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1、平整与湿平整剂,日本住矿润滑剂株式会社 武汉阳泰科技发展有限公司 2010年10月,平整轧制概念平整轧制目的平整工艺,湿平整工艺湿平整液简介湿平整剂常见问题,平整轧制概念,退火后的冷轧带钢几乎完全处于软质状态，其表面光洁度、平直度和组织性能等均难满足用户要求，而且不适于使用机械加工。平整轧制实质上是一种小变形（0.5%5%）轧制，对提高产品质量、控制板型、根据用户需求使薄板具有合适的力学性能和表面状态起着重要的作用。平整轧制是冷轧工艺上具有极重要意义的一种生产工序，它是生产优质薄板、确保冷轧带钢成品质量的最后一道关键工序。 平整工艺: 加大平整工艺的延伸率是提高硬度的有效措施。但目前的单机架平
2、整机平整0.2mm左右的镀锡基板提高延伸率难度很大，目前的措施是通过带润滑功能的平整液来提高压下率达到提高延伸率的目的。,平整轧制目的,平整轧制的目的：消除再结晶退火后钢板的屈服平台；获得所需要的力学性能和表面光洁度；改善钢板的板形和平直度。,平整工艺,一、冷轧后和退火后带钢的性能带钢冷轧时，经若干道次轧制和塑性变形引起了带钢的加工硬化。随着冷轧时压下率的增大，带钢的抗拉强度、屈服强度增大，延伸率和变形性能大幅下降。 典型实例：平炉沸腾钢的性能试验曲线。,图一、平炉沸腾钢试验曲线,平整工艺,冷轧带钢再结晶退火后，内部应力、位错密度、畸变能大幅度降低，加工硬化消除。但是由于低碳钢存在很长的屈服平
3、台，仍然不能进行深加工。因为吕德斯滑移带会使低碳钢板冲压成型时，工件表面粗糙不平。,图2、退火后带钢的应力-应变曲线,解决方案：根据应变时效原理，冷轧钢板在冲压之前，进行一次微量冷轧（如1%2%的压下量）工序，消除屈服平台。,图3、平整前后带钢的应力-应变曲线,平整工艺,二、延伸率和平整对带钢性能的影响延伸率平整对带钢机械性能的影响平整对带钢表面粗糙度的影响平整对带钢机械性能时效的影响,平整工艺,（1）延伸率延伸率（）是带钢平整前后长度变化的表征。定义如下：,lH：平整前带钢长度；lh：平整后带钢长度,平整轧制实质上是一种小变形（0.5%5%）轧制，平整的道次压下量很小（x10-6m）。测厚仪
4、很难测出平整机入口侧和出口侧带钢的厚度变化，所以工艺上采用测量带钢延伸率并把延伸率作为厚度变化的等效值。由此可见延伸率是平整最基本和最重要的工艺参数，延伸率的调节是平整工艺质量控制中极其重要的内容。,平整工艺,（2）平整对带钢机械性能的影响图4为再结晶退火后低碳钢在不同延伸率时，带钢在纵向和横向上的应力-应变曲线。可以看出，延伸率增加，屈服极限提高。,图4、不同延伸率下，带钢在横向和纵向的应力-应变曲线,平整工艺,图5是不同延伸率下，带钢的抗拉强度、延伸性等力学性能的变化。图5的数据指出，带钢的抗拉强度随平整延伸率的增加而提高，而带钢的延伸性则随平整延伸率的增加而降低。延伸性的降低反映了带钢的
5、成形性能下降。,图5、不同延伸率下，带钢的抗拉强度等性能的变化曲线,平整工艺,（3）平整对带钢表面粗糙度的影响 图6反映了轧辊粗糙度复制带钢表面程度与延伸率的关系。轧辊粗糙度传递到带钢表面上的粗糙度随延伸率的提高而增加，可以接近极限值。,图6、粗糙度与延伸率的关系此外带钢粗糙度还有以下规律，带钢粗糙度随平整率的提高而增加，而且薄带比厚带的增加更为显著；在轧辊直径较大平整率较小的情况下，轧辊粗糙度复制带钢表面的程度较大，即相同的平整率下，较大直径的轧辊传递到带钢表面的粗糙度较多。,平整工艺,（4）平整对带钢机械性能时效的影响 带钢机械性能时效性是指平整后的带钢在存放期间消失了的屈服平台又重新出现
6、的现象。图7的数据证实了带钢机械性能时效性的存在。图7表明平整后的沸腾钢的屈服极限、抗拉强度随存放时间延长而增加；断裂延伸率、艾氏杯凸值显著下降。在应力-应变曲线中再次出现明显的屈服平台。,图7、平整后沸腾钢的力学性能与时间的关系,平整工艺,时效性与带钢平整时变形的均匀性相关。变形越均匀时效现象越明显。如果对再结晶退火的带钢仅进行拉矫，带钢断面的变形非常均匀，所以拉矫后在不超过100个小时的短暂时间内，带钢就会重新出现明显的屈服平台。平整时与较大直径的工作辊相比较，较小直径的工作辊造成带钢的变形更加不均匀，平整后的带钢重新出现屈服平台的时间会更长。同时，平整时尽可能减少带钢的发热也可以延长屈服
