波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機設(shè)備技術(shù)

金 莉

(二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司設(shè)計研究院，四川 618000)

1 波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機生產(chǎn)線簡介

波蘭Mittal 鋼鐵公司2 250 mm 熱帶鋼軋機生產(chǎn)線一期為一座步進加熱爐、一架帶立輥的四輥粗軋機、保溫罩、轉(zhuǎn)鼓式飛剪、F1-F6 六架四輥精軋機、層流冷卻裝置、兩臺卷取機。將厚度為220 mm 和250 mm、寬度為750 mm～2 100 mm、長度為12 m 的板坯軋制成成品厚度為1.2 mm～25.4 mm、寬度為750 mm～2 100 mm 的帶鋼。最大鋼卷重量35 t，最大單位寬度鋼卷重21.6 kg/mm。主要生產(chǎn)鋼種為結(jié)構(gòu)鋼、API 管線鋼(X70、X80)、汽車用鋼種(DP、TRIP)、HSLA 鋼、硅鋼(GO、GNO)、奧氏體和鐵素體不銹鋼。其生產(chǎn)能力為每年240 萬噸。二期工程增加一臺加熱爐、第七架四輥精軋機(F7)、一臺卷取機，生產(chǎn)線年產(chǎn)量將達450 萬噸。

2 波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機生產(chǎn)工藝流程

該軋線的主要設(shè)備有:步進式加熱爐，粗軋除鱗箱，E1 立輥軋機，R1 四輥粗軋機，保溫罩，轉(zhuǎn)鼓式飛剪，精軋除鱗箱，F(xiàn)1～F6 精軋機，層流冷卻裝置，卷取機。

軋線工藝布置簡圖如圖1 所示。

3 軋線主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點

3.1 加熱爐

軋線設(shè)有1 臺步進式加熱爐，加熱爐全長62 m，加熱板坯能力450 t/h，出鋼最高溫度1 250℃，具有先進的爐子優(yōu)化和控制系統(tǒng)。

3.2 高壓水除鱗裝置

高壓水除鱗裝置的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

圖1 波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機生產(chǎn)線工藝布置圖Figure 1 Processing layout of Poland 2 250 mm hot strip rolling mill production line

表1 高壓水除鱗裝置主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Main technical parameters of hydraulic jet descaler

波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機全線共3 處除鱗點，分別是位于加熱爐后的粗軋除鱗箱、R1 四輥粗軋機前后高壓水除鱗裝置和精軋機組前的精軋除鱗箱。粗軋除鱗箱用于清除板坯上的爐生氧化鐵皮。在除鱗箱的罩子內(nèi)，前后布置了兩對集管，上集管高度可調(diào)，下集管為固定式，布置了帶整流子的高壓噴嘴。R1 四輥粗軋機入出口分別布置有兩對除鱗集管，用于清除粗軋中間坯的二次氧化鐵皮。精軋除鱗箱用于除去軋件表面在粗軋過程中形成的二次氧化鐵皮，以保證帶鋼表面質(zhì)量，在除鱗箱內(nèi)布置有兩對除鱗集管。在精軋除鱗箱入出口處安裝有上下兩個夾送輥，上夾送輥由液壓缸控制進行開口度調(diào)整，出現(xiàn)事故時，可用液壓缸的作用力，將帶鋼從精軋機組中拉出。除鱗采用先進的低壓供水高壓除鱗系統(tǒng)，可消除除鱗時由于突然輸入高壓水而產(chǎn)生非常不利的水錘現(xiàn)象，延長設(shè)備的使用壽命。這些除鱗措施不僅能減少軋輥不均勻磨損、減少停機換輥次數(shù)、提高軋機臺時利用率，還能有效地提高熱軋帶鋼表面質(zhì)量，為后續(xù)深加工產(chǎn)品表面質(zhì)量提供保證。

3.3 E1 立輥軋機

E1 立輥軋機的主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 E1 立輥軋機主要技術(shù)參數(shù)Table 2 Main technical parameters of E1 edger mill

