摘要：随着科技技术的日新月异以及家电、汽车以及电子等行业精密材用户对于带钢的表面质量要求越来越高，本文章就热带冷轧边鼓问题的成因分析与改善方法进行分析。
关键词：冷轧带钢；局部高点；边鼓；成因分析；改善方法
■冷轧板边鼓缺陷的描述及危害
边鼓缺陷是指带材在卷取过程中由于宽度方向上边部的局部高点等局部特性随着圈数的增加形成逐层叠加，进而在钢卷表面形成的鼓包现象。边鼓实指局部高点叠加的表现。
注：“局部高点”是指带钢横截面上比较厚的点，呈条状或线状沿纵向分布。在冷、热轧生产过程中都有可能产生，由于热轧卷比较厚，圈数少，局部高点叠加效果不明显；而冷轧卷非常薄，圈数多，局部高点叠加效果突出，所以就表现出了边鼓。
跟踪发现，边鼓一般出现在距冷硬卷边部20～150mm处，单边或双边有不同程度的凸起（以单边居多，两侧不一），凸起宽度一般10～50mm左右，凸起高度随着卷径的增大逐渐明显。在冷轧卷取过程中用肉眼观察凸起位置，在张力作用下可见轻微光感，严重的有手感，卷取完毕张力卸荷后，大部分光感和手感随之消失；开卷放平后，一般在原凸起位置出现频率较高、幅度较小的浪形。
由此缺陷在镀锌后表现的更为明显，大部分不能直接作为商品卷使用；如果后续进行彩涂深加工，则容易出现漏涂现象，造成产品降级。
■冷轧板边鼓缺陷的成因分析
一、冷轧过程控制原因（占比较轻一般在10%以内）
1、冷轧工艺因素
① 道次压下量分配不合理；② 辊型制度不合理；③ 乳化液使用温度不合理；
④ 生产组织不稳定，规格品种变化频繁；⑤ 张力设定太大
2、冷轧设备因素
乳化液喷嘴喷射压力和流量不均等。
3、冷轧机轧辊的加工精度和使用过程中的不均匀磨损缺陷。
二、热轧带钢原因分析（一般占在90%以上）
1、热轧带钢作为冷轧原料，其板形（局部高点）和性能（硬度）对冷轧后的板形和性能具有一定的遗传性：
1.1冷轧前原料和冷轧后的产品断面形状具有相似比例关系，如果原料在宽度方向出现局部高点，在后续冷轧过程中高点部位金属延伸量大于其它宽度上的延伸，在原料局部高点的位置产生“边鼓”。
1.1.1精轧工作辊边部不均匀磨损，形成了猫耳状辊型是产生局部高点的主要原因。
带钢的横截面形状直接取决于精轧机有载辊缝，而工作辊辊缝又是由轧辊的原始辊型、热膨胀、磨损、轧制压力、弯辊力以及窜辊位置决定的。轧辊靠近板带边部的局部磨损则直接影响板带边部的局部高点，降低边部局部磨损是改善热轧边部局部高点的主要方向。
1.1.2轧辊冷却水设计或管理缺陷致使轧辊因冷却不到位形成不均匀磨损。
冷却水系统的设计或管理如果存在问题，容易导致轧辊冷却水嘴堵塞或缺失。在生产过程中均能造成该处轧辊冷却效果得不到保障。局部硬度和耐磨性降低，从而会形成局部磨损加剧。
1.1.3 换辊制度和换辊周期不合理造成轧辊异常磨损
1.2冷轧前原料沿宽度方向的硬度不均，如果出现局部较硬，冷轧时，硬的位置变形抗力就大，易形成局部高点。
1.2.1轧件在热轧过程中出现局部过硬，主要是因为冷却不均匀造成板带局部冷却速度加快，晶粒发生变化所致。另外，由于局部过硬还会造成冷热轧轧辊的对应位置出现局部不均匀磨损，轧辊的不均匀磨损会直接造成和加剧冷热轧产品出现局部高点。工艺特点决定了边部温降本身就大，加上客观存在的不均匀冷却加剧了边部的温降，使该位置局部硬度变大，一方面硬度大的位置不易被轧薄直接出现局部高点；另一方面会造成轧辊对应位置的磨损变大。
1.2.2加热制度不合理或生产节奏控制不当造成轧制温度偏低，如果加上轧制过程中的不均匀温降就加剧了局部高点的产生。
2、横截面凸度过小。
经过长期研究分析，边鼓卷明显具有以下特点：
2.1带钢凸度相对较小，甚至是负凸度。该情况一般出现在一个轧制周期的后期；
2.2带钢凸度小于带钢楔形（即使在标准范围之内，也会有起鼓的隐患）；
2.3带钢凸度小于局部高点（断面边部呈“猫儿状”凸起）。
