巨科1 850 mm鋁板帶熱連軋機(jī)成套設(shè)備技術(shù)

張順寧 向健康

(二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司重型機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，四川 618000)

巨科1 850 mm鋁板帶熱連軋機(jī)成套設(shè)備技術(shù)

張順寧 向健康

(二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司重型機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，四川 618000)

詳細(xì)介紹了我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的高精密1 850 mm(1+4)鋁板帶熱連軋機(jī)生產(chǎn)線的技術(shù)參數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)和裝機(jī)水平。

鋁板帶;熱連軋機(jī);成套設(shè)備技術(shù)

自2005年我國(guó)西南鋁引進(jìn)第一條具有國(guó)際先進(jìn)水平的2 000 mm(1+4)鋁板帶熱連軋機(jī)項(xiàng)目投產(chǎn)以后，不僅結(jié)束了我國(guó)鋁板帶生產(chǎn)熱軋技術(shù)相對(duì)落后的局面，還提升了我國(guó)鋁板帶的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量臺(tái)階。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)高質(zhì)量的熱軋鋁板帶需求越來(lái)越大。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)紛紛投資建設(shè)熱軋鋁板帶生產(chǎn)線，由于考慮到產(chǎn)品定位和項(xiàng)目投資，仍有相當(dāng)部分企業(yè)采用國(guó)內(nèi)自主技術(shù)集成的熱連軋機(jī)設(shè)備。

目前我國(guó)已建成投產(chǎn)的鋁板熱連軋生產(chǎn)線情況見(jiàn)表1。

1 巨科1 850 mm鋁板帶生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

巨科1 850 mm(1+4)鋁板帶生產(chǎn)線是巨科公司于2011年與二重集團(tuán)公司簽訂總包合同，由二重集團(tuán)公司負(fù)責(zé)全線機(jī)械、電氣、液壓設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和安裝的，其中電氣設(shè)計(jì)供貨由北京科技大學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司負(fù)責(zé)。全線主要設(shè)備由板坯上料裝置、立輥軋機(jī)、四輥粗軋、重型剪、輕型剪、精軋機(jī)組、園盤剪、卷取機(jī)、板卷運(yùn)輸系統(tǒng)等組成，主要用于將來(lái)料規(guī)格厚度640 mm(銑面后)、寬度900 mm～1 700 mm、長(zhǎng)度3 500 mm～7 000 mm、最大重量20 355 kg的鋁錠軋制成厚度2 mm～10 mm、最大外徑?2 500 mm、卷材寬度830 mm～1700 mm的成品，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量80萬(wàn)噸。

表1 已建成投產(chǎn)的鋁板熱連軋生產(chǎn)線Table 1 Established and produced Al strip hot continuousm ill production line

2 巨科1 850 mm鋁板帶生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介

銑面后的鋁或鋁合金鑄錠在立推式加熱爐中加熱、保溫后通過(guò)翻錠機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)到粗軋機(jī)前的上料輥道上，經(jīng)測(cè)溫、清洗后，根據(jù)需要通過(guò)立輥軋機(jī)滾邊后，輸送到粗軋機(jī)進(jìn)行可逆軋制。當(dāng)軋到80 mm～150 mm左右時(shí)，在重剪上切去頭尾部分。當(dāng)軋制到工藝要求的中間坯厚度時(shí)，在輕剪上切去頭部，輸送至4機(jī)架精軋機(jī)進(jìn)行連續(xù)軋制至成品厚度。成品帶材經(jīng)圓盤剪切邊、碎邊剪碎邊后，進(jìn)入卷取機(jī)卷取成卷。成品熱軋卷再由卸卷小車運(yùn)至1#升降鞍座自動(dòng)打捆，打捆后由運(yùn)卷小車運(yùn)至2#升降鞍座處進(jìn)行稱重，稱重后的帶卷運(yùn)往步進(jìn)梁處進(jìn)行噴印、儲(chǔ)存，最后由車間天車吊走。

