冷軋毛化輥表面缺陷分析及改進(jìn)

姚建新

(邯鋼設(shè)備運(yùn)行保障公司 河北邯鄲 056015)

1 前言

邯鋼集團(tuán)某冷軋廠共有5條生產(chǎn)線，分別為1條酸軋線、2條連退線、2條鍍鋅線，是生產(chǎn)汽車板和家電板的重要生產(chǎn)基地，裝備檔次為國(guó)際一流水平。該廠自2010年投產(chǎn)以來(lái)，生產(chǎn)了大量?jī)?yōu)質(zhì)汽車板和家電板，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升。近年來(lái)，隨著產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高，邯鋼加強(qiáng)了與高端客戶的合作，同時(shí)對(duì)冷軋板帶的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量均提出了更高的要求。軋輥?zhàn)鳛榘鍘з|(zhì)量控制的重要一環(huán)，其毛化質(zhì)量對(duì)板帶軋制后的表面質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。

2017年12月，該廠毛化床大修后，軋輥經(jīng)毛化后出現(xiàn)無(wú)規(guī)律的亮斑等缺陷，嚴(yán)重影響了板帶表面質(zhì)量，生產(chǎn)組織極為被動(dòng)。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的技術(shù)攻關(guān)， 問(wèn)題得到解決。

2 原理

2.1 毛化床工作原理

該廠配有1臺(tái)英國(guó)沙克拉德電火花式毛化床。其功能為對(duì)一個(gè)預(yù)先磨削好的軋輥進(jìn)行表面毛化處理。在毛化過(guò)程中，電極與軋輥正在被毛化的部分浸泡在毛化液中，電極上通有正極性和負(fù)極性的脈沖直流電，軋輥的電勢(shì)為零，毛化液在通電時(shí)呈現(xiàn)電絕緣性能，通電后呈電導(dǎo)性，于是電極與軋輥之間存在一個(gè)脈沖電勢(shì)差，電機(jī)瞬時(shí)通電時(shí)與軋輥之間產(chǎn)生一個(gè)電火花，每個(gè)電火花在軋輥表面形成一個(gè)麻坑。脈沖電流連續(xù)電離狀態(tài)被破壞，不再有熱量產(chǎn)生，蒸發(fā)的軋輥以及電極表面的金屬隨著氣泡排出，同時(shí)熔化的金屬在麻坑附近重新凝固。在斷電時(shí)間內(nèi)電壓保持為零，蒸汽氣泡破裂，殘留物混入周圍的毛化液中，煙霧從毛化液池中排出，直到毛化液狀態(tài)穩(wěn)定后，繼續(xù)開(kāi)始下一個(gè)電火花周期[1]。

2.2 軋輥毛化優(yōu)越性

軋輥表面毛化使軋輥獲得更優(yōu)良的表面性能和更長(zhǎng)的使用周期。主要體現(xiàn)在以下方面：

1) 能提高軋輥與軋件咬合力，提高軋制速度；

2) 表面均勻粗糙度并不影響帶鋼表面光潔度，但能夠提高帶鋼的掛漆性能和拉伸性能；

3) 提供軋輥表面粗糙度，增加表面鍍鉻附著力，延長(zhǎng)換輥時(shí)間，有利于提高機(jī)組作業(yè)率。

隨著邯鋼板材客戶群檔次的提高，高端客戶對(duì)板帶表面質(zhì)量要求極為嚴(yán)格。而軋輥表面缺陷對(duì)于板帶就是放大性“復(fù)印”，一些肉眼可見(jiàn)的缺陷“復(fù)印”到板帶上可能造成明顯的表面質(zhì)量問(wèn)題，在O5板的生產(chǎn)中任何缺陷都是不允許的。因此對(duì)涉及軋輥表面的磨削、毛化和鍍鉻工藝均需嚴(yán)格把關(guān)，避免造成板帶質(zhì)量問(wèn)題。因此，軋輥毛化已經(jīng)成為軋輥上機(jī)前必不可少的一道工序。

2.3 毛化輥表面缺陷

毛化床大修后曾出現(xiàn)異常，表現(xiàn)在毛化的軋輥無(wú)規(guī)則地出現(xiàn)暗印、劃傷、亮斑、毛化不均等缺陷。

毛化輥表面質(zhì)量缺陷頻繁出現(xiàn)，既影響產(chǎn)品質(zhì)量，也影響正常生產(chǎn)節(jié)奏，技術(shù)攻關(guān)，迫在眉切。

