森吉米爾20輥軋機(jī)薄帶軋制工藝研究

唐振光 燕 順 黃 培

（廣西北部灣新材料有限公司，廣西 北海 536017）

0 緒論

森吉米爾20 輥軋機(jī)是高精度軋制核心設(shè)備之一，具有道次壓下率大、板形控制能力強(qiáng)、軋制力小以及成品厚度公差波動(dòng)范圍小等特點(diǎn)，主要用來(lái)軋制200 系、300 系和400 系不銹鋼冷軋薄帶。目前，世界上大部分的高精度薄帶都是森吉米爾軋機(jī)生產(chǎn)的，因?yàn)榈来螇合侣蚀螅?0 輥軋機(jī)可以用較厚的原料來(lái)生產(chǎn)薄帶，有效地節(jié)約生產(chǎn)過(guò)程中的成本。另外，因?yàn)?0 輥軋機(jī)有較好的板形和厚度控制能力，所軋制出來(lái)的0.3 mm以下的不銹鋼有較好的板形和厚度公差，受到廣大的客戶喜愛(ài)。該文結(jié)合我公司冷軋廠森吉米爾20 輥軋機(jī)的生產(chǎn)情況，對(duì)20輥軋機(jī)軋制薄帶的核心生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究分析，并對(duì)其核心生產(chǎn)工藝進(jìn)行歸納總結(jié)，形成工藝制度，對(duì)提高機(jī)組產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量提供了技術(shù)支撐。

1 森吉米爾20輥軋機(jī)機(jī)組簡(jiǎn)介及重點(diǎn)參數(shù)

1.1 軋機(jī)總論

森吉米爾20 輥軋機(jī)機(jī)組是主要由卷取機(jī)、測(cè)厚儀、夾送輥、板形輥和軋機(jī)機(jī)架組成，其中軋機(jī)機(jī)架包括所有的內(nèi)部部件、軋輥和配件，其作用是在軋制中減小帶鋼厚度，提高平直度和帶鋼表面質(zhì)量。 為了使鋼帶能夠軋制更加薄的帶鋼，應(yīng)盡量使用小工作輥來(lái)軋制。小工作輥軋制具有軋制力小，生產(chǎn)道次少的優(yōu)點(diǎn)，能夠生產(chǎn)更加薄的鋼帶。森吉米爾20 輥軋機(jī)呈“塔”形分散分布，由8 根支撐輥，6 根第二中間輥，四根第一中間輥，2 根工作輥組成，如圖1 所示。

1.2 技術(shù)參數(shù)介紹

原料種類(lèi)：200 系、300 系和400 系不銹鋼。鋼帶厚度：來(lái)料最大厚度為6.0mm，來(lái)料最小厚度為0.5mm；成品最大厚度為3.0mm，成品最小厚度為0.15mm。鋼帶寬度：最大寬度為1 255 mm；最小寬度為800 mm。鋼卷重量：最重為22 000 kg。套筒規(guī)格：610 mm ID/860mm OD/1300 mm W。紙卷規(guī)格：120 mm ID/800mm OD/1330mm W。鋼卷規(guī)格：610 mm/2200 mm。壓下率：200 系70%，300 系85%，400 系85%。軋制：Max 速度：800 m/min，Max 張力：500 kN。

2 軋制工藝

2.1 壓下工藝

壓下工藝的設(shè)定包括軋制道次、道次壓下率和軋程等內(nèi)容的設(shè)定。壓下工藝的制定方法主要有經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法、能耗曲線法和基于