辊印

钢材的表面缺陷

辊印是钢材的表面缺陷之一，钢材表面上呈连续性或周期性分布的凸起或凹下的印痕。手摸时的凹凸感不明显。在一定范围内的辊印允许存在。辊印在带钢上、下表面都有，宽度方向上集中于两个位置，操作侧和中部，操作侧的辊印比较轻，而中部的辊印比较重。缺陷在现场观察为亮点，用相机照出来表现为暗点。对活套辊子用不同的方式进行处理时，缺陷微观表现又不同：用非常细的砂纸进行抛光打磨时，辊印底部为光滑曲面；用较粗的砂纸进行打磨，辊印底部就会出现擦痕，开始擦痕方向比较混乱，当统一砂纸打磨方向时，可观察到辊印底部擦痕与砂纸打磨方向一致。

简介

冷轧厂为了改善成品带钢板形质量，新建一条配置拉伸矫直机的重卷机组，该机组主要设备有开卷和卷取机、焊机、拉伸乔直机、活套、圆盘剪和涂油机等。在机组建成试运行过程中，发现带钢在活套处产生了辊印缺陷，该缺陷有时表现特别严重，使带钢因表面质量不合而降级，造成较大的经济损失。

辊印是钢材的表面缺陷之一，钢材表面上呈连续性或周期性分布的凸起或凹下的印痕。手摸时的凹凸感不明显。在一定范围内的辊印允许存在。产生辊印的原因是：

(1)轧辊加工后残留有刀花；

(2)出口导板压力过大；

(3)轧辊或矫直辊被外物硌伤；

(4)矫直辊孔型曲线与产品不匹配。

防止和消除辊印的办法有：

(1)提高轧辊和矫直辊表面硬度和加工质量；

(2)正确安装出口导板；

(3)合理设计矫直辊孔型。

辊印特征分析

辊印缺陷的表现特征

辊印在带钢上、下表面都有，宽度方向上集中于两个位置，操作侧和中部，操作侧的辊印比较轻，而中部的辊印比较重。缺陷在现场观察为亮点，用相机照出来表现为暗点。

对活套辊子用不同的方式进行处理时，缺陷微观表现又不同：用非常细的砂纸进行抛光打磨时，辊印底部为光滑曲面；用较粗的砂纸进行打磨，辊印底部就会出现擦痕，开始擦痕方向比较混乱，当统一砂纸打磨方向时，可观察到辊印底部擦痕与砂纸打磨方向一致。

辊印缺陷与工艺参数的关系

活套区域的主要工艺参数有速度、张力与活套量，在初期曾怀疑缺陷为带钢打滑产生的擦划伤。控制带钢速度及加速度后，发现缺陷无变化，排除缺陷为擦划伤就排除了与速度和活套量的关系。辊印只与张力有关系，对张力的大小进行调节，辊印有一定的变化，但改变不明显，而且也不能消除。

辊印缺陷与带钢厚度的关系

现场对比跟踪了辊印与带钢厚度的关系，当厚度小于等于0．8mm时，没有辊印；当厚度达到1．0mm 时，出现了比较明显的辊印；当厚度达到1．2mm时，辊印就严重了，且随着带钢厚度的增加，辊印越来越严重。同时发现，出现辊印缺陷后，随着带钢厚度的增加，其数量也有所增加。由此可以得出如下结论：辊印与带钢厚度密切相关，达到一定厚度时就会出现，且随着厚度的增加，缺陷表现得越严重。

辊面凹坑对辊印的影响

当发现活套产生辊印后，跟踪了带钢表面变化情况，带钢入活套前没有辊印，经过第一根辊子后就产生该缺陷，每经过一根辊子，缺陷数量就增加，说明所有辊子都存在问题。立即对活套内的七根转向辊辊面进行清理，并没有发现明显的杂物与粉尘，而是有较多细小的凹坑。

对凹坑进行打磨后，观察辊印缺陷数量及特征没有变化。在带钢宽度方向上标记缺陷位置，反向查找产生缺陷辊面情况，与辊面的凹坑没有对应关系，用手摸也没有异常。

辊印产生原因

带钢表面的辊印实质

通过带钢表面辊印的微观表现特征进行分析，认为应该是由活套辊局部辊面表面结构复制而成，所以用不同的方式处理辊面时，辊印会有不同的表现，且与辊面具有很强的对应性。

要将辊面结构复制到带钢表面，必须有一定的压应力，该应力远大于带钢张力产生的平均应力，所以辊面应该存在局部点状凸起。并且辊面的局部凸起高度应该很小，凸起处有比较平缓的过度，机组建张后辊子局部凸起处与带钢仍为全接触，带钢在此处的变形量是固定的。

压应力的集中度与带钢的抗弯模量成正比关系，即与带钢的厚度的立方、强度成正比关系，而带钢抵抗产生辊印的能力与其强度成正比关系。最终影响辊印缺陷的因素是带钢厚度，当带钢较薄时压应力集中小，没有辊印缺陷，带钢厚度达到一定值时就会出现辊印缺陷，且随着厚度的增加而迅速加重。由于局部凸起的高度及过渡的平缓性差异，其应力集中必然不同，导致出现辊印缺陷对应的带钢厚度也不同，所以辊印缺陷的数量也会随着带钢的厚度增加而增加。

