冷軋機工作輥粘鋁現象分析及對策

李洋+++高峰

摘 要：文章主要根據某廠應用的冷軋機進行了考察，分析了其工作輥發生粘鋁的原因，并根據實際狀況以及環境條件等因素，對粘鋁現象發生的預防提出了幾點合理的措施。

關鍵詞：工作輥；冷軋機；粘鋁；措施

在南方地區，夏季的氣溫普遍較高，在鋁加工企業中，由于地區的氣候因素，導致了高速冷軋機在這樣的環境下在設備工作輥中經常發生粘鋁，這對正常的生產造成了極其嚴重的影響。通過分析，高速粘鋁現象一般都會在以下情況下發生：在對鋁板帶材進行冷軋的過程中，由于受到壓力、溫度等因素的影響，工作輥上粘著了鋁以及鋁的氧化物，以此形成了一定的親和面，從而在高速軋制過程中發生粘鋁問題；在軋制過程中若發生突然斷帶也會造成一定的粘鋁現象。另外，粘鋁的程度主要受到軋制溫度、金屬材料性質以及軋制環境和軋制油的影響。根據該廠的實際情況，文章做出了主要的分析和探討，針對如何預防粘鋁現象提出了幾點建議。

1 相關因素

1.1 設備介紹

（1）軋冷軋采用了可逆式長度為1110mm；設備采用4000KN的軋制力；軋制速度最高可以達到420m/min；最大卷取張力可以達到0.75MPa，而主電機的功率為900KW；正常壓下速度可以達到5.5mm/min，最快可達到26.6mm。（2）軋輥的支承采用了Ф610mm×1100mm規格；而工作輥采用了國產部件，規格為Ф255mm×1150mm。

1.2 粘鋁現象

根據現場的換輥通知以及相關記錄進行分析，對現場的相關資料進行排列和統計。發現在一個月的時間中一共換輥四十多次，但是在正常情況下每月的換輥次數僅為十次。通過對相關資料的研究，發現，因為工作過程中發生點輥擦傷和輥印而換輥次數為7次；而由于粘鋁而造成的輥的更換次數為33次，并且其中嚴重粘鋁發生過5次。而根據記錄，粘鋁現象大多發生在上工作輥，或者下工作輥的中間部分，其余則主要在軋輥的端面以及兩側出現。

在現場又對冷軋機支承輥的輥表面進行查看，發現在上、下支承輥中心部位均有剝落帶。上工作輥在輥的中心部位有70mm寬、400mm長的剝落帶（見圖1），其凹陷深度為3～4mm，同時看到鋁帶材表面有90mm的輥印痕帶，說明支承輥的剝落缺陷已反映到工作輥的輥表面上。

通過仔細查看，發現支承輥兩側表面也存在不同程度的細小裂紋或擦傷。

圖1 支承輥剝落示意圖

1.3 軋制油

基礎油采用茂名石化公司研究所生產的MHBR4#基礎油。其指標：餾程，208～244℃：粘度，40℃1.67mm2/s；閃點（閉口）83℃；色度（賽氏）+28；芳烴值，0.76%；硫含量，8.1×10-6。現場了解軋制油粘度值為2.7mm2/s，查看過濾系統的硅藻土層厚約1mm，呈現全黑色稀糊狀。軋制油溫度44℃，當時已停機數小時；如果開機期間，其溫度會大大超過工藝允許的溫度范圍。

1.4 環境的溫度

高溫天氣下極其容易出現粘鋁現象，當最高氣溫高于38℃其日溫差達到3～4℃時，廠房中的溫度會高于實際的氣溫4至5℃。

2 對幾個問題的分析

2.1 剝落帶

在支承輥上的中心部位的剝落帶，且在表面存在擦傷以及細小裂紋，如此說明在工作輥的表面中，粗糙值在一定程度上發生了較大的變化，這種變化使得工作輥表面粗糙值提升。在這樣的摩擦值下，加深了鋁的粘結以及犁削的磨損。若軋制力不斷的加大，壓下率的提高，會使得鋁帶材能夠將軋輥表面的缺陷精確的顯示出來，使得輥面同帶材之間的接觸面積加大，并使得粘結點增多，從而粘結強度變隨之增加，粘結層不斷的增厚，最終將鋁帶材撕裂，發生粘鋁，軋輥縛面會對帶材造成牽動，使得表面被拉長變形，在輥面同帶材相互非禮的過程中，會在頭部、底部或者缺陷發生部位，發生撕裂，該中粘鋁現象為輕微的粘鋁。若是嚴重會由于粘鋁而在使得一部分帶材被帶走，那么就會出現一個粘結的凹陷結構，該種現象在粘鋁中較為嚴重。

