表面粗糙度是衡量冷轧带钢表面质量的重要指标，对带钢冲压时的变形行为和涂装性能有重要影响，尤其是冷轧汽车板等高附加值产品对表面粗糙度的均匀性有严格的要求。为适应当前市场客户对汽车面板的大量需求，掌握冷轧板表面粗糙度控制技术势在必行。本文详细介绍了某钢种粗糙度的控制实践。

1表面粗糙度

冷轧带钢表面粗糙度指带钢表面具有较小间距的波峰和波谷所组成的微观几何形状特性，由特定形貌的轧辊在轧制过程中复印到带钢表面形成。冷轧带钢表面粗糙度与切削金属表面粗糙度不同，切削加工形成的加工表面由方向性很强的加工纹理组成，而带钢表面粗糙度由无数无方向性的不规则的凹坑和凸起组成，而且带钢表面没有明显的方向性较强的刀纹、积屑瘤等特征。常用于冷轧带钢表面粗糙度定义的主要是表征微观不平度高度特性的参数轮廓算术平均值Ra，有时还用表征微观不平度间距特性的参数标准峰个数Pc值，其含义指在评定长度内每厘米超出沿中线对称带宽的峰和谷的对数。

Ra是在取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值，在一定程度上反应了轮廓高度相对于中心线的离散程度。

冷轧带钢表面粗糙度是带钢在轧制时，使用经毛化处理的轧辊经过轧制复印到钢板表面后形成不同的微观形貌。世界范围内用的毛化技术主要由喷丸毛化（Shot Bl ast ing Text uring，简称SBT）、电火化毛化（El ect rical Discharge Text uring，简称EDT）、电子束毛化（El ectronic Beam Text uring，简称EBT）、喷墨毛化（Ink Jet Text uring，简称IJT）等。

2影响表面粗糙度的因素

2.1轧辊粗糙度及磨削加工方式

毛化辊的粗糙度由加工方法决定。毛化辊在使用时会发生磨损，磨损程度随轧辊材质、表面硬度、表面粗糙度、轧制条件（有无润滑、压下率、延伸率等）等不同而变化，因此，除了要检查带钢的表面外，还须根据成品板面粗糙度要求确定轧辊的更换频率。

2.2钢板材质及平整前表面粗糙度

平整前钢板表面粗糙度与平整时所附加的粗糙度叠加构成带钢成品表面粗糙度，轧制

不同钢钟材质时因其强度、硬度不同，对轧辊毛面的磨损效果也不同，因此对平整前钢板表面粗糙度的控制是必要的。

2.3轧辊材质及表面耐磨性

轧辊材质决定了其硬度和耐磨性，从而决定了轧辊的表面粗糙度随轧制长度的增加而逐渐降低，硬度和耐磨性好的轧辊，其粗糙度衰减速度会相应慢些。

2.4压下率和变形规范

毛面辊、光辊都需要一定的压下率才能把轧辊表面特征压印在带钢（或钢板）上，一般讲，压下率最低要保持在0.6%-1.5%。

2.5干平整和湿平整及润滑介质特性

由于轧制力不同，干平整和湿平整的轧辊表面特征的压印程度也不一样。即干平整的轧制力大，复印系数大。湿平整轧制力小，复印系数小。一般地，干平整比湿平整摩擦系数大，轧辊的粗糙度磨耗也快。

3冷轧钢板表面粗糙度的控制实践

3.1冷轧生产工艺路线

热轧原料→酸轧联合机组→再结晶退火→平整→剪切包装入库。

3.2初步轧制试验方案

根据交货技术条件要求和传统二次冷轧材生产经验，设计了初步生产试验方案。酸轧联合机组一次轧制时使用平辊，5＃轧辊原始粗糙度为0.75μm左右，轧机平整轧制时使用喷砂辊，原始粗糙度实测均值4.0μm左右。

