對1250熱軋帶鋼冷軋基料“起皮”缺陷成因的分析及處理

摘 要：鋼鐵工業(yè)的發(fā)展完善了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，其中冷軋帶鋼工藝在鋼鐵制造中占據(jù)重要地位。本文首先分析了1250生產(chǎn)線帶鋼冷軋基料“起皮”的產(chǎn)生機(jī)理和原因，然后從基料弧度、軋制計(jì)劃、環(huán)境設(shè)置和軋輥管理四個(gè)方面提出處理措施，進(jìn)而提升冷軋基料質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：冷軋基料;基料弧度;軋制計(jì)劃;軋輥管理

前言：工業(yè)發(fā)展和技術(shù)更新的背景下，鋼鐵行業(yè)和工業(yè)對熱軋生產(chǎn)線的要求逐漸提高，帶鋼質(zhì)量評估和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)更加多元。由于制作過程中的技術(shù)不成熟等原因，帶鋼冷軋基料表面容易出現(xiàn)刮擦、劃傷和粘連等情況，其中起皮問題最為嚴(yán)重。基于此，冷軋基料起皮問題應(yīng)該得到重視。

一、冷軋基料“起皮”缺陷成因分析

（一）“起皮”產(chǎn)生機(jī)理

冷軋基料“起皮”是指的帶鋼表面出現(xiàn)鼓包和表皮脫落等現(xiàn)象，輕微情況表現(xiàn)為表皮出現(xiàn)小鼓包，類似起泡的結(jié)構(gòu);嚴(yán)重情況為表皮出現(xiàn)折疊、翹起和張開等形狀。基料表現(xiàn)的形態(tài)與軋帶鋼板的質(zhì)量和設(shè)置有著密切的聯(lián)系[1]。一方面，帶鋼的橫斷面的凸度、楔形和局部高點(diǎn)等方面影響著基料形狀。帶鋼橫截面主要由中心厚度、工作側(cè)面厚度和帶鋼傳動(dòng)側(cè)面厚度決定，想要保證帶鋼正常參與工作，橫截面?zhèn)鲃?dòng)和工作側(cè)面的厚度要小于中心厚度。如果出現(xiàn)橫截面中心厚度嚴(yán)重低于側(cè)面運(yùn)轉(zhuǎn)厚度的情況，將造成冷軋基料表面嚴(yán)重變形。另一方面，橫截面的理想狀態(tài)是主要部分具有二次曲線的特征，局部高點(diǎn)為鋼帶橫截面外部輪廓線中存在的突起位置。為保證橫截面具有二次曲線的形狀，企業(yè)需要注意軋輥縫隙形狀對軋輥的影響。軋輥縫隙形成受到軋輥原始形狀、軋輥受軋制力大小以及軋輥工作情況下溫度變化三方面原因的影響。總體而言，防止冷軋表面起皮與帶鋼橫截面聯(lián)系密切，其中帶鋼橫截面受到軋輥縫隙的影響。

（二）詳細(xì)原因分析

以帶鋼橫截面和軋輥管理為兩個(gè)主要方向，分析軋制計(jì)劃、軋輥工作環(huán)境和帶鋼橫截面與冷軋起皮的具體關(guān)系，進(jìn)而發(fā)掘冷軋起皮的具體原因。首先，帶鋼橫截面形狀的主要檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為凸度、楔形和局部高點(diǎn)。將起皮冷軋中帶鋼橫截面與未起皮的進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)起皮冷軋的橫截面凸度較小，楔形和局部高點(diǎn)明顯偏大。由此，帶鋼橫截面凸度、楔形和局部高點(diǎn)都能影響冷軋質(zhì)量。其次，將起皮帶鋼的軋制計(jì)劃與質(zhì)量良好冷軋進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)起皮冷軋的軋制計(jì)劃中對應(yīng)的公里數(shù)較高，并發(fā)現(xiàn)帶鋼表面起皮面積的占比隨著公里數(shù)的增加呈現(xiàn)上升趨勢。所以，軋制計(jì)劃的公里數(shù)與起皮現(xiàn)象關(guān)系密切。最后，檢測軋輥的工作環(huán)境，發(fā)現(xiàn)在熱度高的工作環(huán)境下，軋輥工作縫隙加大，變形嚴(yán)重，進(jìn)而影響帶鋼橫截面的二次曲線形狀。為了發(fā)放冷軋表面起皮，需要控制軋輥運(yùn)行時(shí)環(huán)境溫度，保證軋輥均勻減少磨損。

二、冷軋基料“起皮”處理措施

（一）優(yōu)化帶鋼橫截面

為了實(shí)現(xiàn)冷軋基料起皮現(xiàn)象的良好控制，企業(yè)首先需要優(yōu)化帶鋼橫截面。一方面，在帶鋼生產(chǎn)過程中，企業(yè)需要增加橫截面凸度，減少橫截面楔形和局部高點(diǎn)數(shù)值。根據(jù)帶鋼橫截面理想狀態(tài)符合二次曲線的原理，推導(dǎo)出橫截面凸度最佳數(shù)值為中心厚度減去側(cè)面厚度綜合的平均值，楔形數(shù)值為工作側(cè)厚度與傳動(dòng)側(cè)厚度差的絕對值。所以，制作帶鋼時(shí)，可以逐漸提高中心厚度數(shù)值，降低工作和傳動(dòng)側(cè)厚度數(shù)值，同時(shí)盡量保證傳動(dòng)側(cè)厚度和工作側(cè)厚度相等。例如，原本參與冷軋的鋼帶中心厚度為0.05mm，工作側(cè)厚度為0.03mm，傳動(dòng)側(cè)厚度為0.04mm。為了降低起皮發(fā)生概率，工廠可以采用中心厚度為0.06mm，側(cè)厚度均為0.03mm帶鋼。另一方面，可以根據(jù)冷軋基料的特點(diǎn)和用戶的要求對冷軋基料進(jìn)行優(yōu)化，針對600-700mm寬度的冷軋采用0.03mm的凸度，對800-1030的冷軋采用0.05mm凸度。

