不锈钢冷轧卷板形边中浪缺陷分析与控制策略研究

某不锈钢公司专注于生产冷轧不锈钢卷，拥有设计年产能达120万t的不锈钢冷轧卷高端生产线。该生产线是与西门子、奥钢联、法国DMS、ABB、中国一重等知名企业共同建设的，其中包括一条全连续无头轧制工艺的十八辊五机架冷连轧机组，其最高速度可达400m/min，代表着国内不锈钢冷连轧技术的最前沿；四台二十辊单轧机，其中三台为纯进口DMS轧机，一台由中国一重设计制造，最高轧制速度可达800m/min，属于国际最先进成熟的可逆式单轧机；两条200m/min的全连续退火酸洗、平整、拉矫作业线，采用国际最先进技术；以及精密带钢车间，配备清洗线、光亮退火线、纵切线、拉矫线等四条生产线，能完成脱脂、退火、精轧、分切、拉矫等工序，每年可生产3万t厚度0.15～0.8mm、宽度300～1250mm的精密带钢产品。不锈钢冷轧板带是一种广泛应用于建筑装饰、家电、汽车、食品等领域的高附加值产品。随着我国不锈钢产业的快速发展，对冷轧板带质量的要求越来越高。边、中浪缺陷是影响不锈钢冷轧板带产品质量的一个重要因素，因此减少边、中浪缺陷产生成为行业关注的焦点。本文通过对不锈钢冷轧边、中浪产生原因进行分析，提出了相应的控制措施，研究了消除边、中浪涉及的设备运用，可为我国不锈钢冷轧产业提供一定的技术支持。边、中浪产生原因及改善方法不锈钢冷轧边、中浪一般分为三种类型：中浪、单边浪与双边浪。下面介绍十八辊连轧机产生边、中浪原因和改善方法。1.1单边浪产生原因：由于带钢单边压下大于中部和另一边压下，带钢边部的延伸大于中部的延伸而产生的缺陷。又分为传动侧边浪和操作侧边浪，操作侧边浪即操作侧压下较多导致操作侧起浪，传动侧边浪即传动侧压下较多导致传动侧起浪。常见单边浪缺陷照片如图1所示。

改善方法：单边浪主要通过调整支架倾斜进行改善，如支架轧制的板形操作侧有边浪则通过支架倾斜往传动侧方向调整可改善，支架轧制的板形传动侧有边浪则通过支架倾斜往操作侧方向调整可改善。1.2双边浪产生原因：由于双边压下大于中部压下，带钢的两边延伸都大于中部，残余应力过于突出导致双边波浪形成[1]，也称为“双耳现象”。常见双边浪缺陷照片如图2所示。改善方法：轧机的双边浪可通过弯辊和窜辊改善，当支架轧制的板形有双边浪时，通过支架弯辊力往正弯方向调整或机架上下窜辊同时向正方向调节可改善。1.3中浪产生原因：由于中部下压较多导致中部上下凹陷，带钢的中部延伸量过大，超过了两边而产生中浪。中浪缺陷照片如图3所示。改善方法：中浪可通过调整弯辊力的方向改善，当轧机支架轧制板形出现中浪时，机架弯辊力往负弯方向调整可改善。边、中浪的消除设备及其作用在轧机上未消除的边、中浪进入下一工序时，就要靠酸洗车间的拉矫机和平整机组以及纠偏来改善边、中浪问题。出现边、中浪后冷轧轧机、退火酸洗所采用的改善工艺操作有：弯辊、窜辊、拉矫机、平整机以及纠偏。其中弯辊、窜辊主要作用在轧机上，拉矫、平整机主要是在冷酸退火机组上。2.1弯辊系统弯辊液压控制系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油，通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。通过弯辊技术可以有效改变工作辊的辊缝凸度，消除板形偏差中的二次、四次分量，从而改善对称板形缺陷；弯辊力能够调整带钢凸度和平直度，是控制带钢平直度的重要手段。十八辊弯辊系统技术参数及控制照片如图4所示。2.2窜辊窜辊可以与弯辊系统配合使用，以控制带钢的平直度、凸度和板形。通过调整工作辊的窜动位置，可以有效减少边部波浪等板形缺陷的产生，提高产品质量。目前冷轧十八辊轧机每个支架采用一对窜辊，辊身一端采用两段锥度，一段锥度为0.1mm，二段锥度为2.6mm。窜辊技术参数和窜辊尺寸如图5所示。窜辊管理表如表1所示。2.3拉矫机拉矫机采用三组辊群，通过张力使钢带在上下偏心的辊群中弯曲拉伸，使得钢带具有一定的延伸率，通过拉伸弯曲矫直，可以部分消除带钢的边浪、中浪等浪形，以及C形弯曲和L形弯曲等弯曲形态。但是要注意每周调整拉矫机辊子的水平，因为在使用过程中辊子水平受力较大易致不水平，起不到矫直作用。冷轧冷退酸洗线的拉矫机结构如图6所示。2.4平整机平整机除了可改善带钢表面质量外，还可以消除屈服平台（冲压成型后，钢板在无外力作用下会因屈服平台的存在自动产生滑移，破坏原件形状精度，控制表面粗糙度；另外还能改善带钢的板形质量。平整机采用液压方式提供轧延力，轧延力工作范围在2000～10000kN。轧延机的工作辊直径约860mm，通过调整工作辊的凸度（目前在线平整辊子的凸度为上辊+0.18mm、下辊+0.15mm），可以有效控制板带的平坦度，减少边浪、中浪等板形缺陷的产生。平整机结构如图7所示。平整辊管理表如表2所示。2.5纠偏辊纠偏辊的作用包括纠正带钢跑偏，增大板面张力，使得带钢后期板形得到适当调整。2.6其他除了轧机和酸洗线上的直接原因外，冷轧板边、中浪问题还可能由多种因素共同作用而产生。其中，轧制过程中的参数控制不当，如轧制力度调整不科学、不合理，轧辊凸度过大，正弯辊力过大，以及轧制平整力过小等，均可能导致边、中浪缺陷的出现。此外，如果来料本身就存在严重的边、中浪问题，且在平整过程中轧辊曲线设置不当或弯辊斜度调整不合适，也会使得平整后的带钢出现双边或单边浪以及中浪。同时，人为因素也不容忽视，操作人员的技能欠缺同样是造成边、中浪问题的一个重要因素，因此提高操作工的技能水平显得尤为重要。三、结