小棒材圆钢表面刮伤、硌伤的成因及预防

王文军 张兴广 张晓生

1.引言

凌钢5号棒材机组主要有以下特点：（1）产品规格多。规格范围φ20 mm -φ50mm。（2）辊道长，地辊立辊多。成品轧机出口至冷床末端总长度为312米，共计地辊252个，自由托辊14个，立辊17处。（3）替换导槽多。大规格圆钢空过轧机替换导槽较多，空过距离长。（4）圆钢螺纹钢交替生产。这些特点使得生产的钢材刮、蹭、硌伤的概率加大，圆钢螺纹钢交替生产也造成了辊道磨损严重，加剧了刮伤、硌伤的发生。同时，由于生产规格跨度较大，改换规格时需要活套高度等时时调整，一旦调整不当活套不稳，极容易引起衬板粘钢等问题，造成成品刮伤。

目前凌钢正处于开发中高端产品的关键期，要求产品精度表面质量必须达到国家二组精度以上。所以，解决这些问题更为迫切。

2.产生原因及特点

2.1 刮伤产生的原因及特点

（1）辊道地辊刮伤。产生的主要原因是轴承抱死，导致地辊不转动而引起刮伤。主要特征有：a.贯通性：划伤自始至终均存在，多数中间不间断；b.移动性：划伤不是固定在轧件的高度或者宽度的某一特定位置，而是随着轧件的转动而绕着轧件转动；c.暴露性：刮伤可见基体底部，外部存在不同程度的毛边。

（2）辊道底板划伤。主要原因是地辊磨损严重，辊面标高降低，导致轧件与辊道架底板直接接触摩擦造成划伤。主要特点：a.间断性：一般不是贯通划伤，随着轧件在辊道内摆动，时有时无；b.轻微性：多数刮伤不是十分严重，较其他类型产生的刮伤轻微。

（3）立辊及侧板凸起划伤。为减轻辊道侧壁对轧件的划伤，在辊道两侧加装了立辊，但有时候立辊会抱死，使轧件划伤。主要特点：a.规律性：轧件在辊道中行进时，在不改变地辊速度的前提下，轧件靠侧壁呈一定规律，或头部，或中间，或尾部，或始终，所以在轧件表面的划伤也呈现一定的规律；b.不稳定性：划伤随着轧件的运行在辊道内转动，造成与侧壁的贴合力不一致，划伤深浅粗细等都会随着发生变化。

（4）导轮衬板划伤。由于导轮抱死、入口衬板凸起或粘钢以及出口导管偏等原因造成的刮伤。主要特点：a.严重性：多数出入口导卫的划伤都比较严重，尤其是出口划伤；b.稳定性：这种原因引起的划伤，较固定在轧件高度或宽度的某一个特定位置；贯通性：主要划伤贯穿轧件的始终，比较容易发现；c.一致性：这种划伤多数深度、宽度等与轧件前后相差不大。

2.2 硌伤产生的原因及特点

硌伤主要是由于转动部位表面凸起或者凹陷，在轧件表面造成的周期性辊伤。由于转动部位表面粘钢、铸造缺陷、磨损不均、掉肉等原因，造成表面不平或者形成凸起，在运行中与轧件碰撞摩擦，在轧件表面引起有周期性的凹坑或凸起。其特点主要有：周期性：会根据产生硌伤位置的不同呈现不同的周期；一致性：前后的缺陷形状相同。同时，根据产生位置的不同主要有地辊硌伤、立辊硌伤、导轮硌伤、轧辊辊伤等。

3.预防及处理措施

3.1 预防和控制划伤的措施

（1）加强辊道检查。重点是检查辊道磨损严重、抱死，进行及时更换。

（2）更换质量好的轧辊。更换耐磨性更好的硬质合金（碳化钨）条镶嵌的变频辊，避免因磨损产生的棱角刮钢。

（3）地辊增设冷却水。避免因连续生产时温度过高造成地辊轴承抱死，防止刮伤的产生。

（4）使用U型辊，取消立辊。U型辊具有限制钢横向移动的作用，等于地辊与立辊的结合。使轧件能沿着辊道中间稳定运行，避免与导槽侧壁接触，同时避免立辊抱死或者磨损带来的刮伤。U型辊位置分别于1号、2号、3号剪前后，测径仪前后，中轧精轧出口导槽、轧机替换导槽、冷床入口和其他变频辊道间隔设置（见图1）。

图1 U型辊设置的位置

（5）入口衬板划伤主要由于轧件摆动刮蹭，成品导卫改用双排轮导卫，替代单排辊导卫，通过使前后排轮距梯度减少分散导辊受力，钢导入稳定即可扩大衬板尺寸减少与钢接触，变滑动摩擦为滚动摩擦（见图2）。

图2 双排轮导卫示意图

图3 在活套前后导槽上各增设U型辊示意图

（6）采用物料跟踪的办法，总结出活套在不同规格，不同钢种变形特点下最佳控制参数，使生产过程有的放矢。

（7）在活套前后导槽上各增设U型辊，避免活套过高轧材形成反向抛物线，刮蹭导槽底或出入口导卫衬板。（见图3）

（8）出口导板划伤有调整不正的原因，在换辊，换轧槽调整时前后对中。

3.2 根据硌伤的特点，进行分析和总结

（1）倍尺的前半部分有，后半部分没有，这要考虑冷床及下钢辊道存在凸起或者掉块。

（2）硌伤贯穿钢的始终，且始终集中在钢材辊缝处位置，是由于导轮及末道次前活套的活套辊粘钢或者掉块；再根据磕伤周期分析，如果在250mm左右位置，则为导轮产生；如果超过400mm，则主要为活套辊产生。

（3）如果硌伤贯穿于钢材始终，且周期在1米以上，则是轧辊的问题，需要检查轧辊是否存在缺陷。

（4）如果硌伤不固定在钢材的某一固定位置，则是由轧后辊道所产生，主要判断产生区域，根据硌伤周期，掌握全线导辊的直径。如硌伤周期在250mm左右，则为立辊；在550mm左右，则为3号剪前地辊或冷床上地辊；在450mm左右，则是3号剪直冷床入口辊道产生（因地辊存在超前率，所以是非正常的地辊周期）。

4.结语

轧材表面质量改进，主要从完善辊道、导槽等设备易刮伤部位的设计，提高轧制工艺，强化轧制过程监控调整等方面入手。原则是变被动传动为主动传动，变滑动摩擦为滚动摩擦，选用耐磨材质辊道，提高轧材运行稳定性，加强轧制过程调整和监控。当然，在生产刮、蹭、咯伤时，还需要根据具体情况具体分析，准确判定问题症结并及时彻底改进。