孫 敏,吳 勇

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司冷軋總廠,安徽馬鞍山 243000)

引言

冷軋無取向硅鋼產(chǎn)品經(jīng)軋制后，經(jīng)連退機組進(jìn)行退火，以降低鐵損提高磁感性能。根據(jù)硅鋼高溫退火特點，連退的爐底輥一般采用碳套輥，碳套輥由于其石墨屬性具有耐高溫、抗結(jié)瘤及自潤滑性[1]，但隨著使用時間的延長，碳套輥與帶鋼不斷摩擦?xí)霈F(xiàn)磨損情況，輥徑不斷變小，嚴(yán)重時會出現(xiàn)臺階，在生產(chǎn)帶鋼規(guī)格變化時，因接觸應(yīng)力作用極易造成折邊，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此對影響碳套輥磨損的原因進(jìn)行分析，從而減少對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

1 碳套輥磨損現(xiàn)狀分析

某鋼廠硅鋼連退各爐段碳套輥上線生產(chǎn)一段時間后存在嚴(yán)重磨損，其中加熱段、均熱段磨損程度嚴(yán)重，磨損表現(xiàn)為兩側(cè)啞鈴型，磨損區(qū)域主要為RTF3 區(qū)及4 區(qū)、SF1 區(qū)至10 區(qū)，其中SF7 區(qū)及9 區(qū)較重，見圖1。分析周期，加熱段碳套輥使用周期2 個月，均熱段周期3個月碳套輥磨損較嚴(yán)重，均遠(yuǎn)小于要求6個月周期，對此，對影響碳套輥磨損的因素進(jìn)行分析。

圖1 磨損情況

1.1 碳套輥與帶鋼速度差的影響

碳套輥為石墨材料，當(dāng)爐輥轉(zhuǎn)動與帶鋼出現(xiàn)速度差時，爐輥轉(zhuǎn)動始終處于不斷磨輥狀態(tài)，當(dāng)輥徑減小時，帶鋼與爐輥轉(zhuǎn)速差越來越大，爐輥與帶鋼相對滑動加大，摩擦力增加，爐輥磨損也隨之加快。硅鋼退火爐爐內(nèi)張力較小，隨著機組速度提高，爐輥與帶鋼接觸跳動，帶鋼與輥面接觸壓力增加，造成輥面磨損加劇。

1.2 碳套輥耐磨性的影響

除了爐輥與帶鋼線速度差以外，當(dāng)爐輥抗耐磨性差時，爐輥會出現(xiàn)較易磨損情況，影響使用，碳套輥的抗耐磨性指標(biāo)主要包括碳套的電阻率，體積密度、石墨粒度、石墨化度、表面硬度和粗糙度[2-4]，當(dāng)性能出現(xiàn)偏差及不合格時，易出現(xiàn)磨損。

1.3 露點影響

因原料碳含量高，對產(chǎn)品鐵損存在影響，因此為保證硅鋼有效脫碳，爐內(nèi)的露點一般控制在-20～45 ℃。脫碳反應(yīng)在鋼帶表面，起決定因素的是PH2O/PH2）分壓比，該值越大，脫碳反應(yīng)速度越快，反應(yīng)越徹底，即脫碳能力越強。但分壓比（PH2O/PH2）太大即露點太高時，鋼帶表面易氧化，不僅影響鋼帶表面質(zhì)量，而且形成的SiO2致密氧化膜會進(jìn)一步阻止脫碳。所以碳套在硅鋼連續(xù)退火爐中就不可避免地由于氧化而出現(xiàn)孔洞，在濕氣區(qū)段內(nèi)的碳套還不斷發(fā)生氧化磨損。

2 碳套輥磨損原因排查

2.1 碳套輥輥速與帶鋼速度差

對加熱段輥系、均熱段及冷卻段各段爐輥進(jìn)行轉(zhuǎn)速測試，分別在100 m/min，140 m/min 工藝速度下進(jìn)行軸端線速度測量，通過計算得出各段線速度值如表1、表2。

表1 加熱段各爐輥轉(zhuǎn)速與下發(fā)速度匹配性

表2 均熱段各爐輥轉(zhuǎn)速與下發(fā)速度匹配性

根據(jù)爐輥轉(zhuǎn)速測試結(jié)果，加熱段所有爐輥轉(zhuǎn)速與實際下發(fā)速度存在偏差，即爐輥轉(zhuǎn)速與帶鋼速度存在偏差，轉(zhuǎn)速偏差為恒定值,約2.3%。同時，程序在做張力控制時，RTF3區(qū)和4區(qū)加入了2%的ΔV,導(dǎo)致碳套輥和帶鋼有較大的速差，加速了碳套輥的磨損。

均熱段共55 根以上爐輥轉(zhuǎn)速與帶鋼線速度存在較大偏差，其余爐輥未出現(xiàn)明顯偏差，但磨損程度較均熱段其余爐輥偏重。

2.2 碳套輥材質(zhì)及影響

為分析不同廠家生產(chǎn)碳套輥材質(zhì)及耐磨性的區(qū)別，分別在均熱段及加熱段進(jìn)行試驗。見表3、圖2。

表3 不同廠家對比試驗位置設(shè)置

圖2 不同廠家磨損情況對比

對比廠家A 與廠家B 兩處3 個月后碳套輥磨損情況，其中廠家A 磨損輕微，廠家B 磨損較重，對廠家A 同批8 根及廠家B 同批8 根碳套輥材料進(jìn)行分析對比如表4，廠家A 電阻率較廠家B 電阻率偏低，也就是石墨化程度高。石墨化程度高對碳套的抗結(jié)瘤能力較好但是相對降低了碳套的硬度和耐磨性[5]，廠家A的產(chǎn)品耐磨性較差。

表4 不同廠家材質(zhì)對比

2.3 露點的影響

對均熱段各區(qū)露點進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)，SF7區(qū)及SF9區(qū)露點相較于其余爐段偏高，對應(yīng)此段磨損較重，分析原因為SF7 段及9 段為加濕通入?yún)^(qū)，此區(qū)域碳套輥邊部持續(xù)通入大量氮氫混合氣，造成輥面邊部存在氧化，耐磨性降低，造成輥面磨損加大。見表5。

表5 各爐段露點對比

3 總結(jié)

（1）加熱段及均熱段爐輥與帶鋼存在速度差，此速度差引發(fā)碳套輥磨損。

（2）根據(jù)對比試驗，不同電阻率對碳套輥耐磨性存在影響，電阻率越低耐磨性越差。

（3）均熱段爐區(qū)露點值存在通入?yún)^(qū)偏高情況，碳套輥對應(yīng)磨損重。