3 熱軋線主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

3.1 機(jī)械設(shè)備

3.1.1 立輥軋機(jī)

立輥軋機(jī)用于板坯的滾邊和寬度控制。立輥為下傳動(dòng)型，位于粗軋機(jī)入口側(cè)。其技術(shù)參數(shù)為:

型式:臥式電機(jī)下傳動(dòng);

最大軋制力/kN:5000;

軋制速度/(m/min):0～100～240;

立輥開(kāi)口度/mm:800～1 900;

主電機(jī)功率:1 200 kW，1臺(tái)。

設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):立輥軋機(jī)由主傳動(dòng)裝置、機(jī)架裝配、軋輥與滑架裝配、側(cè)壓裝置、機(jī)架輥、平臺(tái)欄桿、配管等組成。立輥機(jī)架為整體鑄鋼件，軋輥軸承采用雙列圓錐滾子軸承，軋輥、軸承、軸承座等組成一個(gè)整體，裝入鑄鋼滑架內(nèi)?；芘c錐齒輪箱連接，錐齒輪箱支撐在下牌坊的導(dǎo)板上，在長(zhǎng)行程液壓缸的推動(dòng)下，滑架與錐齒輪箱沿導(dǎo)板在機(jī)架窗口內(nèi)移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軋輥開(kāi)口度的調(diào)整，兩側(cè)側(cè)壓裝置可單動(dòng)也可聯(lián)動(dòng)。立輥軋機(jī)主傳動(dòng)采用臥式電機(jī)下傳動(dòng)型式，位于軋機(jī)中心線傳動(dòng)側(cè)的主電機(jī)通過(guò)主減速機(jī)傳動(dòng)帶中間軸的鼓形齒式聯(lián)軸器，通過(guò)花鍵軸帶動(dòng)，經(jīng)錐齒輪減速換向，圓柱齒輪減速，驅(qū)動(dòng)軋輥進(jìn)行軋制。傳動(dòng)側(cè)花鍵軸通過(guò)鼓形齒式聯(lián)軸器帶動(dòng)操作側(cè)花鍵軸，驅(qū)動(dòng)操作側(cè)軋輥，實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)軋輥同步。

3.1.2 四輥粗軋機(jī)

四輥粗軋機(jī)位于立輥軋機(jī)之后，對(duì)板坯進(jìn)行往復(fù)軋制直至工藝要求的厚度。其技術(shù)參數(shù)為:

軋制壓力/kN:36 000;

軋制速度/(m/min):0～100～240;

工作輥輥徑/mm:900/850×1 950;

支承輥輥徑/mm:1 400/1 300×1 850;

最大輥縫/mm:700(最大輥徑時(shí));

主電機(jī):4×2 250 kW。

設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四輥軋機(jī)由機(jī)架裝配、工作輥裝配、支撐輥裝配、換輥裝置、壓下裝置、平衡裝置、工作輥刷輥裝置、冷卻與吹掃系統(tǒng)、主傳動(dòng)裝置等構(gòu)成。機(jī)架為整體鑄鋼件，工作輥和支撐輥分別裝有四列圓錐滾子軸承和圓柱滾子軸承，由主傳動(dòng)電機(jī)通過(guò)齒輪機(jī)座傳動(dòng)上下工作輥同步轉(zhuǎn)動(dòng);軋輥的開(kāi)口度由布置在平臺(tái)上的一臺(tái)壓下電機(jī)通過(guò)蝸輪副減速機(jī)帶動(dòng)壓下螺絲轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輥縫調(diào)節(jié);布置在軋機(jī)機(jī)架窗口底部的壓上AGC缸可用于軋制過(guò)程中根據(jù)不同的軋輥直徑進(jìn)行軋線調(diào)整;為保證鋁板軋制質(zhì)量，除工作輥、支承輥在軋機(jī)的入出口側(cè)布置冷卻集管進(jìn)行分段冷卻外，還有位于粗軋機(jī)出口側(cè)的工作輥刷輥和位于軋機(jī)入出口側(cè)帶材上方的乳化液和空氣吹掃噴嘴不斷去除帶材表面乳化液。

