冷轧钢板的粘结出现在经过罩式炉退火后的钢卷带层之间。粘结不仅造成开卷困难,更严重的是钢卷 打开后,钢板表面会出现横向条痕,常常会有明显的凸凹不平,造成废品。粘结不仅直接导致废品 率上升,也给下道工序带来困难。本文基于粘结生成的机理,根据实际生产情况,就粘结的成因和 解决方法进行讨论。1钢板粘结的形成机理冷轧过程中的大张力卷取导致各层之间出现很大的层间 压力,层间压力越大,意味着带钢表面的贴合程度越紧密。关于粘结形成的机理,除了机械咬合理 论外,还有一种共晶粘结理论。共晶粘结理论指出<1>,冷轧过程中的不均匀变形使得钢板内部 粒子扩散提供了能量,一般情况下,原子扩散只是在板内进行,但由于层与层接触紧密,粒子扩散 便有可能越过接触表面发生。此外,高温退火也为粒子扩散提供了能量。随着退火过程,粒子扩散 不断进行,钢板表面晶粒长大,晶界发生重合而逐渐形成共生晶粒,形成与原钢板同等的金属实体 ,这就造成了钢板间的粘结。可见,导致粘结的主要原因是层间压力、应力不均、退火温度及退火 时间,因此,与它们有关的因素都会影响粘结<2>。2造成粘结的主要原因通过在1700mm 冷轧厂对产生粘结的各种现象进行了观察、统计和试验研究,发现钢卷发生粘结主要与以下因素有 关。2.1卷取张力层间压力主要取决于卷取张力,包括卷取张力的大小和波动。大张力卷取自然 导致大的层间压力,而张力的波动会导致不均匀的卷取和层间压力的波动,这些都会诱发粘结的发 生。现场用宽度为1000mm、厚度为1.0mm、卷取张力分别为29.4~44.1MPa 和68.6~98.0MPa的两种钢卷在退火制度完全相同的条件下进行了对比试验,试验结果 证实了推测:张力小的钢卷没有发生粘结,张力大的钢卷则出现了严重的粘结。表1为1700m m冷连轧机上两个品种的卷取张力设定值与实测值的对比。可以看出,实际的卷取张力比设定值大 了40%以上,张力波动也达到了20%左右。这些都可能导致粘结的发生。表1卷取张力的设定与测量值比较材质厚度×宽度/mm卷取张力/kN设定值测量1测量2测量值偏差测量值偏差08AL2.5×1225 34.3 36.3+5.8%39.8+16%St12 2.5×1225 30.8 38.2+24%44.1+43.1%2.2退火制度罩式退火炉的实际生产记录表明,由于操作 不当或设备故障等原因,钢卷退火有时不能按照正常的退火制度进行,出现退火温度超过设定温度 、保温时间过长以及温度不均等异常情况。跟踪结果证实,经过这样退火的钢卷更容易发生粘结。 2.3带钢厚度在材质相同的情况下,带钢厚度越小越容易发生粘结。其主要原因是,带钢越厚, 其机械刚度越大,抵抗弯曲变形的能力越强,层间压力越小和越均匀。表2是以0.8mm的板厚 为界,现场统计的钢板粘结情况,厚度小于0.8mm的钢卷,其粘结发生率在25%以上。表2按带钢厚度统计粘结率带钢厚度/mm统计的卷数/卷发生粘结的卷数/卷粘结率/%≥0.82438 94 3.86<0.8 951 243 25.562.4带钢板形及钢卷卷形板形不良除了造成板内应力分布不均以外,起浪也会使得层间 压力局部增大。特别是由于轧机部分冷却喷嘴堵塞形成的局部浪更容易造成带钢的局部粘结。此外 ,由于酸洗机组对中装置产生误差,导致来料在焊缝位置出现溢出;卷取张力的波动导致的钢卷边 部溢出;带钢“镰刀”弯造成的钢卷边部不齐等都会引起钢卷卷形不好。这样的钢卷经过退火,边 部极易发生粘结。2.5带钢材质表3为不同材质的钢卷粘结率的统计情况。其中ST12品种的 钢卷粘结率最高,Q195品种的粘结率最低,这与后者的焊接性能更差有关。表3按带钢材质统计粘结率材质Q195Q215 08AL ST12统计的卷数/卷1897 431 376 268发生粘结的卷数/卷53 21 44 35粘结率/%2.80 4.97 11.74 13.092.6机械损伤在钢卷的吊运过程中,因机械损伤了钢卷的表面、内径和外径,经过退火 后,钢卷就会出现边部折叠粘结。3减少粘结的措施及效果根据以上分析,为了减少粘结现象的发 生,现场采取了以下措施。1)合理选择卷取单位张力,一般卷取单位张力小于49MPa最佳。 严格控制张力以及引起张力变化的因素,避免引起张力的波动;2)在保证性能的前提下,优化退 火工艺,尽量采用较低的退火温度,较短退火保温时间。同时要完善退火设备,保证仪器仪表正确 无误,保证炉内温度均匀稳定;3)提高卷形及板形质量,避免冷轧后的钢卷出现大的溢出边。按 照这些措施,组织了试验。从试验的情况来看,适当改变成卷张力和严格按工艺制度进行退火、保温,粘结率大幅度下降。目前粘结率已下降到5.83%,因粘结而报废的带钢重量由过去的每月250t以上,下降到50 t以下,成材率提高到97%以上。除了以上措施以外,采用连续退火炉,或者增加重卷机组、清洗 机组,可从根本上解决带钢的粘结问题。冷轧带钢粘结原因分析与解决@谢建强$武汉钢铁(集团)公司!武汉430083
@张杰$北京科技大学机械工程学院!北京100083
@王聪$武汉钢铁(集团)公司!武汉430083
@扈非$上海同济大学理学院!上海200092对冷轧带钢退火后出现的粘结的原因进行了分析, 通过机理分析、生产统计和现场试验,提出了解决措施,应用后取得了良好的效果。冷轧;;粘结;;退火;;带钢<1>赵志业.金属塑性变形与轧制理论.北京:冶金工业出版社,1996
<2>胡赓详,钱苗根.金属学.上海:上海科学技术出版社,1980
<3>蔡乔方.加热炉.北京:冶金工业出版社,1996
<4>王延溥.轧钢工艺学.北京:冶金工业出版社,19816
<2>胡赓详,钱苗根.金属学.上海:上海科学技术出版社,1980
<3>蔡乔方.加热炉.北京:冶金工业出版社,1996
<4>王延溥.轧钢工艺学.北京:冶金工业出版社,1981
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