一種雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組

夏軍勇 丁文紅

(中冶南方工程技術(shù)有限工程公司軋機(jī)分公司 湖北武漢430223)

一種雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組

夏軍勇①丁文紅

(中冶南方工程技術(shù)有限工程公司軋機(jī)分公司 湖北武漢430223)

針對(duì)傳統(tǒng)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)的系列問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組。該機(jī)組相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)型增加中間輥竄輥、中間輥彎輥等板形調(diào)節(jié)手段，更好地改善板形；該機(jī)型采用1#機(jī)架乳化液直噴輥縫潤(rùn)滑、1#機(jī)架配置雙輥系，大幅度降低軋制力、提高軋制穩(wěn)定性；該機(jī)型開(kāi)發(fā)乳化液阻隔及防結(jié)露裝置、輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器等裝置，降低板面乳化液殘留、消除金屬粉塵，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少環(huán)境污染。

雙機(jī)架平整兼二次冷軋 雙輥系 乳化液直噴 防結(jié)露裝置 輥縫吸塵

1 前言

1)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)組主要用來(lái)生產(chǎn)鍍錫原板，包括一次冷軋鍍錫原板T1～T5，二次冷軋鍍錫原板DR7～DR10。一次冷軋鍍錫原板采用雙機(jī)架平整模式進(jìn)行生產(chǎn)，二次冷軋鍍錫原板采用1#機(jī)架軋制減薄，2#機(jī)架平整模式進(jìn)行生產(chǎn)。鍍錫原板特別是二次材由于帶鋼薄，運(yùn)行速度高，板形控制、軋制力控制、延伸率控制、張力控制都很困難，生產(chǎn)工藝設(shè)備有別于普板[1][2]。對(duì)于生產(chǎn)這類(lèi)高附加值的冷軋產(chǎn)品的軋機(jī)機(jī)組存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)傳統(tǒng)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)的機(jī)型采用4輥的結(jié)構(gòu)，缺乏竄輥、中間輥彎輥等板形的調(diào)節(jié)手段，生產(chǎn)帶鋼板形差；

(2)傳統(tǒng)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)普遍采用3%～5%濃度的循環(huán)乳化液潤(rùn)滑輥縫，潤(rùn)滑效果差，生產(chǎn)DR9、DR10等極硬的帶鋼時(shí)，所需軋制力大，軋制穩(wěn)定性差；

(3)傳統(tǒng)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)為了滿(mǎn)足鍍錫板平整的需求，工作輥輥徑普遍在450mm～550mm，輥徑偏大，該范圍的輥徑可軋厚度偏厚，無(wú)法實(shí)現(xiàn)0.15mm以下極薄帶鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)；

(4)傳統(tǒng)機(jī)型乳化液吹掃不凈、結(jié)露現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致1#機(jī)架出口帶鋼表面乳化液殘留嚴(yán)重，無(wú)法實(shí)現(xiàn)1#機(jī)架二次冷軋，2#機(jī)架干平整的生產(chǎn)模式；

(5)傳統(tǒng)機(jī)型干平整模式下，金屬粉塵難以消除，易出現(xiàn)板面色差并造成環(huán)境污染。

2)針對(duì)傳統(tǒng)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)的系列問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組。該機(jī)組機(jī)型為六輥UCM，相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)型增加中間輥竄輥、中間輥彎輥等板形調(diào)節(jié)手段，更好地改善板形；該機(jī)型采用5%～20%高濃度乳化液直噴系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)1#機(jī)架輥縫潤(rùn)滑，該種潤(rùn)滑方式可大大增加輥縫潤(rùn)滑效果、大幅度降低軋制力、提高軋制穩(wěn)定性、適合DR9、DR10等極硬帶鋼的生產(chǎn)；該機(jī)型1#機(jī)架配置雙輥系，在平整模式下，機(jī)組使用大輥徑工作輥(輥徑410mm～460mm)進(jìn)行生產(chǎn)，提高軋制剛度和軋制穩(wěn)定性，在二次冷軋模式下，機(jī)組使用小輥徑工作輥(輥徑300mm～340mm)進(jìn)行生產(chǎn)，提高單位軋制力，降低可軋厚度，適用于0.15mm以下極薄帶鋼的生產(chǎn)；開(kāi)發(fā)乳化液阻隔及防結(jié)露裝置，大大減少1#機(jī)架出口帶鋼表面乳化液殘留，實(shí)現(xiàn)1#機(jī)架二次冷軋，2#機(jī)架干平整的生產(chǎn)模式；開(kāi)發(fā)輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器等裝置，在干平整模式下，消除金屬粉塵，減少板面色差和環(huán)境污染。

