王 凱，王振文，李文山，吳明輝，崔立鈞，李卓

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

0 引言

鍍錫板是一種雙面鍍覆有純錫層的冷軋薄板，它將錫的美觀性、可焊性、耐蝕性與鋼的強(qiáng)度、機(jī)械性能有機(jī)地結(jié)合在一起，廣泛應(yīng)用于食品、飲料、化工等的包裝領(lǐng)域[1-2]。鍍錫板制罐過(guò)程中一般要經(jīng)過(guò)裁剪→彩印→制罐等工序，其中裁剪工序是將鍍錫板由卷材裁剪成規(guī)定尺寸的板材，由于鍍錫板表面錫層質(zhì)地較軟，尤其對(duì)于錫層≥5.6 g/m2的高錫鐵，其表面光亮、粗糙度低，在裁剪過(guò)程中極易產(chǎn)生擦劃傷缺陷，嚴(yán)重影響用戶的使用，如何保證在裁剪工序鍍錫板表面錫層不被破壞，是鍍錫板裁剪工序的一項(xiàng)難題。

對(duì)橫切機(jī)組產(chǎn)生劃傷缺陷的形貌和原因進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，并針對(duì)性地對(duì)涂油量、弧形板、錐形輪、堆垛機(jī)等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，有效減少鍍錫板裁剪過(guò)程中劃傷缺陷發(fā)生的概率，取得較好的生產(chǎn)實(shí)際效果。

1 鍍錫板表面劃傷缺陷形貌及分析

劃傷[3-4]是鍍錫板在裁剪過(guò)程中被設(shè)備、工具尖棱刮成的溝痕，形貌一般為直線或弧形，深度、長(zhǎng)度不等，連續(xù)或斷續(xù)分布于鍍錫板表面。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中高錫量鍍錫板表面常見(jiàn)的劃傷缺陷有以下2 種。

（1）片狀劃傷如圖1 所示，該缺陷沿軋向縱向分布，沿帶鋼寬度方向無(wú)規(guī)律分布，呈片狀分布在帶鋼下表面。該缺陷主要產(chǎn)生在弧形板位置，弧形板位于活套后，將被活套緩沖后的帶鋼送至針孔儀位置，產(chǎn)線原有設(shè)計(jì)該弧形板采用的是鍍鉻工藝，滿足2.8 g/m2錫層量盒板裁剪，但裁剪5.6 g/m2以上鍍層訂單時(shí)，受活套緩沖以及針孔儀壓板雙向力的作用極易產(chǎn)生擦劃傷。

圖1 片狀劃傷缺陷形貌

（2）弧形劃傷如圖2 所示，缺陷沿軋向縱向分布，帶鋼中間部位劃傷缺陷較短，兩側(cè)劃傷缺陷較長(zhǎng)，劃傷呈弧形分布，缺陷主要分布在帶鋼的偏出口側(cè)，分布在帶鋼上表面。該缺陷主要發(fā)生在堆垛機(jī)位置，堆垛機(jī)工作原理如圖3 所示，裁剪后的盒板通過(guò)堆垛皮帶進(jìn)行一定量的搭接量堆垛（搭接量通常為40%或60%），為了保證帶鋼入垛對(duì)中，在堆垛機(jī)與運(yùn)輸皮帶之間裝有堆垛錐形小輪，由于堆垛皮帶運(yùn)行速度較慢，堆垛過(guò)程中，入垛鋼板帶頭部分首先與堆垛機(jī)內(nèi)帶鋼中間部位接觸，同時(shí)由于受到錐形小輪的對(duì)中作用，帶鋼呈向下凹形進(jìn)垛，隨著堆垛皮帶繼續(xù)運(yùn)送帶鋼，入垛鋼板與堆垛機(jī)內(nèi)盒板由點(diǎn)接觸逐漸轉(zhuǎn)為線接觸，由線接觸逐漸轉(zhuǎn)為面接觸，直至完成相應(yīng)堆垛工作，在堆垛過(guò)程中由于錫層質(zhì)地較軟，在帶鋼上表面極易產(chǎn)生弧形劃傷缺陷。

圖2 弧形劃傷缺陷形貌

圖3 堆垛機(jī)工作原理

2 改進(jìn)措施

2.1 涂油量改進(jìn)

不同涂油量下高錫量鍍錫板表面劃傷發(fā)生概率統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1，由表1 可以看出在2～10 mg/m2涂油量范圍內(nèi)，橫切機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程中，保持橫切工藝條件不變，隨涂油量的升高，鍍錫板表面潤(rùn)滑性能提高，摩擦力逐漸下降，表面發(fā)生劃傷的概率逐漸下降。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鍍錫板表面涂油量≥10 mg/m2時(shí)，鍍錫板在涂印過(guò)程中存在縮孔的風(fēng)險(xiǎn)，不能滿足下游客戶的使用需求。綜合考慮，高錫鐵生產(chǎn)時(shí)表面涂油量控制在6～8 mg/m2，在避免表面出現(xiàn)縮孔缺陷的同時(shí)，提高了高錫鐵表面的抗劃傷性能。

