隨著用戶對(duì)汽車用板質(zhì)量的不斷提高，尤其對(duì)汽車外板表面清潔度有著非?？量痰囊螅蚨鵀樘岣呤袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力企業(yè)對(duì)汽車外板的表面清潔度尤為重視，而冷硬板表面清潔度的優(yōu)劣直接影響下道工序?qū)Ρ砻娴暮罄m(xù)處理，最終影響成品表面質(zhì)量。由于連退脫脂段也只能清除冷硬板表面80%~90%的污染物，所以最根本的措施是優(yōu)化冷軋工藝，提高冷硬板表面清潔性[1]。帶鋼表面清潔度取決于殘留物的多少，通常用帶鋼表面殘油量和殘鐵量來衡量，現(xiàn)場(chǎng)采用Scotch膠帶光反射率來衡量[2]。針對(duì)某酸軋聯(lián)合機(jī)組，通過優(yōu)化酸洗段、乳化液系統(tǒng)及軋輥粗糙度相關(guān)的關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷軋后帶鋼表面清潔度的提高。

1.   酸洗段工藝的優(yōu)化

帶鋼酸洗質(zhì)量的好壞是影響軋后帶鋼表面反射率的主要因素之一，通過加強(qiáng)氧化鐵皮的清洗效果并控制酸洗后帶鋼表面殘留物及粗糙度來提高軋后帶鋼表面清潔度。該酸軋聯(lián)合機(jī)組由三個(gè)紊流式酸洗槽和四個(gè)漂洗槽組成，結(jié)合該酸軋機(jī)組的設(shè)備特點(diǎn)和機(jī)能，通過優(yōu)化酸洗段關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)來提高酸洗質(zhì)量，主要包括：酸液的濃度和溫度、酸洗段速度、鐵離子濃度。

合理調(diào)節(jié)酸液濃度和溫度能增加帶鋼的酸洗速度。隨著酸液濃度和酸洗溫度的增加，酸洗速度隨之增加[3]。當(dāng)酸液濃度和溫度工藝不變的情況下，通過匹配合適的酸洗速度來達(dá)到最佳酸洗效果，避免出現(xiàn)欠酸洗和過酸洗。尤其是過酸洗會(huì)導(dǎo)致帶鋼表面粗糙度增大，在軋制時(shí)過大的軋輥表面粗糙度會(huì)導(dǎo)致帶鋼表面粗糙度增大，而軋制過程中軋輥和帶鋼表面粗糙度尖峰被磨平會(huì)產(chǎn)生大量鐵粉微粒，易殘留在帶鋼表面形成殘鐵，降低帶鋼表面的清潔度。

在酸洗過程中，氧化鐵皮溶解生成氯化亞鐵。隨著氯化亞鐵含量的增加，加速鹽酸的揮發(fā)并降低酸洗效率。此外，如果帶鋼表面殘留較多的氯化亞鐵進(jìn)入乳化液系統(tǒng)，會(huì)使乳化液的pH值降低，導(dǎo)致乳化液顆粒度增大，穩(wěn)定性下降。通過對(duì)漂洗槽pH值管控從而判斷酸洗后的帶鋼表面是否達(dá)到有效清洗。

采用規(guī)格牌號(hào)為DC06的汽車外板進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件為：酸洗槽溫度80~85 ℃、1#酸洗槽≥40 g/L、3#酸洗槽≥140 g/L、4#漂洗槽的pH值≥5.5，在保證酸液濃度和溫度不變的情況下，對(duì)酸洗速度進(jìn)行調(diào)試，在酸洗出口質(zhì)檢臺(tái)對(duì)酸洗后的表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，結(jié)果見圖1所示。

由圖1可見，當(dāng)酸洗速度低于50 m/min時(shí)，帶鋼表面出現(xiàn)嚴(yán)重過酸洗；當(dāng)酸洗速度控制在60~90 m/min時(shí)，過酸洗得到改善，但帶鋼表面發(fā)暗，且板面存在一定的色差；當(dāng)酸洗速度控制在100~140 m/min時(shí)，帶鋼表面光亮，酸洗質(zhì)量最優(yōu)。

