汽车板稳定过渡的最佳方法

     作者：郑晓蒙

    连退产品宽窄印工艺初步研究内容简介：

    摘要

    分析了北京首钢冷轧薄板有限公司连续退火机组汽车板宽度过渡的原因，制定了宽窄印质量控制工艺，实现了汽车板稳定过渡，保证了带钢的表面质量。

    北京首钢冷轧薄板有限公司（简称冷轧公司）产品定位于高端汽车板和家电板，连退机组于2008年投产，在生产过程中常存在温度过渡、厚度过渡以及对表面质量影响较大的宽度过渡，宽度过渡易产生宽窄印缺陷，宽窄印是影响产品表面质量等级的典型缺陷之一。本文从平整机换辊操作、过渡料使用和排产规则等几个方面进行分析，并制定了宽窄印质量控制工艺，在实践中取得了良好效果。

    冷轧公司排产原则为，相邻反跳卷双边宽度差应控制在150 mm以内，以保证全流程的稳定通板，但轧机和平整机宽度过渡会产生宽窄印缺陷，宽窄印是带钢表面粗糙度不同产生的反光差，在热轧、冷轧及平整机组均可在由窄到宽的过渡过程中产生宽窄印，其主要特点是冷轧宽窄印界限清晰，而平整机产生的宽窄印界限模糊，主要是由轧制力大小和机架数量不同所致。

    2工作辊材质研究与

    自由轧制条件

    为保证汽车板的冲压与涂漆质量，连退轿车外板表面粗糙度应控制在0.7 -1.2 μm。平整机通过轧制力把轧辊粗糙度复制到带钢表面，在连续退火生产组织时，为满足用户对带钢表面粗糙度的要求，必须根据带钢表面粗糙度变化情况进行平整工作。2010年初，多次出现轧制100 -130 km时带钢表面粗糙度已降至0.6μm以下的情况，只有更换工作辊才能保证带钢表面粗糙度要求，而每天更换工作辊3 -4次，无法保证带钢表面质量稳定，严重抑制了连退产能，且换辊操作时炉内带钢温度波动易造成带钢瓢曲。因此，如何在保证带钢表面粗糙度及表面质量的前提下增加工作辊轧制周期成为重点研究工作之一。经统计分析，平整机工作辊未达到轧制里程而粗糙度明显下降的轧辊全部为Cr3辊，之后多次采用Cr5辊和耐辊印工作辊，没有根本解决轧辊粗糙度下降过快的问题。连退作业区采用工作辊镀铬技术，通过增加工作辊表面硬度和耐磨性来提高轧辊表面的抗磨损性，抑制了辊面粗糙度的下降速率。抗辊印工作辊轧制里程与辊面粗糙度关系如图1所示，工作辊镀铬前后参数变化见表1，普辊和镀铬辊轧制里程与带钢表面粗糙度关系比较如图2所示。

    利用工作辊里程和带钢表面粗糙度的对应关系，把不同粗糙度要求的带钢安排在合理的轧制范围内，以确保产品质量。如轿车外板表面粗糙度为0.7 -1.2μm，应安排在80 - 200 km轧制里程范围内，高粗糙度安排在轧辊前期，低粗糙度安排在轧辊后期。

    3  自由轧制研究与应用

    依据镀铬涂层具有很好的耐磨性特点，跟踪发现平整机工作辊轧制里程在20 km以内不受带钢宽度的限制，在带钢宽度交替变化的情况下不会出现宽窄印缺陷，即20 km以内可以实现自由轧制。

    3.1  工作辊换辊规则

    汽车板宽度过渡时，最宽宽度可以达到1800 mm．如果在最宽料更换工作辊时出现各种设备问题，往往导致难以预料的大故障，如宽料瓢曲和开炉事故，处理宽料停炉事故工作量巨大，首钢早期发生过此类问题，经常在最宽料时发生故障停车，结果汽车板宽料停在炉子内，多次发生因宽料瓢曲导致的开炉处理，处理时间在24 h以上，每次成本损失在10万元以上。依据自由轧制理论和实践，宽度过渡时可提前20 km换辊，保证过渡料和最宽料都不会出现辊印，从而显著降低最宽料换辊的事故风险。若发生故障，则应及时更换生产计划，以保证汽车板的订单兑现率。

