汽車板穩(wěn)定過渡的最佳方法
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作者：鄭曉蒙
連退產(chǎn)品寬窄印工藝初步研究內(nèi)容簡介：
摘要
分析了北京首鋼冷軋薄板有限公司連續(xù)退火機(jī)組汽車板寬度過渡的原因，制定了寬窄印質(zhì)量控制工藝，實現(xiàn)了汽車板穩(wěn)定過渡，保證了帶鋼的表面質(zhì)量。
北京首鋼冷軋薄板有限公司（簡稱冷軋公司）產(chǎn)品定位于高端汽車板和家電板，連退機(jī)組于2008年投產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中常存在溫度過渡、厚度過渡以及對表面質(zhì)量影響較大的寬度過渡，寬度過渡易產(chǎn)生寬窄印缺陷，寬窄印是影響產(chǎn)品表面質(zhì)量等級的典型缺陷之一。本文從平整機(jī)換輥操作、過渡料使用和排產(chǎn)規(guī)則等幾個方面進(jìn)行分析，并制定了寬窄印質(zhì)量控制工藝，在實踐中取得了良好效果。
冷軋公司排產(chǎn)原則為，相鄰反跳卷雙邊寬度差應(yīng)控制在150 mm以內(nèi)，以保證全流程的穩(wěn)定通板，但軋機(jī)和平整機(jī)寬度過渡會產(chǎn)生寬窄印缺陷，寬窄印是帶鋼表面粗糙度不同產(chǎn)生的反光差，在熱軋、冷軋及平整機(jī)組均可在由窄到寬的過渡過程中產(chǎn)生寬窄印，其主要特點是冷軋寬窄印界限清晰，而平整機(jī)產(chǎn)生的寬窄印界限模糊，主要是由軋制力大小和機(jī)架數(shù)量不同所致。
2工作輥材質(zhì)研究與
自由軋制條件
為保證汽車板的沖壓與涂漆質(zhì)量，連退轎車外板表面粗糙度應(yīng)控制在0.7 -1.2 μm。平整機(jī)通過軋制力把軋輥粗糙度復(fù)制到帶鋼表面，在連續(xù)退火生產(chǎn)組織時，為滿足用戶對帶鋼表面粗糙度的要求，必須根據(jù)帶鋼表面粗糙度變化情況進(jìn)行平整工作。2010年初，多次出現(xiàn)軋制100 -130 km時帶鋼表面粗糙度已降至0.6μm以下的情況，只有更換工作輥才能保證帶鋼表面粗糙度要求，而每天更換工作輥3 -4次，無法保證帶鋼表面質(zhì)量穩(wěn)定，嚴(yán)重抑制了連退產(chǎn)能，且換輥操作時爐內(nèi)帶鋼溫度波動易造成帶鋼瓢曲。因此，如何在保證帶鋼表面粗糙度及表面質(zhì)量的前提下增加工作輥軋制周期成為重點研究工作之一。經(jīng)統(tǒng)計分析，平整機(jī)工作輥未達(dá)到軋制里程而粗糙度明顯下降的軋輥全部為Cr3輥，之后多次采用Cr5輥和耐輥印工作輥，沒有根本解決軋輥粗糙度下降過快的問題。連退作業(yè)區(qū)采用工作輥鍍鉻技術(shù)，通過增加工作輥表面硬度和耐磨性來提高軋輥表面的抗磨損性，抑制了輥面粗糙度的下降速率�？馆佊」ぷ鬏佨堉评锍膛c輥面粗糙度關(guān)系如圖1所示，工作輥鍍鉻前后參數(shù)變化見表1，普輥和鍍鉻輥軋制里程與帶鋼表面粗糙度關(guān)系比較如圖2所示。
利用工作輥里程和帶鋼表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系，把不同粗糙度要求的帶鋼安排在合理的軋制范圍內(nèi)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。如轎車外板表面粗糙度為0.7 -1.2μm，應(yīng)安排在80 - 200 km軋制里程范圍內(nèi)，高粗糙度安排在軋輥前期，低粗糙度安排在軋輥后期。
3 自由軋制研究與應(yīng)用
依據(jù)鍍鉻涂層具有很好的耐磨性特點，跟蹤發(fā)現(xiàn)平整機(jī)工作輥軋制里程在20 km以內(nèi)不受帶鋼寬度的限制，在帶鋼寬度交替變化的情況下不會出現(xiàn)寬窄印缺陷，即20 km以內(nèi)可以實現(xiàn)自由軋制。
3.1 工作輥換輥規(guī)則
