高抗力金屬板帶材多輥冷軋機(jī)特點(diǎn)分析

韓 晨， 孫付濤

（1. 中色科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039；2. 洛陽(yáng)有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院，河南 洛陽(yáng) 471039）

高抗力金屬板帶材主要包括鈦及鈦合金、鎳及鎳合金、鎢及鎢合金、鉬及鉬合金、高微合金化的銅及銅合金、不銹鋼、高溫合金、精密合金等。高抗力金屬特性主要表現(xiàn)為變形抗力高、硬化程度大、變形區(qū)間小，尤其是其薄規(guī)格的寬幅板帶材產(chǎn)品橫向力學(xué)性能均勻性和尺寸公差控制難度大、板形控制困難。以上問(wèn)題給高抗力金屬板帶材的工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)和加工設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的困難[1-4]。

高抗力金屬寬幅薄規(guī)格板帶材的主要加工設(shè)備為冷軋機(jī)，其來(lái)料為熱軋或擠壓的中厚板或薄規(guī)格的帶卷（或經(jīng)過(guò)表面拋丸、清洗、退火等工序）。通過(guò)冷軋機(jī)的軋制，使來(lái)料厚度降低至成品規(guī)格，同時(shí)提高金屬的組織致密性和綜合力學(xué)性能，以及產(chǎn)品的表面粗糙度和尺寸公差。冷軋機(jī)規(guī)格、型號(hào)、機(jī)組組成和力能參數(shù)應(yīng)針對(duì)高抗力金屬板帶材的金屬種類(lèi)和加工特性來(lái)進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。

1 金屬特性分析

高抗力金屬板帶材所用的金屬和加工特性以及冷軋?zhí)攸c(diǎn)如下所述[5-8]。

（1）高抗力金屬板帶材所用的金屬因其稀缺性和較高的價(jià)值，主要應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、精密儀器以及民用產(chǎn)品中的高端領(lǐng)域。成品率高、廢料少、產(chǎn)品的組織穩(wěn)定、力學(xué)性能高、尺寸公差精度高、板形控制優(yōu)良。

（2）一般在同一條生產(chǎn)線(xiàn)，尤其是同一臺(tái)冷軋機(jī)上需要生產(chǎn)多規(guī)格（厚度和寬度）、多合金品種（高抗力的鋼鐵、有色金屬、精密合金）、多批次（一個(gè)班次可能生產(chǎn)多種產(chǎn)品）、小產(chǎn)量（相比于專(zhuān)業(yè)化數(shù)萬(wàn)噸進(jìn)行大批量生產(chǎn)的鋼鐵和銅鋁冷軋機(jī)，其各種合金和類(lèi)型的產(chǎn)品一般只有幾百?lài)?、幾千噸）、?lái)料卷重變化大（從數(shù)十公斤的板材到超過(guò)十噸的帶卷）的產(chǎn)品。

（3）所生產(chǎn)材料的加工特性差異大。例如，純銅的加工硬化程度相對(duì)不是很高，一個(gè)軋程即可完成生產(chǎn)；高溫合金屬難變形金屬，變形抗力較大，一個(gè)軋程變形量一般不超過(guò)50%，需要進(jìn)行多軋程生產(chǎn)；含鉻、鎳的特殊不銹鋼只有總變形率達(dá)到70%以上時(shí)，才能保證其力學(xué)性能，而此時(shí)其屈服強(qiáng)度比純銅高4倍以上。

（4）部分高抗力金屬板帶材的各項(xiàng)異性顯著，應(yīng)變壓應(yīng)力高，引起軋輥彈性變形和壓扁率大，因而需要采用較小直徑的工作輥來(lái)減小軋制壓力，所以用普通的兩輥、四輥冷軋機(jī)較難生產(chǎn)出優(yōu)良的寬幅薄規(guī)格高抗力金屬板帶材產(chǎn)品。

