徐曉榮

(江蘇德龍鎳業(yè)有限公司)

由于家電、汽車、電子等行業(yè)的精密材用戶對帶鋼表面質(zhì)量要求日趨嚴格，同時也越來越注重帶鋼橫截面形狀的高精度，要求帶鋼橫截面為平滑的拋物線狀及較小的三點差，如圖1 所示。

鼓包缺陷是指冷軋板帶材在卷取過程中由于局部高點逐層累加而在鋼卷成卷后顯現(xiàn)，鋼帶開卷后產(chǎn)生附加小波浪、邊部摩擦痕跡，嚴重影響產(chǎn)品外觀及表面質(zhì)量。熱軋產(chǎn)品在冷軋過程中出現(xiàn)邊部鼓包問題，使卷形及表面質(zhì)量受到影響，冷軋產(chǎn)品必須降價銷售，同時精密材客戶質(zhì)量投訴多發(fā)。

1 熱軋板帶邊部局部高點現(xiàn)象

熱軋帶鋼橫截面邊部局部高點是指帶鋼邊部厚度比板寬中間區(qū)域厚，如圖2 所示即為熱軋典型鼓包截面形狀，由于熱軋帶鋼很界面邊部局部高點通常只是比板寬中間區(qū)域厚10～50um 左右，并且卷取后層與層之間存在間隙，所以在熱軋板帶成卷后無法用肉眼觀察到，經(jīng)過冷軋軋制后，因局部高點的積累，在鋼帶的外圈，用手觸摸有明顯凸出鋼，肉眼也能觀察到。通過對冷軋后帶鋼的觀察和實測，寬度上單邊、雙邊都有發(fā)生，通常為距離邊部50～150mm 的位置。

圖1 板帶理想截面形狀

圖2 典型邊部鼓包截面形狀

2 熱軋板帶邊部局部高點影響因素分析

熱軋精軋工作輥的工作環(huán)境惡劣，輥面溫度波動大，軋制力大，工作輥磨損尤為嚴重。一般把工作輥磨損分為中間較均勻磨損和邊部局部嚴重磨損兩部分。形成邊部局部嚴重磨損的主要原因是帶鋼邊部溫度低，金屬的變形抗力增大，同時帶鋼邊部金屬的橫線流動也加大了工作輥邊部的磨損，同時在此區(qū)域內(nèi)工作輥受到的帶鋼邊部對軋輥的切削作用應力狀況復雜，這些導致了邊部局部磨損的形成，導致工作輥出現(xiàn)不同程度的貓耳形磨損輥型，如圖3 所示。

帶鋼的橫截面形狀直接取決于精軋機有載輥縫，而工作輥輥縫又是由軋輥的原始輥型、熱膨脹、磨損、榨汁壓力、彎輥力以及竄輥位置決定的，其中軋制壓力在軋輥橫向上的分布直接影響了軋輥的磨損曲線。軋輥靠近板帶邊部的局部磨損則直接影響板帶邊部的局部高點，降低邊部局部磨損是改善熱軋邊部局部高點的主要方向。

2.1 原始輥型

輥型設計的目的就是通過確定合理的初始輥型曲線形狀，在軋制過程中利用輥型曲線一定程度上補償軋輥磨損等因素對帶鋼橫斷面形狀的不良影響，從而改善帶鋼斷面的形態(tài)。

初始輥型采用合適的負凸度對于抑制帶鋼邊部局部高點的高度是很有意義的。生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)適當提高軋輥原始凸度有助于補償邊部磨損。有文章認為，工作輥輥型采用余弦輥型曲線對邊部抑制局部高點的控制能力明顯好于普通負輥型，我們實際生產(chǎn)采用的原始輥型正弦-150 凸度，如圖4 所示。

圖3 精軋機工作輥磨損

圖4 軋輥原始輥型圖

2.2 軋輥熱膨脹

在熱軋軋制過程中，軋輥冷卻水持續(xù)冷卻輥面，但由于工作輥與高溫軋件直接接觸，熱傳導使工作輥在軋制過程中溫度顯著升高，由于帶鋼邊部與工作輥接觸處散熱高于中部，從而導致工作輥凸度增大。如果冷卻效果不好，提高了軋輥中部與邊部的溫差，這就有可能加劇軋輥邊部磨損嚴重區(qū)域與中部的輥縫差，進而促進邊部局部高點的形成。

