1750 mm不銹鋼平整機(jī)組的設(shè)計

向健康 辛 俊

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618013)

1 1750 mm不銹鋼平整機(jī)組項目簡介

2010年12月底由二重總負(fù)責(zé)，聯(lián)合寶鋼工程公司簽訂了印度JSL公司1750 mm不銹鋼平整機(jī)組的機(jī)械、電氣、液壓成套設(shè)備制造的供貨合同，二重負(fù)責(zé)機(jī)械、液壓供貨及項目管理，寶鋼負(fù)責(zé)電氣傳動、自動化及項目調(diào)試，整個項目于2012年6月調(diào)試完成并一次試車成功。

2 1750 mm不銹鋼平整機(jī)組工藝特點

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

平整材料：不銹鋼，AISI200、300和400材料，符合DIN EN 10088、DIN EN 10051、DIN EN 10259要求?？估瓘姸葷M足350～600 MPa，屈服強度滿足280～400 MPa。

平整精度：達(dá)到2BB產(chǎn)品(2BB是指SS鐵素體，表面質(zhì)量介于2B和BA之間)。

產(chǎn)品規(guī)格：帶鋼厚度(0.3～3.0)mm×寬度(800～1600)mm。

鋼卷重量：最大40 t(含套筒和襯紙)。

2.2 平整工藝流程

平整工藝流程為：行車上料→入口鋼卷存放臺→入口鋼卷小車→可逆卷取機(jī)/卷紙機(jī)→穿帶臺→入口偏轉(zhuǎn)輥→反彎夾送輥→帶鋼清理裝置→平整機(jī)入口導(dǎo)板→平整機(jī)→平整機(jī)出口導(dǎo)板→液壓剪→帶鋼清理裝置→出口偏轉(zhuǎn)夾送輥→穿帶臺→可逆卷取機(jī)/卷紙→皮帶助卷機(jī)→出口鋼卷小車→出口鋼卷鞍座→鋼卷稱重→鋼卷打捆機(jī)→行車卸載→至成品庫。

平整設(shè)備布置圖如圖1所示。

3 平整線主要設(shè)備結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)參數(shù)

3.1 入口鋼卷小車

鋼卷小車用于提升鋼卷并使其在帶卷鞍座和可逆卷取機(jī)的卷筒間移動。根據(jù)鋼卷測量裝置得到的鋼卷數(shù)據(jù)(直徑和寬度)，自動實現(xiàn)鋼卷在卷筒中心線上的準(zhǔn)確定位，小車設(shè)計為焊接結(jié)構(gòu)形式，行走由液壓齒輪馬達(dá)驅(qū)動，由比例閥控制，升降通過液壓缸控制。

技術(shù)參數(shù)如下：

最大裝載：40 t

行走距離：11 500 mm

移動速度：100/150 mm/s

提升行程：1900 mm

起升速度：50/100 mm/s

垂直定位精度：±2.0 mm

水平定位精度：±3.0 mm

3.2 雙向卷紙機(jī)

雙向卷紙機(jī)布置在卷取機(jī)上方，給鋼卷提供襯紙，紙的插入或引導(dǎo)由張力輥(轉(zhuǎn)向輥)和空氣噴嘴協(xié)助完成，保證每道次把紙墊入卷中，避免各帶層間發(fā)生劃傷。也可用卷紙機(jī)把襯墊紙從軋制的鋼卷中移除，設(shè)計結(jié)構(gòu)上采用齒條實現(xiàn)同步，以適應(yīng)不同寬度的紙。電機(jī)通過皮帶傳動，帶動卷頭轉(zhuǎn)動。

技術(shù)參數(shù)如下：

紙卷：Max.?800 mm×(800～1650)mm

1—入口鋼卷鞍座 2—入口鋼卷小車 3—入口卷紙機(jī) 4—可逆卷取機(jī)(入口段) 5—反彎夾送輥 6—穿帶臺 7—偏轉(zhuǎn)輥 8—帶鋼清理裝置 9—二輥可逆平整機(jī) 10—切頭剪 11—帶鋼清理裝置 12—出口偏轉(zhuǎn)夾送輥 13—穿帶臺 14—可逆卷取機(jī)(出口段) 15—雙重卷紙機(jī) 16—皮帶助卷器 17—紙卷裝卸懸臂吊 18—出口鋼卷鞍座 19—出口鋼卷小車 20—套筒裝卸裝置

最大重量：1000 kg

最大紙張拉力：400 N

最大拆卷速度：600 m/min

中心位置周圍的調(diào)整范圍：±100 mm

橫動距離：2125 mm

橫動速度：150 mm/s

3.3 入口可逆卷取機(jī)

