冷轧钢卷粘结缺陷产生原因及控制措施

2011-11-18亓增艳

中国重型装备 2011年1期

关键词：板形钢卷筋板

陈普亓萌亓增艳

(山东泰山钢铁冷轧薄板厂，山东 271100)

泰钢冷轧薄板厂退火机组采用全氢罩式退火炉，生产过程中出现大量粘结缺陷，严重影响钢卷的质量。为控制粘结缺陷的产生，提高产品质量，对粘结缺陷产生的原因进行了分析，并采取了一些控制措施。

1 粘结的定义及表现形态

1.1 粘结的定义

在一定的温度和应力作用下，一定时间内紧卷退火发生层间局部焊合的现象就是粘结。卷紧的钢卷在罩式炉退火过程中，在高温条件下由于应力作用，边界原子相互渗透因而使带钢层与层之间产生粘连和焊合现象。

1.2 粘结缺陷形态

粘结缺陷形态有点状、块状、条状等，如图1、图2 所示。

图1 点状粘结形成的粘结孔Figure 1 The hole formed by dot shaped cohering

图2 边部条状粘结形成的粘结纹Figure 2 The marks formed by edge stripe shaped cohering

2 粘结缺陷产生的原因分析

2.1 退火过程原因分析

2.1.1 退火工艺不合理

退火温度设定不合理，退火的升温速度、保温时间、保护气体吹扫流量等工艺参数设置存在失误，是造成粘结缺陷的原因之一。

(1)退火炉内超温

每个炉台上都装有两支热电隅，气氛热电偶和底部热电偶，用来直接或间接测量控制温度(RT)与底部温度(AT)的升温和降温情况。在测温系统中，有电隅、冷端补偿器、温度变送器、调节器、计数器和记录仪等仪器仪表，若任何部位出现故障都会影响温度测量值的准确性，使超温的可能性增加。例如，要求底部电偶(AT)要安装到位，顶住退火底板;而控制电隅的顶端不应超过退火底板(或扩散器)上筋板的高度。当电隅老化，位置下降或折断时，其测量值将比实际值低得多，极易造成钢卷超温退火而发生粘结。

(2)退火冷却速度过快

退火过程中保温结束后立即摘掉加热罩，造成钢卷骤冷。钢卷外部冷却快、内部冷却慢，导致外冷内热呈抱紧状态，极易造成中部粘结。

(3)炉内气氛循环不良

由于循环风量较小，保护气体的传热速度较慢，故炉内各处温差较大。如将监控温度(RT)定为720℃，则局部因多种原因可能达到750～800℃，使钢卷边缘部位出现过热。另外，放在最上面的钢卷，由于堆垛顶部没有对流板，大部分保护气体流经堆垛的上端边缘，加上内罩封头的辐射热量，使炉内最上面的钢卷边缘也易过热。另一方面，保护气体受阻不能正常循环，局部形成炽热的阻塞气流，进而使钢卷过热也能产生粘结。

2.1.2 对流盘变形

为了使钢卷尽可能均匀受热，要求对流板具有良好的平直度，否则，钢卷在对流板上受力不均，整个钢卷的重量只能由部分筋板承受，造成钢卷局部严重挤压而过热。此外，对流板的材质应具有一定的硬度和足够的抗热变形能力，否则，表面会磨损成许多深浅不一的沟纹以及严重的麻面，使较薄的钢卷两端易发生粘结。生产实践中，出炉时有时出现对流板与吊运钢卷粘在一起的情况，严重威胁着安全生产。其次，对流板两面的筋板无例角，在对流板严重翘曲变形、平面受力不均时，如同利刃一般，扦入钢卷边缘，形成局部挤压折边而发生过热粘结。

2.2 退火外部原因分析

2.2.1 板形不良

带钢板形不良除造成板内应力分布不均以外，也会使层间压力局部增大。特别是边鼓、边浪缺陷更容易造成带钢的局部粘结。轧制生产时，由于来料板形较差，轧机板形调节不当等原因，导致轧后钢卷浪形较大，易产生粘结缺陷。

2.2.2 张力的影响

张力的影响主要是来自轧机的卷取张力和电解脱脂机组的卷取张力。生产中张力过大，使钢卷卷层间间隙过紧，钢卷在进入高温退火后就会导致气流循环效果不好而产生过热，造成钢卷的粘结，因此选择合适的卷取张力至关重要。

2.2.3 成分变化的影响

来料成分中C、Si 的含量下降或AL 的含量有所增加会使钢卷在退火过程中产生粘结。

2.2.4 乳化液的影响

乳化液作为冷却剂、润滑剂(也要有良好的抗磨性能)应用于冷轧生产中，它由2%左右的基油、95%左右的水和其它添加剂配制而成。如果乳化液的纯度低、杂质多，特别是在喷射量调整不当，而轧机出口端又吹扫不净时，杂质会残留于钢板之间。因此，退火工艺制定了足够的吹洗时间。这不仅是考虑到乳化液中的杂质，也涉及到轧制时出现的物质沉积问题。若随意减少吹洗时间或保护气体流量，沉积于带钢之间的杂质就很难被排出炉外，必然造成钢板之间的粘结。