E1 立輥軋機位于R1 四輥粗軋機入口，與R1四輥粗軋機緊湊布置，主要用于控制中間坯寬度和形狀，同時將板坯的邊部由鑄態(tài)組織變?yōu)檐垜B(tài)組織，避免在水平軋制中邊裂。E1 立輥軋機機架采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，在機架的上部和下部通過鍵與R1 四輥粗軋機機架牢固相連，保證軋制的穩(wěn)定性。主傳動由兩臺上置立式電機，通過減速機傳動萬向接軸，驅(qū)動軋輥進行軋制，兩側(cè)軋輥轉(zhuǎn)動電氣同步。側(cè)壓裝置分布于軋機操作側(cè)和傳動側(cè)，每側(cè)采用兩個長行程液壓缸進行側(cè)壓，具有液壓寬度自動控制(AWC)功能和短行程(SSC)控制功能，AWC、SSC 的控制是用伺服液壓系統(tǒng)實現(xiàn)，側(cè)壓液壓缸固定在機架的內(nèi)側(cè)，每側(cè)布置1 個平衡液壓缸，用于消除各機構(gòu)之間的間隙。軋輥軸承采用四列圓錐滾子軸承，軋輥為合金鑄鋼輥。軋機入出口各設(shè)置有1 根機架輥，由電機通過鼓形齒接軸傳動。軋機主減速機的支承梁上設(shè)置有接軸提升裝置，由液壓缸驅(qū)動，實現(xiàn)軋輥和萬向接軸的連接與分離，便于軋輥和接軸的更換。軋輥更換用車間吊車通過鋼絲繩實現(xiàn)。

3.4 R1 四輥粗軋機

R1 四輥粗軋機的主要技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 R1 四輥粗軋機主要技術(shù)參數(shù)Table 3 Main technical parameters of R1 four-high rough rolling mill

R1 四輥粗軋機將原料坯軋制到所需要的中間坯厚度，四輥軋機工作輥直徑小，有利于帶坯的厚度控制，因有支承輥，減少了工作輥的撓度，可軋制較薄的、厚度均勻的中間坯。軋機主傳動由電機直接傳動萬向接軸，上電機在后下電機在前，接軸為十字頭式萬向接軸，接軸平衡采用單支點液壓平衡。軋機機架采用整鑄型式，通過橫梁連接。在操作側(cè)機架的外側(cè)安裝了工作輥和支承輥軸向鎖緊擋板，由液壓缸進行擋板的鎖緊和打開。在傳動側(cè)牌坊的外側(cè)安裝有接軸液壓抱緊裝置，在換輥時，由液壓缸驅(qū)動卡板支承工作輥接軸。軋機窗口上部設(shè)置有支承輥平衡裝置，由主平衡缸始終向上拉動平衡梁，給上支承軸承座施加適當?shù)钠胶饬σ韵g隙。在機架窗口中部設(shè)置有固定軌道，與操作側(cè)機架外側(cè)軌道相接，用于工作輥更換。壓下采用電動壓下+液壓AGC，電動壓下由兩側(cè)兩臺電動機通過蝸輪蝸桿減速機傳動壓下螺絲，帶動上輥系升降實現(xiàn)軋輥的輥縫調(diào)整，兩側(cè)電動壓下電氣同步;液壓AGC 布置在軋機的下部，用于板坯壓下、回松和動態(tài)調(diào)整軋制線。工作輥為高鉻鋼，軸承采用四列圓錐滾子軸承，具有承載能力大、壽命長、摩擦系數(shù)低的特點。支承輥為鍛鋼輥，采用摩根油膜軸承。軋機中部設(shè)置有工作輥平衡系統(tǒng)。在軋機入出口布置有導衛(wèi)裝置，在導衛(wèi)入口和出口布置有工作輥冷卻集管和除鱗集管。機架輥位于軋機的入、出口側(cè)，各一根，由電機通過鼓形齒接軸傳動，接軸上設(shè)置有撥叉機構(gòu)，在換輥時用以脫開機架輥和接軸。機架輥軸承座布置在軋機牌坊的內(nèi)側(cè)。在軋機的操作側(cè)設(shè)置有液壓換輥裝置，軋機的換輥在主軋跨內(nèi)進行。

3.5 保溫罩

保溫罩的主要技術(shù)參數(shù)見表4。

表4 保溫罩主要技術(shù)參數(shù)Table 4 Main technical parameters of insulation cover

保溫罩安裝在R1 四輥粗軋機后對中間坯進行保溫，可以降低中間坯的溫降速度以實現(xiàn)軋制優(yōu)良產(chǎn)品。

保溫罩全長72 m，入口設(shè)置有液壓導向裝置。每段保溫罩各自獨立，由液壓缸實現(xiàn)開閉。

3.6 轉(zhuǎn)鼓式飛剪

轉(zhuǎn)鼓式飛剪的主要技術(shù)參數(shù)見表5。

表5 轉(zhuǎn)鼓式飛剪主要技術(shù)參數(shù)Table 5 Main technical parameters of rotary drum type flying shear