2.2 環境的溫度影響

若在酷暑天氣下，粘鋁現象將會頻繁出現。在進行高速軋制過程中，軋制設備所用的工作輥一般溫度在200攝氏度左右，其冷卻主要依賴于軋制油，但在該種天氣下，已經超出了軋制油的工藝允許值，在這樣的條件下軋輥無法得到良好的冷卻，在凹陷部位，軋輥會發生強烈的互鎖作用，并且高溫狀態下，會縮短粘鋁的周期，并且頻繁的換輥也會發生粘鋁。若軋制油長期在高溫狀態下使用，那么油質也會發生惡化，加速軋制過程的粘鋁現象發生。

2.3 軋制油影響

全流過濾是鋁帶軋制過程中軋制油所采用的主要方式，甚至在軋制過程中會采用多倍過濾的方式。過濾所采用的硅藻土結構以及顆粒粒徑是影響精度的主要因素。軋制油的一般過濾要求在0.5微米左右。并且從現場的實際觀察可以看出過濾層為1mm，硅藻土的狀態為黑色糊狀物質。在對鋁帶進行軋制的過程中，由于生產中所產生的鋁粉以及鋁屑等同潤滑油會在軋制油中受高溫影響而變為聚合物，與此同時，受到軋制油油質不佳的影響，由于添加劑的量不斷的加大，混入了液壓油的軋制油粘度會不斷的加大，PH值也隨之見效，那么在進行軋制的過程中會造成粘鋁現象的發生。

3 粘鋁的主要原因及對策

通過以上分析，認為以下幾點是該公司冷軋機工作輥產生粘鋁現象的主要原因。（1）支承輥中心部位的剝落帶及邊部的細小裂紋是造成工作輥表面粗糙度值增大的主要因素。粗糙度值增大加大了輥面與帶材表面摩擦，相應使粘結點增多變大，粘結強度提高，粘結層增厚，最終導致撕裂產生粘鋁現象。（2）由于高溫天氣，軋機連續生產及大的摩擦力，軋制油溫大大超過工藝允許范圍，使軋輥表面得不到有效冷卻，軋輥表面微凹區強烈的機械互鎖作用，使粘鋁現象產生的周期縮短，導致頻繁粘鋁。（3）軋制油較臟，粘度值高，相應增加了酸度，使油品中鋁粉、灰分超過工藝允許數值，易在軋輥表面產生聚合物，加大了摩擦力，同樣可促成撕裂現象。

以下幾項預防措施：（1）支承輥已出現嚴重的剝落帶，不但易產生粘輥現象，而且對產品表面質量會造成一定影響。因而應盡快換輥。（2）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。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。（3）對于磨削的軋輥磨工需要精心。在對發生了粘鋁的工作輥進行磨削時，出于對工作輥的支承面的影響考慮，要在工藝允許范圍中對粗糙值的相關參數進行控制。一次對磨削工藝粗糙度以及凸度和輥型等進行保證，實質符合相關工藝要求，此外在磨削前要對軋輥進行表面檢測，對硬度值情況予以掌握，若硬度較大，那么疲勞層則較厚，因此需要將其進行磨削處理。（4）要對過濾系統予以處理，定期對軋制油的相關參數繼續擰檢測，加大油過濾的力度。

參考文獻

[1]白鈺枝，崔亞輝.消失模鑄件的常見缺陷及對策[J].價值工程，2011.

[2]程引正.精密加工和超精密加工的研究與對策[J].機械研究與應用，2011.

