劉 濤

（邯鋼品質部用戶服務中心，河北 邯鄲 056000）

隨著我國加工制造業(yè)的快速發(fā)展，市場上對于各種規(guī)格高品質帶鋼產品的需求量越來越大。冷軋板帶及汽車板、家電板等深加工產品已成為鋼鐵企業(yè)當前主要的利潤增長點，各鋼鐵企業(yè)圍繞提高冷軋產品質量開展了一系列的技術研發(fā)和質量改進，以滿足市場客戶不斷提高的要求。冷軋帶鋼產品生產工序較多、工藝控制復雜、質量影響因素較多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能導致產品的質量缺陷。在冷軋產品中，板形質量缺陷是比較顯著，也是客戶反映比較多的質量問題。冷軋帶鋼常見的板形缺陷有褶皺、浪行、瓢曲等，其缺陷問題的產生與加工原料、軋制過程等都有密切的關系。通過對缺陷產生原因的分析和對生產工藝的調整可以有效消除上述質量缺陷問題，提高客戶對產品質量的滿意度。本文對此進行了探討。

1 冷軋帶鋼的板形控制

冷軋是常溫條件下，利用冷軋機按照一定的規(guī)格尺寸對鋼板、熱軋帶鋼等進行的軋制加工。因此，作為一種物理式的加工方式，帶鋼的板形質量缺陷主要來自于軋件的機械性能，以及軋制加工的各項參數(shù)。冷軋生產中由于各種原因造成的板帶橫斷面形狀和平直度不良問題，均可歸結為帶鋼的板形缺陷。板帶橫斷面形狀是指寬度方向上板帶厚度的分布規(guī)律，由于冷軋時壓扁變形遠小于軋輥彎曲撓度，因此對于帶鋼橫斷面形狀通常以凸度作為其描述特征和控制對象；平直度主要是指帶鋼翹曲，包括板帶各種浪形，在軋制時應盡量排除。各種浪形的均會對板帶的后期加工性能帶來影響。而板形控制的目的就是要嚴格保證凸度和平直度這兩項指標，保證軋材長度方向的平直和橫向厚度的均勻。軋制生產時，保證視在板形和潛在板形的尺寸誤差都在允許范圍內。在冷軋生產中，軋輥的熱膨脹、磨損、受力變形以及輥縫形狀、開度等，都可能導致板形缺陷。因此帶鋼板形問題也是多種因素綜合作用的結果。通過對輥縫間隙、輥形、軋輥應力分布等參數(shù)的調整，可使帶鋼平直度和凸度得到有效改善。

2 冷軋帶鋼產品常見的板形缺陷與原因分析

帶鋼板形主要包括板帶的平直度和凸度，因各種原因造成的平直度和凸度不良，均可被視為帶鋼的板形缺陷。根據缺陷部位的不同，板形缺陷主要可分為：邊浪、中間浪、肋浪、復合浪等。并且各種缺陷問題的成因也有所不同。根據缺陷位置和形態(tài)的不同，板形缺陷主要可分為：中間浪、肋浪、邊浪、復合浪等。無論哪種板形缺陷，其成因都主要來自于板寬方向上各縱向纖維的不均勻延展。一定程度內的拉伸不會產生板形問題，而當壓力超過某一臨界值時，則會產生不同形式的屈曲，導致各種板形缺陷問題。

2.1 邊浪

邊浪是分布在帶鋼單邊或是雙邊的不均勻凸起。表現(xiàn)為帶鋼邊部凸起部位延伸大于中部，導致帶鋼在邊部縱向方向上高低不平。邊浪缺陷表現(xiàn)為帶鋼一邊或二邊延伸大于中部延伸，導致帶鋼在邊部和在縱向上出現(xiàn)的高低不平，邊部出現(xiàn)不均勻凸起的情況。根據邊浪產生部位的分布，其缺陷還可分為單邊浪和雙邊浪。無論是單邊浪還是雙邊浪，其缺陷問題都與軋制過程有關。其中單邊浪的原因主要有以下：①熱軋料板板形凸度不良，料板存在的較為嚴重的邊浪問題在冷軋工序時難以消除；②軋制時軋制力控制不良，兩側軋制力相差過大，而軋制力較小的一側則會出現(xiàn)較大的凸起形成邊部浪行；③軋機在軋制和穿帶時由于由于傾斜值調整不當而導致的一側偏軋；④由于軋輥或是帶鋼兩側溫度相差較大，導致帶鋼兩側熱凸度變形不同和軋制力分配不同，繼而導致單側邊浪。

