CN110193759B - 一种高精度冷轧辊磨削控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢产品生产加工技术领域，具体涉及一种高精度冷轧辊磨削控制方法。工作辊磨削后的螺旋纹缺陷具有遗传性，在轧制过程中转印至带钢表面，是导致冷轧高端产品质量降级的主要原因。优化磨削工艺，把一次完成的磨削过程分成两道工序，粗磨时设定三段复合曲线磨去修磨量和端部倒角，使用单晶刚玉树脂结合剂的砂轮，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于钢产品生产加工技术领域，具体涉及一种高精度冷轧辊磨削控制 方法。
背景技术
目前，国内冷轧生产线众多，但是能够生产高等级冷轧面板的企业屈指可数。 冷轧高等级面板生产是一项全新的技术，这缘于高等级冷轧面板其产品除各项理 化指标要求苛刻外，轧后带钢还需经油石打磨无缺陷。冷轧带钢表面暗藏的螺旋 纹缺陷是影响带钢成品表面质量的一类重要缺陷。
由于工作辊辊身曲线形状为中凸，且在辊身两端需要磨削圆弧，这种复合曲 线形状在磨削后辊身两端区域易产生螺旋纹缺陷。通过对轧后带钢表面油石打磨 检验，验证了辊身表面暗藏的磨削螺旋纹，在轧制过程中转印至带钢表面。磨削 过程中砂轮特性选择不当，磨辊工艺及参数选择不合理等是轧辊磨削螺旋纹产生 的直接原因。
白刚玉陶瓷结合剂的砂轮价格是普通单晶刚玉树脂结合砂轮2～4倍，在磨 削过程中发现砂轮磨削性能好，但损耗过快。另外，磨削后的表面粗糙度较大。 试验数据表明；尽管试验用砂轮切削性能好，优于单晶刚玉树脂结合剂砂轮，但 磨削工艺选择不合理，使磨削效果没有达到最佳，而且砂轮损耗快，增加了加工 成本。于是对轧制高端面板工作辊磨削工艺进行优化。
发明内容
本发明通过选择不同磨料、结合剂的砂轮，优化磨削工艺及磨削参数。彻底 消除了轧辊辊身表面暗藏的螺旋纹以及由此导致的高等级冷轧板表面螺旋纹缺 陷，具体提供了一种高精度冷轧辊磨削控制方法，包括如下步骤，
1)粗磨：将所需磨削的数支轧辊在一台磨床上用单晶刚玉树脂结合剂砂轮 使用常规磨削方法完成(包括辊身端部的圆弧倒角)，磨削量控制在0.13mm以 内，辊型偏差控制在±0.002mm以内；
2)半精磨→精磨：在另外一台磨床上用白刚玉陶瓷结合剂的砂轮对已磨削 过的轧辊进行精磨。磨削曲线由原来的三段曲线组成的复合曲线改为无圆弧倒角 单一的正旋曲线，曲线凸度为0.075，采用从半精磨到精磨多道次薄层磨削。这 样最大限度地保证砂轮母线与轧辊曲线的吻合，降低砂轮磨削过程中的损耗特别 是粗磨过程中的损耗，降低了加工成本。
精磨时程序段直接从半精磨开始，消除辊型偏差及粗磨时的走刀痕迹，确保 磨削精度及所需要的粗糙度，消除暗藏的螺旋纹磨削缺陷。
要达到最终的磨削精度不是一次成型的，需采用循环渐进的方式逐步达到， 暗藏的磨削缺陷需多个磨削道次依次消除，否则最终磨削的轧辊用油石打磨后仍 然存在缺陷。
附图说明
图1辊身端部圆弧磨削要求图；
图2优化后的工作辊磨削曲线；
图3螺旋纹间距宽度示意图；
图4冷轧高端面板工作辊下机之后油石打磨示意图；
图5高等级面板轧制后油石打磨检查示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种高精度冷轧辊磨削控制方法，具体包括如下几个步骤
