喷丸毛化技术在平整机轧辊的应用

胡景月 王海涛

摘要：平整工序是改善带钢表面质量，提高带钢涂镀性能的重要工艺过程。平整机轧辊的表面粗糙度是影响高规格表面质量带钢生产的重要因素，合理精准的表面粗糙度能大大提高和改善带钢冲压成形和抗黏结性能，为深加工提供优良的质量保证。平整机平整带钢表面粗造度取决于工作辊的表面粗糙度，工作辊表面的处理采用喷丸毛化工艺。

关键词：平整机轧辊；表面粗糙度；抛丸毛化；工艺

【中图分类号】TH161【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2017）12-0204-02

某冷轧薄板公司主要生产高端镀锡产品，其在线平整机为中国一重设计制造的双机架平整机，平整机工作辊表面处理采用简单经济实用喷丸毛化工艺。

喷丸毛化（ShotBlastTexturing，简称SBT）是最传统的毛化方法，其利用高速旋转的离心轮将具有尖锐边缘、高硬度的冲击材料加速喷向欲毛化的轧辊，当冲击粒子撞击到轧辊表面时，其产生塑性变形，并在轧辊表面“切割”下细小的金属微粒。轧辊表面的毛化形貌主要取决于离心轮的速度、喷丸材料的性质和尺寸、轧辊表面区域的硬度、单位时间内的喷丸数量、轧辊的旋转速度等。

其优点为工艺简单、效率高、设备成本低。

具体在平整机轧辊的应用：

利用高速旋转的抛丸器，将高硬度钢砂经过抛丸器离心加速，按预定的程序加速到75～90m/s的速度，抛射到轧辊表面上，在轧辊表面上产生无数无序且有一定粗糙度的强化砂面。钢砂强烈高速的冲击轧辊表面，是轧辊表面形成冷作硬化，淬火层更加致密，不会损坏轧辊表面金属纤维结构，增加轧辊表面的接触疲劳强度。

这种表面粗糙适当、均匀和高强度的毛化轧辊直接用于冷轧薄板的平整，能增加轧辊速度，改善板形，减少板面的划伤，有利于克服板卷退火时的粘连。经过这种毛化轧辊轧制的毛化板具有良好的延伸率和成型性，优良涂漆光亮度，化学镀层牢固，是汽车、家电、电子器件和装饰板用的优良材料。

该公司选用的是无锡一家公司设计生产的轧辊毛化抛丸机设备。

工作方式：

1）需毛化的轧辊两端轴承档用橡胶套保护，吊放在轧辊驱动小车上，启动轧辊小车移动，将轧辊运送到抛射室。

2）钢砂经过抛丸器加速，均匀而密集的抛射到轧辊表面上，在钢砂高速强烈的冲击作用下，使轧辊的表面产生微小的塑性变形，形成细密、均匀地冲击凹坑。轧辊在驱动小车上做回转运行（变频调速），抛丸器不仅做直线往复运动（变频调速），而且将钢砂高速抛射到轧辊表面上（变频调速），从而保证轧辊工作表面毛化段受到得钢砂抛射是均等的。轧辊在驱动小车的回转速度、抛丸器的抛射速度及抛丸器滑台的往复运动速度是变频可调的。

3）抛丸机工作时，钢砂抛射到轧辊上，并落在抛射室底部，由抛射室底部的螺旋输送器将钢砂运送到斗式提升机，斗式提升机将钢砂提升到机器顶部的钢砂风洗式分离器中，通过风洗，将灰尘和钢砂分离出来。

4）洁净、有用的钢砂流到旋振筛里，通过旋振筛振动筛分，将钢砂筛分为0.7和0.3mm二种规格。0.7和0.3mm钢砂分别储在二个储料仓里，储料仓的下部装有钢砂流量控制阀，气动控制。钢砂的供给和停止自动控制，钢砂流量的大小可以手工调整。

5）抛丸时产生的粉尘、风洗式分离器分离出来的灰尘、斗提机飞扬的灰尘被通风机吸引到芯筒脉冲反吹除尘器中得以过滤，防止轧辊的污染，可保持洁净的工作环境。

设备组成：

1）抛射室；2）主门；3）抛射器与滑台；4）钢丸收集室；5）螺旋输送机；6）斗式提升机；7）风洗式分离器；8）旋振筛；9）钢丸储料仓；10）钢砂流量控制阀；11）平台与扶梯；12）除尘器；13）轧辊驱动小车；14）电气控制柜。

技术规格和参数：

1、适用范围：主要用于平整机工作辊表面进行高质量的抛丸毛化处理，同时还具有软印、软点检测功能。

2、规格：

（1）辊身直径：Φ410～650mm

（2）辊身长度：1280～1500mm

（3）轧辊总长度：2400～4090mm

（4）辊子重量：3500Kg

（5）硬度：HS93～98

（6）材料：MC3，MC5，42CrMo

（7）毛化后粗糙度范围：Ra0.5～3.0μm；

①工件打毛加工后表面粗糙度值容许偏差：

②单点测量容许偏差：Ra=0.5±0.2；Ra=1.0±0.3；Ra=2.0±0.4；Ra=3.0±0.5；

③全點容许偏差：∑Ra=0.5～3.0±0.2；（全点取点方法及数量：辊身周长方向取4～6个点；辊身长度方向取5～7个点。）

3、技术参数：

（1）生产率：20～30分钟/根（毛化每根工作辊）

（2）有效抛射带范围：Φ410～650×1500mm

（3）弹丸覆盖率：≥100%

（4）抛丸器

数量1只

直径Φ380mm

叶片数6片

叶片宽度65mm

电机功率1×22kw

抛射速度75～90m/s

电机转速（变频调速）1500～3200rpm

（5）提升机

提升量20t/h

皮带速度1.21m/s

功率4kw

螺旋推进器3Kw

（6）丸砂分离器

分离量20t/h

分离风速4～5m/s

（7）布料螺旋输送器

输送量20t/h

功率1.5kw

（8）抛丸量：150～200kg/min

（9）钢砂首次填放量：～2000kg

（10）鋼砂：钢砂QG-3H

钢砂QG-10H

（11）除尘方式：采用沉降式除尘和芯筒脉冲反吹式除尘器

（12）压缩空气耗量：（清洁、干燥的压缩空气）

压力：0.5～0.7Mpa

耗量：约18m3/h

主要工艺设计：

结论：抛丸毛化技术在平整机工作辊的应用大大提高了镀锡产品的表面质量及产品性能，为下游用户深冲加工喷涂处理等提供了质量保证，得到了客户的一致认可。

参考文献

[1]张雄.冷轧厂轧辊毛化技术的发展.《机电信息》.2010年第18期.

[2]石颖轩.轧辊毛化RaK复制研究邵阳学院学报.2013.

[3]何亮.冷轧薄板板形与表面粗糙度控制研究.重庆大学.《精品论文》，2006.