粗軋粗磨工藝技術在高端鏡面裝飾用奧氏體不銹鋼產品生產中的應用

車長云

（天津太鋼天管不銹鋼有限公司，天津 300456）

在當今不銹鋼冷軋產品應用領域中，不銹鋼鏡面板已經成為高端裝飾用途的主打產品。不銹鋼鏡面板生產機理：在冷軋不銹鋼板材的基礎上，通過研磨液對不銹鋼表面進行研磨拋光，以消除表層鈍化層，使表面光線散射減弱，成像性提高，從而達到鏡面的效果。該產品廣泛應用于電梯、家電、衛浴、汽車裝飾條、產品LOGO設計、彩板等行業，具有美觀、經久耐用的優點[1]。

在當今鏡面產品研磨拋光設備、工藝成熟穩定的前提下，冷軋不銹鋼2B表面質量成為制約鏡面產品質量優良的決定性因素，而其中磨后鏡面表面的毛條、星點缺陷，又是典型的影響產品質量的因素。因此，改善冷軋不銹鋼2B表面質量，減少毛條、星點缺陷的發生，提升表面細膩程度，已經成為工藝技術改進的必然發展方向。

1 工藝流程設計

現有傳統的鏡面以冷軋不銹鋼為基礎，采用熱軋白皮NO.1板直軋的方式，通過二十輥軋機加之一定的變形量，轉變為冷軋硬態狀態，再經過退火酸洗工藝處理，最后經過調質平整、拉矯縱剪工序，完成2B表面狀態交庫。在現有技術工藝生產的條件下，2B成品鏡面研磨加工后出現毛條和星點缺陷的概率較高，加工后的8K鏡面產品只能用于普通裝飾板、結構件用途，無法滿足高端鏡面板質量需求。

本文闡述的工藝流程設計改變了傳統的熱軋白皮NO.1板直軋的方式。首先對NO.1板進行小變形量粗軋，然后采用修磨機組砂帶對帶鋼表面進行研磨處理，而后進行精軋生產，旨在去除表面煉鋼、熱軋雜質，降低粗糙度，進而提升成品鏡面質量。產品工藝流程如圖1所示。

圖1 產品工藝流程圖

2 粗軋粗磨工藝技術分析以及質量風險防范

2.1 粗軋粗磨工藝技術分析

粗軋粗磨工藝中的粗軋工藝采用兩道次、10%～15%的變形量進行軋制，工作輥表面粗糙度控制在0.3～0.5μm。粗軋軋制時，二十輥森吉米爾軋機一中間輥按照上輥橫向竄動值60mm、下輥橫向竄動值60 mm位置進行預設。軋制過程中全部投用一中間板型自動，后支撐齒條按照上平下凹進行預設，并按照目標曲線契合度進行手動調整，板型調整如表1所示。粗軋質量控制點應保證軋硬態板型平整，無明顯中間浪以及雙邊浪異常，以為下道修磨研磨工序提供板型質量保證。

表1 一中間、后支撐數值與粗軋硬態板型的對應性

修磨粗磨工藝采用3組磨頭同時投用的方式，砂帶全部選用80#粗糙度型號，按照衰減砂帶卷數、時間以及由粗到細的原則，進行磨頭砂帶工藝配比，將修磨研磨削量控制在0.010～0.015 mm，進而對表面的附著性或壓入性的缺陷進行磨削消除。最后通過調整磨頭電流壓力、導向輥傾斜值，以保證帶鋼表面研磨的均勻性[2]。單組修磨機工作運行示意圖如圖2所示。

圖2 單組修磨機工作運行示意圖

粗磨工藝的關鍵在于砂帶型號的選取以及不同修磨機之間砂帶的配比，再加以壓力電流進行適當調整。在實際生產過程中，經過反復的工藝摸索調試，形成最佳的配比參數組合，在保證不產生再生缺陷的前提下，可以達到消除表面缺陷的目的[3]。具體配比參數如表2、表3所示，工藝要求使用80#衰減砂帶，以符號S表示衰減，在線研磨1卷的砂帶標記為S1，以此類推。