入口可逆卷取機(jī)布置在平整機(jī)前。在工作時可用于從底部和上部卷取和開卷帶鋼，同時控制帶鋼張力。在設(shè)計結(jié)構(gòu)上采用電機(jī)帶動可調(diào)速比的減速機(jī)，速比通過液壓缸改變，由減速機(jī)出軸與可漲縮卷筒聯(lián)結(jié)，為保證卷筒真圓，卷筒有4個可伸縮扇形塊和4個補充扇形條，插入到齒輪機(jī)構(gòu)的空心軸中；另外在入口可逆卷取機(jī)卷筒上設(shè)計鉗口和外支撐軸承套，實現(xiàn)帶鋼的夾緊與軋制時支撐卷筒，為協(xié)助鋼卷裝卸，在卷取機(jī)上設(shè)計了1個可移動卸卷推板裝置。

技術(shù)參數(shù)如下：

卷筒：Max.?610 mm×1800 mm，漲縮范圍?590 mm～?610(?614)mm

鉗口間隙：10 mm(使用鉗口帶鋼厚度：1～3 mm)

最大卷取速度：600 m/min

卷取張力：10～50 kN

主電機(jī)功率：0～1275 kW

主電機(jī)轉(zhuǎn)速：0～350/1400 r/min

卷筒漲縮缸：?350 mm×?150 mm×140 mm

3.4 反彎夾送輥

反彎夾送輥裝置布置在偏轉(zhuǎn)輥上面，協(xié)助要平整的帶鋼穿過。設(shè)計上從動夾送輥和彎曲輥布置在1個普通的鉸鏈桿結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)可沿垂直和水平方向移動。另外對非驅(qū)動彎輥設(shè)計上采用靠近夾送輥布置，以在穿帶時將帶鋼頭部變直。夾送輥由鍛鋼制成，外包耐磨橡膠，兩端設(shè)置在滾動軸承座中。

技術(shù)參數(shù)如下：

夾送輥：(包膠實心輥)?250 mm×1750 mm

彎輥：?160 mm×1900 mm

移動距離：垂直行程450 mm，水平行程620 mm

3.5 偏轉(zhuǎn)輥

偏轉(zhuǎn)輥安裝在偏轉(zhuǎn)底座上，用于要平整的鋼帶轉(zhuǎn)向。偏轉(zhuǎn)輥底座布置與軋機(jī)座側(cè)面連接。偏轉(zhuǎn)輥為包膠空心輥，為保護(hù)偏轉(zhuǎn)輥，設(shè)計結(jié)構(gòu)上采用了在輥底座上安裝了1個樞軸護(hù)罩，在穿帶時，半圓形設(shè)計的護(hù)罩旋轉(zhuǎn)進(jìn)入，完全覆蓋在偏轉(zhuǎn)輥的易損壞表面上，從而避免刮傷和劃痕。

技術(shù)參數(shù)如下：

轉(zhuǎn)向輥(包膠空心輥)：?400/320 mm×1750 mm

電機(jī)驅(qū)動(齒輪馬達(dá))：7.5 kW

3.6 帶鋼清理裝置

為保證帶鋼表面質(zhì)量，在平整機(jī)前面設(shè)置了2套帶鋼清理裝置，1個位于帶鋼上面，1個位于帶鋼下面，在設(shè)計結(jié)構(gòu)上采用各單元可在垂直方向上進(jìn)行調(diào)整，穿帶時打開，平整時閉合，以便保持適當(dāng)?shù)膸т摫砻娼佑|，從而清潔帶鋼表面的紙屑、灰塵等污物，并在平整機(jī)傳動側(cè)設(shè)計滑移軌道，實現(xiàn)定期取出清潔輥用手動清理掉所粘污物。

技術(shù)參數(shù)如下：

清潔輥(特制包膠型)：?150 mm×1800 mm

上輥氣缸：?100 mm×?25 mm×125 mm

下輥氣缸：?125 mm×?32 mm×125 mm

3.7 平整機(jī)

