冷軋連退汽車外板的質(zhì)量控制

吳艷光

（邯鋼汽車家電板事業(yè)部，河北 邯鄲 056000）

冷軋連退汽車外板產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車的頂蓋、翼子板、后背門外板等關(guān)鍵部位，質(zhì)量要求很高。高端用戶要求外板產(chǎn)品表面必須“零缺陷”，生產(chǎn)難度極大。河鋼邯鋼集團(tuán)公司每年生產(chǎn)銷售汽車用FC 級(jí)及以上連退外板產(chǎn)品超過(guò)5 萬(wàn)噸。高質(zhì)量的產(chǎn)品是由人、機(jī)、料、法、環(huán)等要素的全部?jī)?yōu)化才能制造出來(lái)的，先進(jìn)的生產(chǎn)線僅可為提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量提供設(shè)備保障，人為因素、原料因素、工藝方法和環(huán)境因素更是不容忽視的。我們從連退汽車外板成材的每一道工序做起，追求精細(xì)生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)，重視質(zhì)量控制，F(xiàn)C 級(jí)連退汽車外板責(zé)任類質(zhì)量異議從未發(fā)生，受到了用戶的肯定，也為我們充分發(fā)揮大連退生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)，大幅提升高端汽車外板生產(chǎn)效率、交貨周期和供貨能力增強(qiáng)了信心。

1 冷軋階段

金屬冷板的軋制，是在上下軋輥的強(qiáng)大壓力作用下發(fā)生塑性變形并且冷作硬化的過(guò)程。冷軋是連退汽車外板的前道工序，設(shè)備復(fù)雜系數(shù)高，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。所有平直度和凸度超標(biāo)的冷軋普板均被判為板形缺陷。冷軋最常見(jiàn)的是板形缺陷有浪形、褶皺、瓢曲等。

1.1 浪形的種類

根據(jù)缺陷部位可分為邊浪、肋浪、中間浪、復(fù)合浪等。當(dāng)軋制后帶鋼的邊部延伸大于中部延伸就會(huì)出現(xiàn)邊浪。出現(xiàn)在一邊的稱為單邊浪，出現(xiàn)在二邊的稱為雙邊浪。當(dāng)帶鋼中部延伸大于邊部延伸就會(huì)出現(xiàn)的中部凸起，也就是中間浪。肋浪又稱之為四分之一浪，是出現(xiàn)在帶鋼橫向板寬約四分之一范圍內(nèi)的浪形。復(fù)合浪是指帶鋼中部與邊部同時(shí)出現(xiàn)浪形的情況。

1.2 浪形的原因分析

浪形形成的原因：一是熱軋?jiān)习宓陌逍尾涣蓟虬逋苟瘸瑯?biāo)，在冷軋時(shí)沒(méi)有完全消除；二是軋制時(shí)正彎輥力過(guò)大或過(guò)小，兩側(cè)軋制力不均勻，致使帶鋼局部的過(guò)度延伸；三是在軋制和穿帶時(shí)，軋機(jī)傾斜值調(diào)整過(guò)大；四是軋制局部過(guò)熱導(dǎo)致不均勻的熱膨脹形變；五是工作輥凸度過(guò)大或過(guò)小。還有可能是軋輥長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，磨損不均。

1.3 板形缺陷的質(zhì)量控制

綜上原因分析可知，造成板形缺陷的生產(chǎn)工藝因素主要是原料板形缺陷、彎輥力調(diào)整不當(dāng)、軋輥位置不正、軋輥不均勻磨損、軋輥預(yù)熱及冷卻不良等?？刹扇?duì)應(yīng)技術(shù)措施來(lái)消除缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)板形質(zhì)量的控制。

（1）原料板形控制。如果原料板形存在較大缺陷在冷軋過(guò)程很難彌補(bǔ)和矯正。必須加強(qiáng)對(duì)來(lái)料板形的檢測(cè)與控制，對(duì)于浪形高度大于25mm 的，應(yīng)退回上序，掐斷板形缺陷的源頭。

（2）軋輥凸度值控制。軋輥的實(shí)際輥縫決定了帶鋼軋制后橫斷面的厚度和形狀。平輥軋制的軋輥會(huì)在帶鋼的反作用力下產(chǎn)生一定彈性形變，形成中間開(kāi)口大、兩側(cè)開(kāi)口小的輥縫輥形。必然會(huì)形成中間厚、兩側(cè)薄的形態(tài)。因此，有必要采用帶有一定凸度的軋輥以減少軋制時(shí)可能發(fā)生的彈性形變。選擇工作輥原始輥型時(shí)，應(yīng)以正常生產(chǎn)條件下相對(duì)穩(wěn)定的輥身磨損、輥身溫度和軋輥軋制力作為基準(zhǔn)。以防因軋輥凸度選擇不當(dāng)而引起的軋件橫向竄動(dòng)。軋輥凸度值的確定，可參照以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中△D 為工作輥原始輥型；f1 為軋輥彈性變形；f2 為軋輥彈性壓扁；△D1 為軋輥熱凸度。