2 雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)機(jī)架窗口結(jié)構(gòu)

1)雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組1#機(jī)架、2#機(jī)架均為六輥UCM。

圖1為雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)窗口及彎輥塊示意圖。該機(jī)型具有工作輥正負(fù)彎輥、中間輥正彎功能，彎輥動(dòng)作由彎輥塊上的彎輥缸推動(dòng)軋輥軸承座實(shí)現(xiàn)。工作輥彎輥缸安裝在工作輥彎輥塊10、11上，工作輥正彎缸2、7每個(gè)軸承座四個(gè)，共計(jì)提供最大約392kN的彎輥力，工作輥負(fù)彎缸4、5每個(gè)軸承座2個(gè)，共計(jì)提供最大約172kN的彎輥力。中間輥正彎缸1、8安裝在中間輥彎輥塊9、12上，每個(gè)軸承座四個(gè)，共計(jì)提供最大約480kN的彎輥力。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，機(jī)組根據(jù)板形的需求人工或自動(dòng)分配調(diào)節(jié)工作輥和中間輥的彎輥力，精確控制出口帶鋼板形。

圖1 雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)窗口及彎輥塊示意圖

圖2 雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)竄輥裝置

2)該機(jī)組還具有中間輥竄輥功能，根據(jù)來(lái)料帶鋼寬度，機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)竄輥的位置，用以解決帶鋼邊降等問(wèn)題，更好地改善板形。見(jiàn)圖2雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)竄輥裝置。竄輥液壓缸2安裝在竄輥支架1上，竄輥液壓缸2連接中間輥傳動(dòng)側(cè)彎輥塊4，中間輥傳動(dòng)側(cè)彎輥塊4通過(guò)竄輥梁5與操作側(cè)中間輥彎輥塊相連。通過(guò)中間輥傳動(dòng)側(cè)彎輥塊4上的鎖緊塊3可把中間輥軸承座鎖死在中間輥傳動(dòng)側(cè)彎輥塊4上，保證中間輥與中間輥彎輥塊同步移動(dòng)。上下中間輥竄輥分別由2個(gè)竄輥液壓缸提供竄輥力，竄輥?zhàn)畲笮谐?00mm～400mm，最大竄輥力為約700kN。竄輥液壓缸中安裝線性位移傳感器用以精確測(cè)量竄輥行程。

3)如圖1所示，為了提高軋制穩(wěn)定性，防止軋制過(guò)程中軋輥交叉，該機(jī)組出口側(cè)彎輥塊上裝有側(cè)推缸3、6。生產(chǎn)過(guò)程中，側(cè)推缸活塞桿伸出，使工作輥軸承座貼緊入口工作輥彎輥塊10、11，防止上、下工作輥交叉。

3 主要工藝檢測(cè)儀表及生產(chǎn)模式

1)雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組的主要工藝檢測(cè)儀表配置見(jiàn)圖3。

圖3 雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)主要工藝檢測(cè)儀表

1)張力計(jì)5，3套，布置在1#機(jī)架入口、機(jī)架間和2#機(jī)架出口；

2)測(cè)厚儀1，3套，布置在1#機(jī)架入口、機(jī)架間和2#機(jī)架出口；

3)激光測(cè)速儀2，3套，布置在1#軋機(jī)入口和出口，2#軋機(jī)出口；

4)板形儀4，1套，布置在2#軋機(jī)出口；

5)軋制力計(jì)3，2套，布置在1#、2#機(jī)架窗口頂部；

6)軋輥輥縫位置傳感器(SONY磁尺)6，1#和2#軋機(jī)共計(jì)2×2套，安裝在壓上缸上。

2)雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組具有6種生產(chǎn)模式。如表1所示，當(dāng)機(jī)組生產(chǎn)CQ、DQ等普冷板或T1～T5一次冷軋鍍錫板時(shí)，可選擇1#機(jī)架干平整+2#機(jī)架干平整或1#機(jī)架濕平整+2#機(jī)架濕平整兩種工藝模式；當(dāng)生產(chǎn)DQ、EDDQ、IF等較軟帶鋼時(shí)，可選擇單機(jī)架的生產(chǎn)模式，即2#機(jī)架干平整或2#機(jī)架濕平整；當(dāng)生產(chǎn)DR7～DR10等二次冷軋鍍錫板時(shí)，可選擇1#機(jī)架二次冷軋+2#機(jī)架干平整和1#機(jī)架二次冷軋+2#機(jī)架濕平整兩種模式進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)行二次冷軋生產(chǎn)時(shí)，1#機(jī)架選用小輥(輥徑φ340mm)進(jìn)行軋制。