平整機(jī)用于軋制延伸率小的冷鋼帶以提高帶鋼的力學(xué)性能、平直度和表面質(zhì)量，是平整生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，根據(jù)平整產(chǎn)品大綱和質(zhì)量保證值，本設(shè)備設(shè)計為液壓壓上式二輥平整機(jī)，液壓AGC裝置布置在軋機(jī)機(jī)架底部，用于精確設(shè)置輥縫和軋制力，機(jī)架為高剛度封閉式機(jī)架，因而可以保證平整后成品帶材的精度，在平整機(jī)上部設(shè)置有軋制線調(diào)整裝置，根據(jù)換入的工作輥直徑，通過液壓驅(qū)動的階梯墊系統(tǒng)進(jìn)行自動調(diào)整，平衡系統(tǒng)由設(shè)置在軋機(jī)機(jī)架頂部上的4個液壓缸組成，對工作輥裝置和軋制線調(diào)整系統(tǒng)的階梯墊進(jìn)行平衡，工作輥裝置設(shè)計為帶滾動軸承結(jié)構(gòu)，工作輥材質(zhì)由鉻合金鍛鋼制成，為保證輥面質(zhì)量，在平整機(jī)出口側(cè)設(shè)計了工作輥拋光裝置和輥子清理裝置，兩個帶有液壓調(diào)整的拋光裝置被強制固定在上下工作輥，用于在平整過程中輥表面的永久性清潔和拋光，輥子清理裝置分為上工作輥清理裝置和下工作輥清理裝置。由上、下固定框架，移動框架，除塵管道，砂紙卷筒等組成。砂紙卷筒由旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動，由氣缸驅(qū)動轉(zhuǎn)向。上、下移動框架由液壓缸驅(qū)動，輥子軸向調(diào)整由液壓馬達(dá)驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，使砂紙卷筒沿工作輥軸向移動，實現(xiàn)工作輥全長的清理。

本平整機(jī)主傳動設(shè)計為下工作輥單獨傳動，下工作輥主傳動系統(tǒng)由主傳動電機(jī)、主減速器和帶連接輪轂的驅(qū)動軸組成，提供平整帶鋼所需的加工力矩，上工作輥設(shè)計了輔助傳動系統(tǒng)，輔助驅(qū)動系統(tǒng)由輔助齒輪傳動電機(jī)和帶連接輪轂的傳動軸組成，主要目的是為上工作輥表面的永久清潔所必需，第二個功能是在穿入后輥縫閉合前加速上工作輥與帶鋼速度同步。

技術(shù)參數(shù)如下：

平整機(jī)類型：二輥可逆式

最大軋制力：12 000 kN

AGC液壓缸：?650 mm×?500 mm×285 mm

主電機(jī)功率：1000 kW，0～1000 r/min

平整延伸率：≤2.5%

軋制速度：600 m/min

穿帶速度：30 m/min

驅(qū)動方式：下工作輥驅(qū)動

工作輥尺寸：?860/?810 mm×1750 mm

工作輥輥身硬度：60～65HRC

工作輥裝配軸承：四列圓柱輥子軸承?500 mm×?720 mm×530 mm(4個)

工作輥換輥型式：橫向移動換輥，換輥時間12 min

工作輥清潔方式：上下工作輥帶拋光裝置

清潔頭數(shù)量：2個，上下工作輥各1個

最大擺動速度：70 mm/s

清潔負(fù)荷：約1 t(手動調(diào)整)

3.8 防皺輥

為避免在帶鋼表面上造成由于卷邊效果產(chǎn)生的卷邊和/或折疊印記，特別是對薄的帶鋼，因此在平整機(jī)的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)分別設(shè)計了防皺輥設(shè)置，兩個鋼制防皺輥(包膠空心型)裝在帶滾動軸承的軸承座內(nèi)，由兩個液壓缸使防皺輥旋轉(zhuǎn)運動，其中1個安裝有位置感應(yīng)器的液壓缸，用于根據(jù)鋼帶拉力的設(shè)置值控制防皺輥的上下移動。

技術(shù)參數(shù)如下：

輥子尺寸：?200 mm×1750 mm

擺動液壓缸：?100 mm×?70 mm×600 mm

3.9 切頭剪

切頭剪用于切掉帶頭尾部，并在必要時在帶斷后切去廢料。液壓剪有1個固定的下方直剪刀和1個由2個液壓缸移動來切斷帶鋼的上方直剪刀，齒條和齒輪系統(tǒng)被用于下方剪刀的同步移動。

