冷轧机工作辊的粘铝现象分析与处理

李彬彬　李娜

摘 要：高速冷轧机在工作中，由于环境温度和工作辊自身性能的变化，导致工作辊粘铝现象发生，这将严重影响正常的生产过程，文章通过考察、分析铝冷轧机工作辊粘铝现象，总结其产生主要原因，并有针对性的提出了一些解决方法和日常工作辊的维护、预防粘铝的措施。

关键词：冷轧机；粘铝；工作辊

在铝加工企业冷轧机工作辊粘铝现象往往是在高速压轧时，达到了某种压力和温度的条件，使得铝粘附在轧辊表面，或者是在压轧过程中突然出现了断带。产生以上问题的原因一般主要是铝合金的物理性质和周围环境的变化导致的，下面我们就以上粘铝现象进行分析，从铝及其合金的物理性质入手，結合周围环境变化针对粘铝现象产生本质原因，提出应对措施。

1 铝及铝合金成分结构与性质

纯铝的密度小，铝具有独特的物理化学性能，铝是银白色的轻金属，密度小，导电率较高，仅次于金、银、铜、居第四位。纯铝的热导率约比钢大两倍多。铝及铝合金的力学性能随其纯度而变化，纯度越高，强度越低，塑性越高。铝及铝合金的一般都、特点是，随着温度的升高，其抗拉强度降低；温度降低，则抗拉强度就增高，延伸率随之增加。 铝合金很容易加工成型，容易铸造、压制、冲压、拔丝、施压、拉行、和滚压等各种方法制成各种样式的制品。它也能用锤击、锻打等方式制成各种形状怪异的制品。铝及铝合金易于机械加工并且加工速度快，这也是大量使用铝零件的重要因素之一。

2 冷轧机工作现场状况

在被调查冷轧车间设备是可逆式冷轧机；主电机功率900kW；通过实际的调查工作辊由于擦伤、辊印而换辊5次；由于粘铝导致换辊26次，在记录中有4次严重粘铝。从记载的粘铝位置来看大部分是发生在上工作辊和下工作辊的中部，也有少部分是在两侧或端面。通过仔细查看工作辊，发现在期中心部位产生了80mm宽，长约350mm的辊印痕带，同时铝带材表面也相应有辊印痕带，这两方面的情况都说明支承辊的剥落缺陷已经反映到工作辊的表面上，可以确定支承辊一定存在细微的裂纹或擦伤。轧制油由于开机时间长其温度会大大超过工艺允许的温度范围，另外粘铝现象的时间正值夏季高温时间，室外温度35度，厂区内的工作温度高于室外温度3-4度。温度的变化将对粘铝现象产生很大的影响。

2.1 辊表面剥落带分析

支承辊辊面中心部位有剥落带说明辊面的粗糙度发生了变化，这势必将导致工作辊辊面的粗糙度增大。使带材与辊面接触面积增大，相应粘结点增多变大，在轧辊表面与带材分离时轻微粘铝；如果在局部粘结较重那么会被轧辊带走，从而在铝带材面上形成凹槽。这样的结果就是比较严重的粘铝现象。铝轧制过程中会产生较多的热量，伴随着金属的形变正常可以将这些热量通过乳化液均匀带出，往往均匀的散热不会对轧辊面产生影响。但是如果产生粘铝、跑偏打滑、甚至断带现象时，就会使局部过热，从而影响轧辊表面，对轧辊产生较大的热冲击，生产过程中如果不能及时消除由于此缺陷带来的影响，势必会造成辊面剥落报废的严重后果。

2.2 环境温度分析

夏季室外温度较高，轧辊在高速轧制时其温度一般在200度左右，轧机的冷却主要依靠轧制油来冷却，但是由于长时间的做功，油温也不断升高，使油品不断恶化，导致轧制油老化现象的产生，而轧制油此时已经超出工艺标准范围，因此轧辊不能得到及时的冷却，在轧辊表面凹陷区就会产生机械互锁的作用力，高温条件更是加快了铝粘结的速度，最后不得通过换辊来消除粘结。另外，高温环境下，轧辊表面的热量会使得轧辊体积收缩，产生表面应力，这种应力可能会导致轧辊裂纹的产生，同时轧辊进入轧制工况也会产生软区，这也是最常见轧辊缺陷产生的原因。

2.3 轧制油和添加剂的分析

铝带材轧制油普遍采用板式全流过滤，甚至是几倍过滤。过滤精度取决于过滤的硅藻土的颗粒粗细和结构。在铝带材轧制中，由于轧制油中的铝屑、铝粉与润滑油可生成金属皂和润滑油受热生成聚合物；此时又由于轧制油过滤系统或原始油不佳，添加剂添加量过大或混入液压油，可能导致粘度增大，酸值随之上升，随着轧辊转动，粘结在轧辊表面也导致粘铝。铝及铝合金的冷轧工艺润滑基础油一般都采用低粘度油，由于油粘度低，极性差，无法满足高速、连续和自动化轧制的要求，必须添加各种油性添加剂改善润滑性能。它们的作用是在轧辊便面形成一层吸附膜，提高油膜强度。添加剂量的多少要根据每个生产厂自己的轧机型式、产皮种类和基础油条件而定。一般来说，添加剂量过小，其吸附膜没能形成，油膜强度低，也会产生粘铝现象。

3 粘铝的主要原因及对策

支承辊中心部位的剥落带及周边的细小裂纹往往是不可忽视的，这些裂纹是造成辊表面粗糙度值变大的主要因素。轧机在高温天气下连续的作业，会导致轧制油逐渐老化，不能及时冷却轧辊，而轧辊的摩擦力由于轧制油的性能变化逐渐增大，粘度值、酸度相应增加，导致油品中铝粉、灰分超过工艺允许数值，加大了摩擦力，同样可促成撕裂现象。所以综合分析温度和轧制油的影响，通过以上分析提出以下几项预防措施。

3.1 在轧辊更换使用方面

首先优化轧辊的更换周期，我们通过实际的比对调查，轧辊更换周期长短会直接影响轧辊的消耗，产生轧辊缺陷的几率也会受到影响。当轧辊更换频繁，一方面会占过多的生产时间，工作效率降低，另外辊耗升高也加大了生产成本，反之轧辊更换不及时也会加剧轧辊疲劳，最后引发疲劳裂纹，同时对控制带铝板型控制尺寸精度造成一定的影响，因此应根据实际情况探索合适的更换周期，进行合理、经济、有效的更换。

3.2 适应环境变化，要调整工艺

在高温天气时，操作手要在工艺允许情况下，尽量采用大张力、大油量、小轧制力方案操作。在生产过程中我们根据不同性能状况，制订合理的轧制工艺，尽力使各道次的压下趋于均匀，轧制力基本相当，减少因负荷的过大造成轧制事故损伤轧辊；同时对一些好的生产小窍门进行推广，比如带头入钳口方法，轧制过度段的调整法等等。应充分利用交接班停机的时间，开启轧制油循环冷却系统，并大循环进行过滤，达到冷却轧辊和过滤的目的。轧制油过滤系统要加强管理，定期检测油品中有关项目，加大轧制油的过滤。

4 结束语

换一次冷轧辊的费用是很高的，因此，冷轧操作工应正确合理地使用冷轧辊，对于发生粘铝等现象时，及时运用适当的方法处理，针对现有设备改进工艺，尽量延长冷轧辊的使用寿命。

参考文献

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