平整,即对经过再结晶退火后的冷轧不锈钢进行小变形率的轧制,以达到特定目的。包含三层含义:
1)冷轧平整的原料是经再结晶退火后的冷轧带钢;
2)平整过程是一个轧制过程,但其变形率很小,一般在2%以下,所以平整过程是带钢发生塑形变形的过程;
3)平整是为特定目的而进行的。
平整的目的:
1)改善带钢的板形
退火后的板形不良:如由于轧机原因造成的板形不良;由于残余应力的存在,带钢的潜在板形不良经退火转化为“表现的”板形不良等,通过平整机组的轧辊压下单侧调节系统及轧辊凸度的配比,经过一道次或两道次平整可以消除或减轻。
2)改善带钢表面光洁度,提高BA表面的解像度
带钢表面的光洁度是由平整工作辊的辊面粗糙度(0.01Ra)在平整过程中复制到带钢表面而使带钢表面的粗糙度有所下 降。由于平整后光洁度的提高从而使2D表面转变成2B表面; (对于240 BA经平整多道 次轧制解像度有大幅度提高,而270 BA其解像度略有提高)
3)通过适当控制延伸率、轧制力,对带钢的机械性能有所改善
经过平整带钢的屈服强度有明显下降,硬度略有上升,而抗拉强度也有所上升。
4)消除240钢种的屈服平台
退火后的带钢在拉伸实验中,从弹性变形向塑性变形过渡是明显的,表现在载荷增加到一定数值时突然下降,随后在载荷不增加或在某一不变载荷附近波动的情况下,会继续伸长变形,这就是屈服现象。在屈服过程中产生的伸长叫做屈服伸长,屈服伸长所对应的拉伸曲线中的水平线段或曲折线段称为屈服平台。屈服平台的产生对于用来深冲生产产品的质量影响很大,会造成深冲产品表面出现粗糙的滑移线或开裂。经延伸率大于0.45%的平整以后,就可消除屈服平台。
5、平整工序除了能够实现上述作用外,通 过一道次或多道次平整还可以消除或减轻辊压痕、人字纹、纸压痕等形状缺陷。
平整产生的缺陷
平整辊印——由于平整工作辊上粘附有异物或平整辊受损,在带钢表面产生周期性的缺陷;
辊花——平整辊受损进行手动抛光不均匀或有砂粒所留下的痕迹,在轧制过程中反映到带钢表面;
辊压痕——由于导向辊、防皱辊或卷取防皱辊上附有异物而产生的周期性缺陷,此缺陷一般经过再平整可以消除;
纸压痕——在垫纸过程中,垫纸发生皱折,而使带钢在同一部位也随之折皱,一般发生在 0.5mm以下厚度的带钢中,此缺陷经再平整可以减轻或消除;
抽筋——生产中出口张力过大或垫纸中部局部发生折皱,而使带钢中部纵向凸起,采用卷取防皱辊可有效控制;
人字纹——由于出口防皱辊过低而在带钢表面产生的从中部向两侧延伸的“人”字状缺陷;
卷取折痕——在厚板生产中带头所引起的凸起状横向折痕或在卷取过程中带头被折叠成两层而造成;
擦拭器痕迹——生产270 BA产品,带钢表面氧化膜粘附于轧辊上,而一部分被抛光网所打掉,另一部分仍粘附于轧辊表面,形成纵向丝状缺陷,从而在轧制过程中复制到带钢表面;
无规则压入——来料表面附有异物或在平整入口掉入异物经平整后造成的压入;
屈服花纹——轧制过程中张力过大所造成的桔皮状花纹,或此缺陷反印到轧辊表面从而复制到带钢表面;
振痕——带钢表面横向条纹;由于磨床不良而使工作辊有横向振动痕迹;来料有振动痕迹印到轧辊,在接下来的生产中又反映到带钢表面, 平整低速生产中产生,有手感;
划伤——此缺陷是由于平整辊面受损而反印到带钢表面所造成。主要是刮油刀架未松动碰到轧辊表面或刀片上夹杂细小异物损坏轧辊而引起。
斜纹——一类是生产厚带钢时,采用大轧制力而使边部变形量过大造成;另一类是由于绞轧而使带钢轧皱。
平整原理
经过再结晶退火和镀锌后的带钢往往需要平整,使带钢获得必要的性能和表面质量,满足后工序加工的要求。在连续热镀锌机组上的平整机,平整实质是一种小压下量的轧制变形。
镀锌带钢经平整后具有如下优点:
1、使涂层表面更加光滑。 涂层后带钢的表面要求光滑平坦。镀层表面是有锌花的,由于锌液结晶时成份偏析,先凝固的地方锌层凸起,后凝固的地方由于锌体积收缩凹下。如果在这样的带钢上涂层后,这些凸凹不平仍会在涂层表面显露出来。为了彻底消除这些沟纹,可对小锌花表面的带钢进一步平整,平整后可得到均匀的表面。