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2.4根据板形遗传性的特点，热轧原料横截面的局部高点是造成冷轧局部起鼓的主要原因。同时带钢楔形与凸度的交叉又加剧了起鼓的程度；
2.5起鼓卷的特点是带钢横截面存在边部局部高点，板形凸度不够或负凸度，并且凸度值小于楔形和局部高点；
所以带钢横截面有合适的凸度，且具有良好的板形曲线对是否起鼓有着重要意义。
■冷轧板边鼓缺陷的改善方法
由于热轧原料缺陷是造成冷轧边鼓的主要因素，所以下面主要从热轧缺陷控制角度分析对策：
1、结合上述原因分析，在热轧生产过程中要重点控制起鼓三要素：凸度、局部高点和楔形（浪形）。
2、选择合适的轧辊初始凸度（辊型），并结合辊型合理操作弯辊和负荷分配，就可
以保证带钢具比较合适的凸度。
3、优化轧制计划编排、保证各环节到带钢和轧辊上的水能均匀分布，可以减轻轧辊“猫儿状”的不均匀磨损，防止带钢局部高点的产生；
4、出现楔形以后，很容易出现浪形，成卷后一边松一边紧，一般紧（没浪）的那边容易起鼓。
5、加强精轧机工作辊边部润滑
实际生产中变更了轧制油的喷射位置分布，由以前均匀分布，优化为在严重磨损区域集中喷射，该方案有效降低了工作辊的边部磨损。
6、横断面凸度值
6.1目标：带钢凸度控制40～70μm。
6.2措施：① 调整辊型凹度（特别注意适当增加前段机架轧辊的凹度），必须按要求保证轧辊的加工质量。轧辊下线后加工前要冷却到室温。
② 配合各架轧辊的辊型，合理使用弯辊和窜辊，既要保证带钢凸度值，又要兼顾浪形（尤其是末架轧机出口板形）。生产冷轧料时要优先考虑凸度，不能出现中间浪。在同一排产计划中，生产前期不易产生明显边鼓但容易产生边浪，中后期极易产生边鼓，但出现浪型的几率较小。
③ 合理分配各架的压下量。
④ 对冷轧料的轧制计划要进行优化，且要注意控制好轧制周期。
⑤ 生产冷轧料时要控制好生产节奏，尽可能减少轧辊的热凸度，保证辊型。
⑥ 要认真准确测量带钢的横截面图形，保证其对生产调整的指导作用。
⑦ 要保证轧件尽可能在辊型的中间部位进行轧制。加强轧制时带钢的稳定性和对中性，防止带钢跑偏。
⑧ 完善加热制度，对板坯加热时间做出严格规定，使板坯加热温度均匀，并且合理控制轧制节奏。
7、局部高点
7.1目标：尽可能消除局部高点，不能大于凸度值。
7.2措施：
7.2.1尽可能降低轧辊的不均匀磨损。
通过调控各种水，消除轧件宽度方向和轧辊辊身方向的温度差。严格按制度定期更换和维护精轧前除磷喷嘴以及轧辊和带钢冷却水咀，防止水咀堵塞或缺失最终造成的轧辊不均匀磨损。
7.2.2 轧辊加工时必须完全消除疲劳层，使轧辊硬度恢复正常。
7.2.3优化窜辊系统的使用，合理控制窜辊量。
7.2.4在轧制过程中合理设置机架间张力。
8、楔形
凸度和局部高点控制到位后，楔形主要靠调整来保证。
总之，通过上述分析，可以得出如下结论：（1）冷轧鼓包发生程度在工作辊使用后期增加明显；（2）冷轧鼓包卷的特点为带钢凸度过小甚至为负凸度，并且伴随着楔形量过大；（3）降低轧辊的局部磨损、控制带钢横断面凸度及楔形是改善带钢边部鼓包的主要方向；（4）合理编排轧制计划、加强工作辊中部冷却、采取边部润滑轧制、设定合适的板带目标凸度及采用适当的窜辊策略，有助于降低带钢边部鼓包的发生；（5）冷轧在设备允许情况下，可优先采用较厚原料生产冷轧带钢，这主要考虑热轧厚料卷主要在辊单位前期作业，产生的局部高点较小。
参考文献：
[1]陈振民，聂险峰.高强规格带钢的热轧卷取机张力控制策略[J].工业计量，2019，29（05）
[2]王军庆，张倩，刘晓滕，李辉.热轧TRIP800钢的热加工性及相变控制[J].金属热处理，2019，44（09）
论文作者:安韶华1,孟砚秋2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/25
标签：带钢论文; 轧辊论文; 局部论文; 高点论文; 磨损论文; 楔形论文; 横截面论文; 《基层建设》2019年第29期论文;