不銹鋼冷軋卷板形邊中浪缺陷分析與控制策略研究

摘 要：不銹鋼冷軋卷是某公司的終端產(chǎn)品，廣泛運(yùn)用于制造電子、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，其質(zhì)量直接關(guān)系到客戶使用和市場(chǎng)口碑。鑒于此，分析了冷軋卷在軋鋼、冷退酸洗生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的邊、中浪缺陷類型及產(chǎn)生原因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防處理措施，旨在提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少客戶投訴，促進(jìn)公司可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：不銹鋼冷軋卷；邊、中浪缺陷；預(yù)防措施；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TG335.12" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2025）07-0078-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.07.020

0" " 引言

某不銹鋼公司專注于生產(chǎn)冷軋不銹鋼卷，擁有設(shè)計(jì)年產(chǎn)能達(dá)120萬(wàn)t的不銹鋼冷軋卷高端生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線是與西門(mén)子、奧鋼聯(lián)、法國(guó)DMS、ABB、中國(guó)一重等知名企業(yè)共同建設(shè)的，其中包括一條全連續(xù)無(wú)頭軋制工藝的十八輥五機(jī)架冷連軋機(jī)組，其最高速度可達(dá)400 m/min，代表著國(guó)內(nèi)不銹鋼冷連軋技術(shù)的最前沿；四臺(tái)二十輥單軋機(jī)，其中三臺(tái)為純進(jìn)口DMS軋機(jī)，一臺(tái)由中國(guó)一重設(shè)計(jì)制造，最高軋制速度可達(dá)800 m/min，屬于國(guó)際最先進(jìn)成熟的可逆式單軋機(jī)；兩條200 m/min的全連續(xù)退火酸洗、平整、拉矯作業(yè)線，采用國(guó)際最先進(jìn)技術(shù)；以及精密帶鋼車(chē)間，配備清洗線、光亮退火線、縱切線、拉矯線等四條生產(chǎn)線，能完成脫脂、退火、精軋、分切、拉矯等工序，每年可生產(chǎn)3萬(wàn)t厚度0.15～0.8 mm、寬度300～1 250 mm的精密帶鋼產(chǎn)品。不銹鋼冷軋板帶是一種廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、家電、汽車(chē)、食品等領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品。隨著我國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)冷軋板帶質(zhì)量的要求越來(lái)越高。邊、中浪缺陷是影響不銹鋼冷軋板帶產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要因素，因此減少邊、中浪缺陷產(chǎn)生成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)不銹鋼冷軋邊、中浪產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的控制措施，研究了消除邊、中浪涉及的設(shè)備運(yùn)用，可為我國(guó)不銹鋼冷軋產(chǎn)業(yè)提供一定的技術(shù)支持。

1" " 邊、中浪產(chǎn)生原因及改善方法

不銹鋼冷軋邊、中浪一般分為三種類型：中浪、單邊浪與雙邊浪。下面介紹十八輥連軋機(jī)產(chǎn)生邊、中浪原因和改善方法。

1.1" " 單邊浪

產(chǎn)生原因：由于帶鋼單邊壓下大于中部和另一邊壓下，帶鋼邊部的延伸大于中部的延伸而產(chǎn)生的缺陷。又分為傳動(dòng)側(cè)邊浪和操作側(cè)邊浪，操作側(cè)邊浪即操作側(cè)壓下較多導(dǎo)致操作側(cè)起浪，傳動(dòng)側(cè)邊浪即傳動(dòng)側(cè)壓下較多導(dǎo)致傳動(dòng)側(cè)起浪。常見(jiàn)單邊浪缺陷照片如圖1所示。

改善方法：?jiǎn)芜吚酥饕ㄟ^(guò)調(diào)整支架傾斜進(jìn)行改善，如支架軋制的板形操作側(cè)有邊浪則通過(guò)支架傾斜往傳動(dòng)側(cè)方向調(diào)整可改善，支架軋制的板形傳動(dòng)側(cè)有邊浪則通過(guò)支架傾斜往操作側(cè)方向調(diào)整可改善。

1.2" " 雙邊浪

產(chǎn)生原因：由于雙邊壓下大于中部壓下，帶鋼的兩邊延伸都大于中部，殘余應(yīng)力過(guò)于突出導(dǎo)致雙邊波浪形成[1]，也稱為“雙耳現(xiàn)象”。常見(jiàn)雙邊浪缺陷照片如圖2所示。

改善方法：軋機(jī)的雙邊浪可通過(guò)彎輥和竄輥改善，當(dāng)支架軋制的板形有雙邊浪時(shí)，通過(guò)支架彎輥力往正彎方向調(diào)整或機(jī)架上下竄輥同時(shí)向正方向調(diào)節(jié)可改善。

1.3" " 中浪

產(chǎn)生原因：由于中部下壓較多導(dǎo)致中部上下凹陷，帶鋼的中部延伸量過(guò)大，超過(guò)了兩邊而產(chǎn)生中浪。中浪缺陷照片如圖3所示。

改善方法：中浪可通過(guò)調(diào)整彎輥力的方向改善，當(dāng)軋機(jī)支架軋制板形出現(xiàn)中浪時(shí)，機(jī)架彎輥力往負(fù)彎方向調(diào)整可改善。

2" " 邊、中浪的消除設(shè)備及其作用

在軋機(jī)上未消除的邊、中浪進(jìn)入下一工序時(shí)，就要靠酸洗車(chē)間的拉矯機(jī)和平整機(jī)組以及糾偏來(lái)改善邊、中浪問(wèn)題。