（5）從金屬變形抗力考慮，應(yīng)采用大軋制力的冷軋機(jī)，但會(huì)提高設(shè)備投資；為了降低設(shè)備投資，可考慮采用大張力進(jìn)行生產(chǎn)，不僅可有效降低軋制力，同時(shí)可減小軋輥的彈性變形和彎曲，但需要考慮不同金屬的彈性拉伸變形范圍。部分金屬不適合大張力軋制甚至不適合帶式法生產(chǎn)。

（6）部分活性較高的金屬如鈦、高銅合金等，道次壓下率過(guò)大或者是軋制速度過(guò)快，工作輥和板帶材會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)，板帶材的粗糙度會(huì)增大，難以滿(mǎn)足最終產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求。因而，活性高的金屬需要采用多軋程、多道次、小壓下率、低軋制速度進(jìn)行生產(chǎn)。

（7）高抗力金屬板帶材的熱導(dǎo)率一般很低，例如純鈦的熱導(dǎo)率只有鋼鐵的1/4，在冷軋機(jī)工藝潤(rùn)滑介質(zhì)選擇方面，應(yīng)考慮潤(rùn)滑效果好、冷卻性能優(yōu)良的介質(zhì)，以避免粘輥。例如，可將軋制鋼鐵用的潤(rùn)滑冷卻劑體積分?jǐn)?shù)由2%提高至5%。

（8）部分金屬板帶材冷軋過(guò)程中沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，屈強(qiáng)比接近于1，其板形控制難度大，邊部容易產(chǎn)生裂紋，生產(chǎn)時(shí)應(yīng)改善板帶材的邊部質(zhì)量，進(jìn)而避免出現(xiàn)裂邊和斷帶。

2 冷軋機(jī)類(lèi)型的選擇

在高抗力金屬板帶材生產(chǎn)應(yīng)用的初期，由于生產(chǎn)規(guī)模和建設(shè)投資較小，一般采用“二人轉(zhuǎn)”類(lèi)型的老式軋機(jī)進(jìn)行塊片式加工，除了生產(chǎn)環(huán)境和操作條件差外，受塊式法生產(chǎn)工藝特點(diǎn)的限制，產(chǎn)品的板形、尺寸精度以及表面粗糙度較差，生產(chǎn)效率和成品率也非常低。隨著高抗力金屬板帶材生產(chǎn)和應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，部分企業(yè)利用鋼鐵行業(yè)使用的現(xiàn)代化冷軋機(jī)進(jìn)行帶料加工，但由于生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度低，尤其是高抗力金屬和鋼鐵生產(chǎn)的工藝和設(shè)備還存在著一定的差異，因而所軋制的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)的實(shí)際需求[9-10]。

近年來(lái)，隨著高抗力金屬板帶材生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步和冶金設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展，冷軋機(jī)也由傳統(tǒng)類(lèi)型的二/四輥向四/六輥以及十二輥、二十輥不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，使得現(xiàn)代化的冷軋機(jī)的裝機(jī)水平和控制能力得以飛速發(fā)展。

例如，在軋制高精度、超薄、高抗力金屬板帶材時(shí)，現(xiàn)代化的冷軋機(jī)在控制板帶材的厚度精度和平直度方面采取了各種有效的措施，并取得了很大成績(jī)。20世紀(jì)60年代至70年代中期，由于液壓壓下厚度自動(dòng)控制技術(shù)（HAGC）的采用，板帶材縱向厚度精度得到明顯提高。但是，在采用四輥輥系冷軋機(jī)時(shí)，由于輥系的支撐輥數(shù)量少，支撐輥支點(diǎn)間的距離大，因此產(chǎn)生較大的撓度。為了有效增大軋輥剛度，一般將四輥軋機(jī)支撐輥的長(zhǎng)度L與直徑D的比值設(shè)計(jì)為接近1，但帶來(lái)了板帶材橫向厚度（橫截面）公差增大和平直度（板形）控制困難等問(wèn)題[11-12]。采用多輥輥系的冷軋機(jī)，其支撐輥數(shù)量多，軋制壓力通過(guò)輥系的多支點(diǎn)傳給機(jī)架，軋機(jī)輥系剛度增強(qiáng)。多輥輥系的支撐輥長(zhǎng)度與直徑的比值可達(dá)5～32，板帶材的橫向厚度公差可以利用多點(diǎn)調(diào)節(jié)支撐輥心軸的曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行有效控制。

