。所以綜合分析溫度和軋制油的影響，通過以上分析提出以下幾項預防措施。

3.1 在軋輥更換使用方面

首先優化軋輥的更換周期，我們通過實際的比對調查，軋輥更換周期長短會直接影響軋輥的消耗，產生軋輥缺陷的幾率也會受到影響。當軋輥更換頻繁，一方面會占過多的生產時間，工作效率降低，另外輥耗升高也加大了生產成本，反之軋輥更換不及時也會加劇軋輥疲勞，最后引發疲勞裂紋，同時對控制帶鋁板型控制尺寸精度造成一定的影響，因此應根據實際情況探索合適的更換周期，進行合理、經濟、有效的更換。

3.2 適應環境變化，要調整工藝

在高溫天氣時，操作手要在工藝允許情況下，盡量采用大張力、大油量、小軋制力方案操作。在生產過程中我們根據不同性能狀況，制訂合理的軋制工藝，盡力使各道次的壓下趨于均勻，軋制力基本相當，減少因負荷的過大造成軋制事故損傷軋輥；同時對一些好的生產小竅門進行推廣，比如帶頭入鉗口方法，軋制過度段的調整法等等。應充分利用交接班停機的時間，開啟軋制油循環冷卻系統，并大循環進行過濾，達到冷卻軋輥和過濾的目的。軋制油過濾系統要加強管理，定期檢測油品中有關項目，加大軋制油的過濾。

4 結束語

換一次冷軋輥的費用是很高的，因此，冷軋操作工應正確合理地使用冷軋輥，對于發生粘鋁等現象時，及時運用適當的方法處理，針對現有設備改進工藝，盡量延長冷軋輥的使用壽命。

參考文獻

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