表1 不同涂油量高錫量鍍錫板表面劃傷發(fā)生概率

2.2 弧形板改進(jìn)

為改善帶鋼生產(chǎn)過(guò)程中弧形板與帶鋼之間的滑動(dòng)摩擦，將原有弧形板更改為安裝帶有軸承座的防劃輪式弧形板，小輪采用NBR 丁橡膠材質(zhì)，表面制作5 mm 寬的溝槽，在溝槽處套上材質(zhì)更軟的橡膠套圈（硬度55～56 HS），將原有帶鋼與弧形板的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)換為帶鋼與橡膠圈的滾動(dòng)摩擦，大大減少高錫層鍍錫板在裁剪過(guò)程中在弧形板處遇到的劃傷問(wèn)題，改造前后效果對(duì)比如圖4 所示。

圖4 弧形板改造前后對(duì)比

2.3 堆垛方式改進(jìn)

通過(guò)堆垛原理以及結(jié)合缺陷形貌可以判斷，帶鋼堆垛過(guò)程的接觸方式是造成堆垛劃傷的主要原因之一，為避免帶鋼在下落過(guò)程中與下層帶鋼接觸產(chǎn)生的劃傷問(wèn)題，提出增加堆垛機(jī)吹掃裝置，通過(guò)在堆垛機(jī)入口側(cè)增加相應(yīng)吹掃裝置，利用氣體壓力將帶鋼懸浮在空中入料堆垛，使入垛帶鋼與垛內(nèi)帶鋼直接面接觸，不發(fā)生摩擦，從而消除帶鋼堆垛劃傷，非接觸式堆垛機(jī)工作原理如圖5 所示。

圖5 非接觸式堆垛機(jī)工作原理

該裝置由兩臺(tái)變頻電機(jī)來(lái)提供吹掃所需風(fēng)量，同時(shí)為適應(yīng)不同規(guī)格鍍錫板裁剪，需配套安裝兩個(gè)風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，以保證在生產(chǎn)不同規(guī)格鍍錫板時(shí)，調(diào)整適應(yīng)不同風(fēng)量，避免風(fēng)量過(guò)大造成帶鋼抖動(dòng)，風(fēng)量過(guò)小造成帶鋼表面劃傷，同時(shí)為保證氣體吹掃更加平穩(wěn)，吹掃噴嘴一律采用鴨嘴式扁平噴嘴，等距離分布在堆垛機(jī)尾擋板處。同時(shí)由于鍍錫板的耐蝕性對(duì)于潮濕環(huán)境極為敏感，應(yīng)保證帶鋼吹掃裝置所吹氣體為干燥氣體，需增加干燥過(guò)濾裝置，以保證吹掃氣體干燥，避免帶鋼發(fā)生銹蝕和污染，改造前后的實(shí)物效果如圖6 所示。

圖6 堆垛機(jī)吹掃裝置改進(jìn)前后對(duì)比

2.4 錐形小輪改進(jìn)

與國(guó)內(nèi)橫切線對(duì)比發(fā)現(xiàn)堆垛機(jī)前錐形小輪形式各異，橫切線原設(shè)計(jì)堆垛前輪兩側(cè)為錐形輪，中部為10 cm 小輪，目的是能夠有效減少帶鋼跑偏造成堆垛劃傷，國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)線通常采取兩側(cè)以及中間部位均為平輪，中間小輪寬度20 cm，對(duì)于帶鋼對(duì)中以及跑偏要求較高。結(jié)合產(chǎn)線特點(diǎn)，落料前的錐形輪是為了變換規(guī)格時(shí)調(diào)節(jié)使用，但是帶鋼經(jīng)過(guò)時(shí)，錐形輪與磁輪中間為架空狀態(tài)，這種狀態(tài)會(huì)容易產(chǎn)生折印和劃傷，保證帶鋼對(duì)中的基礎(chǔ)上，在錐形輪處增加一組聚氨酯材質(zhì)堆垛小輪，直徑85 mm，安裝在中間磁輪和兩側(cè)錐輪中間的位置，錐形輪改造如圖7 所示。通過(guò)改造減少了帶鋼中間的架空狀態(tài)，減少了橫切過(guò)程中產(chǎn)生折印和劃傷缺陷的概率。

圖7 錐形輪改造

3 改造效果

通過(guò)對(duì)涂油量的控制和弧形板、錐形輪、堆垛機(jī)等相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)的改進(jìn)，有效減少了鍍錫板裁剪過(guò)程中劃傷缺陷發(fā)生的概率，實(shí)現(xiàn)鍍錫量5.6 g/m2以上鍍錫板的穩(wěn)定生產(chǎn)，月均5.6 g/m2以上鍍錫板產(chǎn)能提高290 t，劃傷缺陷發(fā)生率由39%降至0.01%。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鍍錫板裁剪過(guò)程中表面劃傷規(guī)律的總結(jié)和原因分析，從對(duì)原料和設(shè)備兩方面展開(kāi)一系列的攻關(guān)，鍍錫板表面質(zhì)量得到大幅度的提高，批量劃傷質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生率降為零，產(chǎn)線生產(chǎn)組織連續(xù)性得到明顯改善。