连续退火炉炉辊应用及维护

孙国明，肖文照，侯煜

（北京首钢冷轧薄板有限公司，北京 101304）

1 引言

连续退火炉是冷轧带钢生产的关键设备，炉内为氮氢混合还原气氛，通板速度高、质量好，全密闭结构，承载着带钢再结晶退火的功能。炉辊系统是带钢在炉内传输的关键设备，炉辊的使用状态直接影响着带钢的表面质量，因此，对炉辊进行有效的管理和维护，是带钢在炉内安全、有效、稳定运行的基础。

2 连退机组炉辊系统简述

连退炉辊系统包括转向辊、张紧辊、测张辊等［1］，如表1 所示。

钢带垂直运行通过炉区，在每道次的末端由炉辊进行转向，这些辊子有相应的直径可使得钢带不会产生永久塑性变形。辊身被加工出要求的辊型，此辊型可满足钢带在炉内所需的自对中要求。辊子做喷丸处理以达到所需的粗糙度要求［2］。退火炉炉辊要实现预期的功能，根据炉内高温、微正压、还原气氛等复杂环境，就要求炉辊具有较高的耐磨性、抗结瘤、抗热冲击性能，保证辊面粗糙度，以及优越的自纠偏性能等。

表1 连退炉辊系统主要结构功能及辊型

3 炉辊性能分析

3.1 炉辊辊型

图1 辊型图

由DREVER 公司设计的退火炉炉内辊辊型有3 种，其中高温段多采用双梯度辊，低温段多采用单梯度辊和平辊，辊型如图1所示。

按照炉段和炉内温度的不同，辊子分别带有几种不同的辊型，以补偿炉温和带温的不同而带来的辊身热膨胀的不同，尽量减小带钢的跑偏现象［3］。但同时凸度又不能过大，以免带钢产生瓢曲。影响选择辊型的因素主要有两点，一是带钢的跑偏，二是带钢的瓢曲，如图2 所示。

图2 炉辊凸度与带钢热瓢曲和跑偏的关系

3.2 粗糙度

DREVER 公司设计的炉辊粗糙度，中部为Ra6-8，边部为小于Ra0.8，以此保证带钢在炉辊上不会发生打滑现象，同时不会划伤带钢。

3.3 表面状态

炉辊的表面状态直接影响着带钢的表面质量，结瘤、硌坑、裂纹、粘结等都是影响因素，因此在炉辊维护中要尽量避免。

4 炉辊维护管理

4.1 辊型管理

辊型管理在实际生产中十分重要，虽然炉内具有纠偏辊，能够起到炉内纠偏作用，但是炉辊的自纠偏不可忽视，而自纠偏的机理，就来自于辊型。

图3 加热段实测辊型

图4 冷却段实测辊型

首钢冷轧1850 连退机组退火炉的炉辊辊型管理，根据生产计划与设备的实际情况，平均每半年就对炉辊辊型进行一次测量，由于受停机时间限制，不可能对全炉炉辊进行测量，则分区域进行，顺序进行，一般顺序为从入口开始进行测量，本文以某次测量为例说明，如图3、图4 所示。

根据图3 可以看出，实际辊型并没有超出允许的辊型界限，可认为该辊型理想，能够继续使用，而从图4中可以看出，实测辊型已经超出允许界限，并呈现不对称状态，故从辊型方面来判断，此辊需要更换。另一方面，如果实测辊型平行超出允许界限，在一定数值内，并呈现一定的对称状态，也可以认为该辊辊型正常，能够继续使用。

4.2 粗糙度管理

在实际生产中，炉辊粗糙度的快速磨损，导致带钢打滑影响表面质量的事件时有发生，除去设计及制造工艺的影响因素外，在使用中对炉辊粗糙度进行掌控，也十分必要。在测量辊型的同时，可对粗糙度一并进行测量，可按如下方法进行，如图5 所示。

图5 炉辊粗糙度标点图

粗糙度测量中，在将炉辊圆周方向四等分的A、B、C、D 四个方向上确定四条线，在每条线上取 11个测量点，依次进行测量，并对应记录，确认粗糙度是否超出范围。当然，测量点越多，也就越能真实体现实际状况，但同时要考虑现场测量的实际环境以及时间限制等。理论上，由DREVER 公司设计的粗糙度在Ra6-8的范围内合适，但在实际生产中，通过试验，粗糙度在Ra5.1 和Ra8.4 时，同样满足要求，因此，我们确定的使用范围为Ra5-8.5。

4.3 表面状态管理

针对炉辊的结瘤、粘接等因素，除了保证炉子的密闭性外，定期进行清理是必要的。通过实践，高压干冰清理是比较理想的清理方法。通过高压干冰粒子对炉辊粘结物进行打击清扫，能够有效地清理掉污物，随着干冰的雾化蒸发，不会对炉辊造成任何伤害。

5 结语

根据首钢冷轧1850 连退机组退火炉炉辊的使用状态，对其影响因素进行了分析，并提出了炉辊维护的相应方法，从实际生产来看，效果十分理想，当然，影响带钢质量的因素还有很多，还需要进一步的研究，以便为炉辊能够长期、有效、稳定的运行提供保证。

［1］连退机组退火炉功能描述［Z］.DREVER，2007.

［2］杨静.连退炉内炉辊的选择与优化设计［J］.工业炉，2011（6）：23-27.

［3］王彬.连退炉辊凸度控制技术在预防带钢瓢曲上的应用［J］.梅山科技，2009（4）：14-16.