支承輥材質差異對光整花的影響研究

王成成

摘要：光整花是帶鋼在光整過程中產生的缺陷，對產品質量和運行穩定性影響較大。本文主要介紹了為解決光整花缺陷，所做的一些排查與改善工作。通過排查對比，發現光整花缺陷的產生幾率與支承輥材質密切相關。

關鍵詞：光整花;支承輥;材質

1???? 引言：

光整機作為改善鍍鋅基板板形、力學性能、表面質量及表面涂裝性能的關鍵設備在熱鍍鋅機組中發揮重要作用，光整后表面質量的好壞直接決定成品質量的優劣。光整花缺陷作為光整缺陷中常見的缺陷之一，對產品質量和生產穩定運行有嚴重影響。

光整花成因是由于光整過程中帶鋼在輥縫中產生不均勻延伸，缺陷形貌呈傾斜于帶鋼軋制方向，呈現樹枝狀、羽毛狀或半月形的缺陷，并可轉印到軋輥上形成連續的輕微壓痕，嚴重的可成為傾斜的重疊線，在帶鋼整個帶寬均可能產生，通過肉眼可直接觀察到。

2???? 背景：

某熱浸鍍鋅線于2004年3月份正式投產，光整機主體設備引進日本新日鐵公司，工藝采用四輥式濕光整，傳動方式為下工作輥傳動，控制系統由HADYC成套，電氣調試由HADYC與TMEIC共同負責完成。

近些年該產線光整花產生頻率較高，且通常發生在支承輥使用中期，發生光整花時，產線通過調整光整機前后張力、壓力差、軋制力等參數或更換工作輥，光整花位置會出現移動或消失，但不久又會出現，最終需要更換支承輥才能保證一段時間的光整花缺陷消失。但更換支承輥需要非計劃停機較長時間，嚴重制約著高效生產。

3???? 原因排查：

為解決光整花缺陷，工藝與設備團隊從電氣控制模式、工藝控制模式、軋機狀況、原料性能和板形波動、軋輥輥形優化、軸承座裝配精度等角度進行排查。主要工作包括：

1）? 對光整機振動源進行診斷、消缺;

2）? 光整機輥縫水平度測量、調整;

3）? 對帶鋼位置跑偏跟蹤、調整;

4）? 對光整潤滑方式進行改進;

5）? 對軸承座進行精度測量，并跟蹤裝配精度以及與光整花產生對應關系;

6）? 對軋輥磨削精度進行跟蹤;

7）? 改進工作輥凸度，持續優化輥形。

通過上述工作的開展，光整花缺陷有所改善，但產生的頻率仍然較高，非計劃更換支承輥時有發生。

因為每次更換支承輥后，光整花缺陷都會消除，并穩定較長時間，因此重點對軋輥和對應軸承座進行了排查，包括跟蹤每套軋輥磨削精度、軸承座裝配精度與光整花的關系，軋輥硬度與光整花的關系，并對每次上下線后的輥形圖進行對比。

通過對在用的支承輥上下線輥形圖和在線磨損量對比時發現，支承輥輥面硬度差距并不大的情況下，使用最好的一套支承輥GB0021和GB0022在線磨損明顯低于其他支承輥，見表2：

從表中可以看出，GB0021/0022使用中異于其他支承輥最大的地方在于在線磨損量，理論上硬度的差異無法造成5-6倍的在線磨損量差異，考慮到在用的支承輥購買時間跨度較長，因此懷疑GB0021和GB0022合金成分與其他在用軋輥不同，造成耐磨性不同。

通過使用便攜式金屬成分分析儀對軋輥成分重新進行了測定。結果顯示：目前在用的鍍鋅線支承輥（GB0005-GB0020）是Cr3材質，GB0021/GB0022以及后續購買的支承輥均為Cr5材質。

按照鍛鋼冷軋輥坯（GB/T15547-2012）中的鍛鋼軋輥成分規定，Cr3材質輥中的Cr合金含量要求在2.5-3.5%（與牌號有關），Cr5材質輥中的Cr合金含量要求在4.5-5.5%（與牌號有關）[1]，Cr成分差異較大，因此耐磨性有較大的差異。

Cr5材質軋輥相比Cr3材質軋輥有：

1）更好的耐磨性;

2）更深的有效淬硬層深度;

3）更好的硬度保持性。

因此Cr5材質支承輥在上線使用過程中，擁有更好的輥形保持能力，使用穩定性更高。故GB0021/GB0022相比其他支承輥光整花發生的最少，平均軋制噸位更高。

4???? 結論

為了驗證上述的推論，安排現場新開兩套Cr5材質支承輥，跟蹤在線使用情況。通過跟蹤發現，材質升級為Cr5后，光整花發生頻率大幅降低，一年內因光整花導致的異常更換支承輥減少到2次，提高了生產效率，降低了生產成本，減少了廢次品。

光整花缺陷長期以來一直困惱鍍鋅產線的產品質量和生產穩定性，通過支承輥材質的升級，有效的控制了光整花的發生幾率。同時，為保證光整機的穩定順行，還是要從原料板形及性能穩定性，軋輥及軸承座管理，設備精度維護，控制優化等方面做好工作，旨在提升軋制穩定性，減少缺陷發生幾率，最大限度滿足客戶需求。

注釋：

[1]GB/T15547-2012，鍛鋼冷軋輥輥坯[S].