热镀锌线沉没辊划伤缺陷的研究

沉没辊划伤缺陷的研究

0 引言

沉没辊划伤是连续热镀锌板卷生产时产品表面缺陷的一种，它不仅直接影响了热镀锌产品的外观，而且影响热镀锌产品的使用性能，它还会使热镀锌产品的抗腐蚀性降低，使产品在使用或运输时，在划伤处首先发生腐蚀，失去了热镀锌产品应具有的特性；另外有沉没辊划伤的热镀锌板不能作为彩涂板的生产基板，总之沉没辊划伤对于我们热镀锌生产企业危害是很大的。所以，我们必须清楚沉没辊划伤产生的机理，这样才能采取最有效的措施预防和控制沉没辊划伤缺陷的产生。那么什么是沉没辊划伤？它是如何产生的？沉没辊划伤是带钢与沉没辊之间在相互运动中，两者的速度不一致，发生了相对滑动，带钢表面被沉没辊辊面擦伤。具体地讲，就是带钢从退火炉炉鼻处入锌锅进行热镀锌，并且要经过沉没辊转向出锌锅，由于沉没辊处于锌液之中的特殊位置，不利于安装电机进行传动，所以大多数的沉没辊是被动辊，完全靠带钢表面与沉没辊辊面之间的摩擦力使沉没辊与带钢同速运动；但有时由于机械设备，生产工艺控制，沉没辊的使用等多方面因素的影响，致使带钢与沉没辊之间的传动摩擦力不足，带钢与沉没辊发生相对滑动，于是就产生了热镀锌产品的沉没辊划伤表面缺陷。

1 沉没辊划伤产生原因分

1.1 产生原因

沉没辊划伤表面缺陷的产生是机械设备,生产工艺参数控制,电

器控制,设备的安装等众多因素共同影响的结果，下面就各影响因素逐一分析，以便了解沉没辊划伤缺陷的产生过程，在这个过程中那些因素起主要作用，那些因素起一定的影响作用，只有这样我们才能有针对性地采取最有效的预防和控制措施，避免和减少沉没辊划伤缺陷的产生，取得最佳的产品质量和经济效益．

1.2 影响因素

1.2.1 设备方面: 在机械设备方面，影响沉没辊划伤缺陷产生的主要因素有以下几点：

a.沉没辊装置的机械结构，从增大摩擦力的角度考虑，沉没辊辊面的沟槽类型应首先考虑.沉没辊的辊面应具有一定类型的沟槽,其原因为以下两点:其一锌是重金属,其锌液的流动性不好,粘稠度较大,在带钢与沉没辊的高速运动中,在带钢与沉没辊之间容易形成一层锌液薄膜,起到一定的润滑作用,降低了带钢与沉没辊之间的传动摩擦力,易造成沉没辊划伤缺陷.所以沟槽一定要有利于带钢与沉没辊之间锌液的流动,防止锌液滑动薄膜的形成．其二在设计沉没辊辊面沟槽时要从力学角度出发，使沉没辊与带钢之间处于最佳的受力状态下，尽量提高两者之间的传动摩擦力．综上所述，在设计沉没辊辊面沟槽时,一定要考虑以上两点.

b.辊面材质的要求；

由于沉没辊所处的工作位置特殊，所以沉没辊辊面的材质应满足以下三点要求：

1.抗腐蚀性。由于沉没辊特殊的工作位置，要长期经受锌液的侵

蚀，所以材质应具有较高的抗腐蚀性

2.硬度要求。带钢要经过沉没辊转向出锌锅，辊面材质硬度不能太高，硬度过大，虽然辊面的耐磨性较好，但若辊面的粗糙度达不到要求时，带钢与其接触时容易被划伤.