4 極薄板穩(wěn)定軋制技術(shù)

該技術(shù)包括乳化液直噴輥縫潤(rùn)滑技術(shù)和大小輥雙輥系技術(shù)。

該機(jī)型1#機(jī)架采用二次冷軋模式進(jìn)行生產(chǎn)。1#機(jī)架減薄比約為20%～40%，生產(chǎn)DR9、DR10等極硬帶鋼時(shí)，通常減薄比需>30%。由于常規(guī)循環(huán)乳化液輥縫潤(rùn)滑的效果差，軋制力偏大、軋制穩(wěn)定性差，同時(shí)循環(huán)的乳化液容易把雜物帶入輥縫導(dǎo)致帶鋼表面缺陷甚至出現(xiàn)斷帶的危險(xiǎn)。該機(jī)型采用5%～20%高濃度乳化液直噴系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)1#機(jī)架輥縫潤(rùn)滑，該種潤(rùn)滑方式可大大增加輥縫潤(rùn)滑效果、大幅度降低軋制力、提高軋制穩(wěn)定性、適合DR9、DR10等極硬帶鋼的生產(chǎn)。

表1 生產(chǎn)模式(每個(gè)產(chǎn)品種類(lèi)生產(chǎn)時(shí)都可選擇兩種模式)

該機(jī)型1#機(jī)架配置雙輥系，在平整模式下，機(jī)組使用大輥徑工作輥(輥徑410mm～460mm)進(jìn)行生產(chǎn)，提高軋制剛度和軋制穩(wěn)定性。在二次冷軋模式下，機(jī)組使用小輥徑工作輥(輥徑300mm～340mm)進(jìn)行生產(chǎn)，提高單位軋制力，降低可軋厚度，適用于0.15mm以下極薄帶鋼的生產(chǎn)。小輥徑工作輥輥系除了工作輥輥徑與大輥徑工作輥輥系不一樣外，工作輥、中間輥軸承座結(jié)構(gòu)也有差異。兩種輥系狀態(tài)下，彎輥塊、支承輥、機(jī)架、壓上缸等相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工作模式完全一樣。

5 板面清潔技術(shù)