[3]馬科篤，張立，胡小紅.數控技術對機械制造業的影響與對策[J].機械研究與應用，2011.endprint

摘 要：文章主要根據某廠應用的冷軋機進行了考察，分析了其工作輥發生粘鋁的原因，并根據實際狀況以及環境條件等因素，對粘鋁現象發生的預防提出了幾點合理的措施。

關鍵詞：工作輥；冷軋機；粘鋁；措施

在南方地區，夏季的氣溫普遍較高，在鋁加工企業中，由于地區的氣候因素，導致了高速冷軋機在這樣的環境下在設備工作輥中經常發生粘鋁，這對正常的生產造成了極其嚴重的影響。通過分析，高速粘鋁現象一般都會在以下情況下發生：在對鋁板帶材進行冷軋的過程中，由于受到壓力、溫度等因素的影響，工作輥上粘著了鋁以及鋁的氧化物，以此形成了一定的親和面，從而在高速軋制過程中發生粘鋁問題；在軋制過程中若發生突然斷帶也會造成一定的粘鋁現象。另外，粘鋁的程度主要受到軋制溫度、金屬材料性質以及軋制環境和軋制油的影響。根據該廠的實際情況，文章做出了主要的分析和探討，針對如何預防粘鋁現象提出了幾點建議。

1 相關因素

1.1 設備介紹

（1）軋冷軋采用了可逆式長度為1110mm；設備采用4000KN的軋制力；軋制速度最高可以達到420m/min；最大卷取張力可以達到0.75MPa，而主電機的功率為900KW；正常壓下速度可以達到5.5mm/min，最快可達到26.6mm。（2）軋輥的支承采用了Ф610mm×1100mm規格；而工作輥采用了國產部件，規格為Ф255mm×1150mm。

1.2 粘鋁現象

根據現場的換輥通知以及相關記錄進行分析，對現場的相關資料進行排列和統計。發現在一個月的時間中一共換輥四十多次，但是在正常情況下每月的換輥次數僅為十次。通過對相關資料的研究，發現，因為工作過程中發生點輥擦傷和輥印而換輥次數為7次；而由于粘鋁而造成的輥的更換次數為33次，并且其中嚴重粘鋁發生過5次。而根據記錄，粘鋁現象大多發生在上工作輥，或者下工作輥的中間部分，其余則主要在軋輥的端面以及兩側出現。

在現場又對冷軋機支承輥的輥表面進行查看，發現在上、下支承輥中心部位均有剝落帶。上工作輥在輥的中心部位有70mm寬、400mm長的剝落帶（見圖1），其凹陷深度為3～4mm，同時看到鋁帶材表面有90mm的輥印痕帶，說明支承輥的剝落缺陷已反映到工作輥的輥表面上。

通過仔細查看，發現支承輥兩側表面也存在不同程度的細小裂紋或擦傷。

圖1 支承輥剝落示意圖

1.3 軋制油

基礎油采用茂名石化公司研究所生產的MHBR4#基礎油。其指標：餾程，208～244℃：粘度，40℃1.67mm2/s；閃點（閉口）83℃；色度（賽氏）+28；芳烴值，0.76%；硫含量，8.1×10-6。現場了解軋制油粘度值為2.7mm2/s，查看過濾系統的硅藻土層厚約1mm，呈現全黑色稀糊狀。軋制油溫度44℃，當時已停機數小時；如果開機期間，其溫度會大大超過工藝允許的溫度范圍。

1.4 環境的溫度

高溫天氣下極其容易出現粘鋁現象，當最高氣溫高于38℃其日溫差達到3～4℃時，廠房中的溫度會高于實際的氣溫4至5℃。

2 對幾個問題的分析

2.1 剝落帶

在支承輥上的中心部位的剝落帶，且在表面存在擦傷以及細小裂紋，如此說明在工作輥的表面中，粗糙值在一定程度上發生了較大的變化，這種變化使得工作輥表面粗糙值提升。在這樣的摩擦值下，加深了鋁的粘結以及犁削的磨損。若軋制力不斷的加大，壓下率的提高，會使得鋁帶材能夠將軋輥表面的缺陷精確的顯示出來，使得輥面同帶材之間的接觸面積加大，并使得粘結點增多，從而粘結強度變隨之增加，粘結層不斷的增厚，最終將鋁帶材撕裂，發生粘鋁，軋輥縛面會對帶材造成牽動，使得表面被拉長變形，在輥面同帶材相互非禮的過程中，會在頭部、底部或者缺陷發生部位，發生撕裂，該中粘鋁現象為輕微的粘鋁。若是嚴重會由于粘鋁而在使得一部分帶材被帶走，那么就會出現一個粘結的凹陷結構，該種現象在粘鋁中較為嚴重。