近年來(lái)，圍繞如何提高軋機(jī)的板形控制能力，相繼出現(xiàn)以HC軋機(jī)為基礎(chǔ)形式的HC軋機(jī)、UC軋機(jī)、UCMW軋機(jī)和以CVC軋機(jī)為基礎(chǔ)形式的四輥CVC軋機(jī)、六輥CVC軋機(jī)、UPC軋機(jī)，還有PC軋機(jī)和VC輥軋機(jī)等[13]。而針對(duì)高抗力金屬板帶材，選擇其冷軋機(jī)的輥系、配置、組成、力能等參數(shù)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品大綱來(lái)進(jìn)行，如來(lái)料厚度、成品厚度、道次壓下率、總壓下率、軋制速度等。雖然目前冷軋機(jī)發(fā)展的總趨勢(shì)表現(xiàn)為高精度、多輥系、高速、大張力、大壓下量等，但針對(duì)具體的金屬冷軋?jiān)O(shè)備應(yīng)“接地氣”地進(jìn)行設(shè)計(jì)，能力不足或過(guò)于高端配置都不合適。

目前，國(guó)內(nèi)外高抗力金屬板帶材的生產(chǎn)寬度一般為600～1 800 mm，常規(guī)使用寬度為1 200～1 600 mm。生產(chǎn)厚度為0.2～6 mm（箔材厚度0.005～0.2 mm），常規(guī)使用厚度為0.3～3 mm[14]。從金屬常規(guī)厚度0.3～3 mm來(lái)看，其主流冷軋機(jī)應(yīng)采用四輥輥系或六輥輥系（采用二輥冷軋機(jī)，其輥徑難以平衡來(lái)料和成品厚度規(guī)格的關(guān)系，而更薄規(guī)格的帶箔材應(yīng)采用價(jià)格較高的十二輥、二十輥等輥系的森吉米爾類(lèi)型軋機(jī)）。這就存在四輥和六輥軋機(jī)的比較和選擇問(wèn)題。

六輥冷軋機(jī)相比四輥冷軋機(jī)，具有典型的大張力、小輥徑特點(diǎn)。從設(shè)備投資考慮，一般同一設(shè)備廠(chǎng)家的六輥冷軋機(jī)比四輥冷軋機(jī)的質(zhì)量增加10%～20%，其設(shè)備價(jià)格也相應(yīng)提高約15%。因而，選擇四輥冷軋機(jī)對(duì)降低生產(chǎn)線(xiàn)的投資較為有利。但從設(shè)備功能、生產(chǎn)類(lèi)型、產(chǎn)品規(guī)格和性能等方面考慮，六輥冷軋機(jī)在以下3個(gè)方面比四輥冷軋機(jī)更具優(yōu)勢(shì)[14-17]。

（1）生產(chǎn)寬幅產(chǎn)品的板形好。相比四輥冷軋機(jī)，六輥冷軋機(jī)多了一種中間輥橫移的功能，因而能夠有效地控制和提高寬幅高抗力金屬板帶材的板形。

（2）生產(chǎn)效率高。六輥冷軋機(jī)相比四輥冷軋機(jī)其工作輥徑小、道次壓下率大，生產(chǎn)效率高。

（3）軋機(jī)剛度較大。相比四輥冷軋機(jī)，六輥冷軋機(jī)的橫向和整體剛度較大，更適用于多規(guī)格、多合金品種的高抗力金屬板帶材的生產(chǎn)。

同時(shí)，應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品方案中的來(lái)料厚度和最小可軋厚度的關(guān)系，進(jìn)而選擇合適的輥系類(lèi)型和軋輥直徑（一般熱軋需要考慮咬入角，而冷軋主要考慮最小可軋厚度）。最小可軋厚度H與所軋金屬、軋輥特性、規(guī)格之間的關(guān)系為：