3 原因分析與解決措施

3.1 缺陷分析

分析了毛化缺陷性狀；全面檢查了毛化床機(jī)械、電氣控制和毛化前軋輥的表面質(zhì)量。

3.1.1 毛化床方面

1)電極消耗不一致；

2)電極固定塊有裂痕；

3)發(fā)現(xiàn)電極電源板1A18的8A3通道擊穿，一直電流1.25A；1B5的8A3電流數(shù)值異常；

4)電極夾持器與底座之間沉積大量石墨液(圖1)。

圖1 電極夾持器表面石墨沉積

3.1.2 毛化前，發(fā)現(xiàn)軋輥表面有疑似亮斑。

3.2 原因分析

3.2.1 設(shè)備自身原因分析

1)電極損耗不一致。電極損耗不一致的主要原因應(yīng)為放電電流、電壓有差異。差異的來(lái)源可能為電源板的問(wèn)題，也可能是電極質(zhì)量問(wèn)題；

2)電極固定塊有裂痕，說(shuō)明備件質(zhì)量有問(wèn)題或已到壽命周期；

3)修復(fù)件電源板電流異常。出現(xiàn)異常可能原因是修復(fù)質(zhì)量，也有可能是毛化床運(yùn)行異常損壞導(dǎo)致電源板的損壞；

4)夾持器與電極底座之間進(jìn)石墨液，說(shuō)明密封不嚴(yán)，而密封不嚴(yán)的原因可能是夾持器安裝不到位形成縫隙，也有可能是夾持器密封損壞造成。

3.2.2 設(shè)備外部因素分析

1)對(duì)未毛化輥的疑似亮斑進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)可通過(guò)擦拭消除，說(shuō)明是殘留物形成的斑痕。

2)毛化過(guò)程發(fā)現(xiàn)疑似亮斑，可能原因一是毛化形成的亮斑，二是輥?zhàn)颖砻鏆埩粑铩?/p>

3.3毛化表面缺陷魚骨圖分析

毛化表面缺陷魚骨圖分析，如圖2。

圖2 毛化輥表面缺陷魚骨圖分析

可見(jiàn)電極、電源板、夾持器底座以及密封的備件質(zhì)量，電極的安裝質(zhì)量和毛化前軋輥的清潔質(zhì)量均可能產(chǎn)生表面質(zhì)量缺陷。

3.4 解決措施

從設(shè)備和工藝分述采取措施。

3.4.1 設(shè)備措施

1)更換電極品牌，采用沙克拉德原廠電極。

2)更換沙克拉德原廠的電極固定塊和加持器。

3)更換電流和電壓不正常的電源板，安裝質(zhì)量可靠的電源板。

4)全面檢查電極、夾持器及底座安裝質(zhì)量，清洗底座、更換密封、更換磨損、損壞的夾持器及底座。

3.4.2 工藝措施

加強(qiáng)軋輥毛化前的清潔，采用純棉抹布進(jìn)行擦拭，并涂上毛化液，保證軋輥毛化時(shí)無(wú)磨削液殘留。

3.4.3 其它措施

進(jìn)一步措施：

1)因電極仍然出現(xiàn)損耗不一致的問(wèn)題，懷疑伺服電機(jī)運(yùn)行參數(shù)有偏差，更換伺服電機(jī)；

2)毛化液更換周期也從60小時(shí)縮短到40小時(shí)；

3)縮短電極使用周期，及時(shí)更換電機(jī)，確保電極長(zhǎng)度一致；

4)所有連接件全部緊固一遍，確保無(wú)松動(dòng)。

4 效果

初步效果是劃傷現(xiàn)象基本消除，主要缺陷轉(zhuǎn)化為較小的亮斑、細(xì)小的麻坑和黑斑。毛化輥月合格率為88.7%，合格率仍然較低。

采取進(jìn)一步措施后，毛化床基本穩(wěn)定，合格率上升到95%，生產(chǎn)組織恢復(fù)穩(wěn)定。

此外，發(fā)現(xiàn)4種直徑在600mm以上的軋輥毛化合格率低于小輥徑合格率，平均為83.47%，5種直徑小于600mm的軋輥毛化合格率為91.74%。是否與輥徑有關(guān)尚不能定論。

5 結(jié)論

分析了軋輥毛化產(chǎn)生帶鋼表面缺陷的原因，對(duì)缺陷進(jìn)行了分類，并采取了相應(yīng)的對(duì)策。毛化缺陷主要有劃傷、亮斑、麻坑和黑斑等；產(chǎn)生的主要設(shè)備原因是電極質(zhì)量與設(shè)備及時(shí)維護(hù)；工藝原因是毛化液的純凈度及軋輥表面潔凈度等。