冷轧钢卷粘结缺陷产生原因及控制措施

陈 普 亓 萌 亓增艳

(山东泰山钢铁冷轧薄板厂，山东 271100)

泰钢冷轧薄板厂退火机组采用全氢罩式退火炉，生产过程中出现大量粘结缺陷，严重影响钢卷的质量。为控制粘结缺陷的产生，提高产品质量，对粘结缺陷产生的原因进行了分析，并采取了一些控制措施。

1 粘结的定义及表现形态

1.1 粘结的定义

在一定的温度和应力作用下，一定时间内紧卷退火发生层间局部焊合的现象就是粘结。卷紧的钢卷在罩式炉退火过程中，在高温条件下由于应力作用，边界原子相互渗透因而使带钢层与层之间产生粘连和焊合现象。

1.2 粘结缺陷形态

粘结缺陷形态有点状、块状、条状等，如图1、图2 所示。

图1 点状粘结形成的粘结孔Figure 1 The hole formed by dot shaped cohering

图2 边部条状粘结形成的粘结纹Figure 2 The marks formed by edge stripe shaped cohering

2 粘结缺陷产生的原因分析

2.1 退火过程原因分析

2.1.1 退火工艺不合理

退火温度设定不合理，退火的升温速度、保温时间、保护气体吹扫流量等工艺参数设置存在失误，是造成粘结缺陷的原因之一。

(1)退火炉内超温

每个炉台上都装有两支热电隅，气氛热电偶和底部热电偶，用来直接或间接测量控制温度(RT)与底部温度(AT)的升温和降温情况。在测温系统中，有电隅、冷端补偿器、温度变送器、调节器、计数器和记录仪等仪器仪表，若任何部位出现故障都会影响温度测量值的准确性，使超温的可能性增加。例如，要求底部电偶(AT)要安装到位，顶住退火底板;而控制电隅的顶端不应超过退火底板(或扩散器)上筋板的高度。当电隅老化，位置下降或折断时，其测量值将比实际值低得多，极易造成钢卷超温退火而发生粘结。

(2)退火冷却速度过快

退火过程中保温结束后立即摘掉加热罩，造成钢卷骤冷。钢卷外部冷却快、内部冷却慢，导致外冷内热呈抱紧状态，极易造成中部粘结。

(3)炉内气氛循环不良

由于循环风量较小，保护气体的传热速度较慢，故炉内各处温差较大。如将监控温度(RT)定为720℃，则局部因多种原因可能达到750～800℃，使钢卷边缘部位出现过热。另外，放在最上面的钢卷，由于堆垛顶部没有对流板，大部分保护气体流经堆垛的上端边缘，加上内罩封头的辐射热量，使炉内最上面的钢卷边缘也易过热。另一方面，保护气体受阻不能正常循环，局部形成炽热的阻塞气流，进而使钢卷过热也能产生粘结。

2.1.2 对流盘变形

为了使钢卷尽可能均匀受热，要求对流板具有良好的平直度，否则，钢卷在对流板上受力不均，整个钢卷的重量只能由部分筋板承受，造成钢卷局部严重挤压而过热。此外，对流板的材质应具有一定的硬度和足够的抗热变形能力，否则，表面会磨损成许多深浅不一的沟纹以及严重的麻面，使较薄的钢卷两端易发生粘结。生产实践中，出炉时有时出现对流板与吊运钢卷粘在一起的情况，严重威胁着安全生产。其次，对流板两面的筋板无例角，在对流板严重翘曲变形、平面受力不均时，如同利刃一般，扦入钢卷边缘，形成局部挤压折边而发生过热粘结。

2.2 退火外部原因分析

2.2.1 板形不良

带钢板形不良除造成板内应力分布不均以外，也会使层间压力局部增大。特别是边鼓、边浪缺陷更容易造成带钢的局部粘结。轧制生产时，由于来料板形较差，轧机板形调节不当等原因，导致轧后钢卷浪形较大，易产生粘结缺陷。

2.2.2 张力的影响

张力的影响主要是来自轧机的卷取张力和电解脱脂机组的卷取张力。生产中张力过大，使钢卷卷层间间隙过紧，钢卷在进入高温退火后就会导致气流循环效果不好而产生过热，造成钢卷的粘结，因此选择合适的卷取张力至关重要。

2.2.3 成分变化的影响

来料成分中C、Si 的含量下降或AL 的含量有所增加会使钢卷在退火过程中产生粘结。

2.2.4 乳化液的影响

乳化液作为冷却剂、润滑剂(也要有良好的抗磨性能)应用于冷轧生产中，它由2%左右的基油、95%左右的水和其它添加剂配制而成。如果乳化液的纯度低、杂质多，特别是在喷射量调整不当，而轧机出口端又吹扫不净时，杂质会残留于钢板之间。因此，退火工艺制定了足够的吹洗时间。这不仅是考虑到乳化液中的杂质，也涉及到轧制时出现的物质沉积问题。若随意减少吹洗时间或保护气体流量，沉积于带钢之间的杂质就很难被排出炉外，必然造成钢板之间的粘结。

3 粘结缺陷的控制措施

分析钢卷粘结缺陷产生的原因及生产现场的实际情况，冷轧厂从热轧原料状况、轧制工艺、退火工艺等方面采取了措施，以控制粘结缺陷的产生。

(1)加强对热轧原料板形的控制。轧机在轧制时，严格控制中浪、肋浪等浪形缺陷的存在;

(2)根据钢卷的轧制状况，将钢卷卷取单位张力进行修改，在保证板形的状况下，降低机组的卷取张力;

(3)调整轧制机组的喷吹质量，控制乳化液残留夹带现象，对乳化液系统做好维护，控制铁皂、灰份等参数;

(4)控制轧后带钢表面粗糙度的大小，通过换辊制度和磨削制度加以控制;

(5)严格执行退火工艺曲线和操作规程。应按材质一样、板宽相等、板厚一致的堆垛原则，先装直径最大的钢卷，从下往上依次码放，且钢卷内径要对准循环风机的中心部位。不损坏钢卷卷芯及随意缩短吹洗时间。对板形差的钢卷分别装炉，保证炉内气体的循环性;

(6)加强退火冷却速度控制，根据钢卷规格不同采用不同的带罩冷却时间，保证摘加热罩时，钢卷卷芯温度在600℃以下，减缓高温冷却速度，避免高温时产生的压应力;

(7)定期对测温设备包括底部热电偶、气氛热电偶、温度测量仪表进行校正，保证测量仪器的准确性;

(8)随时检查中间对流板和装料底板的平直度。表面划痕毛面严重时，应及时修磨，筋板直角处可加工成圆弧形。对流板的材质可用具有较强抗热变形能力的含Mn 及Mo 钢，并定期更换不符合要求的对流板;

(9)定期检查炉台循环风机的工作状况，保证风机的各项技术参数符合要求。一般每年应进行1 次检修和动平衡试验。

4 结束语

通过采取以上控制措施，退火机组产生的粘结缺陷明显减少，有粘结缺陷的钢卷吨数由每月的1 500 t 降低至300 t。现有的粘结缺陷主要为边粘缺陷和局部的小粘结现象，大面积的粘结缺陷得到控制，产品质量有了大幅提高。

［1］罗裕厚.冷轧钢带产生粘结的机理及控制措施.钢铁钒钛，2002.23(2)：29－23.

［2］王廷溥.冷轧薄带钢生产.北京：冶金工业出版社，1991.

［3］关淑巧，张选峰，等.冷轧板退火过程中的相关缺陷及解决［J］.钢铁，2009.(3)：104－110.