300 mm多功能實驗軋機(jī)機(jī)組的結(jié)構(gòu)與特點

陳 磊 謝 貽 杜錫林 張銀平

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618013)

隨著鋁板帶熱軋機(jī)組、鋼板帶冷軋機(jī)組、鋁板帶冷軋機(jī)組技術(shù)的不斷成熟，隨著市場競爭的日益激烈，鋁板和鋼板的加工工藝不斷提升，各種小型實驗機(jī)組成為軋制領(lǐng)域?qū)嶒炑芯抗ぷ骷皵?shù)據(jù)采集的必要設(shè)備。目前，實驗軋機(jī)較多地運用在研究院所以及各大鋼、鋁材生產(chǎn)企業(yè)，但大多實驗軋機(jī)用途單一，針對性較強(qiáng)。能實現(xiàn)不同材質(zhì)軋制、不同形式軋制并集冷熱軋制工藝于一體的實驗機(jī)組并不多見。本文介紹了一種集多種功用于一身的300 mm鋼板/鋁板帶冷熱可逆式高速實驗軋機(jī)機(jī)組。

1 機(jī)組概述

300 mm鋼板/鋁板帶冷熱可逆式高速實驗軋機(jī)機(jī)組是二重集團(tuán)與東北大學(xué)聯(lián)合設(shè)計開發(fā)的一套多功能實驗軋機(jī)機(jī)組。我公司負(fù)責(zé)全線的機(jī)械、液壓設(shè)備設(shè)計及制造，東北大學(xué)負(fù)責(zé)電氣設(shè)備的設(shè)計供貨。應(yīng)用戶對實驗機(jī)組的要求，該可逆機(jī)組主要針對鋼帶卷和鋁板卷進(jìn)行冷、熱軋制，即可用于普碳鋼、高強(qiáng)鋼、鋁帶冷軋，也可用于鋁板帶熱軋。機(jī)組采用單機(jī)架可逆式軋制，機(jī)組最高軋制速度為1200 m/min，最大軋制力為1200 kN。主要實現(xiàn)對來料寬度為100 mm～200 mm，厚度為2.5 mm～10 mm的鋼板或鋁板進(jìn)行冷軋或熱軋后，形成0.1 mm～2.5 mm厚的板或卷的成品。軋制產(chǎn)品規(guī)格見表1。

表1 軋制產(chǎn)品規(guī)格Table 1 Specification of rolling products

2 機(jī)組組成及工藝流程

為滿足用戶對單套實驗機(jī)組實現(xiàn)鋼、鋁、冷、熱、板、卷多功能軋制的需求，機(jī)組設(shè)置了加熱爐、運卷小車、1#卷取機(jī)、上料輥道、夾送直頭機(jī)、1#干燥裝置、四輥可逆式軋機(jī)、2#干燥裝置、偏轉(zhuǎn)夾送輥、2#卷取機(jī)、運卷小車、帶卷存放臺等設(shè)備，并為不同產(chǎn)品設(shè)定了以下三種不同的工藝流程。

2.1 鋼帶、鋁帶冷軋

天車上料→帶卷存放臺及運卷小車→1#卷取機(jī)(開卷)→夾送直頭機(jī)→入口測厚儀(預(yù)留)→1#干燥裝置→四輥可逆軋機(jī)→2#干燥裝置→出口測厚儀(預(yù)留)→出口轉(zhuǎn)向夾送輥→2#卷取機(jī)→卸卷車及出口帶卷存放臺→天車下料。

2.2 鋁帶熱軋

加熱爐(含入出爐機(jī)構(gòu))→天車上料→帶卷存放臺及運卷小車→1#卷取機(jī)(開卷)→夾送直頭機(jī)→入口測厚儀(預(yù)留)→1#干燥裝置→四輥可逆軋機(jī)→2#干燥裝置→出口測厚儀(預(yù)留)→出口轉(zhuǎn)向夾送輥→2#卷取機(jī)→卸卷車及出口帶卷存放臺→天車下料。

2.3 鋁板熱軋

加熱爐(含入出爐機(jī)構(gòu))→上料輥道→四輥可逆軋機(jī)→下料輥道→卸料。

該機(jī)組示意圖如圖1所示。

圖1 機(jī)組示意圖Figure 1 Schematic diagram of unit

3 機(jī)組主要設(shè)備

3.1 1#(2#)卷取機(jī)

3.1.1 用途及設(shè)備參數(shù)

1#(2#)卷取機(jī)位于機(jī)組兩端部，用于建立軋制張力，配合軋機(jī)完成張力軋制，并將軋制后的鋼(鋁)帶卷成鋼(鋁)卷。其技術(shù)參數(shù)為：

卷取張力：≤30 kN

帶卷內(nèi)徑：?508 mm(鉗口型)

卷筒長度：300 mm

主電機(jī)功率：200 kW

3.1.2 設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點

卷取機(jī)由卷筒、推板裝置、壓輥裝置、傳動裝置、底座裝配、CPC對中裝置、聯(lián)軸器、電機(jī)及換檔減速機(jī)等組成。卷筒為四棱錐軸加扇形板結(jié)構(gòu)，芯軸和扇形板為鍛鋼件。減速機(jī)為一級圓柱齒輪傳動，具有兩擋速比，卷筒安裝在減速機(jī)的低速軸上。浮動液壓缸在CPC的控制下推動齒輪箱及滑座，在底座上滑動，保證鋼卷邊部整齊。

