馬葉紅

摘 要：本文開發(fā)了熱連軋花紋輥二次刻花工藝技術(shù)，研究了二次刻花中的花紋形狀、尺寸、布局及工藝參數(shù)，保證了花紋板板面紋高、板形及花紋輥的均勻磨損。該技術(shù)應(yīng)用于梅山鋼鐵的1422熱軋機(jī)組，編制了相應(yīng)的應(yīng)用規(guī)程，實(shí)現(xiàn)一支花紋輥多次使用的目的，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：二次刻花；花紋輥；花紋板

Abstract：It introduces the technology of Second Pattern roller engraving in Hot Checkered plate，and analyses the use of the technology of Second Pattern roller engraving in the production.

Keyword：Second Pattern roller engraving；Pattern roller； Checkered plate

中圖分類號(hào)：TG335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

花紋板是用輥面刻有一定深度花紋的軋輥軋制而成的，這種鋼板不僅美觀且能增加摩擦、強(qiáng)化性能以及節(jié)約材料，在交通、建筑、裝飾裝潢、設(shè)備周圍底板、機(jī)械、造船等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。扁豆形花紋板的花紋屬開口形，是目前應(yīng)用最廣泛的花紋板，其優(yōu)點(diǎn)是美觀大方、防滑效果好、不存油水。然而花紋輥在工作過程中會(huì)出現(xiàn)磨損，使得花紋的深度和形狀會(huì)發(fā)生改變，花紋板生產(chǎn)過程中需要經(jīng)常更換花紋輥，因此提高花紋輥的使用壽命對(duì)花紋輥板的生產(chǎn)成本影響重大，對(duì)磨損以后的花紋輥進(jìn)行二次刻花是提高花紋輥工作壽命的有效途徑。

梅鋼熱軋花紋板是使用刻有花紋的軋輥在成品機(jī)架軋制而成。梅鋼熱軋生產(chǎn)線制作花紋輥的材質(zhì)為改進(jìn)型無限冷硬鑄鐵，輥徑一般控制在Φ652～654mm，與其配對(duì)的使用軋輥的輥徑一般控制在Φ647～649mm。由于梅鋼精軋后段工作輥?zhàn)畲筝亸綖棣?10mm，為了滿足花紋輥制作尺寸的要求，一般將輥徑為Φ710mm的新輥依次在F6、F5、F4三個(gè)機(jī)架按照輥徑逐漸遞減的原則逐機(jī)架使用，待輥徑消耗減少至Φ652～656mm刻制花紋輥，并按照配輥要求備好相應(yīng)數(shù)量的花紋輥配輥，這一工作主要是F4機(jī)架的周轉(zhuǎn)輥上完成的。

隨著市場(chǎng)對(duì)花紋板需求量的不斷攀升及質(zhì)量要求的不斷提高，花紋輥的備輥壓力也在逐步增加。主要是因?yàn)镕4機(jī)架只有4套軋輥的周轉(zhuǎn)量，造成花紋輥備輥量遠(yuǎn)不能滿足軋線需求，解決這一問題的途徑有兩種：一是增加F4機(jī)架軋輥的周轉(zhuǎn)量；二是開發(fā)花紋輥多次重復(fù)刻花技術(shù)。針對(duì)上述兩種途徑，綜合考慮加工一支花紋輥非常耗費(fèi)時(shí)力和軋制節(jié)奏等方面因素，最終選擇開發(fā)、使用花紋輥二次刻花技術(shù)生產(chǎn)高質(zhì)量、高產(chǎn)量的花紋板解決花紋輥備輥量不足的問題。

1.花紋輥二次刻花技術(shù)開發(fā)

花紋輥刻花有電解法刻花、電火花加工、銑床刻花等方法，考慮到目前鋼鐵企業(yè)的加工技術(shù)，本文研究采用銑床刻花法來加工花紋輥。

1.1二次刻花軋輥的技術(shù)要求

用于二次刻花的軋輥必須滿足以下技術(shù)要求：

（1）二次刻花是在原有花紋的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，要求高精度的對(duì)中率。

（2）加工花紋輥的軋輥輥面硬度均勻性≤5HSD。

（3）用于刻花的軋輥必須進(jìn)行表面渦流檢測(cè)和超聲波檢測(cè)，保證軋輥表面、工作層和芯部無缺陷。

（4）用于二次刻花的花紋輥輥徑≥Φ660mm，以保證一次刻花后的軋輥在花紋深度不能滿足生產(chǎn)要求時(shí)進(jìn)行二次刻花。

（5）二次刻花的輥面花紋不得有毛刺、裂紋、剝落等缺陷；有缺陷必須進(jìn)行修磨，修磨量≥0.50mm。

（6）花紋輥輥型為凸輥，輥型高+0.02mm。

（7）二次刻花花紋形狀、尺寸與一次刻花的要求一致：花形為扁豆?fàn)?，花紋槽深mm。

1.2花紋輥二次刻花花紋形狀控制

銑床刻花法是花紋輥加工中的常用方法，該方法具有加工速度快、操作簡(jiǎn)單、加工成本低的優(yōu)點(diǎn)。本文研究了花紋輥經(jīng)一次刻花和二次刻花后的花紋形狀差異，三根輥?zhàn)拥目袒ㄔ囼?yàn)結(jié)果見表1。從實(shí)際結(jié)果看，車床銑花法可確?？袒ň鹊囊?，所以二次花紋輥制作選用銑床刻花。

