（鄒平宏發(fā)鋁業(yè)科技有限公司，山東 鄒平256200）

由于電鍍后軋輥表面硬鉻層與固體的金屬鉻有相似的特性，如：具有高硬度、摩擦系數(shù)小、耐熱性高、抗腐蝕性強(qiáng)、線性膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性高等優(yōu)良性能，因而從原來(lái)的裝飾性鍍鉻發(fā)展到對(duì)軋鋼用的軋輥進(jìn)行鍍鉻。國(guó)外生產(chǎn)實(shí)踐表明，高質(zhì)量的鍍鉻工作輥，在正常軋制下，軋輥的使用壽命平均延長(zhǎng)了2～3倍以上，同時(shí)還縮短了換輥時(shí)間，增加了產(chǎn)量，軋制帶材表面質(zhì)量明顯提高。

在美洲，許多工廠使用鍍鉻軋輥生產(chǎn)已經(jīng)多年了，在歐洲，該技術(shù)應(yīng)用較美洲晚些，1993年時(shí)歐洲的熱軋廠使用率是20%，1996年達(dá)到了50%，2000年以后達(dá)到95%以上。

在國(guó)內(nèi)，目前鋼廠大量使用鍍鉻輥進(jìn)行軋制，但是鋁板帶箔軋制加工企業(yè)目前只有渤海美鋁主要在粗軋使用鍍鉻輥進(jìn)行軋制，在熱精軋及冷軋采用鍍鉻工作輥進(jìn)行軋制還未有廠家進(jìn)行報(bào)道。

本文通過(guò)在“1+4”熱連軋機(jī)精軋工作輥進(jìn)行鍍鉻使用試驗(yàn)證明，采用鍍鉻層結(jié)合良好的軋輥進(jìn)行軋制，延長(zhǎng)了軋輥軋制時(shí)間(提高5倍以上)，減少了換輥停機(jī)時(shí)間，提高了作業(yè)率；提高了軋輥耐磨性，特別是延緩了軋輥表面粗糙度下降，提高了軋制周期內(nèi)鋁合金熱軋卷表面粗糙度均勻性；可以實(shí)現(xiàn)自由軋制，減少由于產(chǎn)品規(guī)格變化而帶來(lái)的換輥。對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，減少停機(jī)換輥時(shí)間，降低成本取得了明顯的效果。

1 軋輥的基本參數(shù)及試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 工作輥的工作條件

熱連軋機(jī)為四機(jī)架CVC軋機(jī)，F(xiàn)1機(jī)架和F2機(jī)架使用粗糙度為1.0～1.2μm的鍍鉻工作輥，F(xiàn)3機(jī)架和F4機(jī)架使用粗糙度為0.8～1.0μm的鍍鉻工作輥，軋制AA3104同一合金系列，F(xiàn)1到F4機(jī)架軋輥均使用尼龍刷輥，乳化液冷卻和潤(rùn)滑條件與普通軋輥使用時(shí)相同。

1.2 鍍鉻工藝流程

將精軋F(tuán)1-F4工作輥一套，在磨輥車間按照正常磨輥工藝除去表面缺陷和疲勞層，并磨削到正常使用的粗糙度后，運(yùn)到電鍍廠進(jìn)行鍍鉻。鍍鉻工藝流程如下：

合格磨削工作輥—有機(jī)溶劑除凈表面油污—表面性能檢測(cè)—上掛具—非鍍部位絕緣處理—安裝屏蔽陰極—冷水沖洗—除油—水洗—酸洗除銹—水洗—活化—沖洗—入槽反鍍—施鍍—出槽—冷水洗—熱水洗—吹干—檢測(cè)—用防銹紙包扎保護(hù)[2]。

1.3 工作輥鍍鉻層厚度檢測(cè)

適宜的鍍層厚度是軋制試驗(yàn)成功的關(guān)鍵要素，鍍鉻層厚度太薄軋制過(guò)程中表面容易受損，軋制量增加有限，鍍鉻層厚度太厚，在大軋制力軋制過(guò)程中容易產(chǎn)生脫落。本次試驗(yàn)采用鍍鉻層為6～14μm。軋輥完成鍍鉻后檢測(cè)鍍鉻層厚度符合工藝要求見(jiàn)表1[1]。

表1 鍍鉻工作輥的鍍層厚度

將鍍鉻工作輥按照常規(guī)裝配后分別安裝在相應(yīng)機(jī)架，并一次性安排460塊3104合金扁鑄錠進(jìn)行生產(chǎn)。

1.4 工作輥鍍鉻層表面形貌對(duì)比

從鍍鉻前后軋輥表面形貌顯微照片來(lái)看，鍍鉻后原有的一些尖銳的磨削痕跡減少，鍍鉻瘤形態(tài)良好。

圖1 鍍鉻前軋輥形貌（顯微鏡400倍照片）

圖2 鍍鉻后軋輥形貌（顯微鏡400倍照片）

2 鍍鉻工作輥試驗(yàn)過(guò)程及使用效果對(duì)比

2.1 帶材表面質(zhì)量對(duì)比

圖3 使用鍍鉻輥軋制帶材表面

圖4 使用普通輥軋制帶材表面

本次使用鍍鉻輥進(jìn)行軋制，表面質(zhì)量穩(wěn)定，陽(yáng)極氧化檢測(cè)滿足表面質(zhì)量要求，從表面軋制條紋情況來(lái)看，采用鍍鉻輥生產(chǎn)的卷材表面軋制條紋更均勻細(xì)小。

