不銹鋼冷軋帶鋼短擦傷缺陷分析及改進措施

柳智杰， 段竹林， 梁敏諍

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠， 山西 太原 030002）

1 刮油器概述

山西太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠4～8號軋機由德國SMS-DEMAG公司設(shè)計制造，軋機出口、入口均設(shè)計有刮油器，每組刮油器由預(yù)刮油裝置及兩套氈輥刮油輥組成，用于在軋制中刮去帶鋼上的軋制油，以便把油保持在軋機里。刮油器結(jié)構(gòu)如圖1。

帶邊部吹掃的預(yù)刮油裝置，邊部帶吹掃噴嘴；獨立工作的預(yù)刮油由液壓缸調(diào)節(jié)，作為刮油系統(tǒng)的第一步來減少油量；邊部橡膠條放置在帶鋼表面上方（約1～2 mm），預(yù)刮油系統(tǒng)的下部由螺旋千斤頂調(diào)節(jié)[1]。

氈輥刮油輥設(shè)計為上/下盒式系統(tǒng)，可實現(xiàn)快速更換；輥子材質(zhì)一般為無紡布，輥子可以研磨補償，擦拭力由壓力控制。由于氈輥刮油輥材質(zhì)本身缺陷原因，導(dǎo)致帶鋼表面短擦傷缺陷頻繁，影響鋼帶表面質(zhì)量，嚴(yán)重制約產(chǎn)品質(zhì)量提升。本文以太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠實際生產(chǎn)情況詳細(xì)分析冷軋帶鋼表面短擦傷缺陷產(chǎn)生原因及改進措施。

圖1 SMS-DEMAG森吉米爾軋機刮油器結(jié)構(gòu)

2 帶鋼表面短擦傷缺陷特征

在檢查臺上開卷檢查帶鋼表面可以清晰觀察到短擦傷缺陷，缺陷特征：沿鋼帶縱向筆直、發(fā)亮劃痕，類似于用針在鋼帶上劃下一樣，有深度，長度約2～10 mm，沿整個帶鋼橫向隨機分布，無周期性，無規(guī)律性。如圖2所示。

圖2 帶鋼表面典型短擦傷缺陷

3 短擦傷缺陷原因分析

1）4～8號森吉米爾二十輥軋機牌坊兩側(cè)兩組刮油輥材質(zhì)為無紡布，硬度較低，在大壓力作用下，原料存在夾雜重皮等缺陷時，氈輥表面極易附著鐵屑，如圖3。由于刮油輥是自由輥，主要依靠輥面與帶鋼摩擦力帶動轉(zhuǎn)動，一旦軋制速度與刮油輥線速度不匹配，刮油輥表面就會與帶鋼表面發(fā)生相對滑動，導(dǎo)致帶鋼表面產(chǎn)生短擦傷[2]。

圖3 刮油輥表面鐵屑

2）兩組氈輥擦拭力由上部液壓缸壓力控制，液壓缸位于氈輥邊部位置，如下頁圖4。正常工作時，氈輥兩邊部受力較大，氈輥沿整個輥面會產(chǎn)生撓曲變形，具體示意圖見圖5。

生產(chǎn)薄料時，由于氈輥撓曲變形的存在，中間輥面凸度無法補償撓曲變形量時，中間部分同帶鋼的接觸不充分，產(chǎn)生相對滑動，刮油輥輥面存在鐵屑等雜物時，就會造成帶鋼表面短擦傷缺陷。

圖4 氈輥結(jié)構(gòu)

圖5 氈輥受力及撓曲變形示意圖

3）由于氈輥材質(zhì)為無紡布，耐磨性一般，在上輥液壓缸大壓力下（一般使用壓力為50 bar），刮油輥與帶鋼邊部接觸部分磨損較快，刮油輥邊部出現(xiàn)寬窄印，導(dǎo)致刮油輥兩邊部和中間部分產(chǎn)生輥徑差，機組軋制1 100 mm原料時，帶鋼邊部與刮油輥寬窄印處不能完全接觸，產(chǎn)生相對滑動，刮油輥輥面存在缺陷時，就會造成帶鋼表面短擦傷缺陷。如圖6。

圖6 氈輥邊部窄印

4）冷軋廠4～8號軋機設(shè)計最大軋制速度為800 m/min，刮油輥公稱直徑為200 mm，軋機以最大軋制速度生產(chǎn)時，刮油輥轉(zhuǎn)速達(dá)到1 274 r/min。部分刮油輥動平衡較差，高速轉(zhuǎn)動下，上刮油輥跳動厲害，導(dǎo)致輥面與帶鋼不能完全接觸，產(chǎn)生相對滑動，輥面存在鐵屑等雜物時，就會造成帶鋼表面短擦傷缺陷。

3 改進措施

針對上述帶鋼表面短擦傷缺陷產(chǎn)生的原因，采取了以下措施。

1）減小刮油輥使用壓力，提高刮油輥輥面硬度。為了提高刮油輥表面耐磨程度，減少輥面邊部寬窄印的產(chǎn)生以及鐵屑的壓入，將刮油輥使用壓力由50 bar調(diào)整至40bar，輥面硬度保證在邵氏A硬度95以上。

2）為了消除刮油輥跳動而造成的輥面與帶鋼接觸不良問題，新制及再修復(fù)刮油輥動平衡值小于50 g/800 r·min-1。

4號軋機現(xiàn)場試驗，刮油輥動平衡值小于50 g/800 r·min-1時，上刮油輥壓力波動約0.5 bar，隨著動平衡值增加，壓力波動逐漸增大。動平衡值為100 g/800 r·min-1時，上刮油輥壓力波動達(dá) 5 bar。

3）為了保證刮油輥在邊部液壓缸大壓力作用下，輥面各部分與帶鋼表面良好的接觸，新制及再修復(fù)刮油輥凸度保證在1 mm左右。

4）開發(fā)新軋制油擦拭技術(shù)，開發(fā)使用銅質(zhì)刮油輥。銅質(zhì)刮油輥鐵屑等雜物不易壓入，且表面光滑，粗糙度較氈輥低，表面附著的雜物易被軋制油沖掉，從源頭上徹底解決了帶鋼短擦傷問題。

4 改進效果

采用上述措施后，不銹鋼帶鋼表面的短擦傷得到明顯改善，提高了帶鋼表面質(zhì)量，同時提高了合同兌現(xiàn)率，樹立了良好的產(chǎn)品質(zhì)量形象。銅質(zhì)刮油輥現(xiàn)已在4號、6號軋機成功推廣使用，每月可減少刮油輥短擦不合卷至少10卷，此類不合卷一般降級銷售，每噸損失約1 000元，按每卷15 t計算，僅4號、6號軋機每年可減少損失180萬元。

同時，帶鋼表面短擦傷有效解決，生產(chǎn)效率也明顯提升，高等級料成品道次軋制速度由原來的150 m/min提升至目前的200～300 m/min，與競爭對手水平相當(dāng)。

5 結(jié)語

不銹鋼帶鋼表面短擦傷缺陷是由于氈輥刮油輥表面附著鐵屑等雜物，且刮油輥輥面與帶鋼表面發(fā)生相對滑動而產(chǎn)生的。其主要影響因素有刮油輥輥面硬度、凸度、刮油輥動平衡性能、刮油輥使用壓力。事實證明，針對上述幾點進行改進，同時開發(fā)新的軋制油擦拭技術(shù)，效果明顯，帶鋼短擦傷缺陷得到有效控制。