总第238期2021年2月
南方金属
SOUTHERN METALS
Sum. 238
February 2021
文章编号：1009 -9700(2021)01-0049-04
冷乳-连退机组应用实践
邢巍，罗年高，张圣东，常志禄，孟晓涛
(安钢集团冷轧有限责任公司，河南安阳455004)
摘要：论述了轧辊毛化技术常用方式及原理，指出激光毛化技术特点并简介安钢冷轧-连退机组轧机、 平整机工作辊应用激光毛化技术生产现状。实践表明：通过应用激光毛化辊对带钢进行轧制、平整工艺，获得了表面形貌鲜映度更高的成品带钢，减少了连退炉内跑偏、挂壁、断带等事故，同时改善了带钢深冲、涂镀和防锈性能，满足了终端客户对带钢深加工的需求。 关键词：激光毛化；冷轧；连退；轧制；应用
中图分类号：TG665;TG335.12 文献标志码：B
The Application of Laser Roughing Technology in 1550mm Cold Rolling-continuous Annealing Unit at Anyang Iron and Steel Co. , Ltd.
XING Wei, LUO Nian-gao, ZHANG Sheng-dong, CHANG Zhi-lu, MENG Xiao-tao
(Anyang Iron and Steel Group Cold Rolling Co. , Ltd. , Anyang, 455000, P. R. China)
Abstract：This paper discusses the common methods and principles of laser roughing technology for rolls, points out the technical characteristics of laser roughing and introduces the production status of the application of laser roughing technology in the work rolls of Angang^s cold rolling-continuous rolling mill and leveler. The practice has shown that by using rollers processed with laser roughing to roll and flatten the steel strip, a finished steel strip with a higher surface appearance and
freshness is obtained. At the same time, the further drawing, coating and anti-rust properties of the steel strip are improved which can meet the end customers demand for further processing of the steel strips.
Key words：laser roughing；cold rolled；continuous annealing；rolling；application
〇刖曰
随着国内经济不断发展，汽车、家电、建筑等行 业成为人们出行、居家的支柱产业。而这些行业的 发展离不开对薄规格冷轧板的大量需求。如何生产 出规格齐全、性能优良又具有良好形貌的冷轧卷板 成为钢铁行业重要的工作方向。其中，冷轧板的深 冲和涂镀性能是汽车、家电行业进行深加工的重要 性能指标，直接影响产品的外观质量。
粗糙度是影响冷轧板深冲性能和涂镀性能的一 个重要因素。国内外有关专业人员对此进行了多年 的研究，总结出评价冷轧板表面粗糙度的3个主要评定参数j a—表面粗糙度算术平均值；Pc—单位 长度的峰值数；—表面粗糙度变化趋势波长。/?a 与P c值的最佳结合决定了冷轧板的良好深冲性能 和涂镀附着性，而Wa的大小则决定了冷轧板喷涂 后是否出现人眼明显感觉到的不均匀（波纹）[1]。成品带钢表面粗糙度主要依靠轧机和平整机在轧制 过程中将工作辊本身的粗糙度复制到带钢表面。因此，轧辊表面毛化技术成为影响带钢产品形貌质量 的关键技术。
1轧辊毛化技术方式
兑换频率限制目前国内常见的轧辊毛化技术一般有：喷丸毛
收稿日期:2020 - 07 - 14；修订日期:2020 - 08 - 05
作者简介：邢巍（1978 -)，男，2006年毕业于安钢工业大学机电工程专业，工程师:
50
南方金属
