热连轧花纹辊二次刻花技术开发及应用

2017-09-07马叶红

中国新技术新产品 2017年19期

马叶红

摘要：本文开发了热连轧花纹辊二次刻花工艺技术，研究了二次刻花中的花纹形状、尺寸、布局及工艺参数，保证了花纹板板面纹高、板形及花纹辊的均匀磨损。该技术应用于梅山钢铁的1422热轧机组，编制了相应的应用规程，实现一支花纹辊多次使用的目的，节约了生产成本。

关键词：二次刻花；花纹辊；花纹板

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

中图分类号：TG335 文献标识码：A

花纹板是用辊面刻有一定深度花纹的轧辊轧制而成的，这种钢板不仅美观且能增加摩擦、强化性能以及节约材料，在交通、建筑、装饰装潢、设备周围底板、机械、造船等领域有广泛应用。扁豆形花纹板的花纹属开口形，是目前应用最广泛的花纹板，其优点是美观大方、防滑效果好、不存油水。然而花纹辊在工作过程中会出现磨损，使得花纹的深度和形状会发生改变，花纹板生产过程中需要经常更换花纹辊，因此提高花纹辊的使用寿命对花纹辊板的生产成本影响重大，对磨损以后的花纹辊进行二次刻花是提高花纹辊工作寿命的有效途径。

梅钢热轧花纹板是使用刻有花纹的轧辊在成品机架轧制而成。梅钢热轧生产线制作花纹辊的材质为改进型无限冷硬铸铁，辊径一般控制在Φ652～654mm，与其配對的使用轧辊的辊径一般控制在Φ647～649mm。由于梅钢精轧后段工作辊最大辊径为Φ710mm，为了满足花纹辊制作尺寸的要求，一般将辊径为Φ710mm的新辊依次在F6、F5、F4三个机架按照辊径逐渐递减的原则逐机架使用，待辊径消耗减少至Φ652～656mm刻制花纹辊，并按照配辊要求备好相应数量的花纹辊配辊，这一工作主要是F4机架的周转辊上完成的。

随着市场对花纹板需求量的不断攀升及质量要求的不断提高，花纹辊的备辊压力也在逐步增加。主要是因为F4机架只有4套轧辊的周转量，造成花纹辊备辊量远不能满足轧线需求，解决这一问题的途径有两种：一是增加F4机架轧辊的周转量；二是开发花纹辊多次重复刻花技术。针对上述两种途径，综合考虑加工一支花纹辊非常耗费时力和轧制节奏等方面因素，最终选择开发、使用花纹辊二次刻花技术生产高质量、高产量的花纹板解决花纹辊备辊量不足的问题。

1.花纹辊二次刻花技术开发

花纹辊刻花有电解法刻花、电火花加工、铣床刻花等方法，考虑到目前钢铁企业的加工技术，本文研究采用铣床刻花法来加工花纹辊。

1.1二次刻花轧辊的技术要求

用于二次刻花的轧辊必须满足以下技术要求：

（1）二次刻花是在原有花纹的基础上进行的，要求高精度的对中率。

（2）加工花纹辊的轧辊辊面硬度均匀性≤5HSD。

（3）用于刻花的轧辊必须进行表面涡流检测和超声波检测，保证轧辊表面、工作层和芯部无缺陷。

（4）用于二次刻花的花纹辊辊径≥Φ660mm，以保证一次刻花后的轧辊在花纹深度不能满足生产要求时进行二次刻花。

（5）二次刻花的辊面花纹不得有毛刺、裂纹、剥落等缺陷；有缺陷必须进行修磨，修磨量≥0.50mm。

（6）花纹辊辊型为凸辊，辊型高+0.02mm。

（7）二次刻花花纹形状、尺寸与一次刻花的要求一致：花形为扁豆状，花纹槽深mm。

1.2花纹辊二次刻花花纹形状控制

铣床刻花法是花纹辊加工中的常用方法，该方法具有加工速度快、操作简单、加工成本低的优点。本文研究了花纹辊经一次刻花和二次刻花后的花纹形状差异，三根辊子的刻花试验结果见表1。从实际结果看，车床铣花法可确保刻花精度的要求，所以二次花纹辊制作选用铣床刻花。

刻花工艺的好坏直接关系到轧辊的使用寿命，在条件能满足时，应尽可能地减少花纹数量，以减少支撑辊与工作辊接触的周期交变应力变化，提高轧辊的使用寿命。另外，在材质为改进型无限冷硬铸铁的轧辊上刻花易导致崩口和花纹变形，针对此类缺陷，如果采用不规范的堆焊进行修补将造成花纹二次崩口和变形，因此应尽量避免使用不规范的堆焊进行修补。