辊面形貌观察及圆周度检测

通过对辊印缺陷的特征及产生条件进行分析后，仔细地观察活套辊的辊面形貌，发现在其周向（带钢宽度方向）存周期性的折印，与带钢上中部的辊印相对应处有两圈凸起。用圆度计对活套辊进行检测时，发现辊面存在折印处圆度计有明显的跳动，且与折印的周期有很好的对应性。

对折印的检测结果说明辊面存在线状凸起，但由于线状凸起接触面积仍然较大，且过渡很平缓不会产生辊印缺陷。线状凸起与两圈周向凸起相互交汇，产生点状凸起，在点状凸起处应力集中发生了明显的变化，在带钢张力作用下就产生了辊印缺陷。

辊身倾斜

在机组的操作侧，辊面没有中部那样明显的点状凸起。仔细对辊面折印进行观察，可发现折印不是平直的，存在小角度的转折点，在转折处有较小的点状凸起，而这种点状凸起存在于整个辊面。

观察带钢进入和拉出活套的运行状况，发现不论带钢进入时的位置如何，带钢总是向传动侧偏移，说明活套辊的运行存在问题。用水平仪检查发现，辊子操作侧比传动侧高，导致带钢在操作侧边部受力较大，将带钢推向传动侧。同时，导致该位置带钢应力集中，在辊面局部点状凸起共同作用下产生了辊印。

辊面缺陷形成分析

加工过程工艺控制不当

活套辊的辊面是由热轧中厚板冷滚压制作的，中厚板在常温下存在吕德斯带，滚压加工是不稳定变形过程，当加工工艺参数不当时，就会产生屈服现象，出现前文所述的折印。这种折印现象在冷轧带钢的生产过程中也存在，如酸洗机组对热轧来料进行开卷作业时，工艺控制不当就会产生折印；经罩式炉退火的带钢，在平整机组开卷时也存在同样的现象。

辊身加工设备能力不足

辊面周向两条凸起应该与辊子生产厂家设备加工能力不足有关，即滚压设备的长度小于辊身长度。对辊子进行加工的方式受设备的局限，只能多道次、换方向进行滚压，在滚压设备的端部就留下了两圈加工的印迹，该印迹在位置上对称。因加工的先后顺序的影响，两圈凸起的高度存在较大的差异。

辊面处理及辊印缺陷预防

辊身水平度调整

对活套所在辊子的水平进行检测，发现活动框架上所有辊子倾斜方向和角度一致，固定辊子水平度符合要求，确定不是安装问题。

对卷扬相关设备进行检查，发现系活套辊框架操作侧与传动侧的钢绳长度不一致，分析认为应该是钢绳在运行一定时间后张紧后拉伸长度不相等所造成。对两侧钢绳高度同步进行调整，保证辊子的水平度，运行后检查确认带钢在操作侧的辊印、带钢在活套内跑偏现象消除。

辊面局部高点打磨

由于辊面的局部高点不明显，用肉眼无法查找和分辨，不能逐个进行打磨。而且辊子是经过镀铬处理的，目的是增加其硬度和耐磨性，打磨的高度及程度控制不好会对辊子造成损伤。研究后采取以下措施进行处理，固定打磨器具于产生辊印处，转动辊子对局部高点进行冲击式打磨，然后用细砂纸进行处理。

辊面经简单打磨后，辊印缺陷有明显减轻，生产带钢厚度达到1．2mm 时也没有辊印。

生产带钢规格控制

辊子在运行过程中必然存在磨损现象，特别是机组进行加、减速时。有局部高点处应力较大，磨损就比其它部位大，在生产过程中带钢会自行对局部高点进行消磨。

根据辊面处理后的结果，先将机组生产带钢的厚度限定在1．2mm 以下。精整工序有三条卷线，原料比较充足，如此限定后再合理安排，也能保证机组的全负荷生产。机组运行6个月以后，试生产厚度为1．5mm的带钢，检查确认没有辊印。机组运行12个月以后，试生产厚度为2．0mm 的带钢，检查确认没有辊印。至此，虽然机组活套辊子还存在折印和周向条状凸起，但其产生的辊印缺陷得到有效解决。

总结

1.活套辊产生的缺陷，是其加工制造过程中工艺控制不当产生的局部高点所造成的。由于其高度不明显、过渡较平缓，给原因的查找和处理造成了一定的困难，导致最终解决该问题的时间很长。

2.本次发现的辊印缺陷，其特征与规律与之前的认识相矛盾，主要表现为张力对其影响较小、随带钢厚度增加而严重的现象，与辊面粘有异物产生辊印的表现相反。所以解决现场的问题，不能完全依靠经验和正向推理，而是要根据问题的具体特征与规律进行反推，提出假设后进行验证，方能找出其真正的原因。

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