四輥平整機(jī)在安鋼1550 mm連退機(jī)組應(yīng)用實(shí)踐

邢 巍，李澤光，戚新軍，羅年高，文赫荔

（安鋼集團(tuán)冷軋有限公司，河南安陽(yáng) 455000)

四輥平整機(jī)在安鋼1550 mm連退機(jī)組應(yīng)用實(shí)踐

邢 巍，李澤光，戚新軍，羅年高，文赫荔

（安鋼集團(tuán)冷軋有限公司，河南安陽(yáng) 455000)

結(jié)合安鋼集團(tuán)冷軋有限公司生產(chǎn)現(xiàn)狀，簡(jiǎn)述了單機(jī)架四輥平整機(jī)在安鋼1550 mm連退機(jī)組中的應(yīng)用情況和設(shè)備構(gòu)造、工藝特點(diǎn)，并與六輥平整-拉矯機(jī)組設(shè)備進(jìn)行技術(shù)對(duì)比。實(shí)踐表明，四輥平整機(jī)應(yīng)用效果良好，滿足了生產(chǎn)需求，同時(shí)又有效地控制了成本。

平整機(jī)；連退；應(yīng)用

引言

安鋼冷軋連續(xù)退火機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱連退機(jī)組）是安鋼冷連軋工程的一條主要生產(chǎn)線，其年處理量為74萬(wàn)t，產(chǎn)品以高級(jí)家電板、建筑板為主，與鍍鋅機(jī)組在同一車間內(nèi)，平行布置在酸洗冷連軋機(jī)組后，對(duì)酸軋后的冷硬卷進(jìn)行退火熱處理。位于出口段的平整機(jī)是連退機(jī)組重要設(shè)備，主要控制帶鋼的平整率和延伸率等相關(guān)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)帶鋼表面質(zhì)量和平直度（浪形）也有較大影響。通過(guò)平整能夠使帶鋼既有良好的機(jī)械性能又有較為美觀的表面質(zhì)量，從而滿足客戶進(jìn)一步深加工的工藝需求。

1 工藝概述

連續(xù)退火是連續(xù)地將帶鋼加熱到一定溫度保溫后再冷卻的工藝操作。退火目的是對(duì)熱軋帶鋼進(jìn)行軟化、消除內(nèi)應(yīng)力、恢復(fù)塑性、改善帶鋼的金相組織[1，2]。其工藝流程如下（參見(jiàn)圖 1）：

原料—→開(kāi)卷—→切頭尾—→焊接—→表面清洗—→入口活套—→再結(jié)晶退火—→出口活套—→平整—→檢查活套—→切邊—→檢查—→靜電涂油—→分卷—→卷取—→打捆—→入庫(kù)。

圖1 安鋼冷軋連退機(jī)組工藝流程

2 平整的作用及目的

冷軋帶鋼經(jīng)過(guò)再結(jié)晶退火，消除了加工硬化組織，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都較低，而延伸率得到很大提高。此時(shí)帶鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有明顯的屈服平臺(tái)（見(jiàn)圖2），如果對(duì)其進(jìn)行冷彎成形或深沖加工，那么工件將在卷曲時(shí)出現(xiàn)折裂或在深沖時(shí)形成滑移線，從而使加工件表面質(zhì)量不良。因此，在帶鋼進(jìn)行進(jìn)一步深加工前必須予以消除，行之有效的方法就是平整和矯直。

圖2 退火后帶鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

冷軋帶鋼的平整是一種小壓下率（0.5%～4%）的二次冷軋變形。其目的在于：消除退火帶鋼的屈服平臺(tái)，防止在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生滑移線，調(diào)制好帶鋼的力學(xué)性能；同時(shí)，改善帶鋼的平直度，得到較為平坦的帶鋼；另外，通過(guò)對(duì)平整機(jī)工作輥表面的毛化處理，可以使帶鋼表面呈現(xiàn)出不同粗糙度的表面結(jié)構(gòu)，從而得到鏡面效果的帶鋼。

3 連退平整機(jī)結(jié)構(gòu)

3.1 平整機(jī)設(shè)備構(gòu)造及參數(shù)

安鋼連退四輥平整機(jī)組位于連退生產(chǎn)線出口段，由 2套四輥張力輥（5#、6#張力輥）、1臺(tái)熱風(fēng)烘干機(jī)和1架四輥平整機(jī)組成（見(jiàn)圖3），平整方式為濕平整。