7、平台重新出现的时间。平整加工时，对来料的温度也应该有要求，对深冲钢而言，来料温度应不高于50C；生产特深冲钢时，来料温度不能高于40C；对于普通钢板，来料温度也不应该超过70C。,湿平整工艺,平整工艺按是否使用轧制液（平整液）分为： 干法平整（干平整） 湿法平整（湿平整） 两种平整方法的工艺特征如下：,湿平整工艺,干平整与湿平整的工艺比较,平整工艺选择原则要求延伸率波动极小、对表面粗糙度复制率要求很高的产品应该选择干平整工艺；在许可的情况下，尽可能采用湿平整工艺。,湿平整工艺,湿平整工艺,湿平整液简介湿平整液的功能湿平整液的配方组成和作用机理湿平整液的理化性能指标,WPZ-2润滑型湿平整剂技术
8、指标,产品理化指标,产品应用技术指标,湿平整工艺,湿平整工艺,良好的清洗性能,在平整工艺设备处于正常状态时，能有效地清洗退火时粘附在带钢表面 的碳、铁粉以及其它可能出现的杂质。防止和避免杂质压入或粘附在工 作辊表面而导致的各种表面缺陷。,合理的润滑性能,延伸率的控制是平整工艺质量控制的关键。 湿平整液为了保证良好的清洗性能，通常添加了一定量的阴离子或非离子型表面活性剂。添加了表面活性剂会使湿平整液的表面张力降低。两个固态相间表面张力的降低会降低摩擦系数。 平整机工作辊与带钢间摩擦系数的降低将大幅度增加延伸率控制的难度。延伸率的失控必然导致带钢平整时无法对其表面质量进行控制。 目前可以通过科学地
9、选择表面活性剂和在平整液中的添加量的方法，可以实现将湿平整液工作液的摩擦系数与纯水的摩擦系数基本处在同一水平。,工序间防锈的性能,湿平整液是由水溶性添加剂和水组成。 水是使金属发生氧化溶解的一个重要的环境因素，因此平整液中必须添加一定量的缓蚀剂，使平整液具有一定的防锈性能。对平整液仅要求其防锈性能达到工序间短期防锈的水平。目前湿平整工艺在经过若干年的发展已经基本成熟，国内外业界对此短期防锈期基本上达成一个理性的共识-湿平整后低碳钢的表面应有5-7天防锈期，保证其在进入后续工序时，带钢表面不发生肉眼可见的锈蚀。 现在部分平整液制造商声称其湿平整液产品的工序间防锈期为10-15天。但就目前湿平整液
10、的技术水平而言，在保证残留在带钢表面的湿平整液添加成分对后续工序不产生影响的前提下，5-7天防锈期已经是一个很高的指标。如果仅盲目追求延长工序间防锈的时间，而忽视后续工序的要求，这种较长的“防锈的时间”反而大幅度增加后续工序的负担。 在科学地认识了湿平整液工序间防锈期的基础上，应该加强对生产计划的合理调度和安排，有效地避免湿平整后的带钢在工序间存放时发生锈蚀事故。,对带钢无腐蚀作用,湿平整液产品主要通过添加缓蚀剂来实现对带钢的防锈。 平整液常用的有NO22-（亚硝酸盐）、MoO42-（钼酸盐）和有机胺等无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。亚硝酸盐、钼酸盐是阳极型缓蚀剂。这类缓蚀剂的作用机理是快速对碳钢氧化
11、，在带钢表面形成致密的FeO氧化膜。这种致密的FeO氧化膜有效地阻止了各种侵蚀性物质与基体金属的接触，阻止了基体金属发生氧化溶解反应，实现了对基体金属的防锈保护。 由于阳极缓蚀剂存在一个浓度“阀值”。阳极缓蚀剂对基体金属提供保护。当阳极缓蚀剂浓度低于浓度“阀值”时，不仅不对金属提供保护，反而加速金属的溶解。 因此在选用缓蚀剂和设计配方时，一定要对此类缓蚀剂的添加适量严格加以控制。,与防锈油有良好的兼容性,平整液中的各种添加成分会残留在平整后的带钢表面。原则上残留越少，对后工序的影响越小。因此除了合理的优化配方，尽可能降低添加成分在带钢表面的残留之外，选择添加剂时尽可能选择对防锈油性能影响小的添
12、加剂。,环保,湿平整液的排放是否对环境造成破坏仅是一个最基本的要求。但对这个基本要求的过分重视往往忽视了对湿平整液的更重要的环保要求。其实平整液制造商更应该重视湿平整液产品中的的各种功能性添加成分是否会造成湿平整液用户的带钢不符合环保要求以及其它要求。,及时技术更新,各个领域高速发展，技术日新月异。平整液制造商必须掌握平整液技术配方、生产制造工艺。有足够的技术储备，能根据平整工艺的进步和平整液用户的要求对湿平整液的质量作出及时调整和技术更新。,完善的售后服务,湿平整液制造商必须向用户提供完善的售后服务。 具有能与用户进行良好沟通，并能对平整液使用中出现的问题 能及时提出解决方案的有现场经验的技术服务人员。,