式中：μ為帶材與軋輥之間的摩擦因數(shù)；σ0.2為材料的屈服強(qiáng)度極限；r為工作軋輥半徑其中為泊松系數(shù)，E為材料的彈性模量。

由于高抗力金屬板帶材具有較強(qiáng)的加工硬化性，因而從降低軋制力考慮，應(yīng)采用六輥輥系的冷軋機(jī)。同時(shí)，從進(jìn)料厚度一般規(guī)格為4～6 mm，成品厚度一般規(guī)格為0.3～3 mm考慮，也應(yīng)該選擇六輥輥系的冷軋機(jī)。目前，高抗力金屬板帶材的生產(chǎn)寬度一般有加大的趨勢(shì)，即寬度從原來(lái)的300～1 000 mm增加到目前的1 200～1 600 mm，從此角度考慮也應(yīng)該選擇六輥輥系。

對(duì)于高抗力金屬板帶材，尤其是寬幅薄帶的生產(chǎn)，其板形的控制非常重要。六輥輥系冷軋機(jī)的板形控制手段主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

（1）工作輥彎輥。與四輥輥系冷軋機(jī)一樣，工作輥彎輥是利用軋輥預(yù)彎曲來(lái)抵消軋輥在軋制中的彎曲，使軋輥斷面的凸度減小進(jìn)而改善板帶材的板形。

（2）中間輥橫移。中間輥的橫移可以較好地減少工作輥與支撐輥之間的有害接觸，補(bǔ)償工作輥的撓度，進(jìn)而提高板帶材的板形。

（3）中間輥彎輥。中間輥彎輥可以更好地對(duì)高抗力金屬板帶材的板形進(jìn)行有效控制，尤其適用寬幅和超薄帶材的生產(chǎn)。

（4）冷卻液分段控制。沿輥身方向布置有冷卻潤(rùn)滑液的噴嘴，通過(guò)調(diào)節(jié)其壓力和流量，來(lái)改變軋輥表面的溫度分布，進(jìn)而達(dá)到控制高抗力金屬板帶材凸度的目的。

（5）液壓壓下調(diào)偏。液壓AGC系統(tǒng)具有恒輥縫、恒軋制力、張力AGC、速度AGC等厚度控制手段來(lái)控制高抗力金屬板帶材的厚度精度。同時(shí)，配合冷軋機(jī)組所配置的板形儀，能夠使高抗力金屬板帶材的板形控制處于一個(gè)完整的閉環(huán)狀態(tài)。

3 生產(chǎn)工藝需求

以某具體項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行六輥冷軋機(jī)的選擇和機(jī)組配置特點(diǎn)分析。某項(xiàng)目主要生產(chǎn)的合金品種、來(lái)料規(guī)格、成品規(guī)格等要求如下。

（1）高抗力金屬種類(lèi)：TA1～TA3純鈦以及TC4鈦合金，304和316不銹鋼，C19400和C70250高微合金化銅合金，N4～N7鎳合金以及NMg和NCu鎳合金，GH4033和GH3039高溫合金，4J36和4J29以及3J53精密合金。

（2）板材來(lái)料規(guī)格：最大厚度為6 mm；寬度為650～1 500 mm；長(zhǎng)度為 2 000～6 000 mm。

（3）帶材來(lái)料規(guī)格：最大厚度為6 mm；寬度為700～1 540 mm；帶卷內(nèi)徑為610 mm；帶卷外徑為800～1 800 mm；最大卷質(zhì)量為18 t。

（4）成品板材規(guī)格：最小厚度為0.4 mm；寬度為650～1 500 mm；長(zhǎng)度為 2 500～6 500 mm。

（5）成品帶材規(guī)格：最小厚度為0.3 mm；帶卷內(nèi)徑為610 mm；帶卷外徑為800～1 800 mm。

在設(shè)計(jì)設(shè)備配置時(shí)，不但要考慮成卷軋制，還要兼顧單塊板材的生產(chǎn)，這就要求設(shè)備除了從工藝流程及結(jié)構(gòu)布局上具有特殊功能外，還需對(duì)軋機(jī)的自然剛性、板型調(diào)整能力、輥縫的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面提出更高的要求。

