連續臥式退火爐碳套輥結瘤的處理方法

王永

摘 要：在現有工藝條件下連續臥式退火爐爐輥結瘤只能控制，無法徹底杜絕。本文提出不更換碳套輥，利用磨輥去除結瘤點的具體方法，利用這些方法可有效降低爐輥結瘤危害，提高碳套使用壽命。

關鍵詞：磨輥；結瘤；碳套輥；無取向電工鋼

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.032

1 概述

連續退火是冷軋電工鋼生產過程中，決定磁性能及力學性能的最終工藝環節。為了充分利用微張力退火提高終產品的磁性能，冷軋電工鋼退火一般選用的臥式爐。臥式退火爐爐輥呈水平、平行布置，生產時爐內鋼帶在爐輥上運行，為了防止擦傷鋼帶，電工鋼退火爐爐輥一般采用石墨碳套輥。石墨材質較軟，與鋼帶間的摩擦系數小（僅為0.2～0.3），既耐磨，又兼具自潤滑性，退火過程中輥面即便與鋼帶發生相對滑動，也不會擦傷、劃傷鋼帶[1-4]。實際生產過程中，碳套表面出現結瘤硬點時，在退火爐的高溫條件下就會在鋼帶上壓出凹坑。如爐輥結瘤一出現就立即停爐批量更換，不但增加了備件費用，而且嚴重影響產量。因此本文探索了不更換碳套輥，通過磨輥去除結瘤點的方法。

2 爐輥結瘤頻率高的原因

電工鋼退火爐爐輥容易結瘤有幾方面的原因：其一，電工鋼為了降低鐵損值，成分中硅含量較高，冷軋軋制時冷硬卷表面鐵粉、硅泥殘留量較高。此類殘留物在退火清洗時不易清洗干凈，進入退火爐易粘結在爐輥表面形成結瘤點；其二，冷軋電工鋼為了降低鐵損值，抑制磁時效，要求成品碳含量不高于30ppm，而實際原料卷常常大于30ppm，高出的碳就需要在退火過程中加濕脫去。加濕脫碳過程中鋼帶表面形成的氧化物經爐內氫氣還原后極易粘結在爐輥表面形成結瘤點；其三，生產時鋼帶在爐輥上無包角，如爐輥轉動精度調整不好，爐輥與鋼帶就存在相對運動，摩擦產生的鐵粉易凝結在爐輥表面形成結瘤點。

3 爐輥結瘤造成的后果

冷軋電工鋼常用厚度規格為0.35、0.5mm，而退火溫度一般高達800℃以上，因此鋼帶對結瘤點的敏感性特別強。其次，退火爐輥多達一百多根，任何一根出現結瘤，生產出的鋼帶下表面就會出現凹坑，輕則降級，重則報廢。生產過程中鋼帶出現爐輥結瘤類凹坑，無法確定具體結瘤爐輥定位困難，不得不進行批量更換。

4 通過磨輥去除爐輥結瘤的可行性

爐輥結瘤物是以鐵元素為主的硬質點，鑲嵌在軟滑的石墨基體上。鐵質點與鋼帶間的摩擦系數在0.5以上，如結瘤碳套輥與運行鋼帶發生相對滑動時，結瘤物就有可能在鋼帶摩擦力的作用下在石墨基體上滾動，進而脫落。因此原理上通過磨輥去除結瘤是可行的。當鋼帶出現凹坑時，首先需要確定是否為爐輥結瘤造成。這可以根據鋼帶上凹坑周期一般等于結瘤輥周長的方法，確定結瘤輥類型，再根據凹坑的方向確認結瘤輥是跟下表面接觸的輥子還是和上表面接觸的輥子。一般爐輥碳套輥直徑與其它接觸鋼帶的工作輥輥徑不同，且鋼帶在碳套輥上面運行的，只能形成下表面凹坑，結合這兩點就很容易確定是否碳套是否結瘤。當確認爐輥出現結瘤后，就可以根據爐輥結瘤程度采用以下模式磨爐輥。

5 磨輥的實施過程

5.1 磨輥方案的制定

（1）板面凹坑輕微不影響判級時啟動在線磨爐輥模式。采用此模式時其它生產工藝參數不變，從易結瘤區域開始一次設定4-16根爐輥加速或降速轉動，同時核算時間和速度，當經過磨爐輥區域的鋼帶到達出口質量檢查臺時，出口停線進行檢測。如發現凹坑變長，周期發生變化，說明結瘤點在變速磨削的爐輥上。這樣就可以依次減少磨輥數定位結瘤爐輥。如凹坑未變化，則停止已磨削爐輥，開始磨削其它區域的爐輥，直至定位結瘤爐輥。

（2）當凹坑將要達到降級程度時啟用停線磨爐輥模式。此時上厚度為0.7-0.9mm的厚帶停在爐內，低速轉動爐輥，對所有爐輥進行整體磨削。磨削時間根據凹坑嚴重程度在30-120min之間。

（3）當停線磨爐輥重新起線后，發現還有頑固的結瘤點未磨掉時啟動連續磨爐輥模式。此時需要不間斷的減速磨削結瘤輥，延緩結瘤點長大，直至檢修換輥。

5.2 準確定位結瘤爐輥

通過長時間觀察，我們發現碳套輥結瘤后，與鋼帶無相對運動時凹坑呈點狀，發生相對運動時凹坑延軋制方向呈條狀，且相對運行速度越大，凹坑越長。碳套輥運行線速度大于鋼帶運行速度時，凹坑周期小于碳套輥周長，碳套輥運行線速度小于鋼帶運行速度時，凹坑周期大于碳套輥周長。利用此原理，通過加速或減速轉動各區域爐輥就可以確定結瘤爐輥的具體位置。

5.3 提高磨輥效果的措施

在線磨輥過程中要盡量生產爐溫要求低的牌號，爐溫降低結瘤體體積收縮量大于石墨基體，結瘤點與石墨基體間易出現間隙，更易于掉落。磨爐輥時使用厚帶，爐輥受到的摩擦力更大，更有利于提高磨輥效果。磨輥過程中爐輥先以高于鋼帶的速度轉動3～5min，然后再以低于鋼帶的速度轉動3～5min，依次交替，結瘤點先受到逆鋼帶運行方向的摩擦力，然后受到順鋼帶方向的摩擦力，結瘤點前后滾動在碳套上磨出一個凹槽，當其滾至凹槽較寬處時，結瘤點就容易脫落。為了降低磨爐輥時對爐內張力影響，磨爐輥時相鄰爐輥采用加、減速交替磨輥，相鄰爐輥對鋼帶的摩擦力方向相反，正好抵消，降低了對爐區張力的影響。

6 結束語

（1）利用磨輥準確定位結瘤爐輥位置，去除爐輥結瘤從生產實踐角度看完全可行。

（2）利用加減速在線交替磨輥法、停線磨法結合連續磨輥法，可有效去除爐輥結瘤點，降低凹坑缺陷對無取向硅鋼產品質量的影響。

參考文獻：

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