    3.2过渡料的使用

    首钢连退汽车板从初期过渡采用虚拟订单到宽规格的汽车板，宽度从l 250 mm过渡到1 800mm左右，过渡料多达4，5卷，因为冷轧和平整工序宽窄印和订单等问题，这些过渡卷采用虚拟订单，并且最终以提现货形式降价出售。每次汽车板宽度过渡经济损失都在10万元左右。

    宽窄印只是带钢表面粗糙度不同产生的反光差，不影响冲压成型及性能，目前连退已实现自由轧制，保证了过渡料不出现宽窄印缺陷。另外，连退平整工序还可以减轻上道工序的宽窄印，因此，使用过渡料做汽车内板和家电内板完全没有问题，通过与汽车和家电直供厂商沟通，验证了宽窄印可以作为内板使用，现全流程工序使用普通的汽车内板和家电内板（客户无特殊要求）作为过渡料，过渡产品不降级而作为正品出售，很好地解决了宽度过渡宽窄印问题，每月减少虚拟订单过渡料500多吨，节省成本近50万元，为首钢挽回了经济损失。2010年过渡卷重量及卷数月趋势图分别如图3，4所示。

    3.3  中间辊换辊规则

    由于订单的多样性，经常发生由窄料向宽料过渡，为了保证带钢特别是汽车板质量，宽度过渡时需要同时更换中间辊和工作辊，防止出现中间辊传递到工作辊的宽窄印，同时更换工作辊和中间辊显著增加了换辊风险，已经多次发生在宽度过渡时由于换辊故障导致的全线停车。由于汽车板基本为软钢，情况严重会发生炉内带钢瓢曲现象，给生产造成极大危害。另外，同时更换中间辊和工作辊也增加了不必要的辊耗。

    由于工作辊硬度为HRC 95 - 100，且表面经镀铬处理，增加了辊面的耐磨性，中间辊硬度为HRC 80 - 85，并且平整机为小轧制力轧制，中间辊辊印不会传递到镀铬工作辊上，因此由窄向宽过渡时，可以只更换工作辊，而不更换中间辊，延长中间辊轧制里程到1 000 km时，没有发生中间辊的宽窄印传递到镀铬工作辊再复制给带钢的情况，因此在中间辊的轧制里程范围内根据带钢粗糙度和峰值只更换工作辊而不更换中间辊，这样就会降低同时更换中间辊和工作辊的故障发生率，同时也降低了辊耗。配对使用的CVC辊型中间辊轧制周期的辊型变化如图5所示。

    由图5可见，中间辊轧制里程达到1 000km左右时，粗糙度、硬度和辊型偏差等各种辊

子参数随轧制里程变化不大，板形控制无异常。

    4结  论

    1)编制计划时，辊期内要全流程严格执行由宽到窄原则，到辊期要更换工作辊进行宽度过渡，酸轧要使用FB级别的内板做宽度反跳，连退要使用酸轧宽度过渡卷作为过渡料，还可以减轻宽窄印。另外，连退的平整工序在辊期的前20 km内可以自由轧制，即无辊印轧制。

    2)汽车板宽度过渡时，提前20 km更换工作辊，也大大降低了最宽料换辊的事故风险，保证汽车板的订单兑现率。

    3)延长中间辊的使用周期，可显著降低了同时更换中间辊和工作辊的故障风险，同时可节省辊耗和磨削费400万元/a。

    4)使用普通的汽车内板和家电内板作过渡料，过渡料可以按正式订单出售，可赢得效益近600万元/a。