浅谈铝热连轧机刷辊应用对轧辊表面质量的影响

1685 编辑：中冶有色技术网来源：河南中孚高精铝深加工分公司

2023-05-17 16:31:15

1 绪言

一根新磨好的轧辊，从微观组织看其表面显示出无数个凹凸不平的小坑，在板坯进行轧制时，氧化铝粉储藏于这些小坑之中, 首先成核，然后逐渐长大，逐渐复覆盖于轧辊表面，使轧辊的整个表面上形成一层粘铝层。一定厚度的均匀分布的粘铝层有一定的好处，它有利于轧件的咬入和变形。并能使轧件表面的光洁度均匀一致。但是，当轧辊表面上的粘铝层厚度达到一定程度之后，在轧制过程中粘铝层脱落并压入轧件表面，轻者形成板带表面黑白条、色泽不均、表面粗糙等;重者造成板带表面有较深的缺陷[1]。

我司热轧料大多数铝锭的轧制温度都是在300~540℃范围内进行。由于温度高，轧制力大，板坯会发生剪切变形，被转移到轧辊表面上。材料越软，润滑冷却条件越差，轧制速度越高，轧辊宽度方向磨损越不均匀，变形区油膜越不连续，粘辊现象越严重[2]。这些粘附材料只有极少部分可以借助轧辊的转动、乳液的喷射、轧辊之间、轧辊与材料之间的微量速度差等逐渐脱落。轧辊清辊器能够较大范围的清除粘铝并将粘铝层的厚度控制在一定范围内，改善板带表面质量[3]。本文就中孚实业股份有限公司 2560mm 1+4热连轧机的粗、精轧辊式清辊器在实际应用中的经验做简单的介绍。

2 刷辊的材质要求及使用寿命

刷辊的类型有两种，钢丝刷和尼龙刷，钢丝刷的材质是碳化钢，尼龙刷的材质是碳化硅，材质的主要特点：良好的耐磨性和弹性。刷辊的使用寿命一般为1~2年，正确的日常维护和使用方法能够延长使用寿命。使用寿命达到以后建议更换新刷毛或新刷辊，不建议打磨，从国内外打磨情况来看，打磨刷辊的成功率较低。

3 刷辊的正确使用方法

(1)刷辊转向应与轧辊转向相同，在相切面上线速度相反。

(2)刷辊必须保持平衡，使用过程中不能震动。

(3)一般情况下，粗轧板坯厚度在120-150mm以下投入刷辊进行清刷轧辊，既能将铝粉层厚度控制在理想范围，又能保证刷辊有较长的使用寿命。

(4)合理的润滑和冷却，不但能够延长刷辊的使用寿命，而且能够保证轧辊的表面质量。

(5)合理稳定的刷痕是保证轧辊质量的首要因素，必须保证传动侧和操作测刷痕宽度一致，一般钢丝刷的刷痕为8~15mm，尼龙刷的刷痕宽度为25~45mm，由于轧辊直径和刷辊直径在使用过程中不断减小，所以每次更换工作辊都要根据实际情况进行调整。

(6)刷辊清洗，一般使用煤油清洗，将刷辊内部积累的大量铝粉和油泥清洗干净，清洗完毕要修剪刷毛，把较长的刷毛剪掉。

(7)合理使用刷辊速度，一般钢丝刷的刷辊速度为3~8m/s，尼龙刷的刷辊速度为6~15m/s，根据轧辊表面的铝粉层厚度进行调整。

(8)刷毛在使用过程中被不断磨损，变尖、变短，碳化硅涂层也越来越少，耐磨性就越来越差，从右图可以看出，上下刷辊的刷毛磨损的方向不同，变尖的角度也不同，故在使用过程中，上下刷辊是不能对调使用的。

刷毛磨损情况

图 1 刷毛磨损情况

4 刷辊使用过程中影响辊面质量的因素

4.1刷辊材质的选择对轧辊表面质量的影响

粗轧机辊面相对较粗糙，压下量较大, 工作温度较高，粘铝较严重，适合使用钢丝材料;精轧机为保证板带质量，辊面较光洁，粘铝较轻，多使用较软的尼龙清辊器[4]。我司热粗轧机入口两根刷辊最先采用的都是由OSBORN公司提供的钢刷，辊面铝粉清刷的比较干净，但有些公司刷毛存在脱落现象，对轧辊表面损害较大。热精轧F1机架采用OSBORN钢丝刷，F2、F3、F4采用OSBORN尼龙刷，曾试用HOTANI三股缠绕多维丝式尼龙刷，效果较差。

4.2刷辊压靠力及转速大小的设定对轧辊表面质量的影响

目前关于热连轧机刷辊压靠力及转速的设定还无明确的参考数据可查，根据使用经验，刷辊压靠力一般取70~120bar，由于我司的刷辊结构属于机械限位控制压靠量，在设备强度能够接受的前提下，压靠力越大，刷辊运行越稳定。笔者认为，刷辊刷痕宽度应与其转速相匹配才能既保证刷辊较高的使用寿命，又能将辊面铝粉厚度控制在理想范围内。经过生产过程中不断摸索，根据合金硬度和轧制力不同设定不同的刷辊速度：将F1、F2、F3、F4机架的刷辊转速设定为4m/s~12m/s。1系、3系、8系等相对软合金压靠力设为4m/s~8m/s，5系等相对硬合金压靠力均设为8m/s ~12m/s.。在刷痕不变的情况下，轧制力越大刷辊速度越大;轧制速度越大，刷辊速度越大;轧制产品越宽，刷辊速度越大，反之亦然。只有合理的配比参数，才能够得到较好的辊面质量，如下图。

图 2 粗轧工作辊辊面质量情况图图 3 精轧工作辊辊面质量情况

4.3刷辊乳液外喷射及乳液内喷射对轧辊表面质量的影响

合理的喷角度和流量能够有效的减少刷辊与轧辊间的摩擦热，及时将刷掉的铝粉甩掉冲走，以免铝粉在刷毛之间累积，并传导至工作辊表面，对工作辊表面质量造成破坏。国内外对刷辊的外喷角度意见不一，笔者认为，对于刷辊的润滑和冷却，外喷射是基础，内喷射是辅助。从安全和方便维护的角度出发，外喷射梁大多数安装在牌坊上，由于和刷辊的距离太远，也很难满足合理的喷射角度。所以内喷射的辅助作用也必不可少。

4.3.1喷射流量及角度

一般刷辊冷却液的流量应保证在5L/min/100mm。冷却刷辊的喷液方向和角度不可忽视，正确有效的方法并不是对准刷辊与工作辊清刷切面，如图7所示。喷液方向、力度与流量要能让冷却液从一边带到另外一边，从喷嘴喷出冷却液应该呈扇形喷射，做到均匀全面不留空隙。这样不仅可以有效降温，而且可以有效清除杂质。正确的乳液喷射角度如图4，错误的喷射角度如图5和图6。