连退机组炉辊表面结瘤成因

连退机组炉辊表面结瘤成因浅析
摘要：连续退火技术作为连续退火机组的核心技术，近年来取得了快速发展，同时也得到了广泛应用。

本文由连续退火机组所特有的带钢表面麻点缺陷引出了连退机组特有的炉辊表面结瘤现象。

通过总结本人所在企业4#连退机组以及其它各条连退机组出现麻点和炉辊结瘤的过程，分析了炉辊结瘤产生的主要原因，并对其主要处理、预防及控制措施进行了相关归纳、总结。

关键词：连退炉辊结瘤麻点
1 炉辊结瘤成因分析
1.1 炉辊结瘤机理
炉辊结瘤的产生主要有两种机制：一种是炉辊振动和炉辊传动控制误差使带钢和炉辊之间产生滑动（带钢和炉辊之间存在足够的垂直压力和切向剪应力），发生机械摩擦作用，在高温时，带钢表面的氧化物、铁屑等在辊子表面还原和粘结聚集，带钢和炉辊之间产生滑动粘着磨损和振动磨损造成带钢表面金属脱落，形成炉辊辊面结瘤；另一种机制是由于辊子本身磨损氧化，辊子表面的氧化物附着聚集形成的[1～2]。

1.2 辊面结瘤成因
1.2.1 连退机组清洗质量对结瘤的影响分析
连续退火机组入口的清洗段主要功能是完成对冷轧轧制过程中的带钢表面残留乳化液或脏污的清洗。

清洗不但对成品表面质量有着重要的意义，同时对连续退火炉内的气氛清洁也有重要意义。

在实际生产中，带钢在清洗段清洗质量的好坏，对炉辊结瘤的程度也有一定的影响。

清洗质量不佳主要体现在两个方面：1）轧后带钢表面残留铁粉清洗不干净；2）清洗后带钢表面残留的清洗剂未冲洗干净。

其主要化学成分如图1所示：
图1 炉辊和炉衬表面残留物成分分析
从图中可以看出，na离子与k离子的含量较高，而含k和na的化合物主要来源于清洗段的清洗剂。

这就说明在实际生产过程中，清洗段用于清洗带钢的清洗剂在清洗结束后未充分冲洗干净，这些残留物带入退火炉，随着时间的推移，将沉积于炉内炉辊和炉衬表面，久而久之形成”结瘤”。

1.2.2 带钢表面在退火过程中产生的析出物分析
对1#、2#机组的带钢表面在退火过程中产生的析出物（以锰元素为例）进行实验，其结果分析如图2。

（a）1#机组析出物（b）2#机组析出物
图2 带钢表面析出物
通过对1#与2#机组带钢在退火过程中析出的锰元素的富集测试，均发现在退火过程中，带钢表面存在锰元素的富集，这些富集的合金元素在带钢与辊面发生相对滑动时，也易于积聚在炉辊表面，进而促使促进炉辊结瘤。

通过以上几方面分析，炉辊结瘤的主要因素为：带钢表面由于清洗不彻底将氧化铁皮或者碱液等残留物带入炉内；带钢表面在退火过程中产生的析出物（mn 、si等）也是可能产生结瘤的原因，但
这种现象目前尚无明确的改进方向，因为实际生产中带钢的化学成分主要由用户对性能的要求以及一贯制工艺要求决定。

2 炉辊结瘤的预防及控制措施
2.1 炉辊结瘤的预防措施
根据上述影响炉辊结瘤的原因分析，结合目前各连退机组的控制实践，预防炉辊结瘤的主要措施总结如下。

（1）严格控制清洗段的工艺流程，确保轧制后带钢残留的乳化液和脏污清洗干净，同时确保清洗剂残留在清洗后续的漂洗工序清理干净，保证炉子入口带钢表面的清洁度，减少带入炉内的带钢表面的铁粉、粉尘和氧化物。

（2）严格执行炉内升温制度，在辐射管加热段，点火烧嘴点火时炉内氧气含量控制在≤0.2%，主烧嘴点火时炉内氧气含量尽量低（一般控制在≤0.1%），以减少炉内带钢表面氧化铁皮的产生量（因氧化铁皮热膨胀系数低，在带钢通过炉辊传送过程中，容易从带钢表面剥落后粘结到炉辊表面，促使辊面结瘤的产生）。

（3）调整炉辊转速与带钢速度，使之同步，避免由于过大的速度差使得带钢表面残留的铁粉或是氧化物被带到炉辊上，之后在高温下又被粘结到带钢上。

2.2 炉辊结瘤的控制措施
当炉辊结瘤导致的麻点缺陷严重地影响机组生产和产品质量时，处理过程非常麻烦，且处理效果不佳。

所以对炉辊结瘤的控制重点还是要加强预防。

而一旦出现这种缺陷，在长期的生产实践过程中，现场操作维护人员也形成了许多宝贵的处理经验，具体如下。

（1）对生产计划进行重新排布，安排过渡料，对炉辊进行修磨，将结瘤在炉辊上的异物打磨掉。

（2）当发现严重麻点问题时，及时切换对麻点不敏感的用户产
品进行生产，或切换生产不易产生麻点的薄料进行生产，通过这些产品与炉辊表面的作用，减轻或消除麻点的影响。

（3）当发生严重的麻点缺陷，并且无法进行生产时，则果断停机，进行炉辊更换作业。

3 结束语
本文通过各条连退机组的实验数据，对炉辊结瘤的成因进行了分析，最终得出炉辊结瘤的主要因素为：由于带钢表面清洗不彻底，将氧化铁皮或者碱液等残留物带入炉内；由于铁粉的粘结性好，高温高压段容易结瘤；炉辊材质的不同也对结瘤的发生起着重要作用；2#、3#连退机组高温段炉辊负载高、负载波动大、负载分配不均匀，冷却段炉辊室加热能力不足造成带钢在辊室内和辊面之间发生打滑亦是炉辊结瘤的主要因素。

另外，带钢表面在退火过程中产生的析出物（mn 、si等）也是可能产生结瘤的原因。

同时，通过各条连退机组的生产实践经验总结出了一些行之有效的预防和控制炉辊结瘤的措施。

参考文献：
[1] 李庆胜. 电工钢退火炉陶瓷辊结瘤原因分析及改进措施[j].
宝钢技术， 2004，21（3）： 12～15
[2] 卢国起，阎殿然，何继宁，董艳春，张建新.连续退火炉炉底辊涂层的研究进展[j].焊接·切割，2007，6：68～70
[3] 邵刚勤，潘牧，罗志平.连续退火炉辊的研究进展[j].机械工程材料，1997，21（4）：6～9。