圖3 安鋼四輥平整機(jī)布置圖

平整機(jī)由機(jī)架裝配、工作輥裝配、支承輥裝配、AGC缸塊、斜楔調(diào)整裝置、防顫輥、防皺輥、彎輥缸裝配、濕平整液噴射裝置、上空氣吹掃及防纏導(dǎo)板、下空氣吹掃及導(dǎo)板等組成[3]，采用下支撐輥傳動(dòng)。平整機(jī)前后各1套張力輥用于對(duì)平整過(guò)程中的帶鋼建立張力。在平整機(jī)入口和出口的防皺輥和防顫輥采用液壓調(diào)整，可有效防止帶鋼的縱浪和垂直抖動(dòng)。平整機(jī)入口和出口還布置有固定的轉(zhuǎn)向輥，使帶鋼在測(cè)張輥上獲得穩(wěn)定的包角，同時(shí)在換輥操作時(shí)使帶鋼擁有水平通道。平整機(jī)操作側(cè)安裝有軸承座鎖緊液壓缸對(duì)使用中的支承輥和工作輥的軸承座進(jìn)行鎖緊。

安鋼連退機(jī)組四輥平整機(jī)主要參數(shù)如下：

類型：四輥濕平整-單機(jī)架-不可逆；

帶鋼厚度：0.25～2.0 mm；

帶鋼寬度：800～1430 mm；

鋼卷卷徑：內(nèi)徑：覫610 mm/覫508 mm；外徑：最大覫2150 mm，最小覫900 mm；

軋制力：最大10000 kN；

工作輥彎曲力：最大600 kN；

液壓AGC缸：2-覫710 mm×260 mm；

支撐輥：覫1200/1300 mm×1630 mm；

工作輥：覫460/510 mm×1670 mm；

最小穿帶速度：50 m/min。

3.2 平整機(jī)調(diào)整、控制系統(tǒng)

平整機(jī)操作系統(tǒng)設(shè)置有位置控制模式（APC）和軋制力控制模式（AFC）兩種控制模塊用于調(diào)整液壓輥縫控制缸，以滿足換輥及平整需求。為防止在帶鋼焊縫處產(chǎn)生壓印，系統(tǒng)設(shè)有“快開(kāi)模式（Quick open）”和“降低軋制力模式（RF DEC）”。在快開(kāi)模式下，輥縫傳感器根據(jù)焊縫跟蹤信號(hào)使推上液壓缸打開(kāi)輥縫。在帶鋼焊縫通過(guò)平整機(jī)后，輥縫閉合至兩輥接觸位置，并且在推上液壓缸壓力達(dá)到軋制設(shè)定值后，控制模式回到正常延伸率控制模式。在降低軋制力模式下，可根據(jù)焊縫跟蹤信號(hào)，推上液壓缸降低軋制力，在焊縫通過(guò)平整機(jī)后，控制模式回到正常延伸率控制模式。

3.3 板形及表面質(zhì)量控制

平整機(jī)內(nèi)部設(shè)有彎輥缸實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼平直度的調(diào)整與控制，工作輥正彎缸安裝在機(jī)架兩端彎輥塊內(nèi)，工作輥負(fù)彎缸安裝在支撐輥軸承座內(nèi)，通過(guò)比例電磁閥控制工作輥正、負(fù)彎。帶鋼平直度缺陷（浪形），可通過(guò)設(shè)置合理的工作輥彎輥力控制帶鋼板形。其核心是對(duì)輥縫形狀進(jìn)行控制，作用在工作輥兩端的軸承座上，使工作輥產(chǎn)生附加彎曲，改變軋輥的有效撓度以迅速改變輥縫形狀，使經(jīng)過(guò)平整機(jī)的帶鋼延伸均勻分布從而達(dá)到平整的目的[4]。彎輥力可由上級(jí)計(jì)算機(jī)根據(jù)帶鋼鋼種和規(guī)格自動(dòng)設(shè)置到預(yù)設(shè)定值，也可由操作人員手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)新日鐵公司日本專家提供的技術(shù)參數(shù)和借鑒相關(guān)同類型平整機(jī)參數(shù)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，摸索出更適合本機(jī)組的參數(shù)。以spcc品種帶鋼為例，其軋制力與彎輥力參數(shù)應(yīng)合理匹配如下：

