冷軋連退爐爐輥結(jié)瘤形成原因和消除的關(guān)鍵技術(shù)研究

摘 要：研究了邯鋼冷軋2080mm連退爐爐輥結(jié)瘤的產(chǎn)生機理、結(jié)瘤成分和分布分析，找到目前導(dǎo)致結(jié)瘤的關(guān)鍵因素。減少殘鐵和氧化鐵皮等異物進入爐內(nèi)附著輥面；針對爐內(nèi)氛圍異常，防止氧含量過高導(dǎo)致爐內(nèi)襯板氧化掉落附著在輥面結(jié)瘤；針對爐輥和帶鋼相對摩擦導(dǎo)致碎屑，優(yōu)化全部爐輥速度匹配度，避免個別爐輥與板帶長期磨蹭導(dǎo)致結(jié)瘤；通過優(yōu)化爐輥粗糙度分布，優(yōu)化爐輥涂層成分等，來提高爐輥抗結(jié)瘤能力，實現(xiàn)結(jié)瘤爐輥的初期治理。

關(guān)鍵詞：連退爐輥結(jié)瘤；清洗后反射率；爐內(nèi)氧含量；爐內(nèi)露點

1 邯鋼連退線結(jié)瘤的產(chǎn)生機理和外在影響因素

2080mm連退線采用比利時公司設(shè)計的立式退火爐，按使用功能分段為預(yù)熱段、加熱段、均熱段、緩冷段、快冷段、過時效段、終冷段、水冷段。

連續(xù)退火爐爐輥結(jié)瘤主要有兩種機制：一種是高溫時，鋼板和爐輥在相互滑動下，發(fā)生機械摩擦作用，鋼板表面的氧化物、鐵屑等在爐輥表面粘結(jié)聚集形成的；另一種機制是由于輥子本身磨損氧化，爐輥表面的氧化物附著聚集形成的。

兩種結(jié)瘤機制，都經(jīng)歷了形成瘤核和聚集長大兩個過程。聚集長大是一個層層累積的過程，因此表現(xiàn)在瘤狀物的形貌上就出現(xiàn)了可以層層剝離的現(xiàn)象。當形成的瘤狀物與輥面發(fā)生輕微的熔融、擴散和合金化現(xiàn)象后，部分瘤狀物牢固粘附于輥面成為劃傷的危害物；另一部分瘤狀物熔融后脫落附著于帶鋼表面，成為所說的“亮點”缺陷。

通過對結(jié)瘤分布位置、結(jié)瘤形狀及成分推斷，輥面結(jié)瘤形成的主要原因是外來氧化鐵皮被帶入爐內(nèi)。首先在高溫狀態(tài)下，輥面局部粘附小片氧化鐵皮，隨著裝爐量增加，帶入爐內(nèi)的氧化鐵皮增加，在高溫近乎熱熔的柔軟狀態(tài)下輥面氧化鐵皮積累疊加，輥面結(jié)瘤逐步增大。在高溫狀態(tài)下，輥面粘結(jié)的層狀氧化鐵皮在鋼板的碾壓下，一層一層增加，而且越來越密實。此時，較厚的鋼板在高溫下被其自身重量壓出輥印，大量生產(chǎn)實踐也表明，在爐輥有結(jié)瘤的情況下，鋼板厚度在1.5mm以上，加熱溫度在800℃以上時易出現(xiàn)亮點缺陷，厚度越大，溫度越高的鋼板出現(xiàn)的亮點越多、越深，例如厚度2.0mm的DC04容易產(chǎn)生亮點。

2 連退線結(jié)瘤治理的技術(shù)方案制定及實施

2.1 優(yōu)化連退清洗段清洗殘鐵效果

2.1.1 優(yōu)化刷輥壓下量到最佳，解決問題刷輥更換難問題，提高刷洗殘鐵效果

經(jīng)試驗得到刷輥電流與壓下量的關(guān)系，壓下量達到5mm時，電機電流達到35A，電機正常。刷輥磨損后，刷毛端部呈現(xiàn)“W”或“M”形狀，導(dǎo)致帶鋼邊部清洗不凈，通過逐步加大刷輥壓下量，可保證帶鋼表面清洗質(zhì)量；也可根據(jù)帶鋼寬窄規(guī)格交替使用刷輥。該連退機組的清洗段設(shè)計有12根刷輥，清洗能力較大。根據(jù)實際測試，在合理的刷輥壓下量下，8-10根刷輥就可以達到清洗效果，還可減少刷毛的不必要磨損浪費。如果生產(chǎn)汽車板，則需投入全部刷輥，以保證其產(chǎn)品質(zhì)量，避免較寬汽車板邊部清洗不凈的現(xiàn)象。

