軋輥噴丸毛化的流程及清潔方法

張大寶 龔志強 馬鐵栓

（河鋼集團 衡水板業有限公司，河北 衡水053400）

隨著汽車、家電、金屬包裝材料等產業的發展，對冷軋薄板提出了更高的品質要求。在冷軋薄鋼板的生產和應用研究中，人們發現冷軋板的一系列表面形貌參數對鋼板的沖壓性、涂層后光亮度等工藝性能有重要影響，而冷軋板的表面形貌在很大程度上又取決于冷軋生產過程中工作輥及平整輥的表面形貌。實質上，軋制鋼板的表面形貌是軋輥表面形貌的衰減性“拷貝”。因此，研究、控制冷軋軋輥及冷軋鋼板表面形貌的軋輥毛化[1]技術應運而生。但各種毛化技術均有其特有的優缺點，本文介紹了軋輥毛化設備及技術的現狀，以及河鋼衡板噴丸毛化工藝流程與清潔方法。

1 軋輥毛化設備及技術原理

目前主流的軋輥毛化技術有噴丸毛化、電火花毛化、激光毛化。另外還有正在研究的電子束毛化、電解毛化、噴墨毛化等技術。

1.1 噴丸毛化技術[2]

噴丸毛化是最傳統的毛化方法，其利用高速旋轉的離心輪將高硬度的鋼砂或鋼丸加速噴向欲毛化的軋輥，當沖擊粒子撞擊到軋輥表面時，其產生塑性變形，鋼砂強烈高速的沖擊軋輥表面，使軋輥表面形成冷作硬化，淬火層更加致密，不會損壞軋輥表面金屬纖維結構，增加軋輥表面的接觸疲勞強度。

噴丸毛化技術具有工藝簡單、效率高、設備成本低等優點，但其缺點也比較突出，毛化的軋輥粗糙度不均勻，且在軋制或平整初期粗糙度下降迅速，毛化過程中產生的噪音及粉塵較大。

1.2 電火花毛化技術[3]

電火花毛化技術是電火花加工技術在軋輥毛化加工中的實際應用。將軋輥和電極浸沒在絕緣的工作液中，并在軋輥和電極上施加一定頻率和幅值的脈沖電壓，當兩者之間的間隙達到一定值時，脈沖電壓使極間介質電離、擊穿，形成放電通道，這時通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負極。電能轉換成動能，動能通過碰撞又轉變成熱能，于是在通道內正極和負極表面分別成為瞬時熱源，使工作液氣化和金屬材料熔化、氣化。汽化的氣體體積不斷向外膨脹，使大部分熔融金屬液體和蒸汽被排擠、拋出而進入工作液中，這樣在軋輥表面就形成了一系列點蝕坑，隨著放電的持續進行，軋輥沿一系列電極旋轉，同時沿軸向運動，在軋輥上就可以加工出有特定表面粗糙度和峰值數的表面。

電火花毛化技術優點較多，毛化質量穩定，有效的控制軋輥的粗糙度和峰值，傳導及毛化效率高，無粉塵和噪音污染。但其占地空間較大，耗電高，需要定期更換濾芯、電極及電解液，且設備投資費用較高，不被一般企業使用。

1.3 激光毛化[4]

激光毛化是采用高能量密度、高重復頻率的脈沖激光束聚焦照射到作旋轉運動的軋輥表面，以形成若干微小的熔池，同時吹以一定角度的輔助氣體對熔池熔融金屬擠壓造型。當光脈沖作用停止后，微坑熔池金屬在軋輥自身熱傳導作用下迅速冷卻，形成微坑和坑邊形凸臺結構的相邊強化點，與此同時，激光器與軋輥做軸向相對運動，完成軋輥毛化。

激光毛化具有毛化效率高，結構簡單，能夠有效控制軋輥表面粗糙度及峰值數，且能夠提高軋輥使用壽命，因此被冷軋行業廣泛采用，但其毛化后的軋輥表面微坑呈有序排列，需對脈沖激光束的行走軌跡進行更深入的研究。

