冷轧薄板表面缺陷原因分析

冷轧薄板表面缺陷原因分析

于俊轩

宝钢集团新疆八一钢铁有限公司轧钢厂冷轧分厂 新疆乌鲁木齐 830022

摘要：随着人们生活水平的提高，汽车、家电等行业得到了长远的发展，市场对冷轧薄板的需求旺盛，同时对冷轧产品的级别、质量、成材率等方面的要求越来越高。表面缺陷的存在轻者影响产品的成材率，重者导致产品不合格，给企业带来巨大的经济损失。

关键词：冷轧薄板；表面缺陷；原因分析

引言

由于冷轧薄板产品本身要求高，所以对其表面质量、尺寸精度、板形及性能要求十分严格，再加上生产工序多时间长，因此，产生缺陷也较多。产生各种缺陷的原因是错综复杂的，其中有技术问题、操作问题、设备问题，也有原料问题。产品缺陷直接影响产品的质量和产量，为减少缺陷，必须探索其产生原因，并找出消除措施。

1.浪形

所谓浪形是指带钢纵向呈起伏的波浪，浪形产生的机理是沿带钢横向断面延仲不相等所造成的。浪形产生较多的是带钢成品厚度小于1.0毫米以下者。

按浪形产生的部位不同可分为五种：①一边浪形；②两边浪形；③中间浪形；

④周期浪形；⑤二类浪形。下面分别叙述

1.1一边浪形

一边浪形是寸旨带钢的一侧产生的浪形，其产生原因是：

①原料厚度呈一边厚一边薄现象，在轧制过程中较厚的一边压下量大，延伸大；

②在轧制时一，两侧压下量调整不当；

③工作辊研磨质量不好，使轧辊曲线顶点不在辊身长度的中心位置，或因支持辊研磨产生锥度；

④冷却剂（乳化液）流量分布不均，或一侧乳化液喷嘴堵塞，使轧辊两侧乳化液不均，导致轧辊两侧凸度变化不同；

⑤轧辊两侧散热条件不同，传动侧辊身热膨胀大于非传动侧；

⑥平整时，辊身一侧有油；

⑦带钢中心偏离轧辊中心线。

消除措施：

a ）严格控制原料厚度公差，尤其是横

向厚度公差应尽量小；

b）保证轧辊研磨质量和装配水平。

1.2两边浪形

两边浪形是指带钢和钢板两侧均有波浪，其产生原因如下：

①压下量过大，使轧辊受力弯曲和弹性压扁较大，造成带钢两侧压下量大，即延伸大。特别是成品道次，压下量过大更易产生两边浪形；

②各道次压下量分配不均，各道次轧制压力波动较大；

③1700轧机和平整机的支承辊使用时间太长，使支承辊中心磨损严重；

④刚换过的轧辊较凉，冷却剂流量大及辊型控制不好。

消除措施：

①合理分配压下量，遵守操作规程，定期更换支承辊，配好辊型。一般情况下，成品道次压下量应为5~15%。

②控制好辊型。在轧成品道次中，发现两边浪形时，在厚度公差允许情况下，可回轧和减少压下量，同时加大张力。但加大张力必须满足以下四个条件：a）不产生断带；b）卸卷后不产生雀窝缺陷；c）对热处理时的粘结不产生影响；d）使头尾张力值保持相同或变化不大，以防擦伤。

