支承辊材质差异对光整花的影响研究

王成成

摘要：光整花是带钢在光整过程中产生的缺陷，对产品质量和运行稳定性影响较大。本文主要介绍了为解决光整花缺陷，所做的一些排查与改善工作。通过排查对比，发现光整花缺陷的产生几率与支承辊材质密切相关。

关键词：光整花;支承辊;材质

1     引言：

光整机作为改善镀锌基板板形、力学性能、表面质量及表面涂装性能的关键设备在热镀锌机组中发挥重要作用，光整后表面质量的好坏直接决定成品质量的优劣。光整花缺陷作为光整缺陷中常见的缺陷之一，对产品质量和生产稳定运行有严重影响。

光整花成因是由于光整过程中带钢在辊缝中产生不均匀延伸，缺陷形貌呈倾斜于带钢轧制方向，呈现树枝状、羽毛状或半月形的缺陷，并可转印到轧辊上形成连续的轻微压痕，严重的可成为倾斜的重叠线，在带钢整个带宽均可能产生，通过肉眼可直接观察到。

2     背景：

某热浸镀锌线于2004年3月份正式投产，光整机主体设备引进日本新日铁公司，工艺采用四辊式湿光整，传动方式为下工作辊传动，控制系统由HADYC成套，电气调试由HADYC与TMEIC共同负责完成。

近些年该产线光整花产生频率较高，且通常发生在支承辊使用中期，发生光整花时，产线通过调整光整机前后张力、压力差、轧制力等参数或更换工作辊，光整花位置会出现移动或消失，但不久又会出现，最终需要更换支承辊才能保证一段时间的光整花缺陷消失。但更换支承辊需要非计划停机较长时间，严重制约着高效生产。

3     原因排查：

为解决光整花缺陷，工艺与设备团队从电气控制模式、工艺控制模式、轧机状况、原料性能和板形波动、轧辊辊形优化、轴承座装配精度等角度进行排查。主要工作包括：

1）  对光整机振动源进行诊断、消缺;

2）  光整机辊缝水平度测量、调整;

3）  对带钢位置跑偏跟踪、调整;

4）  对光整润滑方式进行改进;

5）  对轴承座进行精度测量，并跟踪装配精度以及与光整花产生对应关系;

6）  对轧辊磨削精度进行跟踪;

7）  改进工作辊凸度，持续优化辊形。

通过上述工作的开展，光整花缺陷有所改善，但产生的频率仍然较高，非计划更换支承辊时有发生。

因为每次更换支承辊后，光整花缺陷都会消除，并稳定较长时间，因此重点对轧辊和对应轴承座进行了排查，包括跟踪每套轧辊磨削精度、轴承座装配精度与光整花的关系，轧辊硬度与光整花的关系，并对每次上下线后的辊形图进行对比。

通过对在用的支承辊上下线辊形图和在线磨损量对比时发现，支承辊辊面硬度差距并不大的情况下，使用最好的一套支承辊GB0021和GB0022在线磨损明显低于其他支承辊，见表2：

从表中可以看出，GB0021/0022使用中异于其他支承辊最大的地方在于在线磨损量，理论上硬度的差异无法造成5-6倍的在线磨损量差异，考虑到在用的支承辊购买时间跨度较长，因此怀疑GB0021和GB0022合金成分与其他在用轧辊不同，造成耐磨性不同。

通过使用便携式金属成分分析仪对轧辊成分重新进行了测定。结果显示：目前在用的镀锌线支承辊（GB0005-GB0020）是Cr3材质，GB0021/GB0022以及后续购买的支承辊均为Cr5材质。

按照锻钢冷轧辊坯（GB/T15547-2012）中的锻钢轧辊成分规定，Cr3材质辊中的Cr合金含量要求在2.5-3.5%（与牌号有关），Cr5材质辊中的Cr合金含量要求在4.5-5.5%（与牌号有关）[1]，Cr成分差异较大，因此耐磨性有较大的差异。

Cr5材质轧辊相比Cr3材质轧辊有：

1）更好的耐磨性;

2）更深的有效淬硬层深度;

3）更好的硬度保持性。

因此Cr5材质支承辊在上线使用过程中，拥有更好的辊形保持能力，使用稳定性更高。故GB0021/GB0022相比其他支承辊光整花发生的最少，平均轧制吨位更高。

4     结论

为了验证上述的推论，安排现场新开两套Cr5材质支承辊，跟踪在线使用情况。通过跟踪发现，材质升级为Cr5后，光整花發生频率大幅降低，一年内因光整花导致的异常更换支承辊减少到2次，提高了生产效率，降低了生产成本，减少了废次品。

光整花缺陷长期以来一直困恼镀锌产线的产品质量和生产稳定性，通过支承辊材质的升级，有效的控制了光整花的发生几率。同时，为保证光整机的稳定顺行，还是要从原料板形及性能稳定性，轧辊及轴承座管理，设备精度维护，控制优化等方面做好工作，旨在提升轧制稳定性，减少缺陷发生几率，最大限度满足客户需求。

注释：

[1]GB/T15547-2012，锻钢冷轧辊辊坯[S].