2100 mm 寬幅不銹鋼S6 冷軋機的優(yōu)化

溫 強，殷劍飛

（太原鋼鐵（集團）有限公司不銹冷軋廠，山西太原 030003）

0 引言

近年來，隨著國內(nèi)外經(jīng)濟水平的不斷增長及不銹鋼消費市場的拓展，寬幅冷軋不銹鋼廣泛應(yīng)用于集裝箱罐專用料、核電料、不銹薄板、冷硬板、熱壓模板等行業(yè)。普通的森吉米爾和4立柱20 輥軋機，目前只能生產(chǎn)寬度小于1650 mm，厚度小于6.0 mm 的冷軋板，傳統(tǒng)的4 輥、6 輥軋機因其板型、厚度、生產(chǎn)效率等原因，難以大規(guī)模生產(chǎn)0.8～8.0 mm 厚寬幅冷軋不銹鋼板。2005 年，太鋼引進安德里茨Sundwig 研發(fā)的專門生產(chǎn)拉伸強度大于1000 MPa 的寬幅2100 mm S6 可逆式冷軋機。

經(jīng)過十幾年生產(chǎn)實踐，現(xiàn)有Sundwig S6 軋機在使用中出現(xiàn)側(cè)支撐位置偏移，測厚儀不適應(yīng)帶材厚度公差要求，乳液系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，鋼帶表面殘留乳液斑印等諸多問題，已嚴重制約該機組不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量的升級，滿足不了特殊用戶的質(zhì)量要求。本文介紹太鋼近十年來對S6 軋機設(shè)備及工藝國產(chǎn)化攻關(guān)改進，論述改進內(nèi)容及優(yōu)化措施，以及取得的良好效果。

1 太鋼2100 mm S6 軋機基本工藝參數(shù)（表1）

2 軋機系統(tǒng)優(yōu)化措施

2.1 側(cè)支撐系統(tǒng)定位精度改進

S6 型軋機設(shè)計的側(cè)支撐共4 組，上下側(cè)支撐各兩組，原設(shè)計下側(cè)支撐鍵塊直接在側(cè)板邊部與牌坊連接，生產(chǎn)使用中由于長時間大負載運行，造成側(cè)支撐鍵塊固定螺絲母扣松動，側(cè)支撐定位失效，輥系中工作輥竄動，嚴重制約生產(chǎn)工藝速度，備件材料消耗增大及生產(chǎn)效率低下。使用Ansys 軟件對牌坊結(jié)構(gòu)強度參數(shù)核算，自主設(shè)計出下側(cè)支撐定位方式，主要內(nèi)容如下。

表1 2100 mm 寬幅不銹鋼S6 冷軋機參數(shù)

（1）對側(cè)支撐側(cè)板增加上下兩組鍵孔，并在牌坊上增加250 mm，寬140 mm，深度70 mm 的8 個鍵槽及安裝孔。通過現(xiàn)場在線加工，保證了開槽兩側(cè)面的平行度公差小于0.02 mm。

（2）配套自行設(shè)計制造T 形鍵塊及導軌等部件，按照工藝裝配方案精準組裝調(diào)整后，達到預期設(shè)計目標，符合使用要求。

2.2 軋機測厚儀優(yōu)化

S6 軋機測厚儀原采用一段固定式高壓3 條斜率補償方式，不能同時滿足鋼帶厚度及品種質(zhì)量要求，造成產(chǎn)品厚度實際測量值精度公差波動在-0.15～+0.23 mm，不能滿足用戶高質(zhì)量要求。新改進的測厚儀將射線管分為3 段，采用不同厚度下不同電壓控制，實現(xiàn)鋼種成分補償。增加鋼帶橫向掃描功能并與現(xiàn)有系統(tǒng)通信命令等狀態(tài)互聯(lián)，實現(xiàn)鋼卷名稱、鋼種成分等信息共享，方便人員操作，零星故障及頻次大幅降低，所有產(chǎn)品公差厚度范圍均在±0.005 mm 以內(nèi)，見表2。

表2 測厚儀改進前后技術(shù)參數(shù)對比

2.3 軋機乳液系統(tǒng)的優(yōu)化

2.3.1 乳液供給系統(tǒng)優(yōu)化

原乳液供給系統(tǒng)是人工手動將油桶原液添加到地下油庫的凈油箱中，極易造成二次污染。現(xiàn)在油庫中設(shè)置（6 m×2.5 m×2 m）乳液補給箱，通過流量泵自動定量添加，同時使用硬度＜10 mg的二級除鹽水作為補充水，保證了原液清潔度。