2.1.2 開發(fā)循環(huán)罐自動放水系統(tǒng)，整改清洗液過濾系統(tǒng)，提高清洗液潔凈度

清洗液的潔凈度對清洗效果有最直接的影響，之前為外排清洗液中底部沉積的淤泥和殘鐵等，需手動打開排放閥，存在排放閥口小容易被淤泥堵住，操作忘記排放等問題。通過增加電磁閥和相關(guān)管路，自主編制程序，實現(xiàn)循環(huán)罐自動防水系統(tǒng)，減少了循環(huán)罐底部淤泥和殘鐵沉積，提高清洗液潔凈度。

2.2 減少爐輥和帶鋼相對摩擦導(dǎo)致碎屑附著輥面

全部爐輥進行速度匹配優(yōu)化。消除爐輥轉(zhuǎn)速匹配方面可能存在波動，避免造成爐內(nèi)個別爐輥與板帶長期存在磨蹭導(dǎo)致造成涂層脫落和結(jié)瘤。同時定期對爐內(nèi)張力計和爐輥電機速度匹配進行校正。

優(yōu)化爐內(nèi)帶鋼張力和優(yōu)化各段張力梯度。優(yōu)化爐內(nèi)帶鋼張力后，帶鋼與爐輥的打滑有一定的改善，有效減輕了爐輥結(jié)瘤，亮點有減輕的趨勢，但不能徹底根除。所以在增大爐區(qū)整體張力的同時，爐區(qū)各段的張力梯度也進行了優(yōu)化，保證各段張力的平滑過渡。

2.3 提高爐輥抗結(jié)瘤能力

優(yōu)化爐輥粗糙度分布：冷硬卷在加熱到退火溫度前強度很高，容易和爐輥產(chǎn)生打滑為結(jié)瘤提供原料，爐輥粗糙度越大越容易形成結(jié)瘤，粗糙度越小越容易打滑，而結(jié)瘤嚴重部位在爐輥的邊部，因此降低爐輥邊部的粗糙度，增加輥型部位的粗糙度，通過改善爐輥粗糙度可消除爐輥和帶鋼之間的滑動。

2.4 已結(jié)瘤爐輥的初期治理

為了避免爐輥結(jié)瘤的繼續(xù)惡化，在帶鋼和爐輥間人為制造速度差，使帶鋼在爐輥上打滑，以磨掉爐輥上的結(jié)瘤。采用帶鋼的中間規(guī)格（0.8-1.5mm厚度帶鋼）對均熱段、緩冷段和快冷段或其他“結(jié)瘤”的爐輥進行了在線爐輥修磨，將該區(qū)域爐輥分為5組，逐組爐輥在線清理，每組爐輥清理5min，設(shè)定的速度差為-12m/min，按以上方式循環(huán)修磨。實現(xiàn)了爐輥“結(jié)瘤”后的在線修磨改善后，使相當一部分產(chǎn)品的生產(chǎn)不至于受到停機的威脅。

3 結(jié)語

為了解決連退線爐輥結(jié)瘤缺陷，通過減少殘鐵和氧化鐵皮等異物進入爐內(nèi)附著輥面；針對爐內(nèi)氛圍異常，防止氧含量過高導(dǎo)致爐內(nèi)襯板氧化掉落附著在輥面結(jié)瘤；針對爐輥和帶鋼相對摩擦導(dǎo)致碎屑，優(yōu)化全部爐輥速度匹配度，避免個別爐輥與板帶長期磨蹭導(dǎo)致結(jié)瘤；通過優(yōu)化爐輥粗糙度分布，優(yōu)化爐輥涂層成分等，來提高爐輥抗結(jié)瘤能力，實現(xiàn)結(jié)瘤爐輥的初期治理，進一步提高了冷軋汽車板進入更高層汽車廠家的實力。

作者簡介：

劉世偉（1985- ），男，工程師，河鋼邯鋼邯寶冷軋廠連退車間技術(shù)員。