1.3中间浪形

中间浪形是指带钢（钢板）中部有波浪，其产生原因如下：

①轧辊曲线过大，带训中部延伸大于两侧；

②在轧辊曲线固定情况下，压下量过小；

③辊型控制不当、轧制速度过高、冷却剂流量不足等，使轧辊中心热膨胀大，即曲线增大。若轧薄带钢时，出现中间浪形易断带，因为张力全部集中在带钢两边之故；

④在平整机上，因轧辊有油，使中间延伸大；

⑤原料横向断面中间厚两边薄，若辊型控制不当，也会出现中间浪形。

消除措施：

①配好辊型，合理分布压下量，控制好辊型；

②当发现中间浪形时，在带钢厚度公差和轧制压力允许条件下，适当地增加压下量，轧制速度可稍低些。

1.4周期浪形

周期浪形是指波浪周期性出现，产生原因如下：

①在轧制薄带钢时，由于轧制速度升降不稳，或者张力控制系统不好使，造成带钢抖动；

②原料有周期性粘辊和勒辊的辊印；

③张力太小，使带钢拉不平；

④由于冷却不均使轧辊局部膨胀过大和支承辊有局部掉皮；

⑤在卷取机卷筒上有局部不平，带钢吸入不正；

⑥平整机轧辊局部有油，经过有油处的带钢延伸大。

消除措施：

①升降速度要稳而准，张力选择要适当，张力控制系统要灵敏可靠；

②原料无辊印，保持辊面清洁无油。

1.5二类浪形

在距带钢边部100-v200毫米处产生的浪形称二类浪形，这种缺陷多数是周期性的，其产生原因如下：

①因乳化液喷嘴堵塞而乳化液流量过小，使相应处轧辊热膨胀大；

②原料横断面在二类处厚度大于其它处；

③由于轧辊长期轧制某一宽度带钢，使轧辊在此宽度内磨损较大，若改轧宽规格带钢时，易产生二类浪形。

消除措施：

根据支承混使用时间，有计划地安排不同品种和规格的产品，注意原料横向厚度差。

2.带钢（钢板）的翘曲

所谓翘曲是指带钢中间呈凸形向上或向下鼓起，切成钢板时，四角向上翘起，称此为翘曲或瓢曲。翘曲出现于宽料和厚料，其产生原因如下：

①工作辊凸度太大，或在轧制时轧辊中间温度太高，使带钢中间延伸大于两边；

②由于某种原因压下量变小，产生带钢中心延伸大于两边；

③在采取工艺润滑轧制时，若中间喷油量大，那么带钢中间延伸大于两边；

④原料翘曲大，轧后不易消除；

⑤原料中间厚度大于两边，辊型控制不当，压下量分配不均。

消除措施：

①合理配置辊型，正确分配压下量；

②精心操作；

③原料横向厚度公差小。

浪形和翘曲这两种缺陷均属板形控制问题，在轧制中，当钢板中间延伸大于两边时，出现“中长”形，其结果在中间产生应力，如果此压应力足够大时就产生翘曲。“边长”形出现边部浪形。

保证良好板形，必须使延伸沿带钢宽度方向均匀相等，不均匀延伸是由沿钢板宽度方向不同的压缩而造成的。钢板内有不均匀延伸就会产生残余应力。因此，如果带钢横断面几何尺寸不相似，就产生形状应力，影响板形。要保持带钢横断面几何尺寸相似，轧辊凸度必与每道次压下量成比例地变化。在实际生产中，上述条件难以做到，但带钢内部允许有一定的形状应力，而不产生浪形和翘曲。带钢的厚度和宽度以及形状应力值，是决定是否出现浪形和翘曲的重要因素。冷轧厂由于设备不断改造，工人操作水平逐步提高，使浪形和翘曲这两种缺陷逐年下降。

3.除上述措施外，目前国内外广泛利用新技术和新型轧机来控制板形

3.1改变轧辊凸度，尤其是改变工作辊的凸度收到了良好的效果。液压弯辊是利用液压系统改变工作辊与支承辊之间的压力分布状态，从而改变工作辊凸度，使之适应带钢横断面形状，获得平直板形。但是由于弯辊力s（正或负）作用在辊颈上，存在一个根本缺点是凸度最大效应在辊颈上及轧辊的不受力部分。另外，工作辊轴承也增加了负荷，减少了寿命。同时这种控制系统对宽板轧机其效果不甚明一显。虽然如此，但在生产实践中，液压弯辊仍然得到了广泛的应用。

3.2将轧机的冷却系统和润滑系统分开，并安装改进后的冷却控制之麦置，用以控制轧辊的热凸度，从而获得良好的板形，但其效果缓慢，不适于迅速调整辊型。

3.3泰勒轧机能更好地控制工作辊力矩，改善挠度。它安装一个小直径工作辊，以利控制挠度。该轧机在低张力下轧制，根据带钢板形，通过控制力矩，便可改变工作辊的凸度（主要改变水平弯曲），从而改善板形。其板形平直度可达到拉仲矫直后的水平。与四辊轧机相比，可降低轧制压力，但是由于采用低张力轧制，使轧制压力相应增加。工作辊挠度检侧系统和力矩控制系统复杂不易掌握，使用小直径工作辊，轧制速度受到限制。

结语

冷轧钢板的表面缺陷是其生产过程中非常严重的质量问题，对钢板的外观和正常使用会造成比较大的负面影响，严重时会使产品成为残次品。本文对这些缺陷进行分类研究，并有针对性地采取一定的技术措施，有效的提高冷轧钢板的质量。

参考文献

[1]宋进英，赵远，陈连生等.冷轧板线状缺陷分析及成因分析[J].钢铁钒钦，2013, 34(3)：107-112.