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冷轧带钢表面出现周期性辊印,怎么算出是哪根辊?一个距离公式就能定位
昨天 15:56   浏览:8   作者:管道

卷子一打开,板面上每隔一段距离就重复冒出一个形状差不多的印子,凸起或者凹陷,位置还都落在距边部同一个尺寸上。这种基本就是辊印。辊印的定义不复杂:辊子表面有损伤或者粘了异物,辊子转一圈,就把这个伤点往带钢上复制一次。冷轧这一道工序,带钢要跟近千根辊子打交道,辊径从最小的 3 厘米到最大的超过 1.5 米,材质从软的聚氨酯到镀铬硬化辊都有,所以辊印的形貌和周期千奇百怪。(出处:《薄板辊印的辨识、分类及对使用的影响》,某薄板厂技术科普)

 

动手量之前,先把周期性确认下来。辊印是周期复制,判据就三条:形貌相似、距边部距离相同、相邻缺陷的间距相等。只量相邻两个点不够,要连着量 3 到 4 个。有一份专利给的量化门槛很实用:周期偏差不超过 1mm,距边部距离偏差不超过 4mm,缺陷自身的宽度偏差和高度偏差各不超过 3mm,同时满足才算同一根辊干的(出处:专利《一种带钢的周期性缺陷的分析方法》,其中连退炉辊直径 180±2mm,对应周期 559.2~571.8mm)。还有个容易踩的坑:同一根辊上前后挨着两个伤点,量的时候要跳过去,量同一个伤点相邻两次出现的距离,否则周期会算成一半。

 

周期量准了,下一步换算成直径:D = L / π。量得 1050mm,除以 3.1416,直径约 334mm。拿着这个数去对机组的辊径表。举两台机子的实际配置:一台单机架六辊 UCM 硅钢机组,工作辊 290~340mm、中间辊 440~500mm、支撑辊 1150~1250mm(出处:专利 CN102581035A《一种冷轧带钢板形前馈控制系统》实施例参数);一台 1450mm 六辊可逆冷轧机,工作辊 Φ385/340、中间辊 Φ440/390、支撑辊 Φ1200/1050、卷取机卷筒 Φ630/570。算出来的直径落在哪个区间,嫌疑就基本锁定了。

 

在多机架连轧上直接拿 L/π 去除,经常对不上号。原因是有延伸。缺陷印在某个机架上之后,带钢还要继续过后面几架,两点之间的距离会跟着拉长。带钢经过某架轧辊后两个缺陷点之间的距离,等于该辊周长乘上(1 加该架前滑值),再乘上该架出口厚度与末架出口厚度之比,写成式子是 L = π × d × (1 + s) × (h缺 / h末)(出处:专利《冷轧带钢表面缺陷溯源方法与流程》)。

 

代个例子进去感受一下。第 1 架工作辊直径 500mm,该架出口厚度 1.6mm,末架出口 0.5mm,前滑值取 5%,算出来 L = 3.1416 × 500 × 1.05 × (1.6 / 0.5) ≈ 5278mm。一个直径半米的工作辊,印在第 1 架上,到成品卷上周期能拉到五米开外。所以看到几米的周期别去找几米直径的辊,先回头按延伸比折算。末架(第 5 架)的辊印不受后续延伸影响,周期就是 π × d × (1 + s),这也是为什么末架工作辊的问题最好认。

 

周期长短能给出大致方向。几厘米到几十厘米的短周期,多半是工作辊、张力辊、夹送辊、导向辊、炉辊这些小直径辊。几十米的超长周期,去看卷取机卷筒和开卷侧的辅助辊。支撑辊是个例外,它不直接碰带钢,辊面的缺陷要通过工作辊转印上去,印出来的周期不干净,还会和工作辊自身的周期叠在一起,碰上这种复合周期别硬套公式,先把工作辊和中间辊排除掉。(出处:冷轧带钢辊印溯源公开技术资料)

 

算出来的直径对应好几根同规格辊,是最常见的情况。有个笨办法但管用:改转速。机组速度 v 时周期为 L,把嫌疑辊的速度改到 v2,周期如果跟着变成 L2,两者满足 L / L2 = v2 / v,那就确认是它(出处:专利《一种带钢的周期性缺陷的分析方法》)。具体做法是在原速度上下各取几档,每档差 2 到 10 m/min,跑上几千米,看周期变不变。速度改动幅度别贪大,偏差过大会把带钢划伤。

 

还有几个长得很像、但不是辊印的。振痕(振动痕)也是周期性的横向条纹,灰白相间,铺满整个板宽,间距只有 15~25mm,来源是轧机或者平整机振动,严重的肉眼直接可见,轻微的要油石打磨才显出来(出处:创视新科技《冷轧带钢表面缺陷检测与控制》)。划伤是沿轧制方向的连续或断续条痕,没有等距重复。硌痕是一面凸起、另一面同一位置凹进去。同样叫辊印,平整辊印和轧机辊印也能分开看:平整辊印的伤疤处没有粗糙度、发亮,轧机辊印的伤疤处发暗,还带一定粗糙度(出处:《冷轧缺陷图谱》0501 辊印条目)。

