森吉米尔二十辊轧机不锈钢冷轧工艺产品表面缺陷

苏学艺

【摘 要】本文通过分析二十辊森吉米尔轧机的设备特点和生产工艺特点、入口侧来料的材料性能特性以及出口侧生产各类不同钢种或不同产品规格时对应匹配不同的产品质量控制要求，详细地重点阐述轧机工序比较容易产生的几类典型表面缺陷的主要产生原因及其有效的预防控制措施，以达到使轧机缺陷发生率处于较低的产品质量控制水平。

【关键词】二十辊森吉米尔轧机；冷轧工序；不锈钢产品；缺陷

1.二十辊轧机介绍（CRM）

本钢不锈钢厂的20辊轧机采用世界先进、成熟、可靠的工艺装备，主要设备均由世界知名的厂商提供。总包商为德国SMS-DEMAG公司，年生产能力为19万吨（2台）冷轧不锈钢卷。电气系统由法国CONVERTEAM公司配套，机组自动化由基础自动化级和过程控制级组成。本机组在工艺布置和机械装备上具有世界领先水平，产品种类很丰富，能更好的适应市场需求。

2.设备特点

二十辊森吉米尔轧机是目前轧辊数最多的轧制极薄带材的轧机，适于轧制变形阻力大的合金带材。二十辊森吉米尔轧机中，一对小直径的工作辊由18个支承辊排列为三排依次支承，具有良好的各向刚性，可承受较大的轧制力和水平带材张力，轧制能耗低、成品精度高、厚度薄，具有如下优点[1]：

（1）工作辊直径小，最小可轧厚度减小，且轧制压力较低。二十辊森吉米尔轧机中，工作辊与支撑辊的直径比可达1∶10，而四辊冷轧机一般为1∶3～1∶4，因此可大大缩小变形区长度，在给定的轧制力下单位压力增加，可以采用大压下量进行轧制。

（2）辊系的排列形式及结构特点可保证小直径工作辊沿其辊身长度方向在垂直和水平面上具有很高的刚度。

（3）由于工作辊直径小，工作辊弹性压扁很小，不经中间退火即可用较少道次轧制难变形金属和合金，并可获得很薄的带材。

（4）由于装有轧辊辊型控制装置和带钢边缘板形控制装置，可以在轧制过程中控制支撑辊和工作辊的辊型。

（5）采用多支点梁的背衬轴承支撑辊和整体机架，保证了工作机座具有很大刚性，从而使钢带在宽度和长度方向上达到很窄的厚度公差范围。

（6）装有计算机控制系统，轧制过程控制自动化程度很高、控制精度高、响应速度快，适于轧制高强度金属及合金等材料。

3.二十辊轧机冷轧工序产品的主要表面质量要求

轧制产品应达到客户订单所要求的冷轧带钢目标厚度，并确保在订单的有效公差范围内；通过一定的压缩比，改善金属的金相组织；产品要求达到一定的表面要求（比如：BA光亮表面，Super8K镜面表面，2B表面，2BB光亮表面，No.3/No.4/HL等修磨表面，毛化表面，花纹表面等）。

表面缺陷的形成有两方面原因：一是原料带来的，在冷轧过程中暴露，并继续保持或残留下来的缺陷；二是在冷轧过程中产生的缺陷。下面主要针对冷轧过程中产生的缺陷进行阐述。

4.冷轧工序产生的缺陷及其消除对策

冷轧工序机组很多，每个机组和单体设备均可能造成表面缺陷，而且往往是连续性的或周期性的。下文重点阐述冷轧工序中二十辊轧机生产线比较容易产生的几类冷轧主要表面缺陷类别及其消除对策。

（1）冷轧凹坑或印痕：特征是在长度方向上，以CRM工作辊周长为间距出现的凹凸形伤痕。

产生原因：在大轧制力的运行条件下，工作辊辊面表层出现疲劳掉肉或者有异物小颗粒黏附在工作辊表面即会产生此类缺陷。

消除对策：首先必须注意确保所采购的工作辊其辊面硬度满足工艺要求的前提下，日常生产运营过程中磨辊间（RGS）须控制好工作辊辊面疲劳层的磨削量，而同时二十辊冷轧机生产线（CRM）则须严格控制轧制中使用一对新工作辊的总轧制道次数。

（2）锥度辊压痕（车胎花纹）：特征是在长度方向无周期非直线的凹凸形伤痕。

产生原因：该类缺陷主要是一中间辊辊面损伤所致。

消除对策：对磨辊间（RGS）须控制好一中间辊辊面疲劳层的磨削量；二十辊冷轧机生产线（CRM）则须根据机架辊系的差异性及不同的钢种材料特性合理分配每道次压下量和轧制张力匹配，从而有效预防轧制力过大而损伤轧辊辊面[2]。

（3）刀花（螺旋纹）：特征是在带钢上与长度方向45度左右的带状痕迹。

产生原因：轧辊磨削时，进刀量过大产生花纹，轧制时传递到带钢表面上。

消除对策：对磨辊间（RGS）需控制好工作辊的进刀量，二十辊冷轧机生产线（CRM）则须在工作辊上机使用前认真检查轧辊表面。

（4）人字纹：特征是在钢板中心线两侧对称出现的人字波浪形，并与轧制方向成某个角度。

产生原因：二十辊冷轧机生产线（CRM）压下和张力不平衡。

消除对策：调整张力或压下率。

（5）油花纹：特征是斑点状无规则近似镀锌板表面的锌花纹，或者像雨点状的花纹。

产生原因；轧制速度过快，带钢冷却不足。

消除对策：1、控制好轧制速度；2、控制好带钢温度。

（6）纸印痕或纸斑：特征是钢卷垫纸的皱折状痕迹在钢板上留下了花纹。

产生原因：垫纸的皱折处滞留了很多轧制油，经退火后在带钢表面产生的花纹。

消除对策：首先要平滑垫纸，其次减少垫纸长度，关注轧机末道次使用的中间垫纸的纸面粗糙度（垫纸品质特性）[3]。

5.结语

我厂二十辊轧机生产刚刚起步，生产过程中存在着诸多的问题，而且二十辊轧机整个系统运行工况的复杂性以及不锈钢钢卷材料特性的多样性和客户定单产品表面要求的差异性，在不锈钢板材的生产过程中较多的产品缺陷均来自二十辊轧机的冷轧工序段，所以对二十辊轧机的设备性能和工艺参数的如何合理优化才能有效地降低冷轧工序段主要缺陷的比例，这一直以来是不锈钢板材生产的主要追求目标。

参考文献：

[1]杨荃.不锈钢冷轧工艺质量控制技术讲座[R].北京：北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，2007/09.

[2]李登超.不锈钢板带材生产技术[M].北京：化学工业出版社，2008/09.

[3]潘纯久.二十辊轧机及高精度冷轧钢带生产[M].北京：冶金工业出版社， 2003/09.