3.1.3 重型剪

重型剪位于粗軋機(jī)出口側(cè)，用于剪切頭尾張嘴部分的板坯。其技術(shù)參數(shù)為:

剪切方式:液壓上切式;

最大剪切寬度/mm:1 750;

最大剪切厚度/mm:150;

最大剪切力/kN:約8 000;

剪切頻率/(次/分):3;

剪刃斜度/度:約 3.5;

最大料頭剪切長(zhǎng)度/mm:600。

設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):該設(shè)備為單斜刃剪，由焊接機(jī)架、上刀刃裝置、下刀刃裝置、壓板裝置等組成，上刀刃由液壓缸通過(guò)曲柄連桿驅(qū)動(dòng)上刀座至預(yù)設(shè)剪切位置，下刀刃裝置由2個(gè)柱塞缸、1個(gè)活塞缸、下刀座及下剪刃等組成。剪切厚板坯時(shí)，活塞缸和柱塞缸共同作用驅(qū)動(dòng)下刀座實(shí)現(xiàn)剪切;剪切薄板坯時(shí)，活塞缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)下刀座實(shí)現(xiàn)剪切。

3.1.4 F1～F4精軋機(jī)

4臺(tái)精軋機(jī)用于將粗軋機(jī)送來(lái)的已切掉頭部的中間板坯軋制成成品帶材。其技術(shù)參數(shù)為:

結(jié)構(gòu)型式:四輥全液壓式軋機(jī);

最大軋制壓力/kN:26 000;

最大軋制速度/(m/min):F4出口500;

工作輥尺寸/mm:?710/?660×1 950;

支承輥尺寸/mm:?1 400/?1 300×1 850;

主傳動(dòng)電機(jī)/kW:4×2-2250。

設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):精軋機(jī)組由4臺(tái)全液壓壓下、帶正負(fù)彎輥控制系統(tǒng)的四輥不可逆軋機(jī)F1～F4組成。每臺(tái)精軋機(jī)又由機(jī)架裝配、工作輥裝配、支承輥裝配、平衡和彎輥系統(tǒng)、壓下AGC缸、軋線標(biāo)高調(diào)整裝置、工作輥刷輥、入出口導(dǎo)板、軋輥、帶材冷卻及帶材吹掃裝置、主傳動(dòng)裝置、快速換輥裝置、軋機(jī)平臺(tái)、排煙罩及保護(hù)罩、機(jī)上配管等組成。

工作輥軋輥軸承為四列圓錐滾子軸承。

支承輥軸承采用四列圓柱滾子軸承，帶雙列圓錐滾子軸承定位。

壓下采用全液壓壓下，為液壓AGC。兩臺(tái)伺服液壓AGC缸位于機(jī)架窗口上部。通過(guò)液壓伺服油缸調(diào)節(jié)輥縫。工作輥刷輥位于精軋機(jī)出口側(cè)，分別安裝在上下工作輥軸承座上。

帶材乳液吹掃噴嘴分別位于每臺(tái)軋機(jī)的入出口側(cè)帶材上方，用于防止帶材表面乳化液倒流及煙氣;帶材空氣吹掃噴嘴位于軋機(jī)入出口側(cè)帶材上方，以去除帶材表面乳化液。

F1～F4主傳動(dòng)裝置位于精軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)，由主傳動(dòng)電機(jī)通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器、聯(lián)合減速機(jī)、鼓形齒接軸傳動(dòng)上下工作輥同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.1.5 圓盤剪和碎邊剪

圓盤剪和碎邊剪位于F4精軋機(jī)出口側(cè)。圓盤剪用于切邊，使帶材的寬度達(dá)到所需要的成品寬度;碎邊剪把切邊分成等長(zhǎng)的碎片便于回收處理。其技術(shù)參數(shù)為:

剪切帶材規(guī)格/mm:厚度為2～10，最大單側(cè)寬度為80;