SOUTHERN METALS2021年第1期
化、电火花毛化、电子束毛化以及激光毛化等几种 11喷丸毛化
喷丸毛化是使用喷丸机将高硬度的钢丸加速到 80 m/s，撞击轧辊表面以达到辊面毛化效果。由于 喷丸尺寸、轧辊表面区域硬度、喷丸冲击速度、冲击 角度等都具有随机性，因此毛化过程也具有随机性、不均勻性，过程难以控制和再现，轧辊毛化效果不稳 定。
12电火花毛化
电火花毛化是将轧辊需要被毛化部分和电极头 沉没至电解液当中，将直流脉冲施加于电极头，在电 极施压和电极头与轧辊之间间隙小到足以允许火花 跳过之前，电解液起绝缘作用，间隙足够小时电解液 被击穿产生高频火花，实现轧辊毛化效果。电火花 毛化再现性好，可通过调整电极电压以及电极与轧 辊间隙实现心值可控，但其毛化轧辊表面形貌构 造仍呈统计分布，值仍受限制（Ka值过小加工时 间长，ft a值过大则放电电流过大时间过长容易烧损 轧辊表面），另外经过电火花毛化轧辊表面易产生 脱碳和合金烧损软化现象，限制了轧辊材质选用:2]。13电子束毛化
电子束毛化工艺是目前最为先进的轧辊毛化技 术，其原理是通过类似于电视显像管的固定电子 发出高能电子束，经电场加速至约1/3光速聚焦投 射到旋转并轴向运行的轧辊表面。高能电子在轧辊 表面电子动能转化为热能，形成熔池配合高速旋转 的轧辊迫使熔池内金属溢出，从而达到毛化效果。电子束毛化工艺值均匀可调，再现性好，不受轧 辊材质硬度约束。其缺点是工艺技术难度较大，设 备投资大，维护难度高。
1.4激光毛化
激光毛化是采用高能量脉冲激光束（C02激光 器产生激光束，可达1 200〜4 500 W)聚焦照射于轧 辊表面，利用激光束的高亮度在轧辊表面获得非常 高的能量密度，使聚焦处的轧辊表面加热、融化并部 分汽化，形成毛化点:3:。激光毛化形成的微坑均勻 且每个微坑是孤立的，因此微观上储油效果更好，值可控可调，毛化点间距可根据板材客户要求进 行调整。
2安钢冷乳激光毛化设备概况
安钢集团冷轧有限责任公司（以下简称“安钢”）冷轧根据产品定位，结合轧机、平整机设备状
况选用激光毛化技术对磨削后轧辊进行毛化处理,
对于重点客户及特殊品种采用外加工电火花毛化
辊。轧辊毛化后辊面镀铬以加强表面硬度6
2.1激光毛化床概况
采用双头光纤激光无序毛化床（图1 )对平整
机、乳机工作辊进行毛化，该毛化床由2台光纤激光
音箱架器、2条传输光纤、毛化头（2个激光加工头）、2组无
序信号发生器、1个轧辊直径测量装置、双头间距调
节装置、双头间距测量装置、双温双控冷水机、数控系
统、触摸屏计算机、轧辊机床身、电器柜、附件等组成。
2.2激光毛化床工艺参数
激光毛化床工艺参数见表1。
表1激光毛化床主要工艺参数
名称参数
最大工件直径/m m0650
最小工件直径/m m0150
最大工作长度/m m 4 500
最小工件重量/k g 6 000
毛化粗糙度/fa0. 5 〜10. 0 (xm 可调
粗糙度均匀性/%±4
周向线密度无序、频率分段、最高99
轴向线密度/m m3~66点
毛化点直径/fjun50〜80，可调
数控系统西门子840D
最大输人电功率/kW42
聚焦镜焦距/m m150； 025
保护镜直径/m m022.4
2.3激光毛化技术特点
1) 采用激光毛化生产的毛化板表面结构为无 序麻面，钢板深冲性、延伸率优于电火花技术生产的
毛化板。
2) 每个毛化“点”都有凸台，在冶金溶固过程 中，受C02气体保护，
生成的凸台硬度接近于原中频
刀模总第238期邢巍，等：激光毛化技术在安钢I 550 mm 冷乳-连退机组应用实践51
淬火硬度，凸台转印率可达80% ，大大提高过钢量。
3)
毛化过程自动化程度高，毛化再现性好，精 度高，毛化“点”均匀致密，运行稳定。4) 光纤激光器光电转换效率高达28%，光束质 量好，调制频率达1〇〇 kHz ，光束质量M 2值小于1. 1。
5)
可根据形貌要求不同钢板调节加工工艺参 数（激光功率、轴向线密度、周向频率分段、侧吹气 种类、侧吹气角度及流量），毛化出相应形貌的轧 辊，轧辊表面粗糙度可达0.5 ~ 15.0 pm 范围。
6) 环保无污染，运行成本低，保护气体和电消
耗量小。
3激光毛化辊在轧机应用
安钢冷轧-连退机组轧机部分采用五机架六辊
串联式冷连轧机，激光毛化辊主要应用于成品机架
(五机架）工作辊，作用是轧机在轧制过程中毛化后
的轧辊能够将毛化点复印至下线冷硬卷带钢表面，
从而使带钢表面具有一定的毛化效果，为下一道工 序（连续退火）做好保障。
31轧机设备概况
安钢I 550 mm 酸轧联合机组轧机采用五机架 六辊串联式冷连轧机（图2)，中国一重设计并制造
供货。轧机出口为转盘式卷取机；自动化控制系统