2.2 環境的溫度影響

若在酷暑天氣下，粘鋁現象將會頻繁出現。在進行高速軋制過程中，軋制設備所用的工作輥一般溫度在200攝氏度左右，其冷卻主要依賴于軋制油，但在該種天氣下，已經超出了軋制油的工藝允許值，在這樣的條件下軋輥無法得到良好的冷卻，在凹陷部位，軋輥會發生強烈的互鎖作用，并且高溫狀態下，會縮短粘鋁的周期，并且頻繁的換輥也會發生粘鋁。若軋制油長期在高溫狀態下使用，那么油質也會發生惡化，加速軋制過程的粘鋁現象發生。

2.3 軋制油影響

全流過濾是鋁帶軋制過程中軋制油所采用的主要方式，甚至在軋制過程中會采用多倍過濾的方式。過濾所采用的硅藻土結構以及顆粒粒徑是影響精度的主要因素。軋制油的一般過濾要求在0.5微米左右。并且從現場的實際觀察可以看出過濾層為1mm，硅藻土的狀態為黑色糊狀物質。在對鋁帶進行軋制的過程中，由于生產中所產生的鋁粉以及鋁屑等同潤滑油會在軋制油中受高溫影響而變為聚合物，與此同時，受到軋制油油質不佳的影響，由于添加劑的量不斷的加大，混入了液壓油的軋制油粘度會不斷的加大，PH值也隨之見效，那么在進行軋制的過程中會造成粘鋁現象的發生。

3 粘鋁的主要原因及對策

通過以上分析，認為以下幾點是該公司冷軋機工作輥產生粘鋁現象的主要原因。（1）支承輥中心部位的剝落帶及邊部的細小裂紋是造成工作輥表面粗糙度值增大的主要因素。粗糙度值增大加大了輥面與帶材表面摩擦，相應使粘結點增多變大，粘結強度提高，粘結層增厚，最終導致撕裂產生粘鋁現象。（2）由于高溫天氣，軋機連續生產及大的摩擦力，軋制油溫大大超過工藝允許范圍，使軋輥表面得不到有效冷卻，軋輥表面微凹區強烈的機械互鎖作用，使粘鋁現象產生的周期縮短，導致頻繁粘鋁。（3）軋制油較臟，粘度值高，相應增加了酸度，使油品中鋁粉、灰分超過工藝允許數值，易在軋輥表面產生聚合物，加大了摩擦力，同樣可促成撕裂現象。

以下幾項預防措施：（1）支承輥已出現嚴重的剝落帶，不但易產生粘輥現象，而且對產品表面質量會造成一定影響。因而應盡快換輥。（2）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。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。（3）對于磨削的軋輥磨工需要精心。在對發生了粘鋁的工作輥進行磨削時，出于對工作輥的支承面的影響考慮，要在工藝允許范圍中對粗糙值的相關參數進行控制。一次對磨削工藝粗糙度以及凸度和輥型等進行保證，實質符合相關工藝要求，此外在磨削前要對軋輥進行表面檢測，對硬度值情況予以掌握，若硬度較大，那么疲勞層則較厚，因此需要將其進行磨削處理。（4）要對過濾系統予以處理，定期對軋制油的相關參數繼續擰檢測，加大油過濾的力度。

參考文獻

[1]白鈺枝，崔亞輝.消失模鑄件的常見缺陷及對策[J].價值工程，2011.

[2]程引正.精密加工和超精密加工的研究與對策[J].機械研究與應用，2011.