軋制力/kN 彎輥力/kN

500～1000 60

護(hù)理人員應(yīng)對(duì)職業(yè)性腰背痛防護(hù)知識(shí)有足夠的認(rèn)識(shí)，才能在保證自身安全的基礎(chǔ)上有能力護(hù)理好患者，使護(hù)理質(zhì)量無(wú)縫銜接，確?；颊甙踩Ｒ虼?，護(hù)士職業(yè)性腰背痛問(wèn)題應(yīng)引起醫(yī)療衛(wèi)生管理部門和醫(yī)院管理層的足夠重視，在現(xiàn)階段需采取多種方式加強(qiáng)護(hù)士的繼續(xù)教育并且作為一種基本培訓(xùn)項(xiàng)目，提高護(hù)士的認(rèn)知水平，及早進(jìn)行教育與培訓(xùn)，預(yù)防職業(yè)性腰背痛的發(fā)生。合適而人性化的教育與培訓(xùn)對(duì)提高護(hù)士職業(yè)性腰背痛認(rèn)知水平繼而提高護(hù)理質(zhì)量可以起到事半功倍的效果。

1000～1600 60

1600～2000 80

2000～2200 100

2200～2500 120

另外，原料板形的質(zhì)量也是影響平整效果的重要因素，原料有浪形時(shí)帶鋼經(jīng)過(guò)退火爐，內(nèi)部晶粒重新回復(fù)過(guò)程中其浪形也會(huì)進(jìn)一步放大，給帶鋼平整帶來(lái)困難。其中，最典型的例子就是產(chǎn)生平整花缺陷（見(jiàn)圖4）。平整花是因?yàn)橛邪逍稳毕莸膸т撐吹玫郊皶r(shí)調(diào)整而進(jìn)入平整機(jī)，平整機(jī)工藝參數(shù)（張力、輥縫、彎輥、傾斜等）設(shè)置不合適，在帶鋼表面就表現(xiàn)出羽毛狀花紋。具體產(chǎn)生原因如下：（1）來(lái)料厚度沿寬度方向厚差較大；（2）來(lái)料板形較差，存在單邊浪、雙邊浪或中間浪等浪形缺陷；（3）帶鋼橫截面形狀與輥縫不匹配，軋制時(shí)帶鋼沿寬度方向上出現(xiàn)不均勻的變形；（4）平整機(jī)（光整機(jī)）前后張力不匹配，特別是后張力偏小時(shí)易出現(xiàn)該缺陷；缺陷消除方法：（1）適當(dāng)增大平整機(jī)前后帶鋼張力，平整機(jī)出口張力要適當(dāng)大于入口張力。（2）將平整機(jī)出口和入口防皺輥適當(dāng)抬高，特別是抬高入口防皺輥高度，確保帶鋼以平直狀態(tài)進(jìn)入輥縫。（3）適當(dāng)調(diào)整軋輥傾斜。比如傳動(dòng)側(cè)出現(xiàn)該缺陷后，適當(dāng)將傳動(dòng)側(cè)輥縫抬開(kāi)，減少傳動(dòng)側(cè)帶鋼的變形程度。（4）若帶鋼操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)出現(xiàn)類似對(duì)稱狀的平整花，適當(dāng)增大彎輥力（減小軋制力），使帶鋼沿寬度方向均勻變形。

圖4 平整花缺陷

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝需求平整機(jī)工作輥與支撐輥要進(jìn)行磨削加工，因此其輥徑值為變量，由此會(huì)導(dǎo)致平整機(jī)換輥前后軋線不在同一水平線上，影響平整機(jī)的正常生產(chǎn)。對(duì)此，該平整機(jī)設(shè)置有輥徑補(bǔ)償控制系統(tǒng)，由安裝在牌坊窗口頂部的電機(jī)+蝸桿螺母驅(qū)動(dòng)斜楔塊對(duì)不同輥徑引起的軋線變化進(jìn)行修正和補(bǔ)償。斜楔塊能夠滿足修正上工作輥直徑變化（50 mm：直徑 510 mm～460 mm）和下支承輥半徑變化（50 mm：半徑650 mm～600 mm）。換輥時(shí)軋線調(diào)整裝置動(dòng)作，斜楔塊的行程根據(jù)工作輥和支承輥的直徑自動(dòng)計(jì)算確定，PLG檢測(cè)。