2.3 軋輥磨損

生產(chǎn)實踐表面軋輥磨損影響帶鋼的橫截斷面形狀和邊部減薄。跟蹤軋輥下線冷卻后磨損曲線發(fā)現(xiàn)工作輥邊部局部磨損相對于中部磨損普遍多10～30um?？紤]工作輥的熱膨脹壓延過程中，實際偏差會更劇烈。由于軋件邊部相對冷卻硬度高的區(qū)域與工作輥的位置相對固定，對應軋輥該處的磨損集中累計，造成磨損程度差異越發(fā)明顯。

3 熱軋板帶邊部局部高點改善方法及效果

3.1 采用寬度混編

為了避免逆寬軋制，減少軋制單位內(nèi)同寬度的軋制塊數(shù)，降低狀局部磨損。實際生產(chǎn)中采取同一個輥單位內(nèi)5 尺材和4 尺材混合編排軋制的策略，4 尺材安排在5 尺材后面，以防止4 尺材作業(yè)時，處于輥單位后期軋輥嚴重磨損區(qū)域，同時必須控制軋輥軋制塊數(shù)。

3.2 控制軋輥冷卻水分布及水量

加強對軋輥冷卻水的管理，為滿足軋輥下線溫度≤70℃，必須保證工作輥冷卻效果。實際生產(chǎn)中精軋機工作輥冷卻水嘴型號進行優(yōu)化，增大軋輥中部冷卻水流量，減低軋輥的熱凸度。

3.3 加強精軋機工作輥邊部潤滑

為改善精軋工作輥邊部磨損，實際生產(chǎn)中變更了軋制油的噴射位置分布，油壓延在輥身噴射分布由以前均勻分布優(yōu)化為現(xiàn)在的嚴重磨損區(qū)域的集中噴射，該方案有效降低了工作輥邊部磨損情況，降低了邊部與輥身中間的磨損差異。

3.4 控制帶鋼的凸度及楔形

冷軋希望熱軋?zhí)峁┑臒彳埐木哂休^好的平直度及較小的截面凸度，這導致部分熱軋卷生產(chǎn)設定凸度很小。熱軋為實現(xiàn)較小的目標凸度，對精軋工作輥加大了彎輥力的設定，從而可能導致工作輥實際凸度為負，這更加劇了邊部鼓包的形成。同時，熱軋多功能凸度儀是檢測帶鋼凸度控制、控制板型的關(guān)鍵檢測設備，但是凸度儀工況惡劣，測量結(jié)果失真頻繁，嚴重影響帶鋼凸度及板型控制。精軋機前中間坯的楔形量過大影響了精軋帶鋼楔形的控制能力，可能產(chǎn)生單邊浪，并且對精軋工作輥兩側(cè)磨損差異產(chǎn)生很大的影響。

針對上述情況，在實際生產(chǎn)過程中，需要保證送入精軋機的中間坯較小的楔形，設定合適的板帶目標凸度避免工作輥實際凸度為負，從而達到減小工作輥邊部磨損的發(fā)生。

3.5 優(yōu)化工作輥竄輥策略

熱軋帶鋼由于邊部散熱相對較大，邊部溫度要比中間寬度低20～30℃，所以鋼帶邊部硬度相對較大，對工作輥邊部磨損較中間磨損要大。通過實際軋制過程中工作輥的竄動，減少對工作輥同一位置反復磨損導致磨損在局部位置累計，降低帶鋼邊部的局部高點發(fā)生。

一般來說，工作輥竄輥行程越大，對分散軋輥邊部嚴重磨損區(qū)域越有利。實際生產(chǎn)過程中，我們需要選擇合適的竄輥行程個步長，采用竄輥模式如圖5 所示。同時由于竄輥行程受軋程限制，在竄輥位置重新歸零時邊部鼓包發(fā)生率會明顯上升，于是在實際生產(chǎn)過程中，我們采用了新的竄輥模式，該竄輥模式對分散磨損有一定大改善效果。

圖5 精軋機竄輥模式

4 結(jié)語

（1）冷軋鼓包發(fā)生程度在工作輥使用后期增加明顯；

（2）冷軋鼓包卷的特點為帶鋼凸度過小甚至為負凸度，并且伴隨著楔形量過大；

（3）降低軋輥的局部磨損、控制帶鋼橫斷面凸度及楔形是改善帶鋼邊部鼓包的主要方向；

（4）采用寬度混編、加強工作輥中部冷卻、采取邊部潤滑軋制、設定制板帶合適的目標凸度及采用適當?shù)母Z輥策略，有助于降低帶鋼邊部鼓包的發(fā)生；

（5）冷軋在設備允許情況下，可優(yōu)先采用較厚原料生產(chǎn)冷軋帶鋼，這主要考慮熱軋厚料卷主要在輥單位前期作業(yè)，產(chǎn)生的局部高點較小。