刻花工藝的好壞直接關(guān)系到軋輥的使用壽命，在條件能滿足時(shí)，應(yīng)盡可能地減少花紋數(shù)量，以減少支撐輥與工作輥接觸的周期交變應(yīng)力變化，提高軋輥的使用壽命。另外，在材質(zhì)為改進(jìn)型無限冷硬鑄鐵的軋輥上刻花易導(dǎo)致崩口和花紋變形，針對(duì)此類缺陷，如果采用不規(guī)范的堆焊進(jìn)行修補(bǔ)將造成花紋二次崩口和變形，因此應(yīng)盡量避免使用不規(guī)范的堆焊進(jìn)行修補(bǔ)。

1.3花紋輥二次刻花技術(shù)參數(shù)

梅鋼1422精軋機(jī)組配置的支撐輥輥面長(zhǎng)度為1429mm，工作輥輥面長(zhǎng)度為1650mm，精軋機(jī)組軋制帶鋼的寬度為800mm～1300mm?？紤]到F6機(jī)架工作輥竄輥、板材寬度控制范圍及熱膨脹，將花紋輥軋輥軸向刻花長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1550mm，如圖1所示，此外，這一刻花長(zhǎng)度還可防止帶鋼在軋制過程中由于跑偏造成成品帶鋼邊部沒有花紋的現(xiàn)象發(fā)生?；y輥上的花紋布局如圖2所示，花紋剖面形狀如圖3所示。

2.二次刻花技術(shù)應(yīng)用

2.1配輥原則

（1）輥壓要求：為防止軋制過程中發(fā)生軋件纏輥現(xiàn)象，在配置軋輥時(shí)采用了“上壓”配輥，即上輥（花紋輥）直徑大于下工作輥直徑，這樣在相同的角速度下，上輥線速度大于下輥線速度，板帶有向下扣的趨勢(shì)。二次花紋輥配輥要求為上壓4mm～6mm；（2）輥徑要求：按照一次刻花的花紋輥工藝技術(shù)及參數(shù)的要求，二次刻花花紋輥輥徑一般控制在Φ655～660mm，與其配對(duì)的使用軋輥的輥徑一般控制在Φ651～656mm?；y輥與其配輥的配備都是在F4機(jī)架軋輥使用到Φ655～660mm，按照配輥輥壓要求來實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)踐證明，二次刻花也遵循一次刻花的配輥原則，這種配輥原則不僅要保證F4機(jī)架軋輥的周轉(zhuǎn)量和備輥量，也要兼顧花紋輥的正常周轉(zhuǎn)。

2.2 溫度制度確定

熱軋溫度的制度的制定遵循如下原則：

（1）粗軋?jiān)趧?dòng)態(tài)再結(jié)晶溫度以上完成；

（2）精軋?jiān)趭W氏體區(qū)軋制。

（3）良好的組織性能指標(biāo)和良好的板形效果。

綜合粗軋區(qū)溫降，C、N、合金元素的溶解、析出強(qiáng)化、軋制規(guī)格等因素，將燒鋼溫度控制在1150℃以上，加熱時(shí)間控制在145min以上。

根據(jù)鐵碳相圖，隨著成份的變化，Ar3的溫度也在變化，一般在830℃～912℃以上區(qū)域。梅鋼花紋產(chǎn)品一般為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼和低合金鋼，終軋溫度一般控制在860℃～880℃。

卷取溫度的控制，一方面保證組織為鐵素體或鐵素體與珠光體混合物；另一方面保證良好的性能指標(biāo)和良好的板形效果，目前卷取溫度一般控制在570℃～650℃。

梅鋼05年熱軋產(chǎn)線新增了熱卷箱，頭、尾溫差控制較好，基本能保證中間坯頭、中、尾溫度一致。

2.3軋機(jī)負(fù)荷

花紋板的花紋高度是花紋板的主要質(zhì)量指標(biāo)?；y是在軋制過程中金屬填入軋輥凹槽而形成的，花紋高度取決于軋制過程中流入軋輥凹槽的金屬量。流入金屬量的多少又取決于成品機(jī)架的壓下量及花紋間距、花紋直徑、花紋側(cè)壁夾角、花紋的排列方向角度等參數(shù)。目前，梅鋼熱軋生產(chǎn)線設(shè)定的二次刻花花紋形狀、花紋間距、花紋寬度、長(zhǎng)度、深度等花形參數(shù)已經(jīng)固定，花紋高度的控制是通過對(duì)成品機(jī)架負(fù)荷的調(diào)整實(shí)現(xiàn)的。

2.4 軋制計(jì)劃編排

常規(guī)計(jì)劃編排中，寬度的過渡遵循“烏龜殼”的形式，按照花紋板寬度 “窄——寬——窄” 過渡的原則，經(jīng)過對(duì)二次刻花花紋輥磨損的研究、試驗(yàn)、探索，實(shí)踐證明這種編排也能夠很好地保證二次刻花花紋輥的均勻磨損、花紋板板面紋高及板形。

2.5 二次刻花花紋輥使用情況分析

每次換輥后，對(duì)二次刻花的軋輥輥面、溫度等情況進(jìn)行檢查，與一次刻花花紋輥的使用情況進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二次刻花花紋輥能夠達(dá)到一次刻花花紋輥的使用標(biāo)準(zhǔn)要求。具體情況見表2。

結(jié)論

（1）二次刻花的花紋形狀、尺寸、布局及工藝參數(shù)能達(dá)到一次刻花的技術(shù)參數(shù)要求。根據(jù)花紋板生產(chǎn)技術(shù)及要點(diǎn)，分析、研究、開發(fā)并穩(wěn)定應(yīng)用了花紋輥二次刻花的加工工藝、磨削工藝、軋制工藝，保證了花紋板板面紋高、板形及花紋輥的均勻磨損。

（2）通過對(duì)花紋輥制作尺寸的合理設(shè)置，二次刻花技術(shù)使軋輥的有效工作層得到了充分使用，實(shí)現(xiàn)一支花紋輥多次使用的目的，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

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