430不锈钢冷轧钢带表面短擦伤缺陷分析研究

孟保功， 牛国栋

（山西太钢不锈钢股份有限公司， 山西 太原 030003）

430不锈钢冷轧钢带属于400系铁素体不锈钢，具有良好的耐蚀性、抗氧化性、成型性以及表面光亮的优点[1]，其冷轧钢带被广泛应用于建筑装饰用、家庭用器具、家电部位等领域。当前市场需求使430不锈钢冷轧钢带产品的表面质量向更细腻、更光亮方向发展，下游用户将其制作装饰面板以及家电产品外观件，而装饰面板以及家电产品外观件的表面质量要求非常严格，检查标准是整个表面不允许有目视可见的缺陷[2]。

430不锈钢冷轧钢带表面等级主要有2B、BA两种，主要采用SENDZIMIR二十辊可逆冷轧机轧制[3]，轧制过程中表面出现了严重的短擦伤缺陷，该缺陷有深度、长度，存在一定的手感，呈现金属亮色，严重影响客户使用。

1 430冷轧钢带短擦伤缺陷的分析

1.1 430冷轧钢带短擦伤的形成机理

430冷轧钢带短擦伤产生的基本机理是轧制过程中钢带与其接触系统（如图1）的力平衡出现瞬时性破坏，即在整个或局部宽面的相互接触点上发生相对滑动，产生具有一定深度、一定长度的擦伤，缺陷位置呈现金属亮色。

1.2 短擦伤缺陷的分类及其形貌

根据短擦伤产生的机理与现场跟踪发现，430冷轧钢带短擦伤可以按照不同产生位置进行分类，一般有三大类:刮油擦拭器短擦伤、板形/导向辊短擦伤、钢卷层间短擦伤。

三大类短擦伤产生位置不同，其分布特点及形貌特征也不同，见表1与图2。

表1 三大类短擦伤缺陷的分布特点及形貌特征

图2 430冷轧钢带短擦伤缺陷图

1.3 430冷轧钢带短擦伤缺陷的产生原因分析

1.3.1 刮油擦拭器工艺对短擦伤缺陷的影响

SENDZIMIR二十辊可逆冷轧机采用“两辊+四辊”形式的刮油擦拭器系统[4]，两辊一般为铜辊、万能辊两种材质，采用两端液压承压进行初刮油，四辊一般为钢质，采用多段风压承压精刮油。由于四辊采用多段风压承压，能保证轧制过程中其与钢带在宽度方向上贴合紧密，不易产生短擦伤，因此刮油擦拭器短擦伤主要是两辊擦拭器造成（见图3）。

两辊擦拭器的万能辊由于其表面为特殊的不织布纤维材质，表面易扎入铁削，形成硬质点，轧制时产生短擦伤。两辊擦拭器的铜辊由于其材质较软，轧制过程中产生的铁削等异物易造成坑疤，局部有明显凸起，轧制时产生短擦伤。实际生产过程中发现，长时间生产厚度规格大于1.5 mm钢带时使用万能辊比铜辊更易产生短擦伤，原因主要是厚度规格大于1.5 mm钢带生产时产生大量铁削，万能辊表面扎入的铁削清理难度高于铜辊，从而产生大量短擦伤。

图3 两种材质的两辊擦拭器表面情况

两辊擦拭器的辊凸度与压力是影响短擦伤缺陷的关键工艺参数（见图4），从图4可以看出过大的凸度或过小的压力易造成刮油辊与钢带在边部位置接触不紧密，易在边部位置产生短擦伤；而过大的压力或过小的凸度易造成刮油辊与钢带在中部位置接触不紧密，易在中部位置产生短擦伤。

1.3.2 板形/导向辊表面质量对短擦伤缺陷的影响

板形辊、导向辊是带钢轧制接触系统中重要部分，其表面质量直接影响钢带下表面质量，板形辊、导向辊在大生产环境下长期使用或头尾穿带操作不当都易使表面出现严重坑疤或擦伤，从而使钢带下表面易产生短擦伤（见图5）。

1.3.3 开卷张力对短擦伤缺陷的影响

通过对现场实际生产情况的跟踪发现，上下工序间的张力匹配特别重要，一般要求轧制工序开卷张力低于热线工序卷取张力，否则，在轧制过程中钢带层间发生错动产生短擦伤。

图4 两辊擦拭器不同工艺参数下与钢带接触的示意图

图5 板形辊、导向辊表面情况

1.3.4 轧制速度工艺对短擦伤缺陷的影响

通过现场跟踪，发现成品前道次与成品道次轧制速度过快，造成钢带运行过程中振动加剧，与整个接触系统极易产生短擦伤，该问题对BA表面等级尤其明显。

2 控制430冷轧钢带短擦伤缺陷的对策及实施效果

2.1 定期清理钢带接触系统

建立交接班钢带接触系统清理制度，重点清理图1中钢带接触系统各部位，通过清理连续大生产条件下钢带接触系统残留的铁屑等异物，从而降低整个接触系统表面质量对短擦伤产生的影响。

2.2 优化刮油擦拭系统及工艺

为了减少刮油擦拭器对短擦伤的影响，按照厚度规格采用不同材质的两辊擦拭器，厚度规格大于1.5 mm时，两辊擦拭器采用铜辊；厚度规格小于1.5 mm时，两辊擦拭器采用万能辊。

实际生产过程中，两辊擦拭器凸度由原先的50道优化为35道，压力采取（0.02 ～0.04）×105Pa/mm。

2.3 减小开卷张力

为了避免上下工序张力不匹配造成的钢带层间擦伤，轧制工序开卷张力一般高于15 t。

2.4 优化轧制速度工艺

根据现场实际生产经验，按照不同的表面等级规范了成品前道次与成品道次的轧制速度，2B表面等级成品前道次和成品道次轧制速度不大于300 m/min，BA表面等级成品前道次轧制速度不大于200 m/min、成品道次轧制速度不大于150 m/min。

2.5 实施效果

通过对430冷轧钢带表面短擦伤缺陷产生原因分析以及制定实施改善措施，短擦伤缺陷不合格率由4.5%降低到1%以下。

3 结论

1）430冷轧钢带短擦伤产生的基本机理是轧制过程中钢带与接触系统的力平衡出现瞬时性破坏，在相互接触点上发生相对滑动产生短擦伤。

2）钢带接触系统的表面质量、开卷张力、轧制速度是影响430冷轧钢带短擦伤产生的重要因素，通过定期清理钢带接触系统、减小开卷张力、优化轧制速度来减少三类短擦伤缺陷。

3）刮油擦拭器工艺是430冷轧钢带刮油擦拭器短擦伤产生的关键影响因素，通过优化刮油擦拭器工艺提高钢带与刮油擦拭系统接触度，减少刮油擦拭器短擦伤缺陷。