[3]馬科篤，張立，胡小紅.數控技術對機械制造業的影響與對策[J].機械研究與應用，2011.endprint

摘 要：文章主要根據某廠應用的冷軋機進行了考察，分析了其工作輥發生粘鋁的原因，并根據實際狀況以及環境條件等因素，對粘鋁現象發生的預防提出了幾點合理的措施。

關鍵詞：工作輥；冷軋機；粘鋁；措施

在南方地區，夏季的氣溫普遍較高，在鋁加工企業中，由于地區的氣候因素，導致了高速冷軋機在這樣的環境下在設備工作輥中經常發生粘鋁，這對正常的生產造成了極其嚴重的影響。通過分析，高速粘鋁現象一般都會在以下情況下發生：在對鋁板帶材進行冷軋的過程中，由于受到壓力、溫度等因素的影響，工作輥上粘著了鋁以及鋁的氧化物，以此形成了一定的親和面，從而在高速軋制過程中發生粘鋁問題；在軋制過程中若發生突然斷帶也會造成一定的粘鋁現象。另外，粘鋁的程度主要受到軋制溫度、金屬材料性質以及軋制環境和軋制油的影響。根據該廠的實際情況，文章做出了主要的分析和探討，針對如何預防粘鋁現象提出了幾點建議。

1 相關因素

1.1 設備介紹

（1）軋冷軋采用了可逆式長度為1110mm；設備采用4000KN的軋制力；軋制速度最高可以達到420m/min；最大卷取張力可以達到0.75MPa，而主電機的功率為900KW；正常壓下速度可以達到5.5mm/min，最快可達到26.6mm。（2）軋輥的支承采用了Ф610mm×1100mm規格；而工作輥采用了國產部件，規格為Ф255mm×1150mm。

1.2 粘鋁現象

根據現場的換輥通知以及相關記錄進行分析，對現場的相關資料進行排列和統計。發現在一個月的時間中一共換輥四十多次，但是在正常情況下每月的換輥次數僅為十次。通過對相關資料的研究，發現，因為工作過程中發生點輥擦傷和輥印而換輥次數為7次；而由于粘鋁而造成的輥的更換次數為33次，并且其中嚴重粘鋁發生過5次。而根據記錄，粘鋁現象大多發生在上工作輥，或者下工作輥的中間部分，其余則主要在軋輥的端面以及兩側出現。

在現場又對冷軋機支承輥的輥表面進行查看，發現在上、下支承輥中心部位均有剝落帶。上工作輥在輥的中心部位有70mm寬、400mm長的剝落帶（見圖1），其凹陷深度為3～4mm，同時看到鋁帶材表面有90mm的輥印痕帶，說明支承輥的剝落缺陷已反映到工作輥的輥表面上。

通過仔細查看，發現支承輥兩側表面也存在不同程度的細小裂紋或擦傷。

圖1 支承輥剝落示意圖

1.3 軋制油

基礎油采用茂名石化公司研究所生產的MHBR4#基礎油。其指標：餾程，208～244℃：粘度，40℃1.67mm2/s；閃點（閉口）83℃；色度（賽氏）+28；芳烴值，0.76%；硫含量，8.1×10-6。現場了解軋制油粘度值為2.7mm2/s，查看過濾系統的硅藻土層厚約1mm，呈現全黑色稀糊狀。軋制油溫度44℃，當時已停機數小時；如果開機期間，其溫度會大大超過工藝允許的溫度范圍。

1.4 環境的溫度

高溫天氣下極其容易出現粘鋁現象，當最高氣溫高于38℃其日溫差達到3～4℃時，廠房中的溫度會高于實際的氣溫4至5℃。

2 對幾個問題的分析

2.1 剝落帶

在支承輥上的中心部位的剝落帶，且在表面存在擦傷以及細小裂紋，如此說明在工作輥的表面中，粗糙值在一定程度上發生了較大的變化，這種變化使得工作輥表面粗糙值提升。在這樣的摩擦值下，加深了鋁的粘結以及犁削的磨損。若軋制力不斷的加大，壓下率的提高，會使得鋁帶材能夠將軋輥表面的缺陷精確的顯示出來，使得輥面同帶材之間的接觸面積加大，并使得粘結點增多，從而粘結強度變隨之增加，粘結層不斷的增厚，最終將鋁帶材撕裂，發生粘鋁，軋輥縛面會對帶材造成牽動，使得表面被拉長變形，在輥面同帶材相互非禮的過程中，會在頭部、底部或者缺陷發生部位，發生撕裂，該中粘鋁現象為輕微的粘鋁。若是嚴重會由于粘鋁而在使得一部分帶材被帶走，那么就會出現一個粘結的凹陷結構，該種現象在粘鋁中較為嚴重。