3 粗糙度要求。由于带钢与沉没辊之间受张力的作用，沉没辊辊面的粗糙度不能过大，过大容易划伤带钢；在保证不产生划伤的情况下，辊面还要有一定的粗糙度，这样有利于增加带钢与沉没辊之间的传动摩擦系数，即增加传动摩擦力，有利于沉没辊的转动。

c.沉没辊自重的影响

从动力学角度讲，影响沉没辊传动的另一个重要因素是沉没辊的自重。在正常的生产的状态下，沉没辊受带钢的正压力，带钢与沉没辊之间的摩擦力，与轴承座之间力的作用，和自身的自重。由力的合成与分解可知，以上四个力的合力可分解成径向正压力和径向切向力，其中径向切向力是沉没辊转动的动力,其大小直接影响到沉没辊的转动情况.由于大多数热镀锌机组切向力的调整范围不是很大,所以选择合理自重的沉没辊就显得十分重要，因为在传动摩擦力一定的情况下，沉没辊的自重直接影响其转动的好坏。

d.沉没辊装置结构设计要求

沉没辊装置设备在设计方面一定要解决轴向的固定问题，防止沉没辊在转动过程中发生轴向的滑动；特别对于一些板形不好带钢，如楔形，薄厚不均等的带钢，它们与带钢接触传动时，带钢与沉没辊之间的受力不均，容易使带钢发生跑偏，导致带钢在沉没辊上发生轴向

滑动，产生沉没辊的划伤缺陷．沉没辊的轴承与轴承座之间的间隙要尽可能的小些；间隙过大容易造成沉没辊的径向跳动。

1.2.2 工艺方面:

a.机组速度

热镀锌机组生产作业时，按工艺要求，不同规格的带钢对应不同的机组速度．所以在换规格生产时，要对机组速度进行调整.同时由于带钢规格的变化，机组工艺段的张力也随之做相应的调整，由于张力的调整变化，导致了带钢与沉没辊之间受力状态的变化，也就导致了带钢与沉没辊之间的传动摩擦力的变化.但带钢与沉没辊之间的传动摩擦力变化是一个连续变化过程,需要一定的时间,此时若带钢的速度调整过快,沉没辊与带钢之间的传动摩擦力还没调整到相应的大小,带钢与沉没辊就会产生相对滑动，造成沉没辊划伤缺陷的产生。

b.工艺段张力

带钢与沉没辊之间的传动摩擦力，很大程度上取决于热镀锌机组工艺段的张力，且传动摩擦力的大小与工艺段的张力大小成正比的关系；有些沉没辊划伤缺陷的产生就是由于工艺段的张力大小控制不当造成的．在生产某些规格的热镀锌产品时，由于退火炉内带钢的温度较高，有些操作人员为了避免和防止带钢的拉窄，人为地减小了工艺段张力的大小，由于工艺段张力过小，传动摩擦力不能达到相应的要求值，造成沉没辊转速小于带钢的速度，产生了相对的滑动，即产生了沉没辊划伤缺陷。

c.火炉的相应参数要求

在生产热镀锌产品时,带钢必须经连续退火炉退火后才能进入锌锅，退火炉退火主要其以下作用：

１.去处内应力，消除带钢在冷加工时的内应力，防止带钢镀锌后变形；

２.脱脂作用，除去带钢表面的油脂；

３.还原作用，即把带钢表面铁的氧化物还原成适合进行热镀锌的活性铁；

４.完成再结晶退火．带钢的再结晶退火温度受众多因素共同影响，很难确定为一个定值，而是控制在一个温度范围内即可。高温退火时定义为再结晶退火的温度上限，低温退火时定义为再结晶退火的温度下限．由于带钢在高温时会发生金属的高温蠕变，其力学性能有较大下降．由于工艺段张力调节受带钢抗拉强度大小的限制，张力过大容易造成带钢拉窄．所以在生产薄规格产品时，退火炉内的再结晶退火应采取下限控制，这样带钢就具有相对较高的抗拉强度，于是就可以适当增加工艺段张力，即增加带钢与沉没辊之间的传动摩擦力，避免和减少沉没辊划伤缺陷的产生。

d.锌锅的参数的控制锌锅工艺参数控制主要包括以下两个方面：锌液的温度，锌液的化学成份。锌液的温度是热镀锌生产中的一个重要的工艺参数，它直接关系到热镀锌产品的质量。另外锌液的流动性还与锌液的温度有关，温度越高液体的流动性越好，如果锌液的流动性不好，在带钢与沉没辊之间就会形成一层液体薄膜，起一定的润滑作用，使带钢与沉没辊之间的传动摩擦力减小，影响沉没辊的转