3.5 換輥系統(tǒng)

工作輥換輥裝置由工作輥換輥小車和工作輥接收裝置組成。為適應(yīng)連退生產(chǎn)線連續(xù)、高速運(yùn)行的特點(diǎn)，平整機(jī)工作輥可實(shí)現(xiàn)在線換輥，即在帶鋼位于平整機(jī)機(jī)架內(nèi)的情況下可以進(jìn)行工作輥換輥。系統(tǒng)設(shè)置有手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)3種順控?fù)Q輥模式（見(jiàn)圖5），自動(dòng)換輥模式下?lián)Q輥時(shí)間可控制在90 s以內(nèi)。

圖5 平整機(jī)工作輥換輥?lái)樋?/p>

支撐輥換輥采用手動(dòng)換輥模式，由設(shè)置在平整機(jī)操作側(cè)底部的支撐輥換輥液壓缸對(duì)換輥車進(jìn)行牽引實(shí)現(xiàn)換輥。

4 四輥平整機(jī)組與六輥平整-拉矯機(jī)組設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)比較

（1）軋制力系統(tǒng)：四輥平整機(jī)與六輥平整機(jī)均采用液壓缸在下的壓上形式，最大軋制力10000 kN。根據(jù)安鋼產(chǎn)品大綱中產(chǎn)品所需平整軋制力的要求（一般不超過(guò)10000 kN），二者都能滿足。

（2）軋制線調(diào)整系統(tǒng)：六輥平整機(jī)采用階梯塊+斜楔，四輥平整機(jī)采用電機(jī)馬達(dá)+蝸桿螺母+斜楔，兩種平整機(jī)各有特點(diǎn)。六輥平整機(jī)采用線性位置傳感器定位，精度為±1.0 mm；四輥平整機(jī)采用絕對(duì)值編碼器定位，精度為±0.8 mm。二者調(diào)整行程均能滿足軋制線標(biāo)高對(duì)中的要求。

（3）彎輥/竄輥功能：六輥平整機(jī)彎輥竄輥功能有獨(dú)特的彎輥塊及配套的軸承座，設(shè)計(jì)更有利于彎輥力的均勻傳遞，并且由于增加了中間輥，其彎輥和竄輥功能對(duì)板型斷面尺寸及平直度的控制功能強(qiáng)；四輥平整機(jī)沒(méi)有中間輥，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，彎輥功能設(shè)備沒(méi)有彎輥塊，其軸承座采用在mae-west設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改進(jìn)的cartridge設(shè)計(jì)。兩種彎輥設(shè)計(jì)均能滿足安鋼冷軋連退產(chǎn)品技術(shù)要求。

（4）傳動(dòng)系統(tǒng)：六輥平整機(jī)采用雙傳動(dòng)，在帶鋼啟、停時(shí)較單傳動(dòng)能更快的響應(yīng)從而與帶鋼保持一致的速度，要求電機(jī)有較高的控制精度，控制相對(duì)復(fù)雜；四輥平整機(jī)采用下輥單傳動(dòng)， 設(shè)備運(yùn)行需先壓下閉合輥縫后，靠帶鋼與輥?zhàn)又g的摩擦力使輥?zhàn)优c帶鋼保持同步，同步控制相對(duì)簡(jiǎn)單。

（5）平整段延伸率值：六輥平整機(jī)為0～3%，四輥平整機(jī)為0～2%±2%。汽車板對(duì)平整控制延伸率的要求一般是0.8%～1.4%，生產(chǎn)包裝和建筑用板對(duì)平整控制延伸率的要求一般是1%～3%；對(duì)安鋼產(chǎn)品大綱而言，二者均能滿足。

（6）整機(jī)總體比較：四輥平整機(jī)組整體長(zhǎng)度較短、設(shè)備相對(duì)較少、主要備件更換次數(shù)較少，有利于提高作業(yè)率，機(jī)組速度相對(duì)較高，設(shè)備、儀表配置更為簡(jiǎn)潔，平整機(jī)功能能滿足生產(chǎn)需求，得到更為均勻的斷面形狀，平整潛力大，更有利于品種開(kāi)發(fā)；六輥平整-拉矯機(jī)組整體長(zhǎng)度較長(zhǎng)，設(shè)備重量較大，一次性投資相對(duì)較高，設(shè)備復(fù)雜，操作和維護(hù)精度高，對(duì)操作人員要求較高，軋輥磨削次數(shù)多，輥型曲線加工精度要求高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度稍大。

