资源描述：
《极薄镀锌基板的塌芯缺陷及对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、es生产极薄镀锌基板的塌芯缺陷及对策王乐（山东钢铁集团有限公司钢铁研究院，山东济南250101）摘要：针对极薄镀锌基板开发中岀现的塌芯缺陷，通过分析下线钢卷层间的受力和形变，得出带钢层间环向均匀分布的径向压力大于局部薄^部位的屈服强度是此缺陷产生的根本原因。通过降低设定卷取张力、增加带钢层间摩擦系数、降低轧制温度、精心操很优化启车张力制度等综合措施，减小了层间径向压力，增大了钢卷失稳临界压力,使塌芯缺陷得到有效控制。关键词：极薄镀锌基板；塌芯缺陷；下线钢卷；硬芯层中图分类号：TG335.5文献标识码:B文章编号：1004-4620（2014）06-00
2、23-021前言济钢冷轧板厂新增1套1450mm六辐单机架冷轧机组（UCM）,采用高精度液压压上、AGC自动控制、轧棍弯车昆及平衡、中间辐窜棍等先进的轧制工艺理论和设备技术，生产品种主要为CQ级（0.2〜1.2）mmx（1000-1250）mm的薄规格镀锌基板。该机组在生产厚度0.3□等5部分组成，如图1所示。此时，若此层带钢薄弱部位屈服强度大于带钢层间产生的径向压力（P】・P2）,则下线钢卷能保持正常的稳定状态，反之则会出现塌芯缺陷。带钢层间的径向压力是受卷取张力的作用而产生，并由芯部向外圈逐层减小⑴。2.2形变分析由于济钢冷轧板厂1450mm可逆冷
3、轧机的工艺特性，下线钢卷芯部是由数未轧到目标厚度的mm以下薄板，尤其是0.2mm极薄板时，约90%的下线钢卷均会出现不同程度的塌芯现象，这不仅影响钢卷外观和带钢表面质量，还造成后续镀锌线上卷困难，导致单机架机组极薄规格冷硬成品降级改判频发，经济损失较大。2塌芯缺陷原因分析塌芯缺陷又称雀窝，因钢卷下线后芯部带钢受挤压而发生局部塑性变形,表现为钢卷内径局部变形下凹而呈雀窝形。2丄受力分析下线后的镀锌基板层层缠绕,以顺时针卷取的下线钢卷为例，钢卷内某层带钢所受应力由此层带钢受到的环向应力q、外层带钢施加的径向压应力P】、内层带钢施加的径向压应力P2、夕卜层带
4、钢施加的切向摩擦应力厂、内层带钢施加的切向摩擦应力收稿日期：2014-03-14作者简介：王乐，男，1987年生,2011年毕业于辽宁科技大学材料加工工程、机械设计及自动化专业,双学士。现为山钢钢铁研究院助理工程师,从事冷轧汽车与家电板开发技术工作。图1卸卷后某层带钢受力情况较硬带钢绕成的，可将此硬芯层看作卷筒上受外压的长内套筒，根据Mises公式推导、简化,硬芯层失稳临界压力pc「近似为⑵工F际,（1）式中:D。为硬芯层有效外径，mm;E为硬芯层带钢弹性模量；MPa;6e为硬芯层有效厚度，mm;L为硬芯层计算长度（带宽），mmo实际上，硬芯层并不是理
5、想的内套筒，在层间某个或某些部位会存在着初始缺陷，如头部浪形引起的空洞、来料成分不均导致的软点等。根据阿姆斯图兹（Amstutz）的理论，分析塌芯卷的形貌特征：1）在环向均匀分布的径向压力作用下，硬芯层上可能出现几个初始变形波；2）随着载荷的增加，硬芯层将首先在某个薄弱部位发生屈服,形貌上凹陷为3个"半波"，1个向内，2个向外；3）在被压屈服部分,带钢中的最大应力已达到了材料的屈服强度，即层间压力达到硬芯层的最小临界压力时，硬芯层开始屈服；4）当向内的〃半波"挠度（径向位移）达到一定值后,向外的两个〃半波〃即与外层带钢接触而受到其抗力，变形不再继续发展
6、，此时塌芯卷达到新的相对稳定的状态。3解决措施从式（1）可知，当下线钢卷层间环向压力p大于失稳临界压力P“时，硬芯层带钢局部就会失稳发生利进行，也为避免因张力过小产生松卷缺陷，适度优化设定张力（减小20%左右）,减轻塌芯倾向。2）增加层间摩擦系数。由于带钢间存在摩擦力，钢卷层间径向压力要大大减小⑴。层间摩擦系数取决于带钢表面粗糙度和乳化液残油量”但前者受工艺条件和交货要求限制较难调整。通过优化乳化液指标、加强吹扫等措施可减小残油量⑶”以增大带钢间摩擦力、降低层间压力,从而有效预防下线卷塌芯。3）降低U制温度。钢卷退岀卷筒后,由于带钢横向和径向存在温度
7、差，钢卷内部产生热应力，使得钢卷内部径向应力和环向应力有所增加心。但是，冷轧钢卷温度场带来的热应力并不大，且受轧制过程中板形控制、打滑防治等因素的影响，轧制温度的优化空间十分有限,对塌芯缺陷的防治效果并不明显。4）精心操作。在开发极薄规格镀锌基板的过程中，一是严格按照操作规程穿带、甩尾和反穿带,保证带头对中及卷芯部板形良好；二是遵守最优的卸卷制度，即打开钳口后卷取机小角度倒转，以松开翘头防止卸卷时与钳口刮碰，低速岀钳口,一旦山东冶金2014年12月23塑变,产生塌芯缺陷。故要消除塌芯缺陷,必须从减小层间径向压力p和增大硬芯层失稳临界压力Pc「两方面采取
8、措施。3.1减小层间径向压力1）降低设定卷取张力。带钢层间的径向压力受卷取张力的作用而产生，卷