（2）軋輥熱凸度與軋輥的預(yù)熱控制。軋輥熱凸度是指輥身受熱膨脹后邊部與中部形成的體積變化差。生產(chǎn)實(shí)踐表明，軋制時(shí)輥身各部位溫度以及熱膨脹并不均勻。通常是軋輥中部溫度較高，兩端較低，從而使軋輥的中部與邊部直徑尺寸出現(xiàn)熱膨脹差。為了減少熱膨脹差的影響，保證軋輥熱凸度一致，需在軋制前對(duì)軋輥進(jìn)行預(yù)熱。一種方法是通過(guò)噴射乳化液來(lái)保證輥身各點(diǎn)溫度值基本均勻；二是制定合理的熱輥制度。在軋制速度為100～300m/s 條件下，應(yīng)保持預(yù)熱時(shí)間冬季不少于40min；夏季不少于20min。

（4）液壓彎輥的控制。軋制過(guò)程中，軋輥對(duì)軋件施加軋制力，同時(shí)軋件給予軋輥相應(yīng)的反作用力。軋制力越大，則軋輥彎曲變形越嚴(yán)重，帶鋼呈現(xiàn)出較為明顯的正凸度。此時(shí)則需要調(diào)節(jié)液壓彎輥對(duì)軋制時(shí)軋輥出現(xiàn)的彈性彎曲變形進(jìn)行補(bǔ)償。應(yīng)根據(jù)帶鋼浪形出現(xiàn)的位置調(diào)整彎輥量和改變輥縫形狀。比如出現(xiàn)雙邊浪缺陷時(shí)，可增大工作輥正彎輥量；出現(xiàn)中間浪時(shí)，則可適當(dāng)?shù)販p少正彎輥量。

（5）道次壓下率控制。調(diào)整壓下率是改變某道次軋制力的主要方式，由此便可改變軋輥的撓度。例如通過(guò)減小壓下率和軋輥實(shí)際撓度，可使帶鋼對(duì)稱邊浪得到改善。在壓下率分配時(shí)，各道次不應(yīng)完全相同?？紤]到第一道次前張力小，因而該道次壓下率不宜過(guò)大，以使熱軋來(lái)料板形得到較好調(diào)整；為了保證良好板形，并使軋機(jī)效能得到充分利用，在中間道次可適當(dāng)增大壓下率；末道次采用較小的壓下率。

2 連退階段

帶鋼薄板經(jīng)過(guò)冷軋，就是變脆變硬，稱為冷作硬化。為了改善其塑性和韌性、去除殘余應(yīng)力、均勻化學(xué)成分，以得到預(yù)期的物理性能，須對(duì)其進(jìn)行退火處理。連退就是連續(xù)退火，它取代了傳統(tǒng)的鋼卷入爐的罩式退火工藝，不僅提高了生產(chǎn)效率，還大大改善了冷軋板帶退火處理的均勻性。連退階段的質(zhì)量控制關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)有。

2.1 焊機(jī)

為保證退火生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，連退線焊機(jī)的作用首當(dāng)其沖。焊機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致?tīng)t區(qū)降速或者停車，直接影響汽車板內(nèi)部質(zhì)量的穩(wěn)定性及表面質(zhì)量。一方面對(duì)焊機(jī)焊接參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，總結(jié)最佳焊接參數(shù)，并對(duì)不同的鋼種及規(guī)格進(jìn)行分組設(shè)定，保證汽車板一次焊接成功率達(dá)到100%；另一方面利用檢修時(shí)間，對(duì)焊機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造優(yōu)化，改造焊機(jī)前導(dǎo)板長(zhǎng)度，優(yōu)化焊機(jī)夾送輥高度，改造月牙剪護(hù)板結(jié)構(gòu)等，大大減少了焊機(jī)設(shè)備事故，保證焊機(jī)時(shí)間，穩(wěn)定汽車板成品性能及提高汽車板表面質(zhì)量。

2.2 清洗

清洗段區(qū)域基板清洗不凈粘附鐵粉等是造成小黑點(diǎn)、白色色差、爐輥結(jié)瘤等缺陷的主要原因。為了保證汽車板表面質(zhì)量要求，一是通過(guò)分區(qū)控制噴淋/刷洗段和電解清洗堿液電導(dǎo)率。將堿液電導(dǎo)率目標(biāo)值由33mS提高到38mS，排放頻率由之前的15秒/1000秒提高到25秒/1000秒；二是優(yōu)化消泡劑管路系統(tǒng)，在達(dá)到消泡的目的同時(shí)，噸鋼堿液消耗降低了10%；三是增加反射率的測(cè)量頻次，保證反射率≥90%；四是及時(shí)更換電解段電極板，檢查電極板母排，避免清洗段出現(xiàn)電擊坑等缺陷，有效提升了基板清洗效果。