雙邊浪則是同時發(fā)生于帶鋼兩側的不均勻凸起。其形成原因主要有以下：①彎輥控制不當。彎輥控制是通過外加彎矩作用以達到調節(jié)工作輥輥縫目的的一種工藝操作方式。如果正負彎輥力調節(jié)不當?shù)脑挘瑒t會導致兩側軋制力分布不均，繼而引起雙邊浪缺陷；②軋制力過大，導致帶鋼鐵質向兩側擠壓繼而形成雙邊浪。由此而形成的比較嚴重雙邊浪缺陷通過調節(jié)彎輥力是無法消除的；③軋輥輥形不良，工作輥凸度值過小，導致帶鋼邊部壓下量過大，繼而形成雙邊浪。

2.2 中間浪

中間浪是帶鋼中間部位出現(xiàn)的凸起，是由于帶鋼中部延伸大于邊部延伸而形成的。形成中間浪的原因：①冷軋帶材原料缺陷，本身就存在嚴重的中間浪形，在后續(xù)的冷軋生產中即使通過調節(jié)彎輥力和增加壓下量也無法將其消除；②軋制時由于正彎輥力過大，使帶鋼中部出現(xiàn)較大的延伸，形成中間浪；③工作輥輥型不良，凸度過大，致使帶鋼中部承受較大的軋制力和出現(xiàn)較大的延伸，繼而形成中間浪；④軋輥中部過熱的話也有可能導致工作輥凸度增大，形成中間浪。其形成機理與工作輥輥型不良而引起的中間浪相似。

2.3 肋部浪形

肋部浪形是指出現(xiàn)在帶鋼橫向上中間與邊部之間部位的浪形缺陷，一般又稱為四分之一浪。肋部浪形產生的原因主要與工作輥的磨損變形有關。是出現(xiàn)在帶鋼橫向板寬約四分之一范圍內的浪形。肋浪出現(xiàn)的主要原因：①工作輥在長時間的軋制作業(yè)后，輥面會出現(xiàn)局部不均勻的磨損。軋制時，磨損部位的軋制力以及帶鋼對應位置的延展度都會小于其它部位，繼而在該部位出現(xiàn)浪形；②中間輥抽動值偏大；③工作輥冷卻不均，工作輥各部位特別是肋部凸度變化較大，導致該部位延展較大形成肋部浪形。

2.4 復合浪

復合浪是以上幾種浪形有兩種以上同時出現(xiàn)的情況。其原因主要與軋輥表面質量缺陷有關。①軋制前沒有對軋輥進行升溫預熱，導致軋輥在軋制時因受熱不均而出現(xiàn)不均勻的熱膨脹變形以及不規(guī)則的凸度變化，也必然會導致帶鋼出現(xiàn)各種板形質量問題。②軋輥軋制力過大，與帶鋼表面接觸時導致接觸面出現(xiàn)不均勻磨損而出現(xiàn)浪形。

3 帶鋼板形控制的技術措施

帶鋼板形是評價其外觀質量的重要指標之一，板形平直、凸度均勻是高精度、高品質帶鋼板形的重要特征。冷軋帶鋼優(yōu)良的板形對于其后續(xù)的剪切加工等有著很大的影響，而且無法改善。因此，冷軋環(huán)節(jié)必須要對板形進行控制，保證其具有良好的平直度和凸度。板形控制是冷軋機組的核心技術，主要是利用由自動板形控制系統(tǒng)（AFC）、液壓自動厚度控制系統(tǒng)（AGC）等組成的自動控制系統(tǒng)，通過對軋輥壓下量、輥縫等工藝參數(shù)的調節(jié)，以及溫度、軋輥凸度等不確定因素影響下對軋制力的精確補償，實現(xiàn)對帶鋼板形的精確控制。通過對帶鋼軋制過程和缺陷產生機理的分析可知，造成板形缺陷的生產工藝因素主要包括：熱軋原料板形缺陷、彎輥力調節(jié)不當、軋輥與軋件相對位置不正、軋輥磨損及凸度不均勻。通過對各種板形缺陷的原因分析可知，造成板形缺陷的生產工藝因素主要包括：原料板形缺陷、彎輥力調整不當、軋輥位置不正、軋輥不均勻磨損、軋輥預熱及冷卻不良等?？刹扇∫韵麓胧﹣砜刂坪拖逍稳毕荨?/p>