1)粗磨：将所需磨削的数支轧辊在一台磨床上用单晶刚玉树脂结合剂砂轮 使用常规磨削方法完成，如图1所示，包括辊身及端部的圆弧倒角，磨削量控制 在0.13mm以内，辊型偏差控制在±0.002mm以内；粗磨程序使用程序两端带 倒角的正旋曲线，参数见下表
本技术方案中使用的砂轮型号为750*80*304.8，即砂轮直径￠750mm,宽度 80mm.砂轮内径￠304.8mm，设置磨削曲线时是以轧辊的辊身的起始点和终结点 之间的长度来设定，由于砂轮宽度80mm.必须以砂轮的中心线对准辊身的起始点， 这样才能保证曲线的完整性，因此，必须使砂轮在宽度方向上超出设置起始点 -40mm.终结点上超出设置-40mm，如此以保证设置的曲线与磨削的曲线吻合。
2)半精磨→精磨：在另外一台磨床上用白刚玉陶瓷结合剂的砂轮对已磨削 过的轧辊进行精磨；磨削曲线由原来的三段曲线组成的复合曲线改为无圆弧倒角 单一的正旋曲线，曲线凸度0.075，这样最大限度地保证砂轮母线与轧辊曲线的吻 合，降低砂轮磨削过程中的损耗特别是粗磨过程中的损耗，降低了加工成本，采 用从半精磨到精磨多道次薄层磨削。精磨时程序段直接从半精磨开始，消除辊型 偏差及粗磨时的走刀痕迹，确保磨削精度及所需要的粗糙度，消除暗藏的螺旋纹 磨削缺陷。
该步骤中，半精磨采用的磨削参数见下表，
间隔的具体参数有三种，1是头架转数(花盘)在一定时间内周期变化，举 例说假如轧辊的转数设置为20r/min.那么轧辊的实际转数在1分钟之内转数可能 为22～18r/min.之间变化，不是恒定的；2是砂轮转数在一定时间内周期变化， 举例说假如砂轮的转数设置为25m/s.那么砂轮的实际转数在1分钟之内转数可能 为28～22m/s.之间变化，不是恒定的；3是头架转速和砂轮转数在同一时间内同 时发生变化和改变。“间隔”这个参数的设定主要考虑在磨削过程中要保持砂轮 的锋利性。因为，砂轮表面是多孔性的，当磨屑将孔隙堵塞后，砂轮的磨粒变钝， 磨削能力下降，采用间隔功能使砂轮在一定周期内通过速度的变化，将磨钝的磨 粒脱离砂轮表面，露出锋利的磨粒，提高切削能力。
精磨(即抛光)是半精磨后的程序，精磨磨削工步参数如下，
砂轮在磨削过程中本身是在不断消耗的，比如在轧辊的起始点上刀0.002mm, 轧辊的辊身长度为1700mm,当砂轮运行到850mm处，由于砂轮的磨损，实际磨 削量相当0.001mm,当达到1700mm时,实际磨削量相当0.0005mm,为了保证起始 点和终结点的磨削量一致，需要砂轮在磨削行进的过程中不断跟进，即补偿砂轮 本身的磨损，达到轧辊起始点和终结点直径大小相等。
无倒角磨削曲线，见图2。
精磨过程中辊身表面用频闪仪检查无螺旋纹痕迹，磨削量0.025mm。表面质 量检查划痕稀少且短、无螺旋形缺陷，在辊身母线上用油石打磨宽度50mm长带， 检查无暗藏的隐形螺旋形，原先在轧辊头架及尾架端部最易出现螺旋纹的区域无 任何缺陷，磨削参数的优化获得成功。
