2180mm酸轧机组带钢表面水印形成原因及控制_校军立.pdf

总第 328 期2023 年第 4 期HEBEI METALLUGYTotal No 3282023，Number 42 180 mm 酸轧机组带钢表面水印形成原因及控制校军立(河钢股份有限公司 运营管理部，河北 石家庄 050023)摘要:随着河钢集团邯钢公司产品转型升级，带钢表面质量要求越来越高，而轧后带钢表面水印则成为产线经济效益提升的制约。本文从热轧原料、轧辊表面质量、辊缝润滑、乳化液浓度、轧制策略、压下分配等工艺方面，系统地分析了邯钢 2 180 mm 酸轧机组带钢表面水印的形成原因，认为水印缺陷主要由带钢表面粗糙度均匀性太差、轧辊粗糙度在带钢表面不均匀复制所致。通过降低轧辊表面粗糙度，提升轧辊粗糙度 PC，降低 F5 机架压下率，提升末机架乳化液浓度，加强轧辊喷嘴检查，提高原料表面质量等措施，轧后带钢表面水印缺陷得到有效控制，为后序生产汽车外板创造了基础条件。关键词:酸轧;水印;不均匀润滑;乳化液;粗糙度;压下量中图分类号:TG335 5文献标志码:B文章编号:1006 5008(2023)04 0053 04doidoi:10 13630/j cnki 13 1172 2023 0412STST IP SUIP SU FACE WATEFACE WATE MAMA K FOK FO MATIONCAUSE AND CONTMATIONCAUSE AND CONT OL OFOL OF 2 1802 180 mm ACIDmm ACID OLLING MILL UNITOLLING MILL UNITXiao Junli(Operation Management Department of HBIS Co，Ltd，Shijiazhuang 050023，Hebei)AbstractAbstract:With the product transformation and upgrading of HBIS Group Hansteel Company，the surface qualityrequirements of strip are getting higher and higher，and the surface watermark of strip after rolling has becomea constraint for the improvement of economic benefits of production lines In this paper，the formation reasonsof strip surface watermark in Hansteel 2 180 mm acid rolling mill are systematically analyzed from the aspectsof hot rolling raw materials，roll surface quality，roll joint lubrication，emulsion concentration，rolling strategyand pressed distribution，and it is believed that the watermark defects are mainly caused by the poor uniformityof strip surface roughness and uneven replication of roll roughness on the strip surface By reducing thesurface roughness of the roll，improving the roughness PC of the roll，reducing the depression rate of the F5frame，increasing the concentration of the emulsion of the end frame，strengthening the inspection of the rollnozzle，and improving the surface quality of raw materials，the watermark defects of the strip surface afterrolling are effectively controlled，which creates basic conditions for the production of automotive outer platesin the post processKey wordsKey words:acid rolling;watermark;uneven lubrication;emulsions;roughness;reduction amount收稿日期:2022 12 27作者简介:校军立(1977 )，男，工程师，2000 年毕业于河北理工学院金属压力加工专业，现在河钢股份运营管理部工作，E mail:xiao-junli hbisco com0引言河钢集团邯钢公司 2 180 mm 五机架六辊冷连轧机组是一条国际先进水平的生产线，其核心设备引进于德国西马克公司，控制程序和控制软件引进于西门子，其中 F1 F4 机架采用光辊轧制，F5 机架采用毛化辊轧制。其轧机工艺流程见图 1。该条线自 2010 年 6 月份投产以来，产生了良好的经济效益，随着邯钢产品转型升级，带钢表面质量要求越来越高，因此很多长期存在的质量问题成为制约产线经济效益的重要因素，其中轧后带钢表面水印就是其中之一。