表2 砂帶型號選取以及電流配比

表3 不同修磨機砂帶粗糙度配比

2.2 質量風險識別防范

在新工藝的投入使用過程中，必然會有質量波動和缺陷的產生，做好質量風險識別，制定防范措施也是必然之舉。

2.2.1 修磨痕

修磨痕是指在粗磨加工過程中，由于表面研磨不均勻，砂帶表層的砂礫組織在帶鋼表面產生劃傷紋路，此種紋路在粗磨后第二軋程軋制到出成品時均無法消除，從而遺留到成品表面而形成的質量缺陷。一般此類缺陷的產生原因分為兩種，一種是由于砂帶表面粗糙度過大，在帶鋼表面產生一定深度縱向紋路，經過60%～70%變形量無法軋制消除；另一種是在單機架磨頭研磨過程中，由于砂帶擺動不規律或砂帶邊部磨損較大，在研磨的帶鋼邊部產生波浪狀缺陷。修磨痕缺陷為評價粗磨工藝質量的關鍵影響因素，也是決定高端鏡面裝飾用不銹鋼產品表面質量的首要條件。

針對修磨痕缺陷，通過控制磨后帶鋼表面粗糙度值進行消除，并將帶鋼表面粗糙度值作為檢驗表面質量的主要標準。根據大量的實驗數據以及實物表面質量情況統計，將表面粗糙度值Ra≤0.5μm作為標準衡量參數。

2.2.2 擦劃傷

本研究所選用的粗軋粗磨工藝生產的原料為厚度范圍在4.0～6.0 mm的NO.1表面鋼卷，通過10%～15%的變形量軋制后，表面狀態變為硬態材，具有高強度的材料特性，無法通過修磨機組的校平輥完全改善板型，因此對粗軋板型要求十分嚴格。當鋼卷板型控制不良時，在修磨機組運行過程中，存在與鋼結構、主動輥發生擦劃傷缺陷的質量風險。擦劃傷缺陷一旦產生，因多數存在肌瘤形態，在后面精軋工序時無法完全消除，會導致成品質量不能滿足合格品標準。

2.2.3 異物壓入

修磨機組的托輥、導向輥以及脫脂段擠干輥均為海波龍橡膠材質，經過粗磨后的帶鋼表面溫度為40～50℃，在長時間生產運行過程中，膠輥表面存在磨損掉膠的問題，膠粒附著在帶鋼表面，卷取帶入鋼卷中，在精軋時產生異物壓入類缺陷。此外，如果帶鋼表面的修磨殘留物質處理不干凈，也會產生此類缺陷。

對于異物壓入的問題，機組應該通過將輥面狀態納入日常點檢項目、合理規劃更換周期、修磨機出口增加刮油條等措施，以保障設備平穩運行，降低產品質量風險。

3 實際使用效果分析

3.1 內部質量分析

應用粗軋粗磨工藝生產高端鏡面裝飾用產品生產以來，產品的投料命中率得到明顯改善，尤其是受帶鋼表面的線鱗、粗糙度影響的命中率改善效果更為明顯，具體數據如表4所示。

表4 常規投料與粗軋粗磨投料命中率對比 %

3.2 客戶使用情況調研

通過電話聯系、現場走訪等形式深入了解市場客戶的使用情況，全流程跟蹤用戶加工拋光效果，重點跟進市場客戶長期反饋的線鱗、砂眼、星點、粗糙等頑固性問題，經過客戶反復拋光驗證，并掌握終端客戶對產品的使用加工情況，使產品質量達到預期效果，滿足了客戶對技術的需求。

4 結語

采用粗軋粗磨工藝技術生產的高端裝飾用奧氏體不銹鋼產品為高溢價產品，可產生一定的經濟附加值。產品質量已通過公司內部質量檢驗、客戶加工質量檢驗、終端成品使用檢驗形成閉環的驗證，實現了技術成熟穩定、生產批量制造、市場客戶滿意認可的目的，最終使產品廣泛應用于電梯、家電、衛浴、汽車裝飾條、產品LOGO設計、彩板等行業。