连续卧式退火炉碳套辊结瘤的处理方法

王永

摘 要：在现有工艺条件下连续卧式退火炉炉辊结瘤只能控制，无法彻底杜绝。本文提出不更换碳套辊，利用磨辊去除结瘤点的具体方法，利用这些方法可有效降低炉辊结瘤危害，提高碳套使用寿命。

关键词：磨辊；结瘤；碳套辊；无取向电工钢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.032

1 概述

连续退火是冷轧电工钢生产过程中，决定磁性能及力学性能的最终工艺环节。为了充分利用微张力退火提高终产品的磁性能，冷轧电工钢退火一般选用的卧式炉。卧式退火炉炉辊呈水平、平行布置，生产时炉内钢带在炉辊上运行，为了防止擦伤钢带，电工钢退火炉炉辊一般采用石墨碳套辊。石墨材质较软，与钢带间的摩擦系数小（仅为0.2～0.3），既耐磨，又兼具自润滑性，退火过程中辊面即便与钢带发生相对滑动，也不会擦伤、划伤钢带[1-4]。实际生产过程中，碳套表面出现结瘤硬点时，在退火炉的高温条件下就会在钢带上压出凹坑。如炉辊结瘤一出现就立即停炉批量更换，不但增加了备件费用，而且严重影响产量。因此本文探索了不更换碳套辊，通過磨辊去除结瘤点的方法。

2 炉辊结瘤频率高的原因

电工钢退火炉炉辊容易结瘤有几方面的原因：其一，电工钢为了降低铁损值，成分中硅含量较高，冷轧轧制时冷硬卷表面铁粉、硅泥残留量较高。此类残留物在退火清洗时不易清洗干净，进入退火炉易粘结在炉辊表面形成结瘤点；其二，冷轧电工钢为了降低铁损值，抑制磁时效，要求成品碳含量不高于30ppm，而实际原料卷常常大于30ppm，高出的碳就需要在退火过程中加湿脱去。加湿脱碳过程中钢带表面形成的氧化物经炉内氢气还原后极易粘结在炉辊表面形成结瘤点；其三，生产时钢带在炉辊上无包角，如炉辊转动精度调整不好，炉辊与钢带就存在相对运动，摩擦产生的铁粉易凝结在炉辊表面形成结瘤点。

3 炉辊结瘤造成的后果

冷轧电工钢常用厚度规格为0.35、0.5mm，而退火温度一般高达800℃以上，因此钢带对结瘤点的敏感性特别强。其次，退火炉辊多达一百多根，任何一根出现结瘤，生产出的钢带下表面就会出现凹坑，轻则降级，重则报废。生产过程中钢带出现炉辊结瘤类凹坑，无法确定具体结瘤炉辊定位困难，不得不进行批量更换。

4 通过磨辊去除炉辊结瘤的可行性

炉辊结瘤物是以铁元素为主的硬质点，镶嵌在软滑的石墨基体上。铁质点与钢带间的摩擦系数在0.5以上，如结瘤碳套辊与运行钢带发生相对滑动时，结瘤物就有可能在钢带摩擦力的作用下在石墨基体上滚动，进而脱落。因此原理上通过磨辊去除结瘤是可行的。当钢带出现凹坑时，首先需要确定是否为炉辊结瘤造成。这可以根据钢带上凹坑周期一般等于结瘤辊周长的方法，确定结瘤辊类型，再根据凹坑的方向确认结瘤辊是跟下表面接触的辊子还是和上表面接触的辊子。一般炉辊碳套辊直径与其它接触钢带的工作辊辊径不同，且钢带在碳套辊上面运行的，只能形成下表面凹坑，结合这两点就很容易确定是否碳套是否结瘤。当确认炉辊出现结瘤后，就可以根据炉辊结瘤程度采用以下模式磨炉辊。

5 磨辊的实施过程

5.1 磨辊方案的制定

（1）板面凹坑轻微不影响判级时启动在线磨炉辊模式。采用此模式时其它生产工艺参数不变，从易结瘤区域开始一次设定4-16根炉辊加速或降速转动，同时核算时间和速度，当经过磨炉辊区域的钢带到达出口质量检查台时，出口停线进行检测。如发现凹坑变长，周期发生变化，说明结瘤点在变速磨削的炉辊上。这样就可以依次减少磨辊数定位结瘤炉辊。如凹坑未变化，则停止已磨削炉辊，开始磨削其它区域的炉辊，直至定位结瘤炉辊。

（2）当凹坑将要达到降级程度时启用停线磨炉辊模式。此时上厚度为0.7-0.9mm的厚带停在炉内，低速转动炉辊，对所有炉辊进行整体磨削。磨削时间根据凹坑严重程度在30-120min之间。

（3）当停线磨炉辊重新起线后，发现还有顽固的结瘤点未磨掉时启动连续磨炉辊模式。此时需要不间断的减速磨削结瘤辊，延缓结瘤点长大，直至检修换辊。

5.2 准确定位结瘤炉辊

通过长时间观察，我们发现碳套辊结瘤后，与钢带无相对运动时凹坑呈点状，发生相对运动时凹坑延轧制方向呈条状，且相对运行速度越大，凹坑越长。碳套辊运行线速度大于钢带运行速度时，凹坑周期小于碳套辊周长，碳套辊运行线速度小于钢带运行速度时，凹坑周期大于碳套辊周长。利用此原理，通过加速或减速转动各区域炉辊就可以确定结瘤炉辊的具体位置。

5.3 提高磨辊效果的措施

在线磨辊过程中要尽量生产炉温要求低的牌号，炉温降低结瘤体体积收缩量大于石墨基体，结瘤点与石墨基体间易出现间隙，更易于掉落。磨炉辊时使用厚带，炉辊受到的摩擦力更大，更有利于提高磨辊效果。磨辊过程中炉辊先以高于钢带的速度转动3～5min，然后再以低于钢带的速度转动3～5min，依次交替，结瘤点先受到逆钢带运行方向的摩擦力，然后受到顺钢带方向的摩擦力，结瘤点前后滚动在碳套上磨出一个凹槽，当其滚至凹槽较宽处时，结瘤点就容易脱落。为了降低磨炉辊时对炉内张力影响，磨炉辊时相邻炉辊采用加、减速交替磨辊，相邻炉辊对钢带的摩擦力方向相反，正好抵消，降低了对炉区张力的影响。

6 结束语

（1）利用磨辊准确定位结瘤炉辊位置，去除炉辊结瘤从生产实践角度看完全可行。

（2）利用加减速在线交替磨辊法、停线磨法结合连续磨辊法，可有效去除炉辊结瘤点，降低凹坑缺陷对无取向硅钢产品质量的影响。

参考文献：

[1]Midorikawa S，Katoh S.Cermet powder for sprayed coating excellent in build-up resistance and roll having sprayed coating thereon [P].US 6572518B1，2003（06）：03.

[2]苏语诚，尤小勇.冷轧硅钢用石墨碳套的研制[J].江苏冶金， 2003，31（03）：22-23.

[3]田常晓.硅钢脱碳退火碳套结瘤分析[J].电工钢，2010（01）： 21-24.

[4]武文君.控制炉底辊表面结瘤，提高钢板表面质量[J].太钢科技， 2002（02）：39-21.