2 河鋼衡板軋輥噴丸毛化工藝、清潔手段

2.1 噴丸毛化工藝流程

河鋼衡板在2011 年增上一臺軋輥噴丸毛化設備，經過長期的試驗，逐步摸索出一整套的毛化工作流程，工藝參數等。

2.1.1 毛化工藝流程

（1）需毛化的軋輥吊放在軋輥驅動小車上，啟動軋輥小車移動，將軋輥運送到拋射室。（2）鋼砂經過拋丸器加速，均勻而密集的拋射到軋輥表面上，在鋼砂高速強烈的沖擊作用下，使軋輥的表面產生微小的塑性變形，形成細密、均勻地沖擊凹坑。軋輥在驅動小車上做回轉運行，拋丸器做直線往復運動，將鋼砂高速拋射到軋輥表面上，從而保證軋輥工作表面毛化段受到得鋼砂拋射是均等的。拋丸器的拋射速度是變頻可調的。（3）拋丸機工作時，鋼砂拋射到軋輥上，并落在拋射室底部，由拋射室底部的螺旋輸送器將鋼砂運送到斗式提升機，斗式提升機將鋼砂提升到機器頂部的鋼砂風洗式分離器中，通過風洗，將灰塵和鋼砂分離出來。（4）潔凈、有用的鋼砂流到振動篩里，通過振動篩振動篩分，將鋼砂篩分為0.7mm 和0.3mm二種規格。0.7mm和0.3mm鋼砂分別儲在兩個料倉里，料倉的下部裝有鋼砂流量控制閥，氣動控制。鋼砂的供給和停止自動控制，鋼砂流量的大小可以手工調整。（5）拋丸時產生的粉塵、鋼砂，風洗式分離器分離出來的灰塵，振動篩、斗提機飛揚的灰塵被通風機吸引到芯筒脈沖反吹除塵器中得以過濾，防止軋輥的污染，可保持潔凈的工作環境。

2.1.2 工藝參數

軋輥毛化后的粗糙度與丸料的硬度、材質、軋輥基礎粗糙度、噴丸器的運行頻率、行走速度、往返次數、軋輥的旋轉頻率等參數息息相關，經過長期的試驗，逐步摸索出一套毛化工藝，下表為部分軋輥毛化工藝參數表。

2.2 軋輥毛化后清潔方法

軋輥毛化過程難以避免丸粒與輥面，噴射在輥面上的丸粒與丸粒之間的強烈撞擊和破碎作用，并由此在毛化輥輥面產生大量的金屬碎屑、微米級粉塵和靜電浮塵。這些毛化輥的表面不潔凈問題，采用簡單的操作難以徹底清除，在后續的平整過程，容易在鋼帶表面形成單條或數條“亮線”等嚴重表面質量缺陷，降低最終馬口鐵產品的品級質量。鑒于上述認識，如何提高毛化軋輥表面的潔凈水平，成為生產高品級馬口鐵產品的重要保證。

部分軋輥毛化工藝參數表

經詳細的實驗研究和分析，逐步確定一套提高毛化軋輥表面潔凈水平的操作步驟和操作方法，其步驟如下：

（1）軋輥出拋丸倉后，首先使用硬毛刷、壓縮空氣噴槍和靜電噴槍清除兩個軋輥托輥表面丸粒和金屬粉塵；之后，打開橡膠輥旋轉按鈕，使其慢速旋轉，用硬毛刷將兩個軋輥托輥中嵌入但易脫離的丸粒刷一遍；再利用壓縮空氣噴槍和靜電噴槍在距離軋輥表面小于100mm的范圍內緩慢勻速從左至右吹掃軋輥表面。重復清理輥面3～5 次，以便徹底清除輥面塵埃物。

（2）將小車開出毛化設備防護小房外并吊離小車，在沒有做成離線手動旋轉輥架前，用吊車將軋輥吊離地面，操作工在軋輥輥面上涂刷一層防銹油，并用干凈的破布從左至右擦拭輥面，切記不能往復擦拭；之后，進行二次涂油，使用淺色新破布重新擦洗一次，動作不變。如果擦洗之后，抹布上仍有較多的粉塵痕跡，必須進行三次清洗。完成上述工序之后，在軋輥輥面涂刷一層防銹油并用塑料布包好吊運至待裝配區。

（3）裝配完成后的軋輥吊運至平整機換輥車上，換輥之前，生產班用白色或較淺顏色干凈的破布將防銹油擦拭干凈，并確認擦拭后的破布上除防銹油顏色外沒有其他深顏色的粉塵，再進行上機，否則再涂刷一層防銹油，擦拭二遍。

3 結論

經過毛化軋輥軋制及平整的毛化板具有良好的延伸率和成型性，優良涂漆光亮度，化學鍍層牢固，是汽車、家電、電子器件和裝飾板用的優良材料。

隨著科技的發展，現有的毛化技術會日趨成熟，新的毛化技術也為逐步發展起來，以彌補現有毛化技術不可消除的缺陷。