轉(zhuǎn)鼓式飛剪布置在精軋機組前面，用于切去形狀不規(guī)則的中間坯頭尾，減少精軋和卷取的卡鋼事故，使成品鋼卷有良好的頭尾，設(shè)有切頭切尾優(yōu)化剪切系統(tǒng)。飛剪由一臺電機通過減速機和傳動軸驅(qū)動下轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動，通過上下轉(zhuǎn)鼓兩端的兩對同步齒輪帶動上轉(zhuǎn)鼓同步轉(zhuǎn)動，完成對中間坯頭尾的剪切。兩對剪刃成180°分別布置在轉(zhuǎn)鼓上，兩對剪刃均為弧形剪刃。在轉(zhuǎn)鼓上布置有鎖緊缸，實現(xiàn)剪刃在線更換。剪刃側(cè)隙由電機帶動上轉(zhuǎn)轂作軸向運動進行調(diào)整。在飛剪入口端設(shè)置有1 根輥子用于導向，輥子由電機傳動。飛剪下部設(shè)置有溜槽和可移動的料頭收集車。

3.7 F1～F6 精軋機

F1～F6 精軋機的主要技術(shù)參數(shù)見表6。

表6 F1～F6 精軋機主要技術(shù)參數(shù)Table 6 Main technical parameters of F1～F6 finish rolling mill

精軋機組由6 個機架組成，采用全連軋方式，軋機出口速度高達20.42 m/s，F(xiàn)1～F5 軋機是由主傳動電機、減速機、齒輪機座和萬向接軸傳動工作輥。F6 軋機是由主傳動電機、齒輪機座和萬向接軸傳動工作輥。軋機機架采用整鑄型式，通過橫梁連接。在操作側(cè)機架的外側(cè)安裝了工作輥和支承輥軸向鎖緊擋板，由液壓缸進行擋板的鎖緊和打開。在傳動側(cè)牌坊的外側(cè)安裝有接軸抱緊裝置，在換輥時，由液壓缸驅(qū)動卡板抱緊工作輥接軸。軋機窗口上部設(shè)置有上支承輥平衡裝置，由主平衡缸始終向上拉動平衡梁，給上支承軸承座施加適當?shù)钠胶饬σ韵g隙。在機架中部設(shè)置有可升降的工作輥換輥軌道，在液壓缸的作用下可抬升軌道，與操作側(cè)機架外側(cè)軌道相接，用于工作輥更換。軋機壓下系統(tǒng)為液壓AGC，能快速有效調(diào)整，設(shè)置彎輥系統(tǒng)控制板型，減少換輥次數(shù)和輥耗，提高作業(yè)率和產(chǎn)量。具有工作輥輥形技術(shù)，能改進帶鋼板形和平直度控制，工作輥可竄動以調(diào)整輥縫外形，獲得理想的板形。工作輥軸承采用四列圓錐滾子軸承，工作輥為高鉻球墨鑄鐵和無限冷硬合金復合軋輥。支承輥軸承采用摩根油膜軸承，支承輥為鍛鋼輥。為補償支承輥和工作輥的輥徑變化，每臺精軋機在下支承輥軸承座下部設(shè)有一組用液壓缸驅(qū)動的階梯墊。在機架間設(shè)置有入出口導衛(wèi)裝置，上面布置有軋輥冷卻水、帶鋼冷卻水、F1～F4 入口有軋輥防剝落裝置。在機架間設(shè)有液壓活套用于支撐帶鋼，形成調(diào)節(jié)軋機動態(tài)速度變化的套量，維持機架間帶鋼的張力，參與精軋機組的調(diào)速控制，保證軋制的穩(wěn)定性，活套輥為被動輥，裝在活套架上。精軋機組設(shè)置有快速換輥裝置，軋輥的更換在主軋跨內(nèi)進行。工作輥的拉出與送進以及新舊輥系的橫移均采用液壓缸驅(qū)動，支承輥的拉出與送進采用液壓缸驅(qū)動。

3.8 層流冷卻裝置

層流冷卻裝置的主要技術(shù)參數(shù)見表7。

層流冷卻裝置的冷卻水集管，能根據(jù)帶鋼厚度、鋼種及軋制速度，控制開啟的噴水組數(shù)和調(diào)節(jié)水量，將帶鋼由終軋溫度冷卻至所要求的卷取溫度，控制帶鋼的冶金特性，以獲得均勻冷卻的帶鋼。層流冷卻由46 根精調(diào)上集管(每根精調(diào)上集管對應(yīng)三根下集管)、28 根粗調(diào)上集管(每根粗調(diào)上集管對應(yīng)三根下集管)和24 根過渡區(qū)下集管組成。每根上集管有兩排U 型管。每兩根上集管通過一個翻轉(zhuǎn)液壓缸翻到垂直位置，以方便檢修。集管的開閉通過氣動閥控制。