出現(xiàn)邊、中浪后冷軋軋機(jī)、退火酸洗所采用的改善工藝操作有：彎輥、竄輥、拉矯機(jī)、平整機(jī)以及糾偏。其中彎輥、竄輥主要作用在軋機(jī)上，拉矯、平整機(jī)主要是在冷酸退火機(jī)組上。

2.1" " 彎輥系統(tǒng)

彎輥液壓控制系統(tǒng)是以電機(jī)提供動(dòng)力基礎(chǔ)，使用液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力，推動(dòng)液壓油，通過(guò)控制各種閥門(mén)改變液壓油的流向，從而推動(dòng)液壓缸做出不同行程、不同方向的動(dòng)作，完成各種設(shè)備不同的動(dòng)作需要[2]。通過(guò)彎輥技術(shù)可以有效改變工作輥的輥縫凸度，消除板形偏差中的二次、四次分量，從而改善對(duì)稱板形缺陷；彎輥力能夠調(diào)整帶鋼凸度和平直度，是控制帶鋼平直度的重要手段。十八輥彎輥系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及控制照片如圖4所示。

2.2" " 竄輥

竄輥可以與彎輥系統(tǒng)配合使用，以控制帶鋼的平直度、凸度和板形。通過(guò)調(diào)整工作輥的竄動(dòng)位置，可以有效減少邊部波浪等板形缺陷的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前冷軋十八輥軋機(jī)每個(gè)支架采用一對(duì)竄輥，輥身一端采用兩段錐度，一段錐度為0.1 mm，二段錐度為2.6 mm。竄輥技術(shù)參數(shù)和竄輥尺寸如圖5所示。

竄輥管理表如表1所示。

2.3" " 拉矯機(jī)

拉矯機(jī)采用三組輥群，通過(guò)張力使鋼帶在上下偏心的輥群中彎曲拉伸，使得鋼帶具有一定的延伸率，通過(guò)拉伸彎曲矯直，可以部分消除帶鋼的邊浪、中浪等浪形，以及C形彎曲和L形彎曲等彎曲形態(tài)。但是要注意每周調(diào)整拉矯機(jī)輥?zhàn)拥乃?，因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程中輥?zhàn)铀绞芰^大易致不水平，起不到矯直作用。冷軋冷退酸洗線的拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

2.4" " 平整機(jī)

平整機(jī)除了可改善帶鋼表面質(zhì)量外，還可以消除屈服平臺(tái)（沖壓成型后，鋼板在無(wú)外力作用下會(huì)因屈服平臺(tái)的存在自動(dòng)產(chǎn)生滑移，破壞原件形狀精度）[3]，控制表面粗糙度；另外還能改善帶鋼的板形質(zhì)量。平整機(jī)采用液壓方式提供軋延力，軋延力工作范圍在2 000～10 000 kN。軋延機(jī)的工作輥直徑約860 mm，通過(guò)調(diào)整工作輥的凸度（目前在線平整輥?zhàn)拥耐苟葹樯陷?0.18 mm、下輥+0.15 mm），可以有效控制板帶的平坦度，減少邊浪、中浪等板形缺陷的產(chǎn)生。平整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖7所示。

平整輥管理表如表2所示。

2.5" " 糾偏輥

糾偏輥的作用包括糾正帶鋼跑偏，增大板面張力，使得帶鋼后期板形得到適當(dāng)調(diào)整。

2.6" " 其他

除了軋機(jī)和酸洗線上的直接原因外，冷軋板邊、中浪問(wèn)題還可能由多種因素共同作用而產(chǎn)生。其中，軋制過(guò)程中的參數(shù)控制不當(dāng)，如軋制力度調(diào)整不科學(xué)、不合理，軋輥凸度過(guò)大，正彎輥力過(guò)大，以及軋制平整力過(guò)小等，均可能導(dǎo)致邊、中浪缺陷的出現(xiàn)。此外，如果來(lái)料本身就存在嚴(yán)重的邊、中浪問(wèn)題，且在平整過(guò)程中軋輥曲線設(shè)置不當(dāng)或彎輥斜度調(diào)整不合適，也會(huì)使得平整后的帶鋼出現(xiàn)雙邊或單邊浪以及中浪。同時(shí)，人為因素也不容忽視，操作人員的技能欠缺同樣是造成邊、中浪問(wèn)題的一個(gè)重要因素，因此提高操作工的技能水平顯得尤為重要。

3" " 結(jié)束語(yǔ)

冷軋帶鋼的質(zhì)量不僅體現(xiàn)在表面質(zhì)量上，還包括板形質(zhì)量。通過(guò)軋機(jī)、退火酸洗調(diào)整改善邊、中浪缺陷，可以有效減少投訴，提升市場(chǎng)口碑，為公司帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收入，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。本文的研究為冷軋不銹鋼邊、中浪缺陷的控制提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王鵬飛，李旭.冷軋板形控制理論與應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2022.

[2] 鄭申白，馮磊，張榮華.軋制檢測(cè)與自動(dòng)化控制技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[3] 何經(jīng)南，王普.冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝及設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

收稿日期：2024-12-16

作者簡(jiǎn)介：鄧小軍（1990—），男，廣西北海人，助理工程師，技術(shù)員，研究方向：金屬冶煉，機(jī)械工程、機(jī)電。