攀钢冷轧厂平整机组对冷轧板质量的影响.doc

攀钢冷轧厂平整机组对冷轧板质量的影响摘要：主要介绍攀钢冷轧厂冷轧带钢生产过程中的质量和控制存在的难点及质量控制课题的研究，研究出适合于不同钢种、规格的冷轧薄板的质量控制技术。关键词：平整 板形 质量 控制1. 引言平整机组是冷轧厂改善产品质量的最后一道工序。主要作用是改善带钢质量。提高带钢表面光洁度。冷轧带钢在经过罩式退火以后 ，还需要对带钢进行平整。平整机组负责给带钢施加较小的变形量( 一般为 0.530A) ，以消除屈服平台、改善力学性能，调整带钢板形及粗糙度等，最终提高冷轧板带的质量。工序产生的缺陷会在该工序集中显现出来，板形粘结等。另外，如果对平整机组控制不好，不仅会扩大前道工序带来的缺陷，而且会产生新的缺陷，如振动纹、平整斑等。因此，平整机组是冷轧带钢生产的关键机组，如何通过平整机组改善冷轧带钢的质量是一个重要的课题。 2. 带钢板形概述 带钢板形直观上是指带钢的翘曲程度，实质上是指带钢内部残余应力的分布。板形的好坏是指板带材横向各部位是否产生波浪或折皱，它取决于板带材沿宽度方向延伸是否均匀相等。2.1 带钢的板形分类2.1.1理想板形。理想板形应该是平坦的，内应力沿带钢宽度方向上均匀分布。当去除带钢所受外应力和纵切带钢时，带钢板形仍保持平直。2.1.2潜在板形。内部应力沿带钢的宽度方向上不均匀分布，但是带钢的内部应力足以抵制带钢平直度的改变。当去除带钢所受外力时，带钢板形仍保持平直。但当纵切带钢时，带钢板形发生不规则改变。2.1.3表观板形。带钢的内应力沿带钢的宽度方向上不均匀分布。同时，带钢的内应力不足以抵制带钢平直度的改变，结果局部区域发生了弹性翘曲变形。去除带钢所受外力和纵切带钢都会恶化带钢的表观板形。2.1.4混合板形。指带钢的各个部分板形形式不同，如带钢的一部分呈现潜在板形它部分呈现表观板形。2.1.5张力影响的板形。张力引起的内应力足够大可以将整体的(内部的和外部的)压应力减小到表观板形转变为潜在板形的水平，则张力影响的板形可能是平的。2.2 攀钢平整机组生产过程中板形的表现形式 单边浪、双边浪、中浪、肋浪（4|1处中浪）四种。如图1所示。序号种类名称缺陷形式图标主要特点各缺陷卷数 占有率1单边浪(单边延伸大,一边有浪层间朝一个方向错动.4831.72双边浪(双边延伸大,两边均带有浪形层间来回错动.4629.83中浪(中间延伸大.浪形较大,层间错动无规则.4126.6244/1处中浪(板层约4/1处延伸大,层间朝一个方向错动1912.34图 12.3 平整与粘结 冷轧带钢通过罩式炉退火后消除了因冷轧变形产生的硬化和内应力，使带钢具有良好的机械性能和光亮的表面，但是经过罩式退火的钢卷，在开卷时容易产生粘结纹，严重影响板面质量2.3.1 粘结产生的原因 粘结产生的机理罩式炉退火时，在一定的温度和应力作用下， 带钢发生层间局部焊合的现象，叫做粘结。在平整开卷时，由于粘结力的影响导致带钢不再沿钢卷切向打开， 而是产生一定弧度，粘结力的一部分成为使带 钢弯折的力。当粘结力的这一分力超过带钢屈服极限时，出现垂直于带钢轴向的弧形弯折。被粘结或粘连的钢卷在平整机中产生很高的开卷阻力，使得粘结处发生凸起变形或撕裂，形成粘结纹。如下图所示： 图2 粘结纹2.3.2 开卷速度对粘结的影响一般来说，在其他条件( 如卷取张力， 退火工艺等)一定的情况下，提高开卷张力可减小粘结的影响。因为，瞬间大变形时，带钢能够表现出较高的抗拉强度。因此，可以通过提高开卷机的开卷速度来获取瞬间大变形，来避免带钢表面平整时受力损伤，对减轻粘结纹有一定的作用。