35总第 328 期HEBEI METALLUGY图 1邯钢 2 180 mm 冷连轧酸轧机组轧机工艺布局Fig 1Process layout of Hansteel 2 180 mm cold continuous acid rolling mill1水印缺陷形貌水印缺陷是指在酸轧成品带钢表面沿轧制方向出现无规则的像水流经过留下的印迹一样的缺陷，在肉眼正光状态下不易观察，但侧光状态下可见，厚规格产品缺陷比薄规格更加明显，如图2 所示。2水印缺陷形成原因水印缺陷表面看是带钢表面的一种色差，通过对水印缺陷表面进行粗糙度测量和电镜扫描发现，存在水印的带钢表面粗糙度要比没有水印处低 0 03 02 m。但电镜扫描结果并无组织上的区别，见图3。图 2带钢表面水印宏观形貌Fig 2Macrotopography of strip surface watermark图 3含有水印的带钢电镜扫描组织Fig 3Electron microscopy scanning tissue of steel with watermark2 1热轧原料的影响选取普材同规格 1 0 mm 1 500 mm 的带钢SPCC 和 HC420/780DP，在同一轧制规程下进行测试，发现 SPCC 钢轧制前后表面质量变化不大，但是双向钢的水印缺陷相对较深，见图 4，说明水印缺陷和原料钢种关系较大。图 4不同带钢的水印缺陷宏观形貌Fig 4Morphology of watermark defects of different bars45河北冶金2023 年第 4 期2 2轧辊表面粗糙度和轧制公里数的影响选取 F5 机架中粗糙度分别为 3 5 m 和2 75 m的毛化工作辊进行测试，发现粗糙度越高的轧辊，水印缺陷越严重。新辊刚上机时水印缺陷较严重，随着轧制公里数的延长，水印缺陷逐渐减轻直至消失，且水印缺陷处与没有水印缺陷处的粗糙度差异逐渐缩小，如图 5 所示。图 5带钢表面粗糙度随轧辊公里数的变化Fig 5Changes in strip surfaceroughness with the number of roll kilometers2 3乳化液浓度和辊缝润滑的影响F1 F4 机架乳化液浓度对水印缺陷的影响不明显，但是 F5 机架的乳化液浓度对水印缺陷有明显影响。乳化液浓度直接影响辊缝的润滑效果，浓度越大，水印缺陷越轻，说明辊缝润滑效果越好。2 4F5 压下规程的影响由于 F5 机架采用毛化辊，对带钢表面粗糙度影响较大，因此当 F5 机架压下率增加时，带钢表面粗糙度也相应增加，均匀性越差，水印缺陷越严重。3水印缺陷的控制由于水印缺陷主要由带钢表面粗糙度均匀性太差、轧辊粗糙度在带钢表面不均匀复制所致，因此要消除水印缺陷，就必须减小带钢表面粗糙度的不均匀性，提高辊缝润滑效果，防止出现轧辊不均匀磨损。3 1轧辊粗糙度方面的优化研究表明，冷轧带钢表面粗糙度的衰减与上机公里数有很大关系，刚上机的轧辊表面粗糙度衰减速度非常快，轧制 20 km 后基本稳定，如图 6 所示。另外，带钢表面的粗糙度波动也比较大，因此一方面将酸轧 F5 机架毛化辊粗糙度由 3 5 m 降为3 0 m，另一方面对 F5 工作辊表面镀铬，这样可有效缓减轧辊表面粗糙度的衰减速度。此外，通过改变传统毛化方式，利用多次打毛消峰的方法(图 7)，可以改善轧辊表面形貌，将轧辊PC 值提升至90/cm 以上，提高轧辊磨损的均匀性。图 6轧辊表面摩擦系数与轧制公里数的关系Fig6The relationship between the friction coefficientof the roll surface and the number of rolling kilometers图 7毛化床多次打磨消峰Fig 7The wool bed was polished for many times to eliminate peaks3 2轧制规程的优化研究表明，带钢表面粗糙度复制率与 F5 机架压下率有很大关系。由于酸轧联合机组中，前 4 个机架控制厚度压下量和凸度，F5 机架控制板形和表面粗糙度，因此适当降低 F5 机架的轧制力可有效降低成品带钢表面粗糙度的复制率，这样就降低了带钢表面粗糙度不均匀复制的程度，在一定程度上降低了带钢表面出现水印的可能性。当 F5 机架压下率由 3 0%减小到 1 5%以下时，除新上机轧辊第一卷外，其余带钢水印缺陷基本消除，如图 8 所示。3 3F5 机架喷嘴的清理与调整带钢表面水印产生的根本原因是带钢表面粗糙度的不均匀复制，因此需要改变机架间乳化液的不均匀喷射，以及辊缝间油膜厚度不均匀润滑，因此将 F5 机架负责辊缝润滑的喷嘴 E 列全部拆洗，并且对变形的乳化液喷梁进行纠正，确保乳化液能够准确喷射到辊缝之间。3 4乳化液润滑性能的提升酸轧联合机组 F1 F4 机架乳化液浓度为1 5%3 0%，而 F5 机架乳化液浓度只有 0 3%10%，润滑能力偏低，加之杂油含量的影响，真正的活性油含量更少，因此将乳化液流量提升至 0 5%55总第 328 期HEBEI METALLUGY1 5%，可有效提升 F5 机架的润滑性能。另外乳化液中增加乳化剂，提升润滑能力，增加辊缝间油膜厚度，减少轧辊表面与带钢表面的不均匀磨损，可有效降低带钢表面水印的产生。图 8F5 机架压下率 1 0%时带钢表面形貌Fig8Surface topography of strip steel when the F5 frame depression rate is 10%4结语采用降低轧辊表面粗糙度，提升轧辊粗糙度PC，降低 F5 机架压下率，提升末机架乳化液浓度，清理轧辊喷嘴堵塞物，提高热轧原料表面质量一系列手段，邯钢 2 180 mm 酸轧机组带钢表面水印缺陷基本解决，2021 年因水印缺陷降级品从每月300 t降到 30 t 以内，产品质量有效提升。参考文献 1傅作宝 冷轧薄钢板生产M 北京:冶金工业出版社，1996 2Oskor Pawelski，Wolfgang asp，Gerhard Martin Entsehung vonBandklebern bei Haubengegluhtem