5 應(yīng)用效果

安鋼連退機(jī)組四輥平整機(jī)板形控制系統(tǒng)具有工作輥液壓正、負(fù)彎輥裝置，對(duì)帶鋼板形及平直度調(diào)控能力較強(qiáng)，在很大程度上可以消除帶鋼橫向厚差。在平整軋制過(guò)程中通過(guò)合理調(diào)節(jié)彎輥力和帶鋼傾斜狀態(tài)消除了帶鋼單邊浪、中間浪和肋浪等板形問(wèn)題，提高了帶鋼平直度。同時(shí)，平整機(jī)工作輥換輥系統(tǒng)和軋線標(biāo)定系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)平整機(jī)90 s在線快速換輥的同時(shí)對(duì)新輥進(jìn)行徑向標(biāo)定，特別適合連退機(jī)組連續(xù)、高速的生產(chǎn)特點(diǎn)，提高了整條連退生產(chǎn)線的機(jī)時(shí)產(chǎn)量。另外，平整機(jī)控制系統(tǒng)中攜帶的恒壓力模式（Constant press control）和恒位置模式（Constant position control）能夠保證帶鋼在通過(guò)平整機(jī)時(shí)有較恒定的軋制力和輥縫值，滿足了帶鋼高精度平整工藝控制的要求，使帶鋼有更好、更穩(wěn)定的平整效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前作為冷軋帶鋼先進(jìn)連退生產(chǎn)工藝的連續(xù)退火機(jī)組，其實(shí)質(zhì)就是把傳統(tǒng)的退火工藝與平整處理工藝結(jié)合在一起的連續(xù)式生產(chǎn)工藝。選擇合理的平整機(jī)機(jī)組與連退爐相結(jié)合，是連續(xù)退火機(jī)組高效率、高質(zhì)量、低消耗生產(chǎn)的關(guān)鍵[5]。安鋼1550 mm冷軋連退生產(chǎn)線采用的“單機(jī)架四輥平整機(jī)組”相比較“六輥平整-拉矯機(jī)組”在提高帶鋼平整精度、滿足生產(chǎn)工藝的同時(shí)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、維護(hù)更方便，且建設(shè)周期短、設(shè)備成本低，為國(guó)內(nèi)同行業(yè)相似帶鋼連退生產(chǎn)機(jī)組提供了借鑒。

[1]諶揚(yáng).不銹鋼熱帶連續(xù)退火爐綜述[J].工業(yè)爐，2011(3)：13-15.

[2]邢巍，戚新軍.冷軋帶鋼退火原理及連退爐內(nèi)露點(diǎn)測(cè)量與控制實(shí)踐[J]. 熱處理技術(shù)與裝備，2015(3)：45-47.

[3]任際軍.1200 mm四輥平整機(jī)設(shè)計(jì)[J].重工與起重技術(shù)，2006(4)：8-11.

[4]戴本俊，利小民.冷軋平整機(jī)工作輥彎輥控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用研究[J]. 冶金動(dòng)力，2010(5)：103-105，110.

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Application Practice of Four Roll Tem per Mill in the 1550 mm Continuous Annealing Line of Anyang Steel

XING Wei，LI Zeguang，QI Xinjun，LUO Niangao，WEN Heli
(Anyang Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455000,China)

Combined with the current state of Anyang Steel’s cold rolling production,the application situation,equipment structure and process features of the four-stand four-roll temper mill in the 1550 mm continuous annealing unit are briefly introduced and a technical comparison with six-roll straightening machine is made.Practice has showed that application of the four-roll straightening machine produced good effect,satisfied production demand and effectively controlled production cost.

temper mill;continuous annealing;application

TG333.2

B

1006-6764(2018)01-0001-03

2017－06－30

邢?。?978－），男，2002年畢業(yè)于安鋼職工大學(xué)機(jī)電工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事熱處理工藝優(yōu)化工作。