3.2 1#(2#)干燥裝置

3.2.1 用途及設(shè)備參數(shù)

1#(2#)干燥裝置布置在軋機(jī)入(出)口側(cè)，用于清洗板坯表面和干燥帶材。在工藝需要清洗時，對來料板坯進(jìn)行清刷、乳液清洗、清水清洗以其空氣吹掃干燥操作；在正常軋制帶材時，對帶材進(jìn)行擠干和吹掃操作。其技術(shù)參數(shù)為：

輥道形式：鏈條集中傳動

輥道速度：0～120 m/min

3.2.2 設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點

入、出口端設(shè)有被動鋼擠干輥，在中間清洗區(qū)布置有鏈條集中傳動輥道、清刷裝置、乳液噴淋集管、清水清洗集管和空氣吹掃集管。該裝置在軋制帶材時、帶材清洗時以及軋制熱鋁板時，對乳液噴淋集管、清水清洗集管和空氣吹掃集管進(jìn)行不同配合控制，達(dá)到清潔、吹掃、冷卻帶材的作用。

3.3 四輥可逆軋機(jī)

3.3.1 設(shè)備參數(shù)

四輥可逆軋機(jī)是實驗軋機(jī)機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備，位于1#帶材干燥裝置和2#帶材干燥裝置之間，與1#卷取機(jī)、2#卷取機(jī)等相關(guān)設(shè)備以及換輥裝置配合完成，從來料到工藝要求厚度的軋制過程，其主要技術(shù)參數(shù)為：

軋制力/kN：≤1200

軋制速度/(m/min)：600/1200

支承輥/mm：?400/?380×300

工作輥(兩套)/mm：?165/?160×300

?200/?192×300

主電機(jī)/kW：DC400

3.3.2 設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點

該軋機(jī)為四輥液壓壓下的可逆式軋機(jī)，由機(jī)架裝置、工作輥裝配、支承輥裝配、平衡系統(tǒng)、液壓APC、側(cè)導(dǎo)對中裝置、軋機(jī)入口出口導(dǎo)板、冷卻潤滑系統(tǒng)、軋機(jī)主傳動裝置等組成。機(jī)架窗口頂部有液壓APC，機(jī)架窗口中安裝有四個輥子，中間兩根為工作輥，支承輥為傳動輥，其傳動端為扁頭，通過萬向接軸分別與主電機(jī)相連，通過電機(jī)傳動使上下支承輥相對轉(zhuǎn)動。

工作輥裝配由兩套不同直徑的工作輥組成，分別為?165 mm/?160 mm×300 mm和?200 mm/?192 mm×300 mm的規(guī)格，根據(jù)軋制工藝要求使用相應(yīng)的工作輥。

支承輥裝配由上、下支承輥及其軸承座和換輥底座組成。

軋機(jī)平衡系統(tǒng)包括上支承輥平衡缸、上工作輥平衡缸、下工作輥平衡缸及下工作輥提升液壓缸，集成在軋機(jī)腰塊上，固定在機(jī)架窗口中部。

軋機(jī)壓下系統(tǒng)為兩側(cè)全液壓壓下，即液壓APC。兩臺液壓缸位于機(jī)架窗口上部，每側(cè)壓下油缸上都裝有位置傳感器，檢測油缸的位置。

冷卻潤滑系統(tǒng)包括上下工作輥輥身冷卻及輥縫潤滑集管、支承輥輥身冷卻集管及冷軋時直噴油集管，上工作輥輥身冷卻及輥縫潤滑集管的角度是可調(diào)的，下工作輥輥身冷卻及輥縫潤滑集管的冷卻距離也是可調(diào)的，滿足不同軋制試驗需求。

主傳動裝置由電機(jī)、齒輪機(jī)座、萬向接軸、萬向接軸托架裝置、準(zhǔn)確停車裝置、齒輪油泵裝置等組成。

整個機(jī)組根據(jù)選取工藝流程的不同、選擇工作輥徑的不同、冷卻潤滑方式的不同以及前后設(shè)備不同動作配合，實現(xiàn)了一機(jī)多用的軋制功能。

4 機(jī)組技術(shù)特點

(1)全液壓APC控制布置在機(jī)架頂部。

(2)采用PLC一級基礎(chǔ)自動化控制和PC二級過程控制，實現(xiàn)自動化軋制。

(3)可進(jìn)行1200 m/min的高速度軋制。

(4)預(yù)留入出口測厚儀位置。

(5)利用下支承輥作為換輥車的三輥式換輥。

(6)上支承輥通過換輥托架與下支承輥一起，由換輥小車?yán)鰮Q輥。

(7)機(jī)組實現(xiàn)了鋼、鋁不同材料的板、卷材的冷、熱不同的軋制要求。

5 結(jié)語

目前該實驗機(jī)組已成功為用戶軋制多種產(chǎn)品，為用戶節(jié)約了制造成本及空間成本，創(chuàng)造了可觀的效益。該300 mm多功能實驗機(jī)組通過合理的工藝流程安排及緊湊的設(shè)備布置，實現(xiàn)同一機(jī)組完成多功能軋制的要求，并實現(xiàn)1200 m/min軋機(jī)難以達(dá)到的軋制速度，同時也為軋制領(lǐng)域?qū)嶒炑芯抗ぷ骷皵?shù)據(jù)的采集工作提供了更可靠的支撐，引領(lǐng)了實驗軋機(jī)向高自動化、高模擬性、多功能發(fā)展的趨勢。