初步试验结束后，实测酸轧机组下线钢板表面粗糙度平均为0.41-0.47μm。平整机采取分卷取样，测得平整后板面粗糙度（见表1）和粗糙度变化（见图1），由此可见，轧制第一卷的轧辊粗糙度复印系数为44.5%，随着轧制长度的增加，轧辊粗糙度衰减，且呈加速衰减趋势，第一卷局部粗糙度接近2.0μm，超出使用范围，轧制到第五卷时局部粗糙度接近1.0μm，无法保证板面粗糙度在要求范围之内，必须换辊。一般地，每对工作辊的轧制量不超过4卷。生产效率低，同时客户反映不同钢卷粗糙度波动范围大。

3.3粗糙度改善试验方案一

为解决轧后板面粗糙度衰减过快问题，在酸轧机组5＃机架采用喷砂辊，增加平整前的钢板表面粗糙度，同时减小平整机的轧辊原始粗糙度，从而实现减小粗糙度衰减速度和波动范围。

经过试验，得到平整后板面粗糙度（见表2）和平整后板面粗糙度变化趋势（见图2），由图表可知，改进后轧制第一卷钢的粗糙度为1.62μm左右，第六卷保持在1.0μm以上，基本在使用范围内，粗糙度波动范围明显收窄。粗糙度复印系数54%，比初步轧制试验方案明显增加。但用户反映同一卷钢不同部位的粗糙度差异较大，同一块钢板局部差异可达0.45μm左右，粗糙度均匀性

不足。

3.4粗糙度改善试验方案二

根据影响粗糙度复印系数的因素分析，我们在粗糙度改善试验方案一的基础上保持工艺参数不变，适当增加平整工序的压下量，将酸轧联机出口厚度增大，使得平整压下率提高。同时，改善平整轧制过程的工艺润滑，将轧制乳化液浓度提高。在实际生产过程，我们发现平整轧制力平均增加100吨左右。平整后表面粗糙度变换趋势（见图3）。

图3与图1、图2对比，经过工艺优化后，平整后钢板表面粗糙度衰减明显减缓，正常轧制8卷以上仍能保证总体粗糙度在交货条件范围内，但客户进一步提出了板面粗糙度均匀性的要求，即要求同一卷粗糙度差异在0.2μm以内，使用过程中发现部分钢卷差异超过0.3μm，表面粗糙度均匀性仍然不够，须进一步改善。

3.5粗糙度改善试验方案三

平整后钢板的粗糙度均匀性主要取决于轧辊上机前的原始材质、均匀性和毛化方式等因素。因此，着重从改善轧辊磨削毛化方式上，提高Pc值和表面耐磨性入手进行改善试验。在前述试验基础上，我们使用粗糙度均匀性更好的电火花毛化辊，同时将峰值密度提高15以上，轧辊材质选用硬度和耐磨性更高的Cr5轧辊。数据见表3。

从表3实测平整后板面粗糙度数据和图4粗糙度趋势变化图看出，经轧辊改进后，粗糙度在前2卷有明显下降，从第三卷至第八卷处于稳定小幅下降状态。每对轧辊可以稳定生产8卷以上，且粗糙度波动范围明显变窄。经用户使用后，同一卷的粗糙度差异基本控制在0.25μm以内，表面粗糙度均匀性有明显提升。

4结论

轧后板面粗糙度是轧辊原始粗糙度和原板表面反射率的叠加，表面粗糙度复印系数在一定范围内随着变形压下率的增加而增加，适当提高平整压下率有利于提高粗糙度复印系数。平整过程良好的工艺润滑条件有助于减慢粗糙度的衰减。提高轧辊表面硬度和耐磨性可以明显减缓粗糙度的衰减速度，平整后板面粗糙度的均匀性主要取决于轧辊的材质、毛化处理方式和峰值密度Pc值等因素。

（贾生晖 邢飞 刘海军 卢劲松 王伟湘）