(图3)由L 1(一级）基础自动化级，L 2(二级）过程 自动化级，并预留与13(三级）生产控制级接口。液 压AGC 有前馈、后馈、秒流量及张力的闭环控制手 段等。轧机由工作辊正负弯辊、中间辊正弯辊、精细 分段冷却喷射系统、板形辊组成了板形闭环控制。
3.2轧机工艺参数
乳机工艺参数见表2。
表2
轧机工艺参数
名称参数
轧制力/kN
max 22 000轧制速度/m • m iiT 1
S1 人口 max 280S5 max 1 350
工作辊尺寸/m m 0450/390 x 1 550
工作辊总长/m m 4 090带钢卷取张力/kN max 120卷取速度/m . m irT 1
1 420
4激光毛化辊在平整机应用
连退机组位于酸轧机组后线是安钢冷连轧工程 的一条主要生产线，其年处理量为74万t ，产品以高
级家电板、建筑板为主，与镀锌机组在同一车间内， 平行布置在酸洗冷连轧机组后，对酸轧后的冷硬卷
进行退火热处理。位于连退出口段的平整机是连退
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废油再生南方金属SOUTHERN METALS
2021年第1期
机组重要设备，主要控制带钢的平整率和延伸率等 相关指标，同时对带钢表面质量和平直度（浪形）也 有较大影响4。连退机组平整机工作辊根据订单 和实验钢要求不同采用相应的激光毛化辊（镀铬） 与电火花毛化辊（镀铬）。4.1平整机设备概况
安钢连退四辊平整机组位于连退生产线出口
段，由2套四辊张力辊(5号、6号张力辊）、1台热风 烘干机和1架四辊平整机组成（图4)，平整方式为 湿平整：其作用是消除退火后带钢的屈服平台和滑 移线、控制带钢板形，同时由于采用毛化镀铬辊平整 后的带钢表面鲜映更高，外观形貌更为美观。
4.2平整机主要工艺参数
节油剂
平整机主要工艺参数见表3。
带钢机前张乃辊4辊
f •
整机热风烘「•机后张力辊
图4
安钢冷轧-连退机组平整机
表3
平整机工艺参数
名称
参数
类型四辊湿平整-单机架_不可逆
轧制力/kN max 10 000工作辊弯曲力/kN max 600液压A GC 缸/m m 2 i
710x 260支撑辊/m m ip 1 200/1 300 x 1 630工作辊/m m
ip 460/510 x 1 670
5应用效果
1)
轧机五机架使用毛化辊后，带钢表面具有粗
糙度在连退进行退火过程中有效减少了炉内跑偏的
情况。其原因是由于带钢表面具有粗糙度在微观上
表现为大量致密的凹凸坑，进入连退炉内与炉辊摩 擦力增大，运行过程与光面板相对比，炉辊对毛化板 的制约能力大大加强，带钢在炉内运行轨迹与纠偏 可控性更强，从而减少了炉内跑偏、挂壁和断带等恶 性事故。
2)
平整轧制时轧辊毛化的表面特征会压印到 带钢表面上，因此提高轧辊毛化质量也就相当于提 高成品带钢的的表面质量。轧辊毛化能够提高轧辊 的使用寿命，改善冷轧生产工艺、提高成品带钢的表 面鲜映度和性能等毛化钢板上致密微小凹坑 可存储润滑剂和防锈油，改善润滑条件，提高成品带 钢的防锈性能。毛化钢板表面粗糙可以有效增大与 涂层之间的接触面积，增强油漆吸附能力和锌层附 着性能，为下游客户进一步深加工提供更为有利的谷氨酸发酵
加工条件。
6结语
激光毛化技术是20世纪80年代末出现并应用
于生产板带材的高新技术，目前主要工业发达国家 的大型板带材生产企业都采用该技术来提高产品的
技术含量，如日本的川崎制铁和比利时的Cocreril
Sambre 公司[6 3安钢冷轧-连退生产线通过在酸
轧乳机和连退平整机应用该技术，减少了退火炉内
带钢跑偏引起的挂壁、断带等事故。改善了轧制条
件和成品带钢的表面鲜映度，使带钢表面发白发亮
外观形貌更为美观。提高了轧辊寿命和带钢的冲压
延伸性能，延长了成品带钢防锈时间。
参考文献
[1]
张佳林，耿勇.冷轧辊三种毛化工艺的比较[.丨].鞍 钢技术,2002(1) :43 - 46.
[2
]
周家琮.冷轧轧辊毛化技术[J ].钢铁钒钛，1996(3):
1-8.
[3]
张雄.冷轧厂轧辊毛化技术的发展.[J ].机电信息,
2010(18) ：74 -90.
[4] 邢巍，李泽光，戚新军，等.四辊平整机在安钢1550
连退机组应用实践[J ].冶金动力,2018(1) :1 -6.
[5] 陈占锋，琚艳军，李龙飞.冷轧辊激光毛化技术应用研
究[J ].河南冶金,2018(3) :9-11.
[6] 王洪波，景玉安.激光毛化技术在冷轧带钢生产中的
应用[J ].鞍山钢铁学院学报,2000,23(2) :95 -9
8.
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