不銹鋼冷軋帶鋼短擦傷缺陷分析及改進措施

柳智杰， 段竹林， 梁敏諍

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠， 山西 太原 030002）

1 刮油器概述

山西太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠4～8號軋機由德國SMS-DEMAG公司設計制造，軋機出口、入口均設計有刮油器，每組刮油器由預刮油裝置及兩套氈輥刮油輥組成，用于在軋制中刮去帶鋼上的軋制油，以便把油保持在軋機里。刮油器結構如圖1。

帶邊部吹掃的預刮油裝置，邊部帶吹掃噴嘴；獨立工作的預刮油由液壓缸調節，作為刮油系統的第一步來減少油量；邊部橡膠條放置在帶鋼表面上方（約1～2 mm），預刮油系統的下部由螺旋千斤頂調節[1]。

氈輥刮油輥設計為上/下盒式系統，可實現快速更換；輥子材質一般為無紡布，輥子可以研磨補償，擦拭力由壓力控制。由于氈輥刮油輥材質本身缺陷原因，導致帶鋼表面短擦傷缺陷頻繁，影響鋼帶表面質量，嚴重制約產品質量提升。本文以太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠實際生產情況詳細分析冷軋帶鋼表面短擦傷缺陷產生原因及改進措施。

圖1 SMS-DEMAG森吉米爾軋機刮油器結構

2 帶鋼表面短擦傷缺陷特征

在檢查臺上開卷檢查帶鋼表面可以清晰觀察到短擦傷缺陷，缺陷特征：沿鋼帶縱向筆直、發亮劃痕，類似于用針在鋼帶上劃下一樣，有深度，長度約2～10 mm，沿整個帶鋼橫向隨機分布，無周期性，無規律性。如圖2所示。

圖2 帶鋼表面典型短擦傷缺陷

3 短擦傷缺陷原因分析

1）4～8號森吉米爾二十輥軋機牌坊兩側兩組刮油輥材質為無紡布，硬度較低，在大壓力作用下，原料存在夾雜重皮等缺陷時，氈輥表面極易附著鐵屑，如圖3。由于刮油輥是自由輥，主要依靠輥面與帶鋼摩擦力帶動轉動，一旦軋制速度與刮油輥線速度不匹配，刮油輥表面就會與帶鋼表面發生相對滑動，導致帶鋼表面產生短擦傷[2]。

圖3 刮油輥表面鐵屑

2）兩組氈輥擦拭力由上部液壓缸壓力控制，液壓缸位于氈輥邊部位置，如下頁圖4。正常工作時，氈輥兩邊部受力較大，氈輥沿整個輥面會產生撓曲變形，具體示意圖見圖5。

生產薄料時，由于氈輥撓曲變形的存在，中間輥面凸度無法補償撓曲變形量時，中間部分同帶鋼的接觸不充分，產生相對滑動，刮油輥輥面存在鐵屑等雜物時，就會造成帶鋼表面短擦傷缺陷。

圖4 氈輥結構

圖5 氈輥受力及撓曲變形示意圖

3）由于氈輥材質為無紡布，耐磨性一般，在上輥液壓缸大壓力下（一般使用壓力為50 bar），刮油輥與帶鋼邊部接觸部分磨損較快，刮油輥邊部出現寬窄印，導致刮油輥兩邊部和中間部分產生輥徑差，機組軋制1 100 mm原料時，帶鋼邊部與刮油輥寬窄印處不能完全接觸，產生相對滑動，刮油輥輥面存在缺陷時，就會造成帶鋼表面短擦傷缺陷。如圖6。

圖6 氈輥邊部窄印

4）冷軋廠4～8號軋機設計最大軋制速度為800 m/min，刮油輥公稱直徑為200 mm，軋機以最大軋制速度生產時，刮油輥轉速達到1 274 r/min。部分刮油輥動平衡較差，高速轉動下，上刮油輥跳動厲害，導致輥面與帶鋼不能完全接觸，產生相對滑動，輥面存在鐵屑等雜物時，就會造成帶鋼表面短擦傷缺陷。

3 改進措施

針對上述帶鋼表面短擦傷缺陷產生的原因，采取了以下措施。

1）減小刮油輥使用壓力，提高刮油輥輥面硬度。為了提高刮油輥表面耐磨程度，減少輥面邊部寬窄印的產生以及鐵屑的壓入，將刮油輥使用壓力由50 bar調整至40bar，輥面硬度保證在邵氏A硬度95以上。

2）為了消除刮油輥跳動而造成的輥面與帶鋼接觸不良問題，新制及再修復刮油輥動平衡值小于50 g/800 r·min-1。

4號軋機現場試驗，刮油輥動平衡值小于50 g/800 r·min-1時，上刮油輥壓力波動約0.5 bar，隨著動平衡值增加，壓力波動逐漸增大。動平衡值為100 g/800 r·min-1時，上刮油輥壓力波動達 5 bar。

3）為了保證刮油輥在邊部液壓缸大壓力作用下，輥面各部分與帶鋼表面良好的接觸，新制及再修復刮油輥凸度保證在1 mm左右。

4）開發新軋制油擦拭技術，開發使用銅質刮油輥。銅質刮油輥鐵屑等雜物不易壓入，且表面光滑，粗糙度較氈輥低，表面附著的雜物易被軋制油沖掉，從源頭上徹底解決了帶鋼短擦傷問題。

4 改進效果

采用上述措施后，不銹鋼帶鋼表面的短擦傷得到明顯改善，提高了帶鋼表面質量，同時提高了合同兌現率，樹立了良好的產品質量形象。銅質刮油輥現已在4號、6號軋機成功推廣使用，每月可減少刮油輥短擦不合卷至少10卷，此類不合卷一般降級銷售，每噸損失約1 000元，按每卷15 t計算，僅4號、6號軋機每年可減少損失180萬元。

同時，帶鋼表面短擦傷有效解決，生產效率也明顯提升，高等級料成品道次軋制速度由原來的150 m/min提升至目前的200～300 m/min，與競爭對手水平相當。

5 結語

不銹鋼帶鋼表面短擦傷缺陷是由于氈輥刮油輥表面附著鐵屑等雜物，且刮油輥輥面與帶鋼表面發生相對滑動而產生的。其主要影響因素有刮油輥輥面硬度、凸度、刮油輥動平衡性能、刮油輥使用壓力。事實證明，針對上述幾點進行改進，同時開發新的軋制油擦拭技術，效果明顯，帶鋼短擦傷缺陷得到有效控制。