平整机改造， 经过优化，对平整机进行提速。在后续的跟踪中发现，因为板面粘结纹封闭的钢卷数量有所下降，并且在通常产生粘结的部位,部分没有出现粘结纹，取而代之的是一些不大的块状色差。如果对开卷速度控制不好，这些色差区域将是粘结纹产生的区域。因此，对平整机进行提速，寻求合理的开卷速度，在一定程度上是能够减轻或避免部分的粘结缺陷的产生。 2.3.2 开卷设备对粘结的影响在平整开卷机处增加防粘结辊的方法改善粘结。钢卷产生粘结后，由于粘结力的作用使开卷过程中的展开点偏离切点，如图3所示，并使展开角增大。由于展开角的影响，钢带的撕开力将远大于粘结点处的强度极限。加之开卷速度通常较大，此时的垂直于开卷切线方向的撕开速度也很高，因此将可能导致钢带的撕裂或折裂现象，对于薄带钢尤其如此。随着钢卷外径的减小，该角度将越来越大。以致在钢带粘结处出现较大范围的撕裂痕。 图 34. 平整与振动纹平整带钢表面振动纹缺陷是常见缺陷。振动纹在平整过的带钢表面及平整订购的支承辊表面表现为明暗交替、互相平行且沿轧制方向横向布置的条纹，如图4 图 4所示。这些条纹有的有手感， 有的无手感，对产品的使用影响较大。 4.1 振动纹产生的原因普遍认为振动纹的形成主要与生产中平整机的振动有关。特别是工作辊和支承辊的三维弯曲振动使得带钢上产生不同振幅的形状波和厚度波啪( 即水平振动波和垂直振动波)，这些形状波和厚度波相互叠加，产生的相位变化造成在带钢表面出现明暗条纹，即振动纹。4.2 减少振动纹的措施 4.2.1通过工艺设计，改善辊缝特性是减小平整机振动的根本措施。对于湿平整工艺，在保证产品表面形貌的要求的前提下，选择合适的平整润滑介质和平整工艺参数，对平整机的弯辊进行优化，都将对振动纹的改善产生积极的效果。 4.2.2通过平整机的速度控制，减少振动纹，即控制产生自激振速度范围。垂直振动不易改变，而水平振动和速度有关，因此研究水平振动和速度的匹配关系，优化垂直振动和水平振动的位相，可以有效地减少振动纹。 4.2.3对生产进行监控，通过数据分析，控制换辊周期提早预防振动纹的产生，一旦辊子出现振动迹象或者板面出现振动纹，立即换辊。 4.2.4提高来料的精度，如控制来料厚度的均匀性。 5. 平整与板形 板形缺陷一直是表面质量的主要问题，主要表现形式为边浪 、中浪 、 14浪 、复合浪和起筋等。随着操作工技术的熟练和设备的磨合，板形缺陷得到了一定的控制，但始终没有完全解决。因此，发挥平整机组的作用，可以较大程度的改善板形。 5.1 平整工序板形不良的原因来料板形不良因素平整原料是经过了短流程的连铸连轧、冷轧、罩式退火的产品。在经过了这几道工序后， 原料缺陷，如连铸拉坯产生的镰刀弯f 设备产生的缺陷，如热轧工作辊冷却水故障导致的14浪；以及生产操作产生的各种缺陷，如中浪，边浪等；板形缺陷在平整机组集中。一些严重的板形缺陷经过平整机以后无法获得较好的板形。 5.1.1 压痕 压痕虽然也为辊子所产生，但其表现与辊印有很大的区别。通常在板面上呈现为连续的带状，其宽度与压辊的长度相近，无手感；有些由于板面不洁造成的压痕擦拭后可以去除。来料板面的清洁度及辊面的清洁度较差、压辊的压力过大、来料带有斑迹等缺陷，很容易诱发压痕的产生。因此保证来料具有良好的表面清洁度、依据板厚及材质及时调整压辊的压力是避免压痕的有效途径。 5.1.2 擦伤 划伤 擦伤多发生于带钢的头部卷曲、尾部甩尾或中间停车时。通常呈“ 蝌蚪状” 或“猫抓状”的长条形，大多成排出现；划伤表现为在钢板表面呈现低于轧制面的沟状或线状缺陷，连续或断续分布于钢板的全部或局部。