為了減少因產(chǎn)線故障降速甚至停車而造成過酸洗，在生產(chǎn)汽車外板時(shí)，在酸洗出口采取圓盤剪進(jìn)行切邊，改善了原料邊部質(zhì)量，有效避免了機(jī)組因出現(xiàn)輥硌印而導(dǎo)致的停機(jī)換輥。同時(shí)，向酸槽中添加合適的緩蝕劑，可有效減緩帶鋼的過酸洗。

2.   軋輥粗糙度優(yōu)化

軋輥粗糙度越高，與帶鋼的摩擦力就越大，勢(shì)必產(chǎn)生較大磨損，從而影響帶鋼表面清潔度。降低軋輥表面粗糙度能明顯提高帶鋼表面清潔度，但粗糙度太低會(huì)造成軋制時(shí)打滑，影響軋制穩(wěn)定性和換輥周期。該酸軋聯(lián)合機(jī)組采用的五機(jī)架六輥連軋機(jī)，考慮到用戶對(duì)汽車外板表面粗糙度的特殊要求，末架軋輥需采用毛化后的ETC輥，主要負(fù)責(zé)帶鋼粗糙度的轉(zhuǎn)印和板形控制，因此將1~4機(jī)架分配了較大壓下率。

為了避免1~4機(jī)架軋機(jī)工作輥在軋制過程產(chǎn)生大量鐵粉，根據(jù)壓下率分配情況，對(duì)1~4機(jī)架工作輥粗糙度進(jìn)行優(yōu)化，并作為汽車外板生產(chǎn)專用輥進(jìn)行管理。在生產(chǎn)汽車外板前需提前備好專用軋輥，并對(duì)軋輥表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，軋制過程對(duì)專用工作輥的軋制周期進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.   乳化液參數(shù)的優(yōu)化

乳化液的使用性能除與軋制條件有關(guān)外，還取決于軋制油品的性能，主要體現(xiàn)在乳化液的各項(xiàng)理化指標(biāo)，包括皂化值、濃度、電導(dǎo)率、雜油含量、乳液穩(wěn)定性、鐵粉含量、乳液pH值等。在生產(chǎn)汽車外板前，需要對(duì)乳化液進(jìn)行取樣檢測(cè)，判斷其各項(xiàng)理化指標(biāo)是否出現(xiàn)異常，其中關(guān)鍵理化指標(biāo)出現(xiàn)異常及其原因見表1所示。

該酸軋聯(lián)合機(jī)組采用S1箱給1~4機(jī)架供液，S3箱給5機(jī)架供液。由于1~4機(jī)架鋼板變形量大，末機(jī)架變形量小，所以設(shè)計(jì)乳液S1箱濃度高，用于前面機(jī)架的潤(rùn)滑冷卻，減少鐵粉產(chǎn)生；S3箱濃度低用于末機(jī)架的冷卻和清洗帶鋼表面。乳化液濃度過高會(huì)使軋后帶鋼表面殘油過多，造成軋輥打滑，增加乳化液消耗，增加生產(chǎn)成本；乳化液濃度過低，將引起潤(rùn)滑不足，帶鋼表面和軋輥之間形成的油膜易被破壞，增大軋輥與帶鋼的接觸磨損，使殘鐵增加，造成軋后帶鋼表面發(fā)黑等問題。

乳化液溫度也是一個(gè)很重要的影響因素[4]。隨著乳化液溫度升高，乳化液的顆粒度增加，能分離出較多的油，增加帶鋼與軋輥之間的油膜厚度，提高了潤(rùn)滑性能。但是溫度過高乳化液顆粒度會(huì)逐漸增大，軋制油難于保持在軋制液中，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降；溫度過低，乳化液容易滋生細(xì)菌，導(dǎo)致pH值下降，防銹能力下降，穩(wěn)定性下降，并產(chǎn)生異味。因而乳化液的溫度應(yīng)控制在55~60 ℃為宜。

