冷軋機(jī)工作輥的粘鋁現(xiàn)象分析與處理

李彬彬　李娜

摘 要：高速冷軋機(jī)在工作中，由于環(huán)境溫度和工作輥?zhàn)陨硇阅艿淖兓瑢?dǎo)致工作輥粘鋁現(xiàn)象發(fā)生，這將嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)過程，文章通過考察、分析鋁冷軋機(jī)工作輥粘鋁現(xiàn)象，總結(jié)其產(chǎn)生主要原因，并有針對(duì)性的提出了一些解決方法和日常工作輥的維護(hù)、預(yù)防粘鋁的措施。

關(guān)鍵詞：冷軋機(jī)；粘鋁；工作輥

在鋁加工企業(yè)冷軋機(jī)工作輥粘鋁現(xiàn)象往往是在高速壓軋時(shí)，達(dá)到了某種壓力和溫度的條件，使得鋁粘附在軋輥表面，或者是在壓軋過程中突然出現(xiàn)了斷帶。產(chǎn)生以上問題的原因一般主要是鋁合金的物理性質(zhì)和周圍環(huán)境的變化導(dǎo)致的，下面我們就以上粘鋁現(xiàn)象進(jìn)行分析，從鋁及其合金的物理性質(zhì)入手，結(jié)合周圍環(huán)境變化針對(duì)粘鋁現(xiàn)象產(chǎn)生本質(zhì)原因，提出應(yīng)對(duì)措施。

1 鋁及鋁合金成分結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

純鋁的密度小，鋁具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能，鋁是銀白色的輕金屬，密度小，導(dǎo)電率較高，僅次于金、銀、銅、居第四位。純鋁的熱導(dǎo)率約比鋼大兩倍多。鋁及鋁合金的力學(xué)性能隨其純度而變化，純度越高，強(qiáng)度越低，塑性越高。鋁及鋁合金的一般都、特點(diǎn)是，隨著溫度的升高，其抗拉強(qiáng)度降低；溫度降低，則抗拉強(qiáng)度就增高，延伸率隨之增加。 鋁合金很容易加工成型，容易鑄造、壓制、沖壓、拔絲、施壓、拉行、和滾壓等各種方法制成各種樣式的制品。它也能用錘擊、鍛打等方式制成各種形狀怪異的制品。鋁及鋁合金易于機(jī)械加工并且加工速度快，這也是大量使用鋁零件的重要因素之一。

2 冷軋機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)狀況

在被調(diào)查冷軋車間設(shè)備是可逆式冷軋機(jī)；主電機(jī)功率900kW；通過實(shí)際的調(diào)查工作輥由于擦傷、輥印而換輥5次；由于粘鋁導(dǎo)致?lián)Q輥26次，在記錄中有4次嚴(yán)重粘鋁。從記載的粘鋁位置來看大部分是發(fā)生在上工作輥和下工作輥的中部，也有少部分是在兩側(cè)或端面。通過仔細(xì)查看工作輥，發(fā)現(xiàn)在期中心部位產(chǎn)生了80mm寬，長約350mm的輥印痕帶，同時(shí)鋁帶材表面也相應(yīng)有輥印痕帶，這兩方面的情況都說明支承輥的剝落缺陷已經(jīng)反映到工作輥的表面上，可以確定支承輥一定存在細(xì)微的裂紋或擦傷。軋制油由于開機(jī)時(shí)間長其溫度會(huì)大大超過工藝允許的溫度范圍，另外粘鋁現(xiàn)象的時(shí)間正值夏季高溫時(shí)間，室外溫度35度，廠區(qū)內(nèi)的工作溫度高于室外溫度3-4度。溫度的變化將對(duì)粘鋁現(xiàn)象產(chǎn)生很大的影響。

2.1 輥表面剝落帶分析

支承輥輥面中心部位有剝落帶說明輥面的粗糙度發(fā)生了變化，這勢(shì)必將導(dǎo)致工作輥輥面的粗糙度增大。使帶材與輥面接觸面積增大，相應(yīng)粘結(jié)點(diǎn)增多變大，在軋輥表面與帶材分離時(shí)輕微粘鋁；如果在局部粘結(jié)較重那么會(huì)被軋輥帶走，從而在鋁帶材面上形成凹槽。這樣的結(jié)果就是比較嚴(yán)重的粘鋁現(xiàn)象。鋁軋制過程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，伴隨著金屬的形變正常可以將這些熱量通過乳化液均勻帶出，往往均勻的散熱不會(huì)對(duì)軋輥面產(chǎn)生影響。但是如果產(chǎn)生粘鋁、跑偏打滑、甚至斷帶現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)使局部過熱，從而影響軋輥表面，對(duì)軋輥產(chǎn)生較大的熱沖擊，生產(chǎn)過程中如果不能及時(shí)消除由于此缺陷帶來的影響，勢(shì)必會(huì)造成輥面剝落報(bào)廢的嚴(yán)重后果。

