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摘 要:钢铁工业的发展完善了我国社会经济结构,其中冷轧带钢工艺在钢铁制造中占据重要地位。本文首先分析了1250生产线带钢冷轧基料“起皮”的产生机理和原因,然后从基料弧度、轧制计划、环境设置和轧辊管理四个方面提出处理措施,进而提升冷轧基料质量。
关键词:冷轧基料;基料弧度;轧制计划;轧辊管理
前言:工业发展和技术更新的背景下,钢铁行业和工业对热轧生产线的要求逐渐提高,带钢质量评估和检验标准更加多元。由于制作过程中的技术不成熟等原因,带钢冷轧基料表面容易出现刮擦、划伤和粘连等情况,其中起皮问题最为严重。基于此,冷轧基料起皮问题应该得到重视。
一、冷轧基料“起皮”缺陷成因分析
(一)“起皮”产生机理
冷轧基料“起皮”是指的带钢表面出现鼓包和表皮脱落等现象,轻微情况表现为表皮出现小鼓包,类似起泡的结构;严重情况为表皮出现折叠、翘起和张开等形状。基料表现的形态与轧带钢板的质量和设置有着密切的联系[1]。一方面,带钢的横断面的凸度、楔形和局部高点等方面影响着基料形状。带钢横截面主要由中心厚度、工作侧面厚度和带钢传动侧面厚度决定,想要保证带钢正常参与工作,横截面传动和工作侧面的厚度要小于中心厚度。如果出现横截面中心厚度严重低于侧面运转厚度的情况,将造成冷轧基料表面严重变形。另一方面,横截面的理想状态是主要部分具有二次曲线的特征,局部高点为钢带横截面外部轮廓线中存在的突起位置。为保证横截面具有二次曲线的形状,企业需要注意轧辊缝隙形状对轧辊的影响。轧辊缝隙形成受到轧辊原始形状、轧辊受轧制力大小以及轧辊工作情况下温度变化三方面原因的影响。总体而言,防止冷轧表面起皮与带钢横截面联系密切,其中带钢横截面受到轧辊缝隙的影响。
(二)详细原因分析
以带钢横截面和轧辊管理为两个主要方向,分析轧制计划、轧辊工作环境和带钢横截面与冷轧起皮的具体关系,进而发掘冷轧起皮的具体原因。首先,带钢横截面形状的主要检验标准为凸度、楔形和局部高點。将起皮冷轧中带钢横截面与未起皮的进行比较分析,发现起皮冷轧的横截面凸度较小,楔形和局部高点明显偏大。由此,带钢横截面凸度、楔形和局部高点都能影响冷轧质量。其次,将起皮带钢的轧制计划与质量良好冷轧进行对比,发现起皮冷轧的轧制计划中对应的公里数较高,并发现带钢表面起皮面积的占比随着公里数的增加呈现上升趋势。所以,轧制计划的公里数与起皮现象关系密切。最后,检测轧辊的工作环境,发现在热度高的工作环境下,轧辊工作缝隙加大,变形严重,进而影响带钢横截面的二次曲线形状。为了发放冷轧表面起皮,需要控制轧辊运行时环境温度,保证轧辊均匀减少磨损。
二、冷轧基料“起皮”处理措施
(一)优化带钢横截面
为了实现冷轧基料起皮现象的良好控制,企业首先需要优化带钢横截面。一方面,在带钢生产过程中,企业需要增加横截面凸度,减少横截面楔形和局部高点数值。根据带钢横截面理想状态符合二次曲线的原理,推导出横截面凸度最佳数值为中心厚度减去侧面厚度综合的平均值,楔形数值为工作侧厚度与传动侧厚度差的绝对值。所以,制作带钢时,可以逐渐提高中心厚度数值,降低工作和传动侧厚度数值,同时尽量保证传动侧厚度和工作侧厚度相等。例如,原本参与冷轧的钢带中心厚度为0.05mm,工作侧厚度为0.03mm,传动侧厚度为0.04mm。为了降低起皮发生概率,工厂可以采用中心厚度为0.06mm,侧厚度均为0.03mm带钢。另一方面,可以根据冷轧基料的特点和用户的要求对冷轧基料进行优化,针对600-700mm宽度的冷轧采用0.03mm的凸度,对800-1030的冷轧采用0.05mm凸度。
(二)完善轧制计划
轧制计划与冷轧起皮的相关度较高,完善轧制计划,调整生产计划进度,是有效降低起皮发生概率的措施之一。一方面,从前文分析中可以看出,轧制计划中公里数对冷轧起作用效果最大。由此,工厂应该在换辊后就制定冷轧计划,避免非冷轧基料的轧制在冷轧基料前进行。同时工厂需要将原有周期公里数减小,对周期进行优化[2]。例如,周期公里数为56km时,冷轧基料发生起皮现象,工厂应该及时将周期公里数调整为54km。另一方面,为了保证冷轧基料制造的顺利进行,轧制计划制定时需要保证轧制从厚到薄,相邻轧制冷轧的厚度差小于4mm,大于1mm,最佳厚度为2mm左右;还保证宽度到窄的变化,宽度差距小于100mm,其中相差50mm的不同规格冷轧可视为同等宽度。