擦划伤的产生工序也比较好区分，冷轧时的擦、划伤，经罩式退火后由于伤痕中的油脂炭化而发暗发黑；而平整时的擦、划伤则较为光亮，因经过轧制，所以没有毛刺；未经拉矫机处理的擦、划伤光亮有毛刺，经矫直机处理的则与平整时相类似。擦伤主要是因钢卷层间错动而生产的，划伤主要是由于尖锐的机械物体或静止不动的硬物与板面磨擦而产生。确定为本机组所产生的缺陷后，擦伤主要检查开卷机张力是否恒定、恰当，有无急停、反卷情况。5.1.3 辊印硌痕 辊印表现为凸起或凹入，在带钢表面沿长度方向周期性出现，与工作辊圆周相吻合。硌痕的特点是带钢在一面凸起，而在另一面凹进，也是沿轧制方向周期性出现，虽然特征与辊印类似，但两者相对很好区分。因此保证良好的板面和辊面的清洁度是降低此类缺陷产生的有效手段。带钢表面产生辊印硌痕缺陷的原因： (1)凸起辊印是由于在冷轧或平整过程中工作辊有压痕造成的。 (2)凹入辊印是由于在冷轧或平整过程中工作辊粘有外来物造成的。 (3)铬痕是由于在生产过程中与带钢相接触的张力辊、夹送辊等辊子上粘结凸起的杂物引起。 5.2 平整机操作因素 一些操作工的质量意识不是很强，加之技能和经验的不足，直接导致在平整生产过程中无法适应平整机快速的生产，无法对相应的生产状况作出反应，调整生产设备，这样导致一批较轻的原料缺陷没有得到改善，更严重的是在生产中产生了新的板形缺陷。 5.3 平整设备因素 一些功能介质的波动，如平整液等，导致轧辊不 均匀变形，轧制力波动， 延伸率失控等，使得板形无法及时调整；轧辊轧制时间过长，辊面严重不均匀磨损，轧辊凸度降低太多；弯辊等设备调整无效； 这些都可能导致板形缺陷的产生。5.4 平整工序对板形改善的措施 ( 1 )建立完善的来料检查制度，发现问题逐级向上道工序反馈 ， 查找产生缺陷的原因，并及时整改。保证在最短的时间内解决出现的问题， 为下道工序提供合格的原料。 ( 2 )对能源介质进行监控，保证平整设备的正常运行； 对不同轧制时间后的工作辊和支撑辊凸度进行测量，确定不同板形适合的凸度范围。 ( 3 )做好人员的培训工作， 在不断提高技能和经验的同时， 提高质量意识，使每位员工参与全员质量管理，自发的进行 Qc活动， 为板形的改善提供可行办法或者技能经验。积极鼓励员工改进平整操作法，优化操作， 提出最佳操作法，提高带钢浪形控制能力。 ( 4 )对旧设备进行改造，添加一些新的监控系统，如板形仪，并且不断优化平整机板形仪目标曲线，提高薄规格板带板形控制能力使平整机在板形质量控制方面的提高。6.1 平整与清洁度 攀钢平整机采用的是干平整和湿平整两套系统湿平整系统用于轧制过程中冷却、清洗工作辊和平整板、调节板形，提高板形质量和工作辊的使用寿命。如果对平整系统控制不好，如吹扫系统问题，必然导致钢带表面仍然残留存在着大量平整液和污物，严重影响板面清洁度。结束语综上所述，作为冷轧带钢成品的关键工序，平整机组对冷轧带钢的质量有着较大影响。平整工序进行合理的现有设备改造，提倡最佳操作方法，制定并不断完善工艺制度，实施标准化作业，可以较大幅度的提高冷轧板带的质量。攀钢的平整机组从设备到制度等的逐渐完善，提高了平整机组的生产能力、控制手段，使攀钢冷轧板产品的质量更上一层楼。 参考文献1. 罗永忠、段向东、利泰攀钢冷轧厂平整机组工艺特点及应三届四次冷轧板带学术会以论文集。 2. 连家创、刘宏民、板厚板形控制。北京：兵器工业出版社，1995 3. 李虎兴、冷轧窄带钢生产。北京：冶金工业出版社，1993 4. 冶金部有色金属加工设计研究院 ，板带车间机械设备设