由于金屬性質(zhì)的不同以及部分合金需要進(jìn)行換向軋制，因而部分產(chǎn)品如純鈦可以進(jìn)行大卷重帶式法進(jìn)行生產(chǎn)；而部分產(chǎn)品如TC4鈦合金無(wú)法實(shí)現(xiàn)張力軋制（變形性能差，容易斷裂）以及為了降低產(chǎn)品的各向異性需要進(jìn)行換向軋制，只能進(jìn)行板材的片式法生產(chǎn)。如果按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)配置一臺(tái)板材冷軋機(jī)和一臺(tái)帶材冷軋機(jī)，這顯然會(huì)提高設(shè)備的建設(shè)投資。但結(jié)合某項(xiàng)目，產(chǎn)能不高（總冷軋產(chǎn)能不足1萬(wàn)t/a），將板、帶材軋機(jī)合二為一進(jìn)行設(shè)計(jì)。這雖然提高了設(shè)計(jì)難度（尤其是板材和帶卷的上、卸料方式完全不同，同時(shí)還需考慮薄規(guī)格板材的自動(dòng)運(yùn)輸和軋制時(shí)的推料裝置），但這比實(shí)施2臺(tái)冷軋機(jī)的費(fèi)用要低約1/3。

根據(jù)板材和帶材加工工藝的不同，冷軋機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程分別描述如下。

（1）板材生產(chǎn)：經(jīng)過(guò)酸洗的高抗力金屬板材吊運(yùn)至冷軋機(jī)上料區(qū)，利用真空吸盤(pán)將板坯放置在皮帶運(yùn)輸機(jī)上。板坯進(jìn)入軋機(jī)入口時(shí)，輥縫開(kāi)啟，進(jìn)行第一道次的軋制。之后軋機(jī)換向，對(duì)板坯進(jìn)行第二道次的軋制，經(jīng)過(guò)多軋程和多道次的生產(chǎn)將板坯軋至最終厚度。成品板材返回皮帶運(yùn)輸機(jī)，再利用真空吸盤(pán)將板坯從皮帶運(yùn)輸機(jī)上卸下后堆垛在板材存放區(qū)。

（2）帶卷生產(chǎn)：利用天車(chē)將酸洗或退火合格的冷軋料卷坯運(yùn)至開(kāi)卷機(jī)進(jìn)行開(kāi)卷。帶材經(jīng)機(jī)前裝置的擺動(dòng)導(dǎo)板、矯直機(jī)、固定輥道、移動(dòng)輥道、除油裝置、主軋機(jī)以及機(jī)后裝置的對(duì)應(yīng)部件進(jìn)行穿帶。軋機(jī)壓下后按照工藝要求對(duì)帶材施加張力，然后進(jìn)行多軋程和多道次的可逆軋制。帶材厚度軋至滿(mǎn)足生產(chǎn)要求時(shí)，利用卷取機(jī)和卸料小車(chē)進(jìn)行卸卷。

以來(lái)料厚度 6 mm，成品厚度 1 mm，寬度1 060 mm的鎳帶卷進(jìn)行舉例來(lái)說(shuō)明冷軋機(jī)生產(chǎn)時(shí)的道次規(guī)程，見(jiàn)表1。

表1 冷軋機(jī)生產(chǎn)鎳帶卷時(shí)的軋制道次規(guī)程Tab.1 Rolling rules of cold rolling mill for Ni strip

4 機(jī)組組成及力能參數(shù)

4.1 機(jī)組組成

按照生產(chǎn)工藝要求，六輥冷軋機(jī)的設(shè)備部件組成包括：機(jī)前皮帶運(yùn)輸機(jī)、機(jī)前固定輥道、機(jī)前移動(dòng)輥道、機(jī)前測(cè)厚及除油裝置、主軋機(jī)、機(jī)后固定輥道、機(jī)后測(cè)厚及除油裝置、機(jī)后移動(dòng)輥道、多輥矯直機(jī)、開(kāi)卷機(jī)、上卷小車(chē)、卷取機(jī)、卸卷小車(chē)、換輥裝置。同時(shí)也包括液壓壓下和控制系統(tǒng)、供電和電氣控制系統(tǒng)、二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)等。