 

找到辊之后的处理就那几样,但要做实。辊面剥落、掉肉、锈蚀麻点的,换辊或者重新磨削;辊面粘了铁屑、氧化皮、焊渣的,清辊,同时往前查乳化液过滤和机后吹扫,别清完又粘上;连退炉辊结瘤的,查保护气氛纯度和炉内清洁度。日常把辊径、安装位置、修磨记录、使用里程建个台账,下次算出来直径,翻台账比上机组去量快得多。工作辊、平整辊上机前用强光加手摸过一遍,重要辊再用涡流探伤扫一下,比事后排查省事。

 

能不能收货,标准给的是定性加分级的口径,没有单独的辊印深度限值。GB/T 5213-2019《冷轧低碳钢板及钢带》6.6.1 要求表面不应有结疤、裂纹、夹杂等对使用有害的缺陷,不应有分层;6.6.2 按表 6 分级,较高级表面 FB 允许少量不影响成形性及涂、镀附着力的缺陷,条文里点名的例子就包括轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色,高级表面 FC 要求两面中较好的一面无目视可见的明显缺陷、另一面至少达到 FB,超高级表面 FD 要求较好一面不应有影响涂漆后外观质量或电镀后外观质量的缺陷、另一面至少达到 FB;6.6.3 给钢带留了口子,没有机会切除带缺陷部分的允许带缺陷交货,但有缺陷部分应不超过每卷总长度的 6%。企业图谱里的经验判据更直白:允许存在轻微无手感的辊印,面板料、LED 料不放宽。(出处:GB/T 5213-2019;《冷轧缺陷图谱》)

 

落到具体活上,记三件事。第一,合同里把表面质量级别(FB、FC、FD)和最终用途写清楚,同样一个辊印,用在普通冲压件和用在外板上是两个结论。第二,拿到有周期辊印的卷,按周期把缺陷段的长度占比估一下,跟 6% 这条线比一比,超过就别签收。第三,同一卷上出现两种周期,说明至少两根辊有问题,只换一根等于白干。查辊印这事,量得准比猜得快重要。

 

常见问题(FAQ)

 

问:量周期要量多少个点才靠得住?

答:至少连着量 3 到 4 个同类缺陷。可参照的量化门槛:相邻周期偏差不超过 1mm,距边部距离偏差不超过 4mm,缺陷宽度与高度偏差各不超过 3mm。另外,同一根辊上前后有两个伤点时要隔开测量,量同一伤点相邻两次出现的间距,否则周期会算成一半。

 

问:用 L / π 算出来的辊径为什么经常对不上?

答:多机架连轧有延伸。缺陷印上带钢后还要经过后续机架拉长,正确关系是 L = π × d × (1 + s) × (h缺 / h末),s 为该架前滑值,h缺 为缺陷辊处带钢厚度,h末 为末架出口厚度。只有末架辊印不受后续延伸影响,周期为 π × d × (1 + s)。

 

问:支撑辊有问题,带钢上的周期怎么算?

答:支撑辊不接触带钢,辊面缺陷要通过工作辊转印,周期会被叠加和改写,直接套公式容易错。实务上先排除工作辊和中间辊,再看周期长短量级:几厘米到几十厘米短周期多来自小直径辊,几十米超长周期要查卷取机卷筒和开卷侧辅助辊。

 

问:算出的直径对应好几根同规格辊,怎么确认是哪根?

答:用变转速法。机组速度 v 时周期为 L,把嫌疑辊速度改到 v2 后周期变为 L2,满足 L / L2 = v2 / v 即可确认。做法是在原速度上下各取几档,每档差 2 到 10 m/min,跑几千米看周期是否变化。速度改动幅度不宜过大,否则容易划伤带钢。

 

问:周期 15~25mm 的横向条纹也是辊印吗?

答:大概率不是,那是振痕(振动痕)。它由轧机或平整机振动产生,灰白相间、分布在整个板宽上,间距约 15~25mm,与辊径无关。严重的一眼可见,轻微的要油石打磨后才显现,也可以通过厚度测量发现周期性厚差波动。

 

问:辊印按什么标准判合格?

答:GB/T 5213-2019《冷轧低碳钢板及钢带》:6.6.1 表面不应有结疤、裂纹、夹杂等对使用有害的缺陷;6.6.2 按 FB、FC、FD 分级,FB 允许少量不影响成形性及涂镀附着力的压痕、辊印等缺陷,FC 要求较好面无目视可见明显缺陷,FD 要求较好面不影响涂漆或电镀后外观;6.6.3 钢带有缺陷部分不超过每卷总长度 6% 时允许带缺陷交货。企业通常掌握为:允许轻微无手感的辊印,面板料和 LED 料不放宽。

 

数据来源:来自公开网络

 

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