(三)环境设置
运行温度和环境能够影响轧辊缝隙和轧辊形状变化,随着受热温度越高轧辊的变形越严重,进而增加冷轧基料起皮概率,所以,企业应该控制轧辊的运转环境,降低温度。一方面,工厂可以利用水对精轧机组进行冷却处理,设置轧辊冷却水系统,系统可以对轧辊工作温度进行测量,当温度过高时,系统将对机组进行喷洒降温,当温度降低时系统自动停止工作。工厂可以根据轧辊多次的运行状态调整系统水压。例如,采用冷却水后仍然发生起皮状况时,工厂可以将原有0.6MPa的水压提升到0.8MPa,将原有F1-F4的冷却水嘴更换成大开口度水嘴。另一方面,工厂需要保证轧辊冷却水水温、冷却水嘴和切水板等设备工作时不影响冷轧基料制造的其他流程。总而言之,采用冷却水系统控制轧辊运行温度能够减小轧辊不均匀摩擦,进而消除横截面局部高点变化。
(四)轧辊管理体系完善
做好轧辊管理可以保证轧辊原始辊型需求,进一步规范冷却制度,确保磨削精度符合标准,加大轧辊表面质量检查力度,确保磨削后的辊型满足质量要求。完善轧辊验收工作,详细测量轧辊底径、孔径为外径尺寸,掌握轧辊宽度情况,使用样板对轧辊的孔型进行测量,得出标准孔型尺寸;检查轧辊表面的粗糙程度和内外圆的同轴度,查看轧辊外观是否保持完好,可以应用硬度计对轧辊硬度进行检测;根据轧辊的标记情况,查看被检测的轧辊标记是否完整,检测后按照规格分类,依照次序摆放轧辊;做好轧辊档案记载工作,新检查验收的轧辊,需要使用电笔在轧辊表面刻写编号,并建立档案卡,做好台账记载工作,实现轧辊档案精细化管理。
结论:总而言之,本文以冷轧基料作为研究对象,分析1250热轧带钢冷轧基料“起皮”现象的成因,针对问题所在寻找解决措施,通过优化带钢横截面,进一步完善轧制计划,加强环境设置,推动科学轧辊管理,降低生产成本,提高企业经济效益,实现利益最大化。
参考文献:
[1]林辉,周景如.热轧薄板厂冷轧基料系列开轧及集约化生产工艺研究[J].能源研究与管理,2018(02):103-105.
[2]闫文凯,俞飞.冷轧基料酸洗后表面黑条纹原因分析[J].中国冶金,2018,28(03):60-65.
作者简介:
赵明(1985-),男,籍贯:河北省泊头市,学历:大专,研究方向:热轧带钢生产.
关键词:冷轧基料;基料弧度;轧制计划;轧辊管理
前言:工业发展和技术更新的背景下,钢铁行业和工业对热轧生产线的要求逐渐提高,带钢质量评估和检验标准更加多元。由于制作过程中的技术不成熟等原因,带钢冷轧基料表面容易出现刮擦、划伤和粘连等情况,其中起皮问题最为严重。基于此,冷轧基料起皮问题应该得到重视。
一、冷轧基料“起皮”缺陷成因分析
(一)“起皮”产生机理
冷轧基料“起皮”是指的带钢表面出现鼓包和表皮脱落等现象,轻微情况表现为表皮出现小鼓包,类似起泡的结构;严重情况为表皮出现折叠、翘起和张开等形状。基料表现的形态与轧带钢板的质量和设置有着密切的联系[1]。一方面,带钢的横断面的凸度、楔形和局部高点等方面影响着基料形状。带钢横截面主要由中心厚度、工作侧面厚度和带钢传动侧面厚度决定,想要保证带钢正常参与工作,横截面传动和工作侧面的厚度要小于中心厚度。如果出现横截面中心厚度严重低于侧面运转厚度的情况,将造成冷轧基料表面严重变形。另一方面,横截面的理想状态是主要部分具有二次曲线的特征,局部高点为钢带横截面外部轮廓线中存在的突起位置。为保证横截面具有二次曲线的形状,企业需要注意轧辊缝隙形状对轧辊的影响。轧辊缝隙形成受到轧辊原始形状、轧辊受轧制力大小以及轧辊工作情况下温度变化三方面原因的影响。总体而言,防止冷轧表面起皮与带钢横截面联系密切,其中带钢横截面受到轧辊缝隙的影响。
(二)详细原因分析
以带钢横截面和轧辊管理为两个主要方向,分析轧制计划、轧辊工作环境和带钢横截面与冷轧起皮的具体关系,进而发掘冷轧起皮的具体原因。首先,带钢横截面形状的主要检验标准为凸度、楔形和局部高點。将起皮冷轧中带钢横截面与未起皮的进行比较分析,发现起皮冷轧的横截面凸度较小,楔形和局部高点明显偏大。由此,带钢横截面凸度、楔形和局部高点都能影响冷轧质量。其次,将起皮带钢的轧制计划与质量良好冷轧进行对比,发现起皮冷轧的轧制计划中对应的公里数较高,并发现带钢表面起皮面积的占比随着公里数的增加呈现上升趋势。所以,轧制计划的公里数与起皮现象关系密切。最后,检测轧辊的工作环境,发现在热度高的工作环境下,轧辊工作缝隙加大,变形严重,进而影响带钢横截面的二次曲线形状。为了发放冷轧表面起皮,需要控制轧辊运行时环境温度,保证轧辊均匀减少磨损。
