冷軋連退爐爐輥結瘤形成原因和消除的關鍵技術研究

摘 要：研究了邯鋼冷軋2080mm連退爐爐輥結瘤的產生機理、結瘤成分和分布分析，找到目前導致結瘤的關鍵因素。減少殘鐵和氧化鐵皮等異物進入爐內附著輥面；針對爐內氛圍異常，防止氧含量過高導致爐內襯板氧化掉落附著在輥面結瘤；針對爐輥和帶鋼相對摩擦導致碎屑，優(yōu)化全部爐輥速度匹配度，避免個別爐輥與板帶長期磨蹭導致結瘤；通過優(yōu)化爐輥粗糙度分布，優(yōu)化爐輥涂層成分等，來提高爐輥抗結瘤能力，實現(xiàn)結瘤爐輥的初期治理。

關鍵詞：連退爐輥結瘤；清洗后反射率；爐內氧含量；爐內露點

1 邯鋼連退線結瘤的產生機理和外在影響因素

2080mm連退線采用比利時公司設計的立式退火爐，按使用功能分段為預熱段、加熱段、均熱段、緩冷段、快冷段、過時效段、終冷段、水冷段。

連續(xù)退火爐爐輥結瘤主要有兩種機制：一種是高溫時，鋼板和爐輥在相互滑動下，發(fā)生機械摩擦作用，鋼板表面的氧化物、鐵屑等在爐輥表面粘結聚集形成的；另一種機制是由于輥子本身磨損氧化，爐輥表面的氧化物附著聚集形成的。

兩種結瘤機制，都經歷了形成瘤核和聚集長大兩個過程。聚集長大是一個層層累積的過程，因此表現(xiàn)在瘤狀物的形貌上就出現(xiàn)了可以層層剝離的現(xiàn)象。當形成的瘤狀物與輥面發(fā)生輕微的熔融、擴散和合金化現(xiàn)象后，部分瘤狀物牢固粘附于輥面成為劃傷的危害物；另一部分瘤狀物熔融后脫落附著于帶鋼表面，成為所說的“亮點”缺陷。

通過對結瘤分布位置、結瘤形狀及成分推斷，輥面結瘤形成的主要原因是外來氧化鐵皮被帶入爐內。首先在高溫狀態(tài)下，輥面局部粘附小片氧化鐵皮，隨著裝爐量增加，帶入爐內的氧化鐵皮增加，在高溫近乎熱熔的柔軟狀態(tài)下輥面氧化鐵皮積累疊加，輥面結瘤逐步增大。在高溫狀態(tài)下，輥面粘結的層狀氧化鐵皮在鋼板的碾壓下，一層一層增加，而且越來越密實。此時，較厚的鋼板在高溫下被其自身重量壓出輥印，大量生產實踐也表明，在爐輥有結瘤的情況下，鋼板厚度在1.5mm以上，加熱溫度在800℃以上時易出現(xiàn)亮點缺陷，厚度越大，溫度越高的鋼板出現(xiàn)的亮點越多、越深，例如厚度2.0mm的DC04容易產生亮點。

2 連退線結瘤治理的技術方案制定及實施

2.1 優(yōu)化連退清洗段清洗殘鐵效果

2.1.1 優(yōu)化刷輥壓下量到最佳，解決問題刷輥更換難問題，提高刷洗殘鐵效果

經試驗得到刷輥電流與壓下量的關系，壓下量達到5mm時，電機電流達到35A，電機正常。刷輥磨損后，刷毛端部呈現(xiàn)“W”或“M”形狀，導致帶鋼邊部清洗不凈，通過逐步加大刷輥壓下量，可保證帶鋼表面清洗質量；也可根據(jù)帶鋼寬窄規(guī)格交替使用刷輥。該連退機組的清洗段設計有12根刷輥，清洗能力較大。根據(jù)實際測試，在合理的刷輥壓下量下，8-10根刷輥就可以達到清洗效果，還可減少刷毛的不必要磨損浪費。如果生產汽車板，則需投入全部刷輥，以保證其產品質量，避免較寬汽車板邊部清洗不凈的現(xiàn)象。

2.1.2 開發(fā)循環(huán)罐自動放水系統(tǒng)，整改清洗液過濾系統(tǒng)，提高清洗液潔凈度

清洗液的潔凈度對清洗效果有最直接的影響，之前為外排清洗液中底部沉積的淤泥和殘鐵等，需手動打開排放閥，存在排放閥口小容易被淤泥堵住，操作忘記排放等問題。通過增加電磁閥和相關管路，自主編制程序，實現(xiàn)循環(huán)罐自動防水系統(tǒng)，減少了循環(huán)罐底部淤泥和殘鐵沉積，提高清洗液潔凈度。

2.2 減少爐輥和帶鋼相對摩擦導致碎屑附著輥面

全部爐輥進行速度匹配優(yōu)化。消除爐輥轉速匹配方面可能存在波動，避免造成爐內個別爐輥與板帶長期存在磨蹭導致造成涂層脫落和結瘤。同時定期對爐內張力計和爐輥電機速度匹配進行校正。

優(yōu)化爐內帶鋼張力和優(yōu)化各段張力梯度。優(yōu)化爐內帶鋼張力后，帶鋼與爐輥的打滑有一定的改善，有效減輕了爐輥結瘤，亮點有減輕的趨勢，但不能徹底根除。所以在增大爐區(qū)整體張力的同時，爐區(qū)各段的張力梯度也進行了優(yōu)化，保證各段張力的平滑過渡。

2.3 提高爐輥抗結瘤能力

優(yōu)化爐輥粗糙度分布：冷硬卷在加熱到退火溫度前強度很高，容易和爐輥產生打滑為結瘤提供原料，爐輥粗糙度越大越容易形成結瘤，粗糙度越小越容易打滑，而結瘤嚴重部位在爐輥的邊部，因此降低爐輥邊部的粗糙度，增加輥型部位的粗糙度，通過改善爐輥粗糙度可消除爐輥和帶鋼之間的滑動。

2.4 已結瘤爐輥的初期治理

為了避免爐輥結瘤的繼續(xù)惡化，在帶鋼和爐輥間人為制造速度差，使帶鋼在爐輥上打滑，以磨掉爐輥上的結瘤。采用帶鋼的中間規(guī)格（0.8-1.5mm厚度帶鋼）對均熱段、緩冷段和快冷段或其他“結瘤”的爐輥進行了在線爐輥修磨，將該區(qū)域爐輥分為5組，逐組爐輥在線清理，每組爐輥清理5min，設定的速度差為-12m/min，按以上方式循環(huán)修磨。實現(xiàn)了爐輥“結瘤”后的在線修磨改善后，使相當一部分產品的生產不至于受到停機的威脅。

3 結語

為了解決連退線爐輥結瘤缺陷，通過減少殘鐵和氧化鐵皮等異物進入爐內附著輥面；針對爐內氛圍異常，防止氧含量過高導致爐內襯板氧化掉落附著在輥面結瘤；針對爐輥和帶鋼相對摩擦導致碎屑，優(yōu)化全部爐輥速度匹配度，避免個別爐輥與板帶長期磨蹭導致結瘤；通過優(yōu)化爐輥粗糙度分布，優(yōu)化爐輥涂層成分等，來提高爐輥抗結瘤能力，實現(xiàn)結瘤爐輥的初期治理，進一步提高了冷軋汽車板進入更高層汽車廠家的實力。

作者簡介：

劉世偉（1985- ），男，工程師，河鋼邯鋼邯寶冷軋廠連退車間技術員。