開(kāi)口度/mm:730～1 900;

刀盤直徑/mm:610;

水平剪刃間隙調(diào)整:液壓馬達(dá)，液壓缸鎖緊;

垂直剪刃間隙調(diào)整:齒輪馬達(dá)，液壓缸鎖緊;

主傳動(dòng)電機(jī)/kW:100。

設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):圓盤剪本體由傳動(dòng)側(cè)及操作側(cè)機(jī)座、上下刀軸裝配、水平剪刃間隙調(diào)整裝置、垂直剪刃間隙調(diào)整裝置、寬度調(diào)整裝置、底座、支撐輥裝配等組成。傳動(dòng)側(cè)及操作側(cè)機(jī)座、底座為焊接結(jié)構(gòu)件，刀軸裝配在其上;垂直剪刃間隙調(diào)整由齒輪馬達(dá)實(shí)現(xiàn);水平剪刃間隙調(diào)整由液壓馬達(dá)傳動(dòng)螺母進(jìn)行軸向移動(dòng);寬度調(diào)整由齒輪馬達(dá)通過(guò)萬(wàn)向接軸傳動(dòng)螺母絲杠進(jìn)行開(kāi)口度調(diào)整，帶材對(duì)中機(jī)組中心線調(diào)整由齒輪馬達(dá)調(diào)整;支撐輥裝配位于剪子中心，由支架及惰輥等組成，用于支撐帶材。

碎邊剪本體由上下刀軸裝配等組成，與圓盤剪共用機(jī)座、底座、寬度調(diào)整裝置。水平剪刃間隙調(diào)整采用人工調(diào)整。

圓盤剪和碎邊剪共用齒輪機(jī)座，分別由電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。

3.1.6 卷取機(jī)

卷取機(jī)用于卷取成品帶材，在正常軋制時(shí)與F4之間形成張力，在甩尾時(shí)與張力輥之間形成張力。其技術(shù)參數(shù)為:

最大張力/kN:230;

卷筒直徑/mm:?607/?610;漲縮方式:1個(gè)液壓缸;卷筒傳動(dòng)/kW:1 400。

設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):卷取機(jī)主要由減速機(jī)、傳動(dòng)裝置、卷筒、漲縮液壓缸、外支承等組成。卷筒為四棱錐脹縮式，卷筒的脹縮由液壓缸推動(dòng)，在卷筒端部安裝有軸承，外支承的托架就托在軸承的外徑處。托架由液壓缸帶動(dòng)擺動(dòng)，當(dāng)卸卷時(shí)將托架擺開(kāi)以便卸卷小車開(kāi)出來(lái)。

3.2 流體系統(tǒng)

根據(jù)機(jī)械設(shè)備工藝要求設(shè)置5套液壓系統(tǒng)、兩套稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)、兩套油-氣潤(rùn)滑系統(tǒng)、兩套干油潤(rùn)滑系統(tǒng)、兩套工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)、兩套氣動(dòng)系統(tǒng)(粗軋機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)、精軋機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng))。

3.3 電氣設(shè)備

3.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)

為節(jié)省一次投資，該生產(chǎn)線中四輥可逆式粗軋機(jī)和F1～F4精軋機(jī)、立輥、卷取機(jī)主傳動(dòng)電機(jī)采用全數(shù)字直流調(diào)速供電方案，直流電機(jī)采用雙閉環(huán)控制的全數(shù)字直流控制器驅(qū)動(dòng)。生產(chǎn)線其它輔傳動(dòng)調(diào)速設(shè)備均采用三相交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，交流調(diào)速設(shè)備采用全數(shù)字交流－直流－交流的調(diào)速系統(tǒng)，不調(diào)速設(shè)備則采用軟啟動(dòng)器和MCC控制方式。