二、冷轧基料“起皮”处理措施
(一)优化带钢横截面
为了实现冷轧基料起皮现象的良好控制,企业首先需要优化带钢横截面。一方面,在带钢生产过程中,企业需要增加横截面凸度,减少横截面楔形和局部高点数值。根据带钢横截面理想状态符合二次曲线的原理,推导出横截面凸度最佳数值为中心厚度减去侧面厚度综合的平均值,楔形数值为工作侧厚度与传动侧厚度差的绝对值。所以,制作带钢时,可以逐渐提高中心厚度数值,降低工作和传动侧厚度数值,同时尽量保证传动侧厚度和工作侧厚度相等。例如,原本参与冷轧的钢带中心厚度为0.05mm,工作侧厚度为0.03mm,传动侧厚度为0.04mm。为了降低起皮发生概率,工厂可以采用中心厚度为0.06mm,侧厚度均为0.03mm带钢。另一方面,可以根据冷轧基料的特点和用户的要求对冷轧基料进行优化,针对600-700mm宽度的冷轧采用0.03mm的凸度,对800-1030的冷轧采用0.05mm凸度。
(二)完善轧制计划
轧制计划与冷轧起皮的相关度较高,完善轧制计划,调整生产计划进度,是有效降低起皮发生概率的措施之一。一方面,从前文分析中可以看出,轧制计划中公里数对冷轧起作用效果最大。由此,工厂应该在换辊后就制定冷轧计划,避免非冷轧基料的轧制在冷轧基料前进行。同时工厂需要将原有周期公里数减小,对周期进行优化[2]。例如,周期公里数为56km时,冷轧基料发生起皮现象,工厂应该及时将周期公里数调整为54km。另一方面,为了保证冷轧基料制造的顺利进行,轧制计划制定时需要保证轧制从厚到薄,相邻轧制冷轧的厚度差小于4mm,大于1mm,最佳厚度为2mm左右;还保证宽度到窄的变化,宽度差距小于100mm,其中相差50mm的不同规格冷轧可视为同等宽度。
(三)环境设置
运行温度和环境能够影响轧辊缝隙和轧辊形状变化,随着受热温度越高轧辊的变形越严重,进而增加冷轧基料起皮概率,所以,企业应该控制轧辊的运转环境,降低温度。一方面,工厂可以利用水对精轧机组进行冷却处理,设置轧辊冷却水系统,系统可以对轧辊工作温度进行测量,当温度过高时,系统将对机组进行喷洒降温,当温度降低时系统自动停止工作。工厂可以根据轧辊多次的运行状态调整系统水压。例如,采用冷却水后仍然发生起皮状况时,工厂可以将原有0.6MPa的水压提升到0.8MPa,将原有F1-F4的冷却水嘴更换成大开口度水嘴。另一方面,工厂需要保证轧辊冷却水水温、冷却水嘴和切水板等设备工作时不影响冷轧基料制造的其他流程。总而言之,采用冷却水系统控制轧辊运行温度能够减小轧辊不均匀摩擦,进而消除横截面局部高点变化。
(四)轧辊管理体系完善
做好轧辊管理可以保证轧辊原始辊型需求,进一步规范冷却制度,确保磨削精度符合标准,加大轧辊表面质量检查力度,确保磨削后的辊型满足质量要求。完善轧辊验收工作,详细测量轧辊底径、孔径为外径尺寸,掌握轧辊宽度情况,使用样板对轧辊的孔型进行测量,得出标准孔型尺寸;检查轧辊表面的粗糙程度和内外圆的同轴度,查看轧辊外观是否保持完好,可以应用硬度计对轧辊硬度进行检测;根据轧辊的标记情况,查看被检测的轧辊标记是否完整,检测后按照规格分类,依照次序摆放轧辊;做好轧辊档案记载工作,新检查验收的轧辊,需要使用电笔在轧辊表面刻写编号,并建立档案卡,做好台账记载工作,实现轧辊档案精细化管理。
结论:总而言之,本文以冷轧基料作为研究对象,分析1250热轧带钢冷轧基料“起皮”现象的成因,针对问题所在寻找解决措施,通过优化带钢横截面,进一步完善轧制计划,加强环境设置,推动科学轧辊管理,降低生产成本,提高企业经济效益,实现利益最大化。
参考文献:
[1]林辉,周景如.热轧薄板厂冷轧基料系列开轧及集约化生产工艺研究[J].能源研究与管理,2018(02):103-105.
[2]闫文凯,俞飞.冷轧基料酸洗后表面黑条纹原因分析[J].中国冶金,2018,28(03):60-65.
作者简介:
赵明(1985-),男,籍贯:河北省泊头市,学历:大专,研究方向:热轧带钢生产.