六輥冷軋機(jī)的主要機(jī)組參數(shù)如下：最高穿帶速度為20 m/min；最高軋制速度為480 m/min；最大軋制壓力為35 000 kN；最大開(kāi)卷及卷取張力為120 kN；最大軋制力矩為320 kN·m；傳動(dòng)方式為工作輥傳動(dòng)；機(jī)組總裝機(jī)容量約為10 000 kW；冷卻循環(huán)水流量約為400 m3/h；AGC及伺服液壓系統(tǒng)壓力為25 MPa；普通液壓系統(tǒng)壓力為12～18 MPa；工藝潤(rùn)滑軋制油流量為5 000 L/min；軋制油排煙量約為90 000 m3/h。

4.2 主軋機(jī)

主軋機(jī)由軋輥輥系、機(jī)架、主電機(jī)、減速器、萬(wàn)向接軸、換輥裝置、軋制線(xiàn)調(diào)整裝置、排煙系統(tǒng)、工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)、循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)等部分組成。

主要部件技術(shù)參數(shù)如下：軋機(jī)形式為六輥可逆式；工作輥尺寸為（φ420 mm/φ380 mm）×1 750 mm；中間輥尺寸為（φ550 mm/φ510 mm）×1 720 mm；支撐輥尺寸為（φ1 600 mm/φ1 400 mm）×1 700 mm；中間輥橫移距離為300 mm；主電機(jī)數(shù)量及功率為2×2 500 kW；軋機(jī)開(kāi)口度為20 mm；牌坊斷面尺寸為7 500 cm2；工作輥彎輥力為+650 kN/-420 kN；中間輥彎輥力為+650 kN。

圖1為生產(chǎn)過(guò)程中的高抗力金屬板帶材六輥可逆冷軋機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖。

圖1 高抗力金屬板帶材冷軋機(jī)Fig.1 Cold rolling mill for high resistance metal strip

4.3 其他部件

皮帶運(yùn)輸機(jī)：主要用于單板軋制時(shí)板材的運(yùn)輸，同時(shí)能夠用于卸料時(shí)疊放單張板材，在軋機(jī)的機(jī)前和機(jī)后各布置一套。皮帶長(zhǎng)度8 000 mm，寬度1 800 mm，最大運(yùn)行速度為2 m/s。

測(cè)厚及除油裝置：在機(jī)前和機(jī)后各布置一套，用于去除板帶材表面殘留的軋制油，并實(shí)時(shí)獲取軋制過(guò)程中的速度、厚度等數(shù)據(jù)并反饋。該裝置由壓輥、擺動(dòng)導(dǎo)板、板型儀、液壓剪、X射線(xiàn)測(cè)厚儀、激光測(cè)速儀、除油輥、對(duì)中導(dǎo)板等組成，以上各零部件中的空隙由導(dǎo)輪進(jìn)行補(bǔ)充。壓輥尺寸為φ250 mm×1 700 mm，除油輥尺寸為 φ200 mm×1 700 mm。

開(kāi)卷機(jī)和卷取機(jī)：用于對(duì)帶材進(jìn)行開(kāi)卷和卷取，同時(shí)配合主軋機(jī)在帶材軋制時(shí)建立張力。開(kāi)卷機(jī)和卷取機(jī)采用液壓四棱錐帶側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，可通過(guò)伺服液壓缸移動(dòng)減速箱進(jìn)而實(shí)現(xiàn)帶材的自動(dòng)對(duì)中。部件包括電機(jī)、減速箱、卷筒、壓輥、側(cè)支撐和帶材自動(dòng)對(duì)中裝置。卷筒直徑漲縮范圍為560～620 mm。

上卸卷小車(chē)：主要對(duì)料卷進(jìn)行固定鞍座與卷取機(jī)之間的運(yùn)輸。設(shè)備組成包括上升液壓缸、水平驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)、托輥、小車(chē)車(chē)架等部分。最大升降速度為6 m/min，最大行程為1 000 mm，行走最大速度為12 m/min。