2、使涂层与带钢结构更加牢固。 用带有粗糙度的平整辊去平整带钢,可使带钢表面获得一定的粗糙度。带钢表面粗糙,在涂层时增加了与涂料结合的表面积,这就会使涂层与带钢结合得更加牢固。另外,带钢表面粗糙可以在板面上积存较多的油,板面油较多对深冲有好处。
3、过平整,可消除屈服平台,防止带钢在拉伸或深冲时出现滑移线。 经过热处理后的带钢,虽然塑性有很大改善,但是在外力作用下延伸时,会发生如屈服现象,形成屈服平台。屈服平台会造成带钢在深冲或拉伸时,带钢表面产生滑移线。滑移线的存在对一般使用没有明显影响,但对于要求表面质量很高的,深冲后需要涂漆产品是不允许的,因为它的存在降低了产品的表面质量。为了避免钢板在拉伸或深冲时产生滑移线,在退火之后可以对带钢进行冷轧或平整,以使屈服平台消失,屈服平台消失后,钢板在拉伸或深冲时则可获到均匀的延伸。 镀锌机组上的平整机在平整时对带钢施加一定的轧制力同样也可以消除屈服平台或使屈服平台不明显。实践证明,如果以0.5%的压下量(即平整度)进行平整则可以消除形成滑移线的倾向,如果以1%的压下量平整则能完全有把握消除滑移线。 用平整的办法消除滑移线不是永恒的。如果钢板经过长期放置,由于时效的作用,平整后已消失的屈服平台又会重新出现,使带钢在拉伸或深冲时产生滑移线。 引起时效的原因很多,钢中化学元素碳、氮、铜等对时效影响,其中尤其以钢内的含氮量对时效影响较大。因为在高温下,氮溶解在α铁内形成固溶体,当温度降低时,由于氮在钢中的溶解度不大,则成为过饱和状态,以氮化物的形式从晶界周围及滑移面上析出。这种现象在100℃以上温度就会很快发生,在200℃时,2小时就可使钢材进行人工时效。钢中如果加有铝,由于铝和氮有很大的亲合力,它可以和氮形成氮化铝,氮形成氮化铝后不会从晶界周围析出,因此用铝脱氧的镇静钢可以防止时效。沸腾钢在平整后应该尽快使用,否则放一段时间后拉伸或深冲时仍会产生滑移线。IF钢为无间隙原子,因此不会产生时效现象。
4、通过平整,可以改善板形,使带钢表面更加平坦。
工艺控制
平整机的主要控制项目:
(a)延伸率;(b)平直度;(c)粗糙度;(d)表面质量。
1、延伸率控制 延伸率是平整工艺中控制带钢力学性能的指标,延伸率的调节一般通过轧制力和张力来控制。
2、平直度控制 平直度是衡量带钢板形质量的的指标。平直度的控制较为复杂,与轧制力、张力、平整机辊形设计、弯辊力以及平整机前后的防跳辊、防皱辊的位置等因素有关。
3、粗糙度控制 带钢表面粗糙度是影响产品后续加工性能的重要指标,板面粗糙度是通过平整机工作辊辊面粗糙度的控制来获得的。辊面粗糙度与板面粗糙度的复制率与平整方式、轧制力、弯辊力、延伸率以及辊面毛化工艺等有关。一般来讲,湿平整的复制率低于干平整的复制率,轧制力越大,复制率越高,辊面采用激光毛化粗糙度的均匀性要好于喷丸毛化。
4、表面质量控制 带钢的表面质量控制较为复杂,与平整机辊子状态,平整液吹扫、喷吹以及平整液浓度等因素有关。由于热镀锌锌层的附着力较为脆弱,因此要合理的控制平整工艺,防止锌层脱落,造成表面缺陷。另外平整液的控制也很重要,采用何种平整液以及平整液吹扫方式均会影响带钢表面质量。
热镀锌用平整液有如下特点:
(1) 优异的润滑性能,快速地与镀层表面结合,充分发挥产品地清洗、防锈性能;
(2) 良好地锌粉洗脱能力,快速洗去涂镀及平整过程中产生地锌粉;
(3) 良好地成膜性能,提供优秀的防白锈能力;
(4) 均衡润滑机理,保证恒轧制力(延伸率);
(5) 降低轧辊的磨损速度,保证板面粗糙度的恒定;
(6) 一定的润滑有利于减少热量的产生,有利于控制带钢温度小于40℃,防止镀锌带钢表面产生拉伸裂纹,也有利于控制轧辊凸度;
(7) 提供特殊的防锈机理,提供温和、持久的防锈保护,且不影响后续工艺的处理;
(8) 不含亚硝酸盐及其它对人体及环境有害的组份;
(9) 特殊的成分配方,与绝大部分的防锈油具有良好的相容性。
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