上10-粗糙度研究

冷轧钢板表面粗糙度影响因素的分析张建军主要内容：概述钢板表面粗糙度的测量影响带钢表面粗糙度的因素★轧辊毛化的工艺研究

改善冷轧钢板表面粗糙度的对策结语1概述

随着冷轧板带材的使用范围日益广泛，用户对冷轧带材表面质量提出了越来越高的要求。表面粗糙度作为体现冷轧带钢表面质量的重要特性之一，不仅影响到带钢冲压时的变形行为和涂镀后的外观面貌，而且可以改变材料的耐蚀性，同时在冷板的生产过程中，带钢表面粗糙度是影响粘结发生概率的首要因素。于是，如何对冷轧成品带钢表面粗糙度值进行控制，避免粗糙度超差就成为现场技术攻关的重点与难点。为此，本文经过大量的现场试验与理论研究，简要地分析了影响冷连轧机成品带钢表面粗糙度的主要因素，并提出了一套冷轧板成品表面粗糙度控制方案，将其应用到鞍钢冷轧厂的生产实践中主要内容：概述钢板表面粗糙度的测量影响带钢表面粗糙度的因素★轧辊毛化的工艺研究

改善冷轧钢板表面粗糙度的对策结语2钢板表面粗糙度的测量

目前测量表面粗糙度的方法，我国应用较多的有以下五种：比较法：借助粗糙度标准样板靠目测或手感来判断；光切法：光切显微镜；干涉法：干涉显微镜；针描法：触针式轮廓仪；印模法：用印模材料复制被测表面后，使用粗糙度测量仪进行测量。其中比较法属于定性评价表面粗糙度的方法，其他属于定量评价方法，目前国际上已广泛采用定量评价方法。近年来，国内外对表面粗糙度测量技术以及测量方法的研究十分活跃。从查阅大量文献资料来看，定量测量粗糙度的方法有很多，但总的来说，分触针式和非触针式两大类，前者主要有针描法，它是目前国内外使用最多的测量方法，其优点是工作可靠，可画出表面轮廓曲线以及可多参数测量，鞍钢冷轧厂目前使用的就是触针式测量。

2.1粗糙度测量方法2.2表面粗糙度检测标准（1）《冷轧薄钢板（带）表面粗糙度测量方法》（GB/T2523-1990）是测量冷轧板粗糙度检测标准，但其中未提到RPc这一概念，所以我厂一直不采用该标准;（2）SEP1940-2002与EU49-1972

是国外比较常用的粗糙度检测标准。目前对粗糙度有要求的汽车用户一般都属于欧洲车系，其选用的标准为SEP1940与EU49-1972，因此鞍钢冷轧厂各线生产的产品根据不同的用户分别选用SEP1940与EU49-1972作为粗糙度的检测标准。

主要内容：概述钢板表面粗糙度的测量影响带钢表面粗糙度的因素★轧辊毛化的工艺研究

改善冷轧钢板表面粗糙度的对策结语3影响带钢表面粗糙度的因素3.1轧机工序表面粗糙度的影响因素

3.1.1第五架工作辊原始粗糙度与轧后钢板粗糙度的关系

冷轧后带钢表面粗糙度是由轧机第五机架工作辊表面显微几何结构的传递或复印造成的，其复制率（即钢板粗糙度与工作辊粗糙度的比值）大约为30%～40%，所以轧后钢板表面粗糙度随着轧辊粗糙度的增加而增加。

3.1.2轧后钢板表面粗糙度与所轧钢质的关系

由于钢板表面表面粗糙度是由轧辊表面“复制”而来，对于所轧钢种的强度而言，强度高的材料复制的能力也比较差，所以随着钢种的强度的增加，表面粗糙度会逐渐下降3.1.3轧后钢板表面粗糙度与所轧钢板宽度的关系

通过对轧后钢板表面粗糙度与所轧宽度之间的关系进行分析，得出随着所轧钢板宽度的增加，其表面粗糙度也在增加。3.1.4轧制厚度与轧后表面粗糙度的关系

通过对轧制厚度与表面粗糙度进行方差分析（见图5），得出轧后钢板的厚度对所轧钢板表面粗糙度有显著影响，随着钢板厚度的增加，表面粗糙度也在增加。3.1.5轧制周期与粗糙度的关系

由于随着轧辊轧制量的增加，轧辊表面的粗糙度会逐渐降低，所以钢板表面粗糙度也会逐渐降低。

3.1.6压下率与表面粗糙度的关系

在实际生产过程中，由于受轧机各机架和总体最大轧制力的限制，随着所轧钢种变形抗力的增加，压下率会逐渐减少，即从S1到S6的压下率逐渐降低，所以根据图3的变化趋势来看，表面粗糙度随着压下率的增加而增加。

综上所述，轧后钢板表面粗糙度主要与轧辊粗糙度、所轧材料的强度、轧制厚度、轧制宽度和压下率有关，可以通过对以上影响因素进行控制对表面粗糙度控制。3.2平整工序表面粗糙度的影响因素

3.2.1平整工作辊对平后钢板粗糙度的影响

与轧机相似，平整工作辊的粗糙度也会按一定的复制率复制到钢板表面，形成平后钢板表面粗糙度，所以随着工作辊粗糙度的增加，平后钢板表面粗糙度也会增加3.2.2平整方式对平后钢板表面粗糙度的影响

平整一般分为干平整方式和湿平整方式两种，通过对A31机组和B31机组平后钢板的粗糙度进行分析研究，干平整的复制率为：60～80%，而湿平整的复制率大约为：30～50%。3.2.3来料的原始表面粗糙度对平后钢板表面粗糙度的影响

通过对平前和平后的粗糙度的统计并对比分析，得出平后粗糙度受来料影响很大。3.2.4其他影响表面粗糙度的因素

较大的平整度会提高带钢粗糙度,考虑平整度对带钢的性能影响较大,一般不考虑利用平整度控制带钢表面形貌.