2.2 環(huán)境溫度分析

夏季室外溫度較高，軋輥在高速軋制時(shí)其溫度一般在200度左右，軋機(jī)的冷卻主要依靠軋制油來冷卻，但是由于長時(shí)間的做功，油溫也不斷升高，使油品不斷惡化，導(dǎo)致軋制油老化現(xiàn)象的產(chǎn)生，而軋制油此時(shí)已經(jīng)超出工藝標(biāo)準(zhǔn)范圍，因此軋輥不能得到及時(shí)的冷卻，在軋輥表面凹陷區(qū)就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械互鎖的作用力，高溫條件更是加快了鋁粘結(jié)的速度，最后不得通過換輥來消除粘結(jié)。另外，高溫環(huán)境下，軋輥表面的熱量會(huì)使得軋輥體積收縮，產(chǎn)生表面應(yīng)力，這種應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致軋輥裂紋的產(chǎn)生，同時(shí)軋輥進(jìn)入軋制工況也會(huì)產(chǎn)生軟區(qū)，這也是最常見軋輥缺陷產(chǎn)生的原因。

2.3 軋制油和添加劑的分析

鋁帶材軋制油普遍采用板式全流過濾，甚至是幾倍過濾。過濾精度取決于過濾的硅藻土的顆粒粗細(xì)和結(jié)構(gòu)。在鋁帶材軋制中，由于軋制油中的鋁屑、鋁粉與潤滑油可生成金屬皂和潤滑油受熱生成聚合物；此時(shí)又由于軋制油過濾系統(tǒng)或原始油不佳，添加劑添加量過大或混入液壓油，可能導(dǎo)致粘度增大，酸值隨之上升，隨著軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)，粘結(jié)在軋輥表面也導(dǎo)致粘鋁。鋁及鋁合金的冷軋工藝潤滑基礎(chǔ)油一般都采用低粘度油，由于油粘度低，極性差，無法滿足高速、連續(xù)和自動(dòng)化軋制的要求，必須添加各種油性添加劑改善潤滑性能。它們的作用是在軋輥便面形成一層吸附膜，提高油膜強(qiáng)度。添加劑量的多少要根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)廠自己的軋機(jī)型式、產(chǎn)皮種類和基礎(chǔ)油條件而定。一般來說，添加劑量過小，其吸附膜沒能形成，油膜強(qiáng)度低，也會(huì)產(chǎn)生粘鋁現(xiàn)象。

3 粘鋁的主要原因及對(duì)策

支承輥中心部位的剝落帶及周邊的細(xì)小裂紋往往是不可忽視的，這些裂紋是造成輥表面粗糙度值變大的主要因素。軋機(jī)在高溫天氣下連續(xù)的作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致軋制油逐漸老化，不能及時(shí)冷卻軋輥，而軋輥的摩擦力由于軋制油的性能變化逐漸增大，粘度值、酸度相應(yīng)增加，導(dǎo)致油品中鋁粉、灰分超過工藝允許數(shù)值，加大了摩擦力，同樣可促成撕裂現(xiàn)象。所以綜合分析溫度和軋制油的影響，通過以上分析提出以下幾項(xiàng)預(yù)防措施。

3.1 在軋輥更換使用方面

首先優(yōu)化軋輥的更換周期，我們通過實(shí)際的比對(duì)調(diào)查，軋輥更換周期長短會(huì)直接影響軋輥的消耗，產(chǎn)生軋輥缺陷的幾率也會(huì)受到影響。當(dāng)軋輥更換頻繁，一方面會(huì)占過多的生產(chǎn)時(shí)間，工作效率降低，另外輥耗升高也加大了生產(chǎn)成本，反之軋輥更換不及時(shí)也會(huì)加劇軋輥疲勞，最后引發(fā)疲勞裂紋，同時(shí)對(duì)控制帶鋁板型控制尺寸精度造成一定的影響，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況探索合適的更換周期，進(jìn)行合理、經(jīng)濟(jì)、有效的更換。

3.2 適應(yīng)環(huán)境變化，要調(diào)整工藝

在高溫天氣時(shí)，操作手要在工藝允許情況下，盡量采用大張力、大油量、小軋制力方案操作。在生產(chǎn)過程中我們根據(jù)不同性能狀況，制訂合理的軋制工藝，盡力使各道次的壓下趨于均勻，軋制力基本相當(dāng)，減少因負(fù)荷的過大造成軋制事故損傷軋輥；同時(shí)對(duì)一些好的生產(chǎn)小竅門進(jìn)行推廣，比如帶頭入鉗口方法，軋制過度段的調(diào)整法等等。應(yīng)充分利用交接班停機(jī)的時(shí)間，開啟軋制油循環(huán)冷卻系統(tǒng)，并大循環(huán)進(jìn)行過濾，達(dá)到冷卻軋輥和過濾的目的。軋制油過濾系統(tǒng)要加強(qiáng)管理，定期檢測(cè)油品中有關(guān)項(xiàng)目，加大軋制油的過濾。

4 結(jié)束語

換一次冷軋輥的費(fèi)用是很高的，因此，冷軋操作工應(yīng)正確合理地使用冷軋輥，對(duì)于發(fā)生粘鋁等現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚恚槍?duì)現(xiàn)有設(shè)備改進(jìn)工藝，盡量延長冷軋輥的使用壽命。

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