3.1 保證原料板板形質量

相對于熱軋來說，冷軋對于板形的影響和改善更為有限。因此，如果熱軋原料板存在較大的板形缺陷的話，在冷軋生產環(huán)節(jié)是很難對其進行彌補和矯正的。原料板中存在的板形缺陷也會留在冷軋產品上。因此，嚴格把控來料的板形質量對于后續(xù)的冷軋加工來說至關重要。應加強對原料板的質量檢測，發(fā)現(xiàn)原料板存在高度超過20mm的浪形缺陷時，應及時封存停用；同時與熱軋工段聯(lián)系，查找原料板板形缺陷的原因，從原材料環(huán)節(jié)消除對冷軋板帶質量的影響。

3.2 選擇凸度值合理的軋輥

凸度值是影響帶鋼板形的重要因素，在很大程度上影響著軋機的實際輥縫；因而也在很大程度上決定了軋制后帶鋼橫斷面的形狀和厚度。如果是凸度值較小或是為零的平輥，軋制時由于帶鋼對軋輥的反作用力，軋輥輥面會產生一定的彈性形變，在中間部位形成凹陷狀的輥縫輥形。在這種輥縫輥形條件影響下，軋制出的帶鋼也必然會隨輥面形態(tài)，呈現(xiàn)出中間厚、兩側薄的板形，導致板帶浪形缺陷。因此，冷軋生產在選擇軋輥時，一定要選擇具有一定凸度值的軋輥，以抵消和緩解軋制時軋輥可能發(fā)生的彈性形變。而選擇原始工作輥時，其輥凸度值也并非是越大越好，應以正常生產條件下輥身溫度、輥身磨損和軋制力變化為基準，保證其凸度值與所產生的彈性形變處在相對平衡的狀態(tài)。再通過自動控制系統(tǒng)的各種補償功能，實現(xiàn)對軋件外形質量的精確控制。如果軋輥凸度值過大的話，則可能導致軋件在巨大的軋制力下發(fā)生橫向竄動和偏軋；嚴重時導致板形缺陷甚至是斷帶事故。

3.3 通過軋輥預熱合理調節(jié)軋輥的熱凸度

軋輥在軋制時必然會因溫度升高而發(fā)生膨脹，使軋輥凸度值增加繼而影響板形。由此而形成的軋輥凸度變化稱之為軋輥的熱凸度。生產實踐表明，軋輥熱凸度變化在復雜的溫度和壓力影響下是非常不均勻的，一般是中間部位溫度高、熱凸度大；而兩端的溫度和熱凸度變化較小。使得軋輥中部與邊部出現(xiàn)比較明顯的熱膨脹差，這也必然會對帶鋼板形造成影響。為了減少因熱凸度值不均勻而導致的板形缺陷，需要在軋制前對軋輥進行均勻的預熱，使其熱凸度值均勻變化。軋輥預熱時需要制定合理的熱輥制度，保證輥面能夠較為均勻地加熱至相應溫度；再就是通過噴射乳化液來保證熱輥的均勻性。

3.4 調整液壓彎輥

調整彎輥力是改善輥形的較為立竿見影的措施之一。為了抵消巨大軋制力及其反作用力影響下軋輥的彎曲變形，要調節(jié)液壓彎輥對軋制時軋輥出現(xiàn)的彈性彎曲變形進行補償。具體如何補償調節(jié)，則要視帶鋼浪形出現(xiàn)的位置來確定。通過改變輥縫形態(tài)和調整彎輥量予以調節(jié)。

3.5 建立合理的換輥制度

軋輥作為與帶鋼直接接觸的部件，在長時間的軋制生產中，其輥面磨損也是非常嚴重的。使用時間越長、軋件硬度越高、軋制力越大，則輥面的磨損越嚴重。其磨損部位也會反映在帶鋼表面，形成表面的質量缺陷。因此，需要根據生產情況建立合理的換輥制度。根據軋件的規(guī)格、硬度等特征；并視輥面的磨損情況制定合理的換輥周期，以此來改善板形和減少板形缺陷。

4 結語

冷軋產品的板形缺陷問題主要來自于原料板和軋制過程。通過控制原料板質量、調整彎輥力和嚴格執(zhí)行熱輥、換輥制度，可使這些板形缺陷問題得到有效矯正。冷軋帶鋼板形缺陷是可以通過改善工藝操作予以控制和消除的，主要措施包括控制原料板形、調整液壓彎輥、調整軋輥熱凸度、改變道次壓下率等等。而液壓AGC等自動控制技術的應用，更是進一步提高了板形控制的精確度，有效保證了冷軋產品的板形質量。通過優(yōu)化調整工藝參數(shù)，建立控制模型，即可實現(xiàn)對冷軋帶鋼板形的良好控制，保證冷軋產品的板形質量，為企業(yè)贏得了市場客戶的好評。