3.9 卷取機

卷取機的主要技術(shù)參數(shù)見表8。

軋線布置有兩臺地下卷取機，卷取機為四助卷輥全液壓卷取機。4 個助卷輥均采用液壓自動踏步控制(AJC)，可以防止帶頭沖擊助卷輥，防止帶鋼產(chǎn)生壓痕，采用恒張力卷取，保證帶鋼頭幾圈卷取質(zhì)量，降低卷取時噪音。1 號助卷輥為雙重式二輥設(shè)計，由電機通過減速機、萬向接軸分別驅(qū)動1 號助卷輥的兩根輥子，輥子采用精確的壓力控制。2、3、4 號助卷輥均由電機通過萬向接軸驅(qū)動，設(shè)計4 號助卷輥，可以相應(yīng)縮短導板長度，以減小與引入帶鋼的摩擦。卷取機卷筒由卷筒電機通過主傳動箱帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，主傳動箱為雙速比減速機，卷取厚帶鋼時采用高速比，卷取薄帶鋼時采用低速比。卷取機機架為分體式機架，由入、出口機架組成。在機架操作側(cè)外部設(shè)置有卷筒外支撐裝置，由2 個液壓缸驅(qū)動卷筒外支撐架打開閉合。卷取機為可移動式，整個卷取機機架可以在液壓缸的作用下移出軋線外進行檢修。每臺卷取機入口均設(shè)置有夾送輥裝置，其中上夾送輥由電機通過減速機傳動萬向接軸驅(qū)動，下夾送輥由電機通過萬向接軸直接驅(qū)動，上夾送輥由2 個輥縫液壓缸同步驅(qū)動作升降運動來調(diào)整輥縫。

表7 層流冷卻裝置主要技術(shù)參數(shù)Table 7 Main technical parameters of Laminar cooling device

表8 卷取機主要技術(shù)參數(shù)Table 8 Main technical parameters of coiler

4 波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機先進技術(shù)

波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機設(shè)備采用了以下新技術(shù):

(1)全線采用粗軋除鱗箱、R1 四輥粗軋機、精軋除鱗箱三點高壓水除鱗技術(shù)，保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

(2)立輥軋機具有寬度自動控制(AWC)功能和短行程控制(SSC)功能，提高寬度控制精度和成材率。

(3)四輥粗軋機采用電動+液壓壓下，保證了位置精度，提高了中間坯的厚度精度并減小了中間坯長度方向上的鐮刀彎。

(4)設(shè)置有保溫罩，對中間坯進行保溫并更精確控制中間坯溫度。

(5)轉(zhuǎn)鼓式飛剪具有頭尾優(yōu)化剪切功能，提高收得率。

(6)F1～F6 精軋機為四輥全液壓精軋機，設(shè)有液壓厚度自動控制技術(shù)(AGC)，保證帶鋼厚度精度;工作輥輥形、竄輥和彎輥的板型控制技術(shù)，保證帶鋼的板型和平直度控制，實現(xiàn)自由程序軋制，降低輥耗;設(shè)有帶鋼冷卻保證帶鋼的性能;精軋機之間采用液壓活套，使帶鋼在微張力狀態(tài)下進行軋制，保證帶鋼厚度和寬度精度;工作輥換輥設(shè)有快速換輥裝置，減少工作輥換輥時間，提高軋機有效作業(yè)率。

(7)輸出輥道輥子表面為硬質(zhì)噴焊層、光滑耐磨，避免帶鋼表面擦傷，提高輥子壽命。

(8)層流冷卻裝置能根據(jù)帶鋼溫度、厚度、鋼種及軋制速度，控制開啟的噴水組數(shù)和調(diào)節(jié)水量，將帶鋼由終軋溫度冷卻至所要求的卷取溫度。

(9)卷取機采用全液壓四助卷輥地下卷取機，帶自動踏步控制功能(AJC)，保證鋼卷的卷形質(zhì)量;卷取機前面設(shè)有短行程控制的液壓側(cè)導板，保證嚴格地對中帶鋼，改善卷形。

5 結(jié)束語

波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機具有世界上先進的整體裝機水平，中國二重與西門子-奧鋼聯(lián)公司合作，成功制造了波蘭2 250 mm 熱帶鋼軋機生產(chǎn)線，充分體現(xiàn)出中國二重在冶金設(shè)備的生產(chǎn)制造方面已經(jīng)達到世界先進水平，將為二重集團公司推進國際化、實施大外貿(mào)贏得廣闊的國際市場。

［1］中國金屬學會熱軋板帶學術(shù)委員會.中國熱軋寬帶鋼軋機及生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2002.