2.2 環境的溫度影響

若在酷暑天氣下，粘鋁現象將會頻繁出現。在進行高速軋制過程中，軋制設備所用的工作輥一般溫度在200攝氏度左右，其冷卻主要依賴于軋制油，但在該種天氣下，已經超出了軋制油的工藝允許值，在這樣的條件下軋輥無法得到良好的冷卻，在凹陷部位，軋輥會發生強烈的互鎖作用，并且高溫狀態下，會縮短粘鋁的周期，并且頻繁的換輥也會發生粘鋁。若軋制油長期在高溫狀態下使用，那么油質也會發生惡化，加速軋制過程的粘鋁現象發生。

2.3 軋制油影響

全流過濾是鋁帶軋制過程中軋制油所采用的主要方式，甚至在軋制過程中會采用多倍過濾的方式。過濾所采用的硅藻土結構以及顆粒粒徑是影響精度的主要因素。軋制油的一般過濾要求在0.5微米左右。并且從現場的實際觀察可以看出過濾層為1mm，硅藻土的狀態為黑色糊狀物質。在對鋁帶進行軋制的過程中，由于生產中所產生的鋁粉以及鋁屑等同潤滑油會在軋制油中受高溫影響而變為聚合物，與此同時，受到軋制油油質不佳的影響，由于添加劑的量不斷的加大，混入了液壓油的軋制油粘度會不斷的加大，PH值也隨之見效，那么在進行軋制的過程中會造成粘鋁現象的發生。

3 粘鋁的主要原因及對策

通過以上分析，認為以下幾點是該公司冷軋機工作輥產生粘鋁現象的主要原因。（1）支承輥中心部位的剝落帶及邊部的細小裂紋是造成工作輥表面粗糙度值增大的主要因素。粗糙度值增大加大了輥面與帶材表面摩擦，相應使粘結點增多變大，粘結強度提高，粘結層增厚，最終導致撕裂產生粘鋁現象。（2）由于高溫天氣，軋機連續生產及大的摩擦力，軋制油溫大大超過工藝允許范圍，使軋輥表面得不到有效冷卻，軋輥表面微凹區強烈的機械互鎖作用，使粘鋁現象產生的周期縮短，導致頻繁粘鋁。（3）軋制油較臟，粘度值高，相應增加了酸度，使油品中鋁粉、灰分超過工藝允許數值，易在軋輥表面產生聚合物，加大了摩擦力，同樣可促成撕裂現象。

以下幾項預防措施：（1）支承輥已出現嚴重的剝落帶，不但易產生粘輥現象，而且對產品表面質量會造成一定影響。因而應盡快換輥。（2）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。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。（3）對于磨削的軋輥磨工需要精心。在對發生了粘鋁的工作輥進行磨削時，出于對工作輥的支承面的影響考慮，要在工藝允許范圍中對粗糙值的相關參數進行控制。一次對磨削工藝粗糙度以及凸度和輥型等進行保證，實質符合相關工藝要求，此外在磨削前要對軋輥進行表面檢測，對硬度值情況予以掌握，若硬度較大，那么疲勞層則較厚，因此需要將其進行磨削處理。（4）要對過濾系統予以處理，定期對軋制油的相關參數繼續擰檢測，加大油過濾的力度。

參考文獻

[1]白鈺枝，崔亞輝.消失模鑄件的常見缺陷及對策[J].價值工程，2011.

[2]程引正.精密加工和超精密加工的研究與對策[J].機械研究與應用，2011.

[3]馬科篤，張立，胡小紅.數控技術對機械制造業的影響與對策[J].機械研究與應用，2011.endprint