小棒材圓鋼表面刮傷、硌傷的成因及預防

王文軍 張興廣 張曉生

1.引言

凌鋼5號棒材機組主要有以下特點：（1）產品規格多。規格范圍φ20 mm -φ50mm。（2）輥道長，地輥立輥多。成品軋機出口至冷床末端總長度為312米，共計地輥252個，自由托輥14個，立輥17處。（3）替換導槽多。大規格圓鋼空過軋機替換導槽較多，空過距離長。（4）圓鋼螺紋鋼交替生產。這些特點使得生產的鋼材刮、蹭、硌傷的概率加大，圓鋼螺紋鋼交替生產也造成了輥道磨損嚴重，加劇了刮傷、硌傷的發生。同時，由于生產規格跨度較大，改換規格時需要活套高度等時時調整，一旦調整不當活套不穩，極容易引起襯板粘鋼等問題，造成成品刮傷。

目前凌鋼正處于開發中高端產品的關鍵期，要求產品精度表面質量必須達到國家二組精度以上。所以，解決這些問題更為迫切。

2.產生原因及特點

2.1 刮傷產生的原因及特點

（1）輥道地輥刮傷。產生的主要原因是軸承抱死，導致地輥不轉動而引起刮傷。主要特征有：a.貫通性：劃傷自始至終均存在，多數中間不間斷；b.移動性：劃傷不是固定在軋件的高度或者寬度的某一特定位置，而是隨著軋件的轉動而繞著軋件轉動；c.暴露性：刮傷可見基體底部，外部存在不同程度的毛邊。

（2）輥道底板劃傷。主要原因是地輥磨損嚴重，輥面標高降低，導致軋件與輥道架底板直接接觸摩擦造成劃傷。主要特點：a.間斷性：一般不是貫通劃傷，隨著軋件在輥道內擺動，時有時無；b.輕微性：多數刮傷不是十分嚴重，較其他類型產生的刮傷輕微。

（3）立輥及側板凸起劃傷。為減輕輥道側壁對軋件的劃傷，在輥道兩側加裝了立輥，但有時候立輥會抱死，使軋件劃傷。主要特點：a.規律性：軋件在輥道中行進時，在不改變地輥速度的前提下，軋件靠側壁呈一定規律，或頭部，或中間，或尾部，或始終，所以在軋件表面的劃傷也呈現一定的規律；b.不穩定性：劃傷隨著軋件的運行在輥道內轉動，造成與側壁的貼合力不一致，劃傷深淺粗細等都會隨著發生變化。

（4）導輪襯板劃傷。由于導輪抱死、入口襯板凸起或粘鋼以及出口導管偏等原因造成的刮傷。主要特點：a.嚴重性：多數出入口導衛的劃傷都比較嚴重，尤其是出口劃傷；b.穩定性：這種原因引起的劃傷，較固定在軋件高度或寬度的某一個特定位置；貫通性：主要劃傷貫穿軋件的始終，比較容易發現；c.一致性：這種劃傷多數深度、寬度等與軋件前后相差不大。

2.2 硌傷產生的原因及特點

硌傷主要是由于轉動部位表面凸起或者凹陷，在軋件表面造成的周期性輥傷。由于轉動部位表面粘鋼、鑄造缺陷、磨損不均、掉肉等原因，造成表面不平或者形成凸起，在運行中與軋件碰撞摩擦，在軋件表面引起有周期性的凹坑或凸起。其特點主要有：周期性：會根據產生硌傷位置的不同呈現不同的周期；一致性：前后的缺陷形狀相同。同時，根據產生位置的不同主要有地輥硌傷、立輥硌傷、導輪硌傷、軋輥輥傷等。

3.預防及處理措施

3.1 預防和控制劃傷的措施

（1）加強輥道檢查。重點是檢查輥道磨損嚴重、抱死，進行及時更換。

（2）更換質量好的軋輥。更換耐磨性更好的硬質合金（碳化鎢）條鑲嵌的變頻輥，避免因磨損產生的棱角刮鋼。

（3）地輥增設冷卻水。避免因連續生產時溫度過高造成地輥軸承抱死，防止刮傷的產生。

（4）使用U型輥，取消立輥。U型輥具有限制鋼橫向移動的作用，等于地輥與立輥的結合。使軋件能沿著輥道中間穩定運行，避免與導槽側壁接觸，同時避免立輥抱死或者磨損帶來的刮傷。U型輥位置分別于1號、2號、3號剪前后，測徑儀前后，中軋精軋出口導槽、軋機替換導槽、冷床入口和其他變頻輥道間隔設置（見圖1）。

圖1 U型輥設置的位置

（5）入口襯板劃傷主要由于軋件擺動刮蹭，成品導衛改用雙排輪導衛，替代單排輥導衛，通過使前后排輪距梯度減少分散導輥受力，鋼導入穩定即可擴大襯板尺寸減少與鋼接觸，變滑動摩擦為滾動摩擦（見圖2）。

圖2 雙排輪導衛示意圖

圖3 在活套前后導槽上各增設U型輥示意圖

（6）采用物料跟蹤的辦法，總結出活套在不同規格，不同鋼種變形特點下最佳控制參數，使生產過程有的放矢。

（7）在活套前后導槽上各增設U型輥，避免活套過高軋材形成反向拋物線，刮蹭導槽底或出入口導衛襯板。（見圖3）

（8）出口導板劃傷有調整不正的原因，在換輥，換軋槽調整時前后對中。

3.2 根據硌傷的特點，進行分析和總結

（1）倍尺的前半部分有，后半部分沒有，這要考慮冷床及下鋼輥道存在凸起或者掉塊。

（2）硌傷貫穿鋼的始終，且始終集中在鋼材輥縫處位置，是由于導輪及末道次前活套的活套輥粘鋼或者掉塊；再根據磕傷周期分析，如果在250mm左右位置，則為導輪產生；如果超過400mm，則主要為活套輥產生。

（3）如果硌傷貫穿于鋼材始終，且周期在1米以上，則是軋輥的問題，需要檢查軋輥是否存在缺陷。

（4）如果硌傷不固定在鋼材的某一固定位置，則是由軋后輥道所產生，主要判斷產生區域，根據硌傷周期，掌握全線導輥的直徑。如硌傷周期在250mm左右，則為立輥；在550mm左右，則為3號剪前地輥或冷床上地輥；在450mm左右，則是3號剪直冷床入口輥道產生（因地輥存在超前率，所以是非正常的地輥周期）。

4.結語

軋材表面質量改進，主要從完善輥道、導槽等設備易刮傷部位的設計，提高軋制工藝，強化軋制過程監控調整等方面入手。原則是變被動傳動為主動傳動，變滑動摩擦為滾動摩擦，選用耐磨材質輥道，提高軋材運行穩定性，加強軋制過程調整和監控。當然，在生產刮、蹭、咯傷時，還需要根據具體情況具體分析，準確判定問題癥結并及時徹底改進。