1.3花纹辊二次刻花技术参数

梅钢1422精轧机组配置的支撑辊辊面长度为1429mm，工作辊辊面长度为1650mm，精轧机组轧制带钢的宽度为800mm～1300mm。考虑到F6机架工作辊窜辊、板材宽度控制范围及热膨胀，将花纹辊轧辊轴向刻花长度设计为1550mm，如图1所示，此外，这一刻花长度还可防止带钢在轧制过程中由于跑偏造成成品带钢边部没有花纹的现象发生。花纹辊上的花纹布局如图2所示，花纹剖面形状如图3所示。

2.二次刻花技术应用

2.1配辊原则

（1）辊压要求：为防止轧制过程中发生轧件缠辊现象，在配置轧辊时采用了“上压”配辊，即上辊（花纹辊）直径大于下工作辊直径，这样在相同的角速度下，上辊线速度大于下辊线速度，板带有向下扣的趋势。二次花纹辊配辊要求为上压4mm～6mm；（2）辊径要求：按照一次刻花的花纹辊工艺技术及参数的要求，二次刻花花纹辊辊径一般控制在Φ655～660mm，与其配对的使用轧辊的辊径一般控制在Φ651～656mm。花纹辊与其配辊的配备都是在F4机架轧辊使用到Φ655～660mm，按照配辊辊压要求来实现的。

实践证明，二次刻花也遵循一次刻花的配辊原则，这种配辊原则不仅要保证F4机架轧辊的周转量和备辊量，也要兼顾花纹辊的正常周转。

2.2 温度制度确定

热轧温度的制度的制定遵循如下原则：

（1）粗轧在动态再结晶温度以上完成；

（2）精轧在奥氏体区轧制。

（3）良好的组织性能指标和良好的板形效果。

综合粗轧区温降，C、N、合金元素的溶解、析出强化、轧制规格等因素，将烧钢温度控制在1150℃以上，加热时间控制在145min以上。

根据铁碳相图，随着成份的变化，Ar3的温度也在变化，一般在830℃～912℃以上区域。梅钢花纹产品一般为低碳铝镇静钢和低合金钢，终轧温度一般控制在860℃～880℃。

卷取温度的控制，一方面保证组织为铁素体或铁素体与珠光体混合物；另一方面保证良好的性能指标和良好的板形效果，目前卷取温度一般控制在570℃～650℃。

梅钢05年热轧产线新增了热卷箱，头、尾温差控制较好，基本能保证中间坯头、中、尾温度一致。

2.3轧机负荷

花纹板的花纹高度是花纹板的主要质量指标。花纹是在轧制过程中金属填入轧辊凹槽而形成的，花纹高度取决于轧制过程中流入轧辊凹槽的金属量。流入金属量的多少又取决于成品机架的压下量及花纹间距、花纹直径、花纹侧壁夹角、花纹的排列方向角度等参数。目前，梅钢热轧生产线设定的二次刻花花纹形状、花纹间距、花纹宽度、长度、深度等花形参数已经固定，花纹高度的控制是通过对成品机架负荷的调整实现的。

2.4 轧制计划编排

常规计划编排中，宽度的过渡遵循“乌龟壳”的形式，按照花纹板宽度 “窄——宽——窄” 过渡的原则，经过对二次刻花花纹辊磨损的研究、试验、探索，实践证明这种编排也能够很好地保证二次刻花花纹辊的均匀磨损、花纹板板面纹高及板形。

2.5 二次刻花花纹辊使用情况分析

每次换辊后，对二次刻花的轧辊辊面、温度等情况进行检查，与一次刻花花纹辊的使用情况进行对比，结果发现二次刻花花纹辊能够达到一次刻花花纹辊的使用标准要求。具体情况见表2。

结论

（1）二次刻花的花纹形状、尺寸、布局及工艺参数能达到一次刻花的技术参数要求。根据花纹板生产技术及要点，分析、研究、开发并稳定应用了花纹辊二次刻花的加工工艺、磨削工艺、轧制工艺，保证了花纹板板面纹高、板形及花纹辊的均匀磨损。

（2）通过对花纹辊制作尺寸的合理设置，二次刻花技术使轧辊的有效工作层得到了充分使用，实现一支花纹辊多次使用的目的，节约了生产成本。

参考文献

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