乳化液中鐵粉會(huì)破壞乳化液的穩(wěn)定性，惡化乳化液的潤(rùn)滑性能，同時(shí)鐵粉會(huì)與乳化液中油分反應(yīng)，生成軋制油泥粘附在帶鋼表面，大大降低軋后帶鋼表面清潔性。而粒徑較小的鐵粉顆粒進(jìn)入乳化液體系后可以起到微納米顆粒添加劑的作用，可使帶鋼表面質(zhì)量得到進(jìn)一步提高[5]。因此需要控制鐵粉含量在合理范圍內(nèi)，并采用磁過濾系統(tǒng)過濾乳化液系統(tǒng)中大量顆粒鐵粉。

實(shí)驗(yàn)采用同規(guī)格DC06鋼種，在乳化液溫度相同情況下，對(duì)不同濃度和鐵粉含量下軋后帶鋼反射率進(jìn)行測(cè)量。采用便攜式反射率測(cè)量?jī)x，每組參數(shù)選三卷進(jìn)行測(cè)量，取平均值，測(cè)量結(jié)果見表2所示。

由表2可見，通過嚴(yán)格監(jiān)控乳化液濃度和鐵粉含量，可有效改善軋后帶鋼表面清潔性，提高反射率。當(dāng)乳化液濃度（體積分?jǐn)?shù)）S1箱為2.0%~3.0%，S3箱為0.5%~1.5%，鐵質(zhì)量濃度：S1箱為≤200 g/L，S2箱為<100 g/L時(shí)，軋后帶鋼反射率最優(yōu)，可將軋后帶鋼反射率提升到65%以上。

此外，為保證乳化液的潤(rùn)滑、冷卻及清潔作用，通過調(diào)試增加了各機(jī)架噴嘴的噴射壓力，并通過定期檢修保證出口吹掃系統(tǒng)的噴射角度和壓力，有效減少軋后帶鋼表面乳化液殘留和殘鐵。

對(duì)于新配制的乳化液，由于顆粒度較小，呈弱堿性，需要連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間才能獲得較好的顆粒度分布。針對(duì)新配制乳化液其連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和軋后帶鋼反射率關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（圖2），可見帶鋼反射率隨著乳化液運(yùn)行時(shí)間的增加而升高，對(duì)于新配制乳化液需要連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行75 min以上才能用于汽車外板的生產(chǎn)。

4.   結(jié)束語

在酸軋聯(lián)合機(jī)組生產(chǎn)中，影響帶鋼表面潔凈度的因素很多。通過優(yōu)化酸洗段關(guān)鍵工藝參數(shù)，提高了酸洗后帶鋼表面質(zhì)量；在保證潤(rùn)滑和冷卻條件的前提下，優(yōu)化乳化液的各項(xiàng)理化指標(biāo)，提高了乳化液的清洗效果；通過優(yōu)化各機(jī)架軋輥表面粗糙度，最終可將軋后帶鋼反射率提升到65%以上，滿足了企業(yè)對(duì)汽車外板在經(jīng)過酸軋工序后，其冷硬板表面清潔度的要求，為成品帶鋼表面質(zhì)量提供保障。

參考文獻(xiàn)

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[3]孫榮生, 翟博, 胡洪旭. 提高酸洗后鋼板表面質(zhì)量的研究//第5屆中國(guó)金屬學(xué)會(huì)青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 北京, 2010: 262.

[4]陶濤. 2030軋機(jī)帶鋼表面清潔度控制//2014年第七屆中國(guó)金屬學(xué)會(huì)青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 北京, 2014: 467.

[5]孫建林, 程紫旋. 汽車板冷軋乳化液潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展. 鞍鋼技術(shù), 2019(1):1doi: 10.3969/j.issn.1006-4613.2019.01.001

文章來源——金屬世界