在磨削结束后，用油石打磨检查有暗藏的隐形螺旋形，用钢卷尺测量螺旋线 间隔的宽度，确定是哪个半精磨步骤造成的，在下次磨削时可将上一步的半精磨 一分为二，拆分两部进行使磨削电流逐步降低，纵向进给速度依次递减，可有效 消除上次走刀留下的螺旋纹痕迹。另外，抛光结束时要考虑砂轮收刀时在机床的 位置。实际磨削时，砂轮从头架收刀，即砂轮的运行方向是从尾架至头架磨削效 果好，不易产生螺旋形。间距宽度确定产生缺陷步骤见图3。半精磨和抛光的道 次数越多，轧辊表面的粗糙度越低。试磨结果证明半精磨和抛光道次每增加1次， 粗糙度值降低0.1左右。
冷轧工作辊磨削质量的优劣需要经过实际轧制生产来检验，在生产高端表面 板过程中，通过对下机轧辊辊身表面油石打磨检查，轧制带钢上、下表面油石打 磨检查等最终反馈轧辊的磨削质量。
采用优化后的磨削工艺磨削酸轧工作辊156支，在今年1～11月份试轧高等 级表面板10次。轧制的冷轧带钢总产量2000T左右.然后轧制普通冷轧薄板。对 下机的4#工作辊W01-190和W01-189用油石沿辊身母线打磨检验，无暗藏的螺 旋纹磨削缺陷，见图4。
同时又对轧制后的高等级面板进行上、下表面用油石打磨检验，均无暗藏螺 旋纹磨削缺陷。见图5。
工作辊磨削后的螺旋纹缺陷具有遗传性，在轧制过程中转印至带钢表面，是 导致冷轧高端产品质量降级的主要原因。优化磨削工艺，把一次完成的磨削过程 分成两道工序，粗磨时设定三段复合曲线磨去修磨量和端部倒角，使用单晶刚玉 树脂结合剂的砂轮，降低生产成本。精磨时设定单一的正旋曲线不磨削倒角，并 且使用白刚玉陶瓷结合剂的砂轮，
单晶刚玉树脂结合剂砂轮磨削冷轧高等级面板工作辊效果不佳，主要是磨削 效率低，获得的粗糙度低，无法消除粗磨时留下的螺旋纹痕迹。在砂轮特性选择 过程中通过大量的磨削试验，确定选择白刚玉陶瓷结合剂的砂轮。同时要求砂轮 的硬度超软；粒度46～60#；组织大气孔、疏松。采用低电流薄层磨削法消除螺 旋纹磨削缺陷并保证所需的粗糙度。优化磨削参数，在半精磨、精磨过程中逐步 降低大滑架纵向进给量；逐步降低砂轮的线速度；适当提高轧辊的转数；逐步减 少横向进给量使磨削电流依次降低，合理安排程磨削道次，可有效消除磨削螺旋 纹缺陷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之。
Claims (5)
1.一种高精度冷轧辊磨削控制方法，其特征在于：
1)粗磨：将所需磨削的数支轧辊在一台磨床上用单晶刚玉树脂结合剂砂轮对辊身及包括辊身端部的圆弧倒角进行磨削，在磨削曲线编程时候采用三段曲线组合，即圆弧+正旋曲线+圆弧进行磨削，磨削量≤0.13mm，辊型偏差控制在±0.002mm以内；
2)半精磨→精磨：在另一磨床上用白刚玉陶瓷结合剂的砂轮对上述已磨削过的轧辊进行磨削，磨削曲线使用两端无倒角正旋曲线，曲线凸度0.075，采用从半精磨到精磨多道次薄层磨削。
2.如权利要求1所述的一种高精度冷轧辊磨削控制方法，其特征在于：粗磨过程使用两端带倒角正旋曲线程序，参数见下表，
3.如权利要求1所述的一种高精度冷轧辊磨削控制方法，其特征在于：半精磨磨削程序如下，曲线凸度0.075，
4.如权利要求1所述的一种高精度冷轧辊磨削控制方法，其特征在于：精磨段磨削程序参数如下，
5.如权利要求1所述的一种高精度冷轧辊磨削控制方法，其特征在于：精磨过程中辊身表面用频闪仪检查无螺旋纹痕迹，而且精磨后用油石打磨无暗藏的螺旋纹痕迹。
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