2.2 鍍鉻輥與普通輥使用通過(guò)量對(duì)比

軋輥裝機(jī)使用時(shí)，由于軋制過(guò)程中發(fā)生的帶材跑偏、表面粘鋁層過(guò)厚、或軋輥表面粗糙度下降導(dǎo)致打滑或軋制速度過(guò)快等原因而需要停機(jī)換輥，以軋制AA3104合金熱軋帶材為例，普通軋輥通常軋制50塊扁鑄錠后需要更換F3/F4工作輥，軋制150塊扁錠后需要更換F1/F2工作輥，而本次采用鍍鉻軋輥軋制460塊扁鑄錠，精軋輥未進(jìn)行更換。整個(gè)軋制過(guò)程中，無(wú)表面鍍鉻層起皮剝落、軋制打滑、軋制速度過(guò)快等現(xiàn)象發(fā)生，沒(méi)有產(chǎn)生需要換輥的情況，提高了軋制穩(wěn)定性及軋輥通過(guò)量，大大降低了換輥頻率，節(jié)省了生產(chǎn)輔助時(shí)間。鍍鉻軋輥與普通軋輥軋制通過(guò)量對(duì)比見(jiàn)下表：

圖5 粗糙度Ra值隨軋制通過(guò)量變化圖

圖6 粗糙度Rpc值隨軋制通過(guò)量變化圖

表2 鍍鉻軋輥與普通軋輥軋制通過(guò)量對(duì)比

2.3 鍍鉻軋輥使用前后輥面粗糙度變化

軋制前后分別對(duì)軋輥表面的粗糙度值進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)460余塊扁鑄錠軋制后，輥面粗糙度Ra和Rpc值下降速度較普通軋輥下降速度明顯減小，表6為鍍鉻輥使用前后粗糙度數(shù)據(jù)對(duì)比。

軋制過(guò)程中每10卷對(duì)軋制帶材表面粗糙度Ra及Rpc值進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)隨著軋制里程的增加均呈線性下降的趨勢(shì)，與普通軋輥相比，下降速度比較緩慢。見(jiàn)圖5、圖6。

2.4 鍍鉻軋輥使用前后硬度變化

軋輥表面的高硬度是提高耐磨性、延長(zhǎng)軋輥使用壽命、改善鋁帶材表面質(zhì)量的關(guān)鍵,輥體本身的硬度為鍍鉻層奠定了基礎(chǔ)。軋輥鍍鉻前后及試驗(yàn)后分別檢測(cè)輥面硬度見(jiàn)表7

表3 鍍鉻軋輥使用前后硬度變化/HS

表4 普通軋輥與鍍鉻軋輥F4軋制速度統(tǒng)計(jì)表

上表數(shù)據(jù)表明鍍鉻前后輥面硬度無(wú)明顯變化，軋制前后輥面硬度也無(wú)明顯變化。

2.5 鍍鉻軋輥使用前后表面裂紋變化

鍍鉻軋輥使用前經(jīng)過(guò)磨削鍍鉻沒(méi)有表面裂紋，使用后冷卻至室溫再在磨床上使用渦流探傷檢測(cè)軋輥表面裂紋產(chǎn)生的情況，對(duì)軋制789公里后的軋輥表面未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋,與使用后的未鍍鉻軋輥相比，沒(méi)有區(qū)別。

圖7 F4下工作輥探傷曲線

圖8 F4下工作輥探傷立體圖

圖10 未鍍鉻軋輥使用后探傷立體圖

2.6 鍍鉻軋輥與普通軋輥軋制速度變化對(duì)比

因普通軋輥軋制時(shí)工藝規(guī)定50塊扁錠更換F3、F4工作輥，與鍍鉻輥通過(guò)量差距非常明顯，下表數(shù)據(jù)為選取一批3104軋制50塊扁錠的軋制速度與鍍鉻輥對(duì)比，每5卷記錄F4出口速度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，普通軋輥工作到第45到50卷時(shí)，在其它工藝條件不變的情況下帶材平均速度明顯升高，而鍍鉻軋輥批次軋制了460塊扁鑄錠，在終軋溫度為345℃的情況下，軋制平均速度穩(wěn)定保持在6.3m/s左右。

2.7 軋輥使用成本比較

與使用普通軋輥進(jìn)行軋制相比，采用鍍鉻軋輥大大降低了軋輥更換頻次及軋輥磨削成本。精軋全部采用鍍鉻輥進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí)，全年可以減少軋輥磨削成本300萬(wàn)元以上，在提升效率的同時(shí)，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.8 生產(chǎn)效率比較

除了減少正常換輥頻次及換輥時(shí)間以外，采用鍍鉻輥進(jìn)行生產(chǎn)，主操手不需要擔(dān)心軋制過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，可以縮短軋制過(guò)程部分等待時(shí)間，可以提高軋制節(jié)奏。

3 結(jié)論

通過(guò)在“1+4”熱連軋機(jī)精軋使用鍍鉻工作輥，在鍍鉻層結(jié)合良好的情況下，延長(zhǎng)了軋輥軋制時(shí)間(提高5倍以上)，減少了換輥停機(jī)時(shí)間，提高了作業(yè)率；提高了軋輥耐磨性，特別是延緩了軋輥表面粗糙度下降，提高了軋制周期內(nèi)鋁合金熱軋卷表面粗糙度均勻性；可以實(shí)現(xiàn)自由軋制，減少由于產(chǎn)品規(guī)格變化而帶來(lái)的換輥。實(shí)踐證明，“1+4”熱連軋機(jī)精軋使用鍍鉻工作輥，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，減少停機(jī)換輥時(shí)間，降低成本取得了明顯的效果。