板面清潔包括乳化液阻隔及防結(jié)露工藝及干平整吸塵工藝。

為了提高二次冷軋板面質(zhì)量，本機(jī)組開(kāi)發(fā)了乳化液阻隔及防結(jié)露裝置，該裝置不僅可以防止乳化液竄流到出口帶鋼表面、還可以防止帶鋼上部凝結(jié)的乳化液滴落帶鋼上表面形成乳化液斑。實(shí)例見(jiàn)圖4吸塵及乳化液阻隔等裝置布置圖。圖4中防纏導(dǎo)板4和出口導(dǎo)板6上均安裝有高耐磨氟橡膠刮板，在軋制時(shí)，防纏導(dǎo)板4和出口導(dǎo)板6伸出，橡膠刮板分別與上、下工作輥接觸，防止乳化液從帶鋼的上、下部飛濺或滴落到帶鋼表面；側(cè)向防濺擋板5共有兩塊，分立傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)，可以根據(jù)帶鋼寬度調(diào)整擋板間距，防止乳化液從側(cè)向飛濺到帶鋼表面。防纏導(dǎo)板4下表面帶有導(dǎo)向溝槽，防止乳化液結(jié)露后滴落至帶鋼表面。通過(guò)該方法，徹底杜絕了殘留乳化液進(jìn)入2#機(jī)架，實(shí)現(xiàn)1#機(jī)架二次冷軋，2#機(jī)架干平整的生產(chǎn)模式，大大提高成品的表面質(zhì)量。在干平整模式下，為了消除帶鋼表面缺陷、提高表面質(zhì)量。本機(jī)組開(kāi)發(fā)并配置了輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器等裝置。見(jiàn)圖4吸塵及乳化液阻隔等裝置布置圖。中間輥輥縫吸塵裝置布置在1#、2#機(jī)架入口，分為上中間輥輥縫吸塵裝置2和下中間輥輥縫吸塵裝置1。輥縫吸塵裝置布置在工作輥和中間輥輥縫區(qū)域，用于抽吸工作輥和中間輥之間研磨產(chǎn)生的粉塵。工作輥輥縫吸塵裝置布置在1#、2#機(jī)架出口、防纏導(dǎo)板4前端，用于抽吸工作輥和帶鋼之間研磨產(chǎn)生的粉塵。吸塵裝置通過(guò)負(fù)壓的方式抽吸輥縫處因干平整生產(chǎn)的粉塵，帶有大量粉塵的空氣通過(guò)吸塵風(fēng)管路被離心風(fēng)機(jī)吸入機(jī)組外的除塵器進(jìn)行過(guò)濾處理。支承輥擦拭器分為上支承輥擦拭器3和下支承輥擦拭器4，位于1#、2#機(jī)架出口。工作時(shí)，上支承輥擦拭器3和下支承輥擦拭器4的擦拭頭伸出分別靠緊上下支承輥。擦拭頭研磨支承輥表面，防止支承輥表面粉塵粘連，研磨下的粉塵顆粒被擦拭頭上的吸塵管路通過(guò)離心風(fēng)機(jī)吸入除塵器進(jìn)行處理。通過(guò)輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器的使用，減少了環(huán)境污染、提高了板面質(zhì)量。

圖4 吸塵及乳化液阻隔等裝置布置圖

6 總結(jié)

針對(duì)傳統(tǒng)雙機(jī)架平整兼二次冷軋機(jī)的系列問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的雙機(jī)架六輥UCM平整兼二次冷軋機(jī)組已在遷安思文科德薄板科技有限公司順利投產(chǎn)。該機(jī)組最高速度：平整模式達(dá)1500m/min，二次冷軋模式達(dá)1200m/min；二次冷軋模式最薄規(guī)格達(dá)0.14mm；帶鋼殘油97.0mg/m2,殘鐵6.2mg/m2。機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。

[1]Wenhong Ding,Junyong Xia.Key Equipment and Innovative Technology for Tempering of super Thin Strip.Advanced Materials Research Vol.145 (2011) pp.145-152.

[2]夏軍勇,丁文紅.極薄板平整的成材率及機(jī)組產(chǎn)能提升技術(shù).冶金設(shè)備,2010.12:18-20.

[3]李秀軍,吳首民.DCR機(jī)組復(fù)雜板形缺陷產(chǎn)生機(jī)理與控制研究.機(jī)械工程與自動(dòng)化,2013(8):104-107.

[4]李貴賓,李秀軍等.極薄板軋制中上下表面均勻潤(rùn)滑控制技術(shù)的開(kāi)發(fā).機(jī)械工程與自動(dòng)化,2013(6):102-104.

ATwoStands6-HighUCMmillforSkinPassingandDoubleColdReduction

Xia Junyong Ding Wenhong

(WISDRI Engineering & Research Incorporation Limited Rolling Mill Filiale, Wuhan 430223)

To resolve the problems of the conventional two stands skin passing and double cold reducting mill, a new two stands skin passing and double cold reducting mill with 6-high and UCM is developed. The new mill has fuctions of interim rolls axial shifting system and bending system to improve the stip flatness. And, the direct spray of emulsion and double rollers system is applied in 1st stand for reducing the rolling force and improve the rolling stability. At last, anti-dewing equipment, cleaner of roller gap and wiper of backup roller are applied in the mill to reduce the surface residual of strip and clean up the metallic dust, in order to improve the surface quality of product and environmental pollution.

Two stands skin passing and double cold reducting mill Double rollers system Direct spray of emulsion Anti-dewing equipment Cleaner of roller gap

夏軍勇，男，1976年出生，畢業(yè)于華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專(zhuān)業(yè)，博士研究生，高級(jí)工程師，主要從事冷軋機(jī)組設(shè)備的設(shè)計(jì)和研發(fā)

TG333.72

A

10.3969/j.issn.1001-1269.2014.05.004

2014-05-19)