技術(shù)參數(shù)如下：

剪切型式：下切式

剪切帶鋼：厚度(0.3～3)mm×寬度1600 mm

抗拉強度：≤1800 MPa

屈服強度：≤450 MPa

剪切速度：6 m/min

剪切液壓缸：?140 mm×?100 mm×380 mm

3.10 皮帶助卷器

為了輔助初始帶鋼的卷取，尤其是對薄帶鋼的卷取，皮帶助卷器設(shè)置在緊靠卷筒位置，當(dāng)平整帶材進(jìn)入卷取機(jī)前，打開的皮帶助卷器被移動至卷筒區(qū)域內(nèi)的工作位置，在皮帶助卷器關(guān)閉后，皮帶完全卷取在置于卷筒上的套筒上，要穿過的帶被導(dǎo)入皮帶助卷器的槽內(nèi)，從而被繞卷筒卷取，在進(jìn)行了數(shù)次卷繞后，皮帶助卷器打開，移回到原位，同時可施加預(yù)設(shè)的帶張力，設(shè)計結(jié)構(gòu)上采用結(jié)構(gòu)件的皮帶助卷器托架，安裝帶有輥子導(dǎo)向系統(tǒng)的皮帶，托架配備有4個履帶輪在安裝在地板上的軌道上移動，履帶輪在裝有軸承的軸承座內(nèi)活動，助卷皮帶選用聚氨酯和固體紡織的聚酯纖維和聚酰胺織物制成的環(huán)形帶。

技術(shù)參數(shù)如下：

帶鋼厚度×寬度：(0.3～1.5)mm×1600 mm

皮帶厚度×寬度：6.5 mm×1050 mm

工作溫度：-10～+80℃

移動速度×距離：50 mm/s×3200 mm

帶張力缸壓力：14 MPa

行走液壓缸：?125 mm×?90 mm×3200 mm

帶張力液壓缸：?125 mm×?90 mm×1300 mm

搖擺液壓缸：?80 mm×?56 mm×500 mm

3.11 液壓、潤滑系統(tǒng)

流體系統(tǒng)主要設(shè)計有高壓(伺服)液壓系統(tǒng)、低壓液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、中央稀油潤滑系統(tǒng)、干油潤滑系統(tǒng)。

高壓液壓系統(tǒng)主要參數(shù)如下：

液壓油：礦物油ISO VG46抗磨油

油箱(不銹鋼)：3.2 m3

冷卻：通過油/雙殼式熱交換器

循環(huán)泵：2臺螺旋式泵，210 L/min，1.0 MPa

高壓泵：3臺帶壓力控制的變量軸向柱塞泵，25 MPa，125 L/min (每個泵)

囊式蓄能器：工作壓力25 MPa，公稱容積50×2 L

過濾器：3個壓力過濾器，每個6 μm

低壓液壓系統(tǒng)主要參數(shù)如下：

液壓油：礦物油ISO VG46抗磨油

油箱(不銹鋼)：4.0 m3

冷卻：通過油/雙殼式熱交換器

循環(huán)泵：2臺螺旋式泵，210 L/min，1.0 MPa

低壓泵：3臺恒壓變量軸向柱塞泵，14 MPa，125 L/min(每個泵)

囊式蓄能器：工作壓力14 MPa，公稱容積50×2 L

過濾器：1個再循環(huán)雙過濾器，每個6 μm

中央稀油潤滑系統(tǒng)主要參數(shù)如下：

液壓油：礦物油N 220

油箱(St 37)：4.0 m3

循環(huán)泵：公稱壓力0.4 MPa，公稱流量250 L/min

4 裝機(jī)水平

為確保該線的可靠運行，在設(shè)計中采用了以下技術(shù)：

(1)上料時有寬度及高度自動對中裝置，保證準(zhǔn)確上卷；

(2)可逆式卷取機(jī)實現(xiàn)上下開卷并在入口/出口同步設(shè)置卷/開卷紙機(jī)；

(3)在軋機(jī)下部設(shè)置高精度AGC裝置；

(4)由液壓缸驅(qū)動階梯墊實現(xiàn)多級平整線標(biāo)高自動調(diào)整；

(5)為平整機(jī)提供清潔輥子和除塵系統(tǒng)，實現(xiàn)在線輥子清潔和拋光；

(6)采用下工作輥驅(qū)動平整機(jī)和上工作輥輔驅(qū)動方式，并設(shè)置上下工作輥快速更換裝置；

(7)生產(chǎn)線有恒定的延伸控制、恒定的軋制力控制、拉力控制和速度控制，可確保實現(xiàn)高品質(zhì)帶鋼產(chǎn)品生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

印度JSL公司不銹鋼平整機(jī)項目無論是設(shè)計結(jié)構(gòu)或控制水平都應(yīng)用了當(dāng)時國內(nèi)外最先進(jìn)、最可靠的設(shè)計技術(shù)方案，盡管在用戶現(xiàn)場安裝調(diào)試中出現(xiàn)個別配管漏油、部分專用配套件損壞等問題，但最終通過JSL公司生產(chǎn)現(xiàn)場的嚴(yán)格考核，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，目前設(shè)備運行良好。平整機(jī)項目的技術(shù)總包，為國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合出口冶金成套設(shè)備提供了一定的經(jīng)驗。