4.4 軋機(jī)生產(chǎn)分析

在利用現(xiàn)代化的六輥可逆冷軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)所軋制的坯料金屬與變形特性進(jìn)行道次、張力、規(guī)程、速度等參數(shù)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固定金屬品種的自適應(yīng)軋制與生產(chǎn)。

以鈦及鈦合金板帶材舉例。由于鈦是活性金屬，同時(shí)其熱導(dǎo)率差，所以在軋制過(guò)程中要選用潤(rùn)滑效果好、冷卻性能優(yōu)良的乳化液或軋制油，以防止金屬溫度過(guò)高而造成粘輥現(xiàn)象。另外，純鈦的屈強(qiáng)比很高，說(shuō)明材料只有在接近其抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力下，才能發(fā)生屈服變形。鈦合金板帶的變形能力差，在冷加工過(guò)程中容易產(chǎn)生邊部裂紋。另外鈦的彈性模量小，約為碳鋼的54%，成形加工時(shí)回彈大，不易進(jìn)行大壓下量的軋制。所以冷軋時(shí)以小壓下量、多道次為規(guī)程設(shè)定的原則，結(jié)合金屬的加工硬化曲線(xiàn)圖，在冷軋道次分配時(shí)盡量在前幾個(gè)道次進(jìn)行大壓下量，以保證在規(guī)定道次內(nèi)軋制到目標(biāo)厚度。同時(shí)，在冷軋過(guò)程中應(yīng)采用大張力軋制，以降低軋制壓力，同時(shí)提高板帶材的板形。

例如，相比一些特殊合金板帶材，鈦板帶的加工硬化程度并不是十分強(qiáng)烈，在50%變形時(shí)，變形抗力約為800 MPa，所配置的軋機(jī)力能參數(shù)已足夠，表面看可以進(jìn)行高速軋制。但是由于鈦比較軟，熱導(dǎo)率較低，散熱性能較差，因此在軋制時(shí)，速度必須控制在300 m/min以下，以避免溫度過(guò)高導(dǎo)致鈦帶表面出現(xiàn)燒熱傷。但是，一些高溫合金如Inconel 718和Inconel 625等都為難變形金屬，其1個(gè)軋程（兩次退火之間進(jìn)行若干道次軋制的總壓下量）的變形量不宜超過(guò)50%，屬于需要進(jìn)行多軋程軋制的材料。而典型的高抗力金屬如PH15-7Mo則需要進(jìn)行65%～70%的軋程變形量才能保證其綜合力學(xué)性能，而此時(shí)材料的屈服強(qiáng)度已經(jīng)高達(dá)1 600 MPa。

5 結(jié)束語(yǔ)

高抗力金屬板帶材是近年來(lái)冶金和金屬板帶材加工領(lǐng)域應(yīng)用較廣和技術(shù)進(jìn)步較快的產(chǎn)品類(lèi)型，其發(fā)展的趨勢(shì)是寬幅、薄型化、高表面質(zhì)量、高尺寸精度。多輥冷軋機(jī)作為生產(chǎn)高抗力金屬板帶材最重要的加工設(shè)備，它的選型和具體設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)金屬特性、產(chǎn)品方案、工藝需求、設(shè)備投資等情況進(jìn)行綜合考慮。

現(xiàn)代化的高抗力金屬板帶材六輥可逆冷軋機(jī)由于具有生產(chǎn)產(chǎn)品板形好，尺寸精度高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有使用平輥輥型可減少磨削量和備輥量、對(duì)板帶材邊部質(zhì)量改善明顯、可減少裂邊和斷帶、產(chǎn)能和生產(chǎn)效率高且能耗低等特點(diǎn)，是近年來(lái)應(yīng)用最廣泛、技術(shù)發(fā)展最快的新型板帶材軋機(jī)，在功能完善化、規(guī)格多樣化、配置靈活化的基礎(chǔ)上可進(jìn)行擴(kuò)大推廣應(yīng)用。