汽車板寬度過渡時，最寬寬度可以達(dá)到1800 mm．如果在最寬料更換工作輥時出現(xiàn)各種設(shè)備問題，往往導(dǎo)致難以預(yù)料的大故障，如寬料瓢曲和開爐事故，處理寬料停爐事故工作量巨大，首鋼早期發(fā)生過此類問題，經(jīng)常在最寬料時發(fā)生故障停車，結(jié)果汽車板寬料停在爐子內(nèi)，多次發(fā)生因?qū)捔掀扒鷮?dǎo)致的開爐處理，處理時間在24 h以上，每次成本損失在10萬元以上。依據(jù)自由軋制理論和實踐，寬度過渡時可提前20 km換輥，保證過渡料和最寬料都不會出現(xiàn)輥印，從而顯著降低最寬料換輥的事故風(fēng)險。若發(fā)生故障，則應(yīng)及時更換生產(chǎn)計劃，以保證汽車板的訂單兌現(xiàn)率。
3.2過渡料的使用
首鋼連退汽車板從初期過渡采用虛擬訂單到寬規(guī)格的汽車板，寬度從l 250 mm過渡到1 800mm左右，過渡料多達(dá)4，5卷，因為冷軋和平整工序?qū)捳『陀唵蔚葐栴}，這些過渡卷采用虛擬訂單，并且最終以提現(xiàn)貨形式降價出售。每次汽車板寬度過渡經(jīng)濟(jì)損失都在10萬元左右。
寬窄印只是帶鋼表面粗糙度不同產(chǎn)生的反光差，不影響沖壓成型及性能，目前連退已實現(xiàn)自由軋制，保證了過渡料不出現(xiàn)寬窄印缺陷。另外，連退平整工序還可以減輕上道工序的寬窄印，因此，使用過渡料做汽車內(nèi)板和家電內(nèi)板完全沒有問題，通過與汽車和家電直供廠商溝通，驗證了寬窄印可以作為內(nèi)板使用，現(xiàn)全流程工序使用普通的汽車內(nèi)板和家電內(nèi)板（客戶無特殊要求）作為過渡料，過渡產(chǎn)品不降級而作為正品出售，很好地解決了寬度過渡寬窄印問題，每月減少虛擬訂單過渡料500多噸，節(jié)省成本近50萬元，為首鋼挽回了經(jīng)濟(jì)損失。2010年過渡卷重量及卷數(shù)月趨勢圖分別如圖3，4所示。
3.3 中間輥換輥規(guī)則
由于訂單的多樣性，經(jīng)常發(fā)生由窄料向?qū)捔线^渡，為了保證帶鋼特別是汽車板質(zhì)量，寬度過渡時需要同時更換中間輥和工作輥，防止出現(xiàn)中間輥傳遞到工作輥的寬窄印，同時更換工作輥和中間輥顯著增加了換輥風(fēng)險，已經(jīng)多次發(fā)生在寬度過渡時由于換輥故障導(dǎo)致的全線停車。由于汽車板基本為軟鋼，情況嚴(yán)重會發(fā)生爐內(nèi)帶鋼瓢曲現(xiàn)象，給生產(chǎn)造成極大危害。另外，同時更換中間輥和工作輥也增加了不必要的輥耗。
由于工作輥硬度為HRC 95 - 100，且表面經(jīng)鍍鉻處理，增加了輥面的耐磨性，中間輥硬度為HRC 80 - 85，并且平整機(jī)為小軋制力軋制，中間輥輥印不會傳遞到鍍鉻工作輥上，因此由窄向?qū)掃^渡時，可以只更換工作輥，而不更換中間輥，延長中間輥軋制里程到1 000 km時，沒有發(fā)生中間輥的寬窄印傳遞到鍍鉻工作輥再復(fù)制給帶鋼的情況，因此在中間輥的軋制里程范圍內(nèi)根據(jù)帶鋼粗糙度和峰值只更換工作輥而不更換中間輥，這樣就會降低同時更換中間輥和工作輥的故障發(fā)生率，同時也降低了輥耗。配對使用的CVC輥型中間輥軋制周期的輥型變化如圖5所示。
由圖5可見，中間輥軋制里程達(dá)到1 000km左右時，粗糙度、硬度和輥型偏差等各種輥
子參數(shù)隨軋制里程變化不大，板形控制無異常。
4結(jié) 論
1)編制計劃時，輥期內(nèi)要全流程嚴(yán)格執(zhí)行由寬到窄原則，到輥期要更換工作輥進(jìn)行寬度過渡，酸軋要使用FB級別的內(nèi)板做寬度反跳，連退要使用酸軋寬度過渡卷作為過渡料，還可以減輕寬窄印。另外，連退的平整工序在輥期的前20 km內(nèi)可以自由軋制，即無輥印軋制。
2)汽車板寬度過渡時，提前20 km更換工作輥，也大大降低了最寬料換輥的事故風(fēng)險，保證汽車板的訂單兌現(xiàn)率。
3)延長中間輥的使用周期，可顯著降低了同時更換中間輥和工作輥的故障風(fēng)險，同時可節(jié)省輥耗和磨削費400萬元/a。
4)使用普通的汽車內(nèi)板和家電內(nèi)板作過渡料，過渡料可以按正式訂單出售，可贏得效益近600萬元/a。