3.3.2 L1L2 級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用L0～L2級(jí)控制。L2級(jí)是過(guò)程控制級(jí)，包括過(guò)程控制、過(guò)程日志、報(bào)表、過(guò)程監(jiān)視、優(yōu)化控制、物流跟蹤。L1級(jí)是基礎(chǔ)自動(dòng)化，包括順序控制、邏輯控制、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集。L0級(jí)是傳動(dòng)控制，包括實(shí)際動(dòng)作、實(shí)際數(shù)值傳送。

系統(tǒng)配置及說(shuō)明:根據(jù)當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)熱連軋系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用狀況，結(jié)合該軋線實(shí)際工藝要求，為了保證該生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，該系統(tǒng)電氣要達(dá)到或高于已有同類生產(chǎn)線水平，因此全線系統(tǒng)采用“TDC+PLC”形式的自動(dòng)控制方案。

4 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)及裝機(jī)水平

(1)設(shè)有板坯表面清洗裝置。

(2)設(shè)有立輥軋機(jī)。

(3)四輥粗軋機(jī)設(shè)有電動(dòng)APC+液壓AGC及正彎輥裝置。

(4)F1～F4精軋機(jī)為全液壓式精軋機(jī)，實(shí)現(xiàn)液壓APC和液壓AGC，設(shè)置了工作輥正負(fù)彎輥系統(tǒng)。

(5)F1～F4精軋機(jī)之間設(shè)置張力測(cè)量輥。

(6)全線設(shè)有溫度檢測(cè)裝置，保證帶材剪切、軋制及卷取時(shí)溫度。

(7)精軋機(jī)出口側(cè)設(shè)有圓盤剪，用于切掉邊部質(zhì)量不好的帶材以保證帶材寬度尺寸及卷取的帶卷邊部整齊。

(8)四輥粗軋機(jī)的工作輥、精軋機(jī)的工作輥、張力測(cè)量輥、偏轉(zhuǎn)夾送輥處裝有刷輥。

(9)粗軋機(jī)及精軋機(jī)處設(shè)有軋輥冷卻、帶材冷卻及吹掃裝置。

(10)完備的事故報(bào)警、顯示及保護(hù)功能。

(11)全線配置了自主集成的先進(jìn)可靠的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，采用了:具有基于PC機(jī)的帶冗余的高命中率L2級(jí)控制系統(tǒng);具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成熟的板型控制技術(shù);鋁帶終軋溫度自動(dòng)控制技術(shù);帶材微恒張力控制技術(shù);帶材全線自動(dòng)軋制技術(shù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

鋁板帶熱連軋生產(chǎn)線不僅提供成品鋁板帶材，還為后續(xù)深加工提供制罐料、PS板基、鋁箔坯料等高精尖產(chǎn)品。而熱軋產(chǎn)品產(chǎn)生的缺陷在后續(xù)深加工中是無(wú)法改善的，具有一定的遺傳性，同時(shí)用戶對(duì)帶材的尺寸精度和表面質(zhì)量要求又很高，因此對(duì)鋁帶熱連軋生產(chǎn)線的裝備水平提出了很高要求。

作為國(guó)內(nèi)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目的明泰2 000 mm鋁板熱連軋，由于受當(dāng)時(shí)條件所限，其設(shè)備設(shè)計(jì)上存在缺陷，裝機(jī)水平與配置均相對(duì)較低。巨科1 850 mm鋁板熱連軋機(jī)是一套應(yīng)用了先進(jìn)軋制技術(shù)，全面的完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)裝備，它的建成與投產(chǎn)不僅為用戶節(jié)約大量投資，也為我國(guó)鋁板卷軋制質(zhì)量的提高提供了重要的裝備保證。

編輯 傅冬梅

Complete Set of Equipment Technique of 1 850 mm Al Strip Hot Continuous Mill in Juke Corporation

Zhang Shunning，Xiang Jiankang

Technical parameters，equipment characteristics and installed level of 1 850 mm(1+4)Al strip hot continuousmill production line with high precision have been described in detail，which was designed and manufactured domestically.

Al strip;hot continuousmill;complete set of equipment technique

TG333

A

2013—12—09