2.3 加熱爐

退火爐內(nèi)容易造成的表面質(zhì)量缺陷主要是帶鋼劃傷和麻點(diǎn)。密封輥、導(dǎo)輥、風(fēng)箱位置等是導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)帶鋼劃傷的主要原因。通過(guò)對(duì)爐區(qū)導(dǎo)輥、密封輥、風(fēng)箱位置進(jìn)行標(biāo)記，并且要求操作人員及爐區(qū)點(diǎn)檢人員每天進(jìn)行檢查并且反饋，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。優(yōu)化爐內(nèi)張力及爐區(qū)速度匹配，保證寬幅汽車板在爐膛內(nèi)不產(chǎn)生抖動(dòng)和跑偏現(xiàn)象，可以有效地降低爐內(nèi)劃傷缺陷的產(chǎn)生。

爐輥表面結(jié)瘤、粘附異物等是造成麻點(diǎn)缺陷的主要原因?？朔毕莸拇胧┲挥性黾迂?zé)任心，加密點(diǎn)檢頻次，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理。每周要對(duì)輻射管、風(fēng)機(jī)、換熱器等影響爐內(nèi)氛圍的設(shè)備和部件進(jìn)行測(cè)漏試驗(yàn)，保證爐內(nèi)氧含量、露點(diǎn)、爐壓等主要參數(shù)的穩(wěn)定性。對(duì)損壞的輻射管和結(jié)瘤嚴(yán)重的爐輥要及時(shí)更換，保證爐輥穩(wěn)定在最佳狀態(tài)，減少爐輥結(jié)瘤帶來(lái)的麻點(diǎn)缺陷。

2.4 平整機(jī)

為了使帶鋼獲得必要的性能和表面質(zhì)量，經(jīng)過(guò)連續(xù)退火后的帶鋼還需要平整。平整過(guò)程實(shí)質(zhì)是一種小壓下量的軋制變形。平整的效果，一是改善板形，使帶鋼表面更加平坦光潔。二是改善塑性，可消除屈服平臺(tái)，防止帶鋼在拉伸或深沖時(shí)出現(xiàn)滑移線。

（1）輥面輥印。為了減少平整機(jī)輥面產(chǎn)生的輥印缺陷，新輥上機(jī)前，要對(duì)輥面進(jìn)仔細(xì)檢查，為了方便操作人員平時(shí)對(duì)輥印等輥面狀態(tài)檢查，我們專門制作了一種非常方便的快速檢查輥面工具。

（2）擠干輥和吹掃裝置。平整機(jī)出口增設(shè)擠干輥裝置和吹掃裝置，保證板帶通過(guò)時(shí)附著水向板帶下方及兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，提升吹掃效果，避免板帶因滯留水漬而產(chǎn)生黃斑等缺陷，同時(shí)，通過(guò)更換噴嘴形式，避免了噴嘴堵塞，有效地解決邊部帶水。減少冷軋板在平整機(jī)出口平整液殘留缺陷的發(fā)生。

（3）烘干裝置。為提高平整機(jī)出口帶鋼表面干燥度，優(yōu)化平整機(jī)出口烘干裝置，定期對(duì)烘干機(jī)噴嘴及濾網(wǎng)進(jìn)行清理，最大程度保證冷軋板表面干燥。

2.5 檢測(cè)

連退汽車外板產(chǎn)品的幾何尺寸的主要是成品的寬度和厚度及其均勻性。我們建有高于國(guó)標(biāo)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，千方百計(jì)滿足客戶需求，連退車間測(cè)寬儀和測(cè)厚儀采用日檢查，周標(biāo)定措施，保證使用精度要求。

2.6 涂油

汽車板表面涂油均勻性是保證客戶后續(xù)使用關(guān)鍵因素，為保證涂油均勻性，我們注重對(duì)涂油油膜厚度的測(cè)定比對(duì)，堅(jiān)持對(duì)涂油機(jī)油箱雜質(zhì)的日常清理，有效保證成品的防銹性。

3 生產(chǎn)環(huán)境的清潔化

針對(duì)冷軋及連退生產(chǎn)線的設(shè)備現(xiàn)狀及工藝特點(diǎn)，我們嚴(yán)格執(zhí)行《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》，并建立產(chǎn)線灰塵及時(shí)清理制度，實(shí)施了廠房及產(chǎn)線通道線的清潔化控制，對(duì)廠房實(shí)施封閉處理，出口區(qū)域使用刮刀清理，減少和避免了污染物的產(chǎn)生，有效防止了因異物粘附導(dǎo)致的鋼板表面小黑點(diǎn)和小壓坑缺陷。凈化了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，保障了員工的身體健康。