综上所述，平整工序是控制带钢表面形貌的最后一道工序，决定带钢最终的表面形貌。钢板表面形貌的决定因素，在于轧辊本身的表面形貌，但它受平整方式，平整度，来料情况，轧制周期等方面的影响。要想得到理想的表面形貌必须对各方面加以研究控制。主要内容：概述钢板表面粗糙度的测量影响带钢表面粗糙度的因素★轧辊毛化的工艺研究

改善冷轧钢板表面粗糙度的对策结语4轧辊毛化的工艺研究4.1轧辊的毛化方式4.1.1喷丸毛化(SBT)

喷丸毛化工艺的根本性缺陷在于其毛化过程及结果是随机且不均匀的、不可控和难再现的，其毛化后的轧辊表面形貌如图9a所示。Ra和PC值相关性很强,提高PC值,Ra则下降，难以得到Ra和PC值比例适当的轧辊毛化表面;毛化过程中产生的塑性变形主要依赖于喷丸颗粒与轧辊表面的相对硬度，这就限制了硬度高、耐磨性好的轧辊的应用，所以喷丸毛化的轧辊不能满足大工业生产中长时间连续轧制的工艺要求。

4.1.2电火花毛化(EDT)

电火花毛化技术的优点在于其加工过程是把电能转换成热能进行轧辊表面蚀除，所以可加工由高硬度、高强度、耐磨性好的材料制成的轧辊，从而从根本上解决了轧辊寿命的问题，其毛化后的轧辊表面形貌如图9b所示。此外，表面毛化参数(Ra、PC值等)可通过选择适当的脉冲电压、电流、脉宽、极性等参数来精确的控制，Ra值范围宽(0.5～15μｍ),而且PC值可以很高,所以电火花毛化轧辊表面均匀,具有可控性,且重复性很好。目前EDT工艺比较成熟,且其投资和设备运行成本相对较低,是目前最具产业化价值的毛化技术。

4.1.3激光毛化(LT)

激光毛化技术的优点在于它的工作过程是一种热能转换的物理化学过程,其能加工的轧辊表面硬度在理论上是不受限制的,可从根本上解决毛化轧辊使用寿命短的缺陷。轧辊毛化的表面粗糙度和峰值数可控,且再现性好。但是由于激光发生器是较昂贵的设备,其效率较电火花毛化技术低,且毛化的成本较高。激光毛化后的轧辊表面微观形貌不利于将其“拷贝”到钢板表面,所以其形貌传递性不够理想,衰减很明显。4.1.4电子束毛化(EBT)

电子束毛化技术理论上可实现毛化表面任意范围的表面粗糙度值,同时其PC值可以很高,而且PC值与Ra之间也没有固定的相关性。由于EBT工艺是在真空中进行的,因此其设备十分昂贵,这就限制了EBT工艺的推广和实际应用。4.2EDT工艺特点

由于EDT本身的工艺特点，其Ra值与PC值成反比关系，因此，选择合适的平整工作辊粗糙度，得到最优的Ra与PC值，鞍钢冷轧厂目前选用的平整工作辊粗糙度为3.0±0.2um。主要内容：概述钢板表面粗糙度的测量影响带钢表面粗糙度的因素★轧辊毛化的工艺研究

改善冷轧钢板表面粗糙度的对策结语5改善冷轧钢板表面粗糙度的对策5.1优化生产计划

由于在实际生产中，带材的厚度及材质是不能因为需要控制成品板面粗糙度而进行改变的，真正能够起到控制成品带材板面粗糙度作用的就剩下压下率、末机架工作辊原始粗糙度以及工作辊服役期的安排等3种，需要说明的是，由于受到板形、轧制压力、轧制力矩、电机负荷等因素的约束，实际生产中压下率的值是不可以随意设定的，工作辊换辊后的轧制公里数虽然随着生产的进行而不断变化，但是可以通过生产计划与规程排产的调整，将轧制公里数控制到一定的范围内，即根据不同情况将生产计划安排到轧辊服役期的前半程或后半程进行轧制以控制成品板面粗糙度。5.2磨辊工艺的优化

由于轧辊的原始粗糙度对钢板表面粗糙度有很大影响，因此，对磨辊工艺进行优化，得到要求的粗糙度的轧辊是保证钢板表面粗糙度的前提。另外，目前冷轧厂为了提高轧辊表面的耐磨性，使用了镀铬辊来保证粗糙度和轧辊的使用寿命。主要内容：概述钢板表面粗糙度的测量影响带钢表面粗糙度的因素★轧辊毛化的工艺研究

改善冷轧钢板表面粗糙度的对策结语6结语

在大量的现场试验与理论研究的基础上，以鞍钢冷轧厂2#线五机架连轧机和四辊