平整工藝是冷軋鍍鋅板的表面質(zhì)量控制的主要手段。某熱鍍鋅線光整機組生產(chǎn)薄寬鍍鋅板過程中出現(xiàn)了一種明暗相間的表面缺陷，根據(jù)其產(chǎn)生原因和視覺表現(xiàn)稱之為寬窄印。文章針對所遇到的寬窄印問題進行了大量實驗和理論研究，明確了帶鋼表面寬窄印的本質(zhì)，指出寬窄印表面缺陷是一種由于帶鋼表面峰值密度Pc值差異引起的表面缺陷，同時對現(xiàn)場生產(chǎn)提出了寬窄依次生產(chǎn)以及過渡卷消除法兩種具體工藝解決措施避免了寬窄印缺陷的發(fā)生。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對鋼材使用壽命的要求越來越高，通過提高鋼材的防腐性可以顯著延長鋼材的使用壽命。長期以來，人們研究了很多防止鋼材腐蝕的方法，實踐證明采用熱鍍鋅防腐成本較低、鍍層牢固、外觀漂亮、壽命長，長期以來被廣泛應用到建筑、家用電器、汽車板等許多領域[1]。然而隨著鍍鋅帶鋼用量的逐漸增大，用戶對其表面質(zhì)量的要求也日趨嚴格，因而生產(chǎn)中產(chǎn)生的表面缺陷問題亟待解決。寬窄印是影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的典型缺陷之一，常表現(xiàn)為通條條狀或帶狀色差。國內(nèi)學者針對冷軋帶鋼平整過程表面質(zhì)量控制做了許多研究，魏寶民等[2]針對某鋼鐵公司雙機架平整機組生產(chǎn)鍍錫板工作輥表面粗糙度衰減速度快、服役周期短的問題，通過優(yōu)化工作輥初始表面粗糙度和兩機架伸長率分配系數(shù)建立了工作輥粗糙表面衰減模型，降低了工作輥表面粗糙度的衰減速率；于孟等[3]依托于某雙機架平整機組，運用逐步回歸分析法，基于大量數(shù)據(jù)建立了鍍錫板平整過程表面粗糙度遺傳與變化的預測模型，使得鍍錫板表面粗糙度控制精度顯著提高；高登等[4]通過現(xiàn)場實驗研究分析了張力、延伸率等平整工藝對不銹鋼帶鋼表面粗糙度的影響，對不銹鋼產(chǎn)品的粗糙度控制有一定的指導意義；宋木清等[5]對平整過程中軋輥與帶鋼的表面粗糙度的衰減進行對比分析，并得到其衰減規(guī)律，為成品帶鋼粗糙度控制提供了指導；陳紅星等[6]通過實驗研究分析了濕平整過程帶鋼表面黃斑缺陷的本質(zhì)，并得到平整液對黃斑缺陷的影響規(guī)律，為平整工藝控制該缺陷提供了理論基礎；王占軍[7]通過在平整液中添加消毒液、改進支撐輥平整液噴梁等措施，從潤滑角度避免了軋輥表面粗糙度分布不均，解決了帶鋼表面亮印問題。但目前針對寬窄印缺陷的本質(zhì)及其產(chǎn)生機理的研究很少，本文將通過實驗研究及有限元仿真分析探究寬窄印缺陷本質(zhì)，解釋寬窄印產(chǎn)生機理。

問題介紹

某鋼廠熱鍍鋅線生產(chǎn)產(chǎn)品寬度在900~1800 mm范圍之間，由于規(guī)格跨度大，機組在長時間生產(chǎn)同一規(guī)格的帶鋼之后，對應帶鋼寬度范圍工作輥磨損嚴重，而軋輥兩側(cè)未與帶鋼接觸部位磨損緩慢，當出現(xiàn)逆寬軋制時(即生產(chǎn)更寬規(guī)格的帶鋼)，帶鋼內(nèi)外側(cè)會由于工作輥磨損不均勻產(chǎn)生明暗不均的缺陷，現(xiàn)場稱之為寬窄印。寬窄印缺陷的出現(xiàn)嚴重影響帶鋼表面質(zhì)量。如圖1所示為產(chǎn)生寬窄印帶鋼的示意圖。

寬窄印本質(zhì)研究

為了消除寬窄印缺陷，首先要明確其本質(zhì)，為此分別進行了以下實驗研究：(1)采用光澤度儀、接觸式粗糙度儀及色差儀分別測量帶鋼不同區(qū)域的光澤度、粗糙度和明度；(2)理化實驗，包括物理打磨和化學腐蝕實驗；(3)白光干涉三維形貌實驗。

表面光澤度測量

Rhopoint光澤度儀(圖2)可以測量成像質(zhì)量，是一款描述光如何從物體表面反射的手持式表面光學檢測儀，分辨率為0.1 GU。將帶有寬窄印缺陷的樣板用酒精清洗干凈后使用Rhopoint光澤度儀分別測量帶鋼不同區(qū)域的光澤度和峰值反射率，并對上下表面的寬窄印內(nèi)側(cè)區(qū)域和寬窄印外側(cè)區(qū)域進行了對比。圖3為寬窄印樣板的測量點位置。