摘要：分析了冷轧钢卷粘结产生的机理。结合攀枝花钢铁(集团)公司冷轧厂的实际情况，通过优化卷取张力、调整成品机架工作辊粗糙度、合理安排轧制顺序、优化退火工艺，可有效地控制粘结缺陷的产生。

关键词：冷轧带钢；粘结；优化工艺

1前言

  目前在世界范围内采用罩式炉退火的冷轧带钢，都不同程度地存在着粘结缺陷。攀枝花钢铁(集团)公司冷轧厂普通用冷轧板卷粘结缺陷也一直很突出，2004年上半年累计粘结缺陷废次品2500t，废品率为0．65％，严重影响了产品的实物质量，给冷轧厂的正常生产带来不利影响。

2   粘结缺陷产生的机理及影响因素

2．1产生机理

  粘结缺陷产生的直接原因是退火过程中带钢边界原子发生相互渗透而焊合在一起。在带钢平整时，焊合部位突然被撕开，从而在带钢表面上出现了垂直于带钢轴向的弧形弯折。

2．2影响因素

  冷轧带钢退火工艺及前工序产生的钢卷层间泣力和应力分布以及材料本身的成分等都与粘结缺陷的产生有关。通过对粘结机理的研究，得出导致粘结产生的主要影响因素有：带钢的化学成分；热轧钢卷的板形；轧制工艺，主要包括表面粗糙度和清洁度、卷取张力、板形控制等；罩式炉退火工艺条件及平整工艺。

    在上述影响因素中，冷轧厂可控范围内的主要影响因素有：轧制工艺(带钢表面粗糙度和清洁度、卷取张力、板形控制等)、退火工艺以及平整工艺。退火工艺条件一般是固定的，但与其他条件相结合时对粘结的产生也有较大影响。

2．2．1表面清洁度和粗糙度对粘结缺陷的影响

    由于粘结是高温状态下带钢层与层间原子相互渗透的结果，因此表面清洁度在很大程度上会影响原子的渗透能力，而带钢表面清洁度过高或过低都不利于对粘结的控制。

    带钢表面粗糙度R_a值越大，越难于出现粘结；另外，具有相同R_a值时，单位面积峰值(PPI值)过大或过小均不利于避免粘结，这与边界微观外貌造成的原子问结合能大小有关。

2．2．2轧机卷取张力对粘结的影响

采用罩式炉退火的冷轧钢卷均采用紧卷卷取，可把带钢层与层想象成理想状态，计算层间的径向压力，除去边部一小部分带钢，中部带钢处于平面应变状态。降低卷取张力，可减少退火高温状态下钢卷层与层之间边部原子相互渗透而造成的粘结。

2．2．3板形对粘结的影响

    在轧制过程中，带钢延伸不均的情况很难避免，因此沿带钢宽度方向的应力不可能完全均布；同时，由于轧后冷却不均，也可能造成应力不均，即造成板形不良。

    在退火过程中，由于钢卷同一层的不同部位及层与层之间都存在不同的应力值，也会造成钢卷粘结。   

2．2．4退火工艺对粘结的影响

    在罩式炉退火过程中，钢卷采用立卷依次纵向堆放，卷与卷之间用对流板导流。虽然罩式炉退火工艺一般相对固定，但装炉、工艺制度对粘结的控制仍有一定影响。

    在退火周期中钢卷没有相对的位置变化，所以可将其当作整体考虑。径向应力是造成粘结的直接原因，其值等于弹性应力与热应力之和。由于弹性应力在退火前已由相关因素决定，所以退火时可将其当成一个恒量来考虑，故带钢所受径向应力仅与热应力有关。

    热应力σ_n是钢卷内壁温度T₁、钢卷外侧温度T₂(热点温度)、钢卷卷心温度T₃(冷点温度)、钢卷内半径r₁、钢卷外半径r₂、冷点半径r₃的函数。对于大规模生产的钢卷，r_l、r₂、r₃的尺寸基本一致，所以影响σ_n的主要因素应为T₁、T₂、T₃的大小及相互之间的差值，一般来说，T₁、T₂相差不大，所以主要决定于T₂、T₃值，即冷点与热点的温差越大，热应力

越大。

2．2．5平整工艺对粘结缺陷的影响

    虽然粘结在罩式炉退火过程中已经产生，但在平整时才得以表现出来。因此平整时采用适当的控制手段可挽救或减轻部分较轻的粘结，主要控制手段包括采用适当的开卷角度、较大的开卷速度、较大的平整延伸率等。

3    为减少粘结缺陷采取的措施

    结合生产实际情况，从2004年7～10月，攀钢冷轧厂从HC轧机卷取张力控制、成品机架工作辊粗糙度优化、罩式炉退火工艺优化等方面采取了措施，减少了粘结缺陷的产生。

3．1优化HC轧机卷取机的卷取张力

    将卷取张力由原来的两段式控制模式(头部卷取张力系数为1．5，中部和尾部为1．0)改为三段式控制(头部卷取张力系数为1．5，中部为0．8，尾部为1．0)，减少带钢层间压力。

3．2优化成品机架工作辊粗糙度

    虽然在理论上带钢表面粗糙度越大对避免粘结越有利，但随着带钢表面粗糙度的增加，将以破坏其表面清洁度为代价，从而对粘结的控制及对带钢其他表面指标产生负面影响，因此不能过高地提高工作辊的原始表面粗糙度，尤其是在攀钢冷轧厂轧机主电机功率偏低的情况下，过多增大成品机架工作辊的表面粗糙度会增加该机架的电机负荷，使轧制力增大，从而影响工作辊弯辊力对轧机出口板形的控制效果。

    对于以冰箱侧面板为代表的高表面质量产品(h为0．5mm)，将成品机架工作辊的原始粗糙度由0．5／μm提高到1．5／μm，冰箱侧面板产品的粘结缺陷可下降30％，而带钢的反射率变化不大。

3．3优化轧制顺序

    优化生产组织，将容易产生粘结缺陷的超低碳品种(如Stl6等)安排在成品机架工作辊使用前期生产，以增大带钢表面粗糙度，从而达到控制粘结缺陷的目的。

3．4优化退火工艺

    在罩式炉退火工艺中，过高的退火温度和过长的保温时间均会使带钢边界原子相互渗透加剧。所以，制定合理的退火工艺制度，可减少粘结缺陷产生。据此，攀钢冷轧厂适当降低了Stl2带钢的退火温度，即将薄规格(h≤0．8mm)带钢的退火温度由7l0℃降至680℃，以减少带钢的温差，从而达到控制粘结缺陷的目的。采取该措施后，薄规格(h≤0．8mm)Stl2

带钢粘结缺陷率由0．08％降至0．02％。

4控制效果及存在问题

    通过采取上述措施，攀钢冷轧厂冷轧板卷粘结缺陷明显减少，2004年11月至2005年2月累计粘结缺陷废次品为178．24t，粘结缺陷废品率由2004年上半年的0．65％降至0．09％。

但由于攀钢冷轧厂在酸洗一轧制联机改造时,为了实现在线换辊功能，对各机架人口用于辊缝润滑的乳化液喷射梁位置进行了移动，因而影响了辊缝区的润滑条件，使轧后带钢温度偏高, 导致轧后库区内钢卷层间的实际应力分布发生变化，影响了对粘结缺陷的控制。