（二）完善軋制計(jì)劃

軋制計(jì)劃與冷軋起皮的相關(guān)度較高，完善軋制計(jì)劃，調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)度，是有效降低起皮發(fā)生概率的措施之一。一方面，從前文分析中可以看出，軋制計(jì)劃中公里數(shù)對冷軋起作用效果最大。由此，工廠應(yīng)該在換輥后就制定冷軋計(jì)劃，避免非冷軋基料的軋制在冷軋基料前進(jìn)行。同時(shí)工廠需要將原有周期公里數(shù)減小，對周期進(jìn)行優(yōu)化[2]。例如，周期公里數(shù)為56km時(shí)，冷軋基料發(fā)生起皮現(xiàn)象，工廠應(yīng)該及時(shí)將周期公里數(shù)調(diào)整為54km。另一方面，為了保證冷軋基料制造的順利進(jìn)行，軋制計(jì)劃制定時(shí)需要保證軋制從厚到薄，相鄰軋制冷軋的厚度差小于4mm，大于1mm，最佳厚度為2mm左右;還保證寬度到窄的變化，寬度差距小于100mm，其中相差50mm的不同規(guī)格冷軋可視為同等寬度。

（三）環(huán)境設(shè)置

運(yùn)行溫度和環(huán)境能夠影響軋輥縫隙和軋輥形狀變化，隨著受熱溫度越高軋輥的變形越嚴(yán)重，進(jìn)而增加冷軋基料起皮概率，所以，企業(yè)應(yīng)該控制軋輥的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，降低溫度。一方面，工廠可以利用水對精軋機(jī)組進(jìn)行冷卻處理，設(shè)置軋輥冷卻水系統(tǒng)，系統(tǒng)可以對軋輥工作溫度進(jìn)行測量，當(dāng)溫度過高時(shí)，系統(tǒng)將對機(jī)組進(jìn)行噴灑降溫，當(dāng)溫度降低時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停止工作。工廠可以根據(jù)軋輥多次的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整系統(tǒng)水壓。例如，采用冷卻水后仍然發(fā)生起皮狀況時(shí)，工廠可以將原有0.6MPa的水壓提升到0.8MPa，將原有F1-F4的冷卻水嘴更換成大開口度水嘴。另一方面，工廠需要保證軋輥冷卻水水溫、冷卻水嘴和切水板等設(shè)備工作時(shí)不影響冷軋基料制造的其他流程。總而言之，采用冷卻水系統(tǒng)控制軋輥運(yùn)行溫度能夠減小軋輥不均勻摩擦，進(jìn)而消除橫截面局部高點(diǎn)變化。

（四）軋輥管理體系完善

做好軋輥管理可以保證軋輥原始輥型需求，進(jìn)一步規(guī)范冷卻制度，確保磨削精度符合標(biāo)準(zhǔn)，加大軋輥表面質(zhì)量檢查力度，確保磨削后的輥型滿足質(zhì)量要求。完善軋輥驗(yàn)收工作，詳細(xì)測量軋輥底徑、孔徑為外徑尺寸，掌握軋輥寬度情況，使用樣板對軋輥的孔型進(jìn)行測量，得出標(biāo)準(zhǔn)孔型尺寸;檢查軋輥表面的粗糙程度和內(nèi)外圓的同軸度，查看軋輥外觀是否保持完好，可以應(yīng)用硬度計(jì)對軋輥硬度進(jìn)行檢測;根據(jù)軋輥的標(biāo)記情況，查看被檢測的軋輥標(biāo)記是否完整，檢測后按照規(guī)格分類，依照次序擺放軋輥;做好軋輥檔案記載工作，新檢查驗(yàn)收的軋輥，需要使用電筆在軋輥表面刻寫編號(hào)，并建立檔案卡，做好臺(tái)賬記載工作，實(shí)現(xiàn)軋輥檔案精細(xì)化管理。

結(jié)論：總而言之，本文以冷軋基料作為研究對象，分析1250熱軋帶鋼冷軋基料“起皮”現(xiàn)象的成因，針對問題所在尋找解決措施，通過優(yōu)化帶鋼橫截面，進(jìn)一步完善軋制計(jì)劃，加強(qiáng)環(huán)境設(shè)置，推動(dòng)科學(xué)軋輥管理，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)利益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]林輝，周景如.熱軋薄板廠冷軋基料系列開軋及集約化生產(chǎn)工藝研究[J].能源研究與管理，2018（02）：103-105.

[2]閆文凱，俞飛.冷軋基料酸洗后表面黑條紋原因分析[J].中國冶金，2018，28（03）：60-65.

作者簡介：

趙明（1985-），男，籍貫：河北省泊頭市，學(xué)歷：大專，研究方向：熱軋帶鋼生產(chǎn).