2.3.2 乳液加熱系統(tǒng)優(yōu)化

原設(shè)計乳液加熱系統(tǒng)采用電加熱換熱器，加熱功率只有250 kW，乳液溫度波動在35～55 ℃，難以滿足軋機在冬季正常生產(chǎn)的要求，造成帶鋼表面乳液斑印嚴重。研究決定增設(shè)3 臺U形管式蒸汽換熱器，采用串聯(lián)布置方式，根據(jù)生產(chǎn)需求設(shè)計換熱面積為300 m2。選用蒸汽換熱器加熱乳液后，可以實現(xiàn)快速自動加熱乳液，使得生產(chǎn)過程中乳液溫度及濃度始終在工藝規(guī)范的（55±2）℃以內(nèi)，乳化液蒸汽換熱器技術(shù)參數(shù)見表3。

2.3.3 乳化液清潔度優(yōu)化

（1）磁性過濾器改進。原有磁性過濾器中所有300 根磁棒由1 條約25 m 長鏈條連接，運轉(zhuǎn)方式是由一臺電機同時驅(qū)動磁棒、刮耙、排渣螺旋給料機。日常運行中隨著磁棒吸附物增加，負載增大，因鏈條轉(zhuǎn)運距離過長，時常發(fā)生故障，維修難度大，難以實現(xiàn)設(shè)備穩(wěn)定運行。

改進后的磁性過濾器，選用2臺獨立系統(tǒng)并聯(lián)而成，分別由電機單獨驅(qū)動磁棒、鏈條，實現(xiàn)了磁過濾系統(tǒng)的用一備一。正常運行時2 臺全部投入使用，由于采用并聯(lián)方式，一旦其中一臺發(fā)生故障，另一臺磁性過濾器仍能繼續(xù)運行。發(fā)生故障的磁性過濾器也可進行修理維護，不影響機組生產(chǎn)。由于鏈條變短，彎點減少，驅(qū)動電機負載小，確保設(shè)備周期內(nèi)穩(wěn)定連續(xù)運行；同時對刮耙系統(tǒng)配置獨立電機驅(qū)動，降低了故障。另外此系統(tǒng)配置在線故障檢測系統(tǒng)，使得故障發(fā)生時及時停機、維修，保證了磁棒等部件完好率。故障報警原理見圖1。

表3 乳化液蒸汽換熱器技術(shù)參數(shù)

圖1 故障報警原理

（2）平床過濾器改進。原平床過濾器底板選用Q235 鋼板制作，長時間使用后，平床底板表面經(jīng)乳液腐蝕后造成表面凸凹不平，鏈條運動時負載加大，電機跳閘，鏈條斷裂頻繁，運行極不穩(wěn)定。經(jīng)改用316L 不銹鋼底板，表面粗糙度降低，周期內(nèi)可實現(xiàn)鏈條傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行，同時在平床箱體底部增加一套定時排污系統(tǒng)，將雜質(zhì)排到沉淀箱，使得整套乳液循環(huán)系統(tǒng)始終保持在工藝要求內(nèi)運行。

2.4 改進鋼板表面殘留乳化液措施

經(jīng)過現(xiàn)場反復試驗，重新配置軋機左右刮油輥系統(tǒng)為輥面硬度shore A90±3 定制輥和銅輥組合。通過調(diào)整刮油輥壓力，確保使用周期內(nèi)不開裂剝落，提高刮油效果。

在軋機出口側(cè)離鋼帶中心200 mm 安裝吹掃角度約75°強力風刀，通過軋制過程中強力風幕，清除帶鋼表面乳液油，消除帶鋼表面乳液斑印。

3 設(shè)備優(yōu)化效果

改進舊有設(shè)備側(cè)支撐定位精度方式，經(jīng)過近5 年的生產(chǎn)實踐表明，側(cè)牌坊前表面到牌坊中間基準面距離始終保持在設(shè)計要求272±0.05 mm 以內(nèi)，確保了側(cè)支撐系統(tǒng)功能精度，實現(xiàn)零故障運行。

通過對乳液填充、配置、加熱，磁過濾、平床過濾等全系統(tǒng)優(yōu)化改進后，滿足了乳液加熱溫度50±2 ℃，運行中乳化液鐵粉含量＜100×10-6的工藝標準，同時乳液噸鋼消耗量降低8%～10%。

帶鋼測厚儀國產(chǎn)化改進后，實現(xiàn)所有產(chǎn)品厚度公差可以控制在±0.005 mm 工藝標準，產(chǎn)品厚度命中率達到99.9%以上。

經(jīng)調(diào)整帶鋼刮油輥材料及裝置壓力，加裝專用風刀吹掃系統(tǒng)，消除帶鋼表面乳液斑印，表面合格率達到99.3%以上。

4 結(jié)論

作為國內(nèi)唯一軋制2100 mm 不銹鋼的S6 軋機，經(jīng)太鋼自主創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)備功能及精度，提升了設(shè)備作業(yè)率和產(chǎn)品穩(wěn)定性，為制造更優(yōu)質(zhì)寬幅不銹鋼產(chǎn)品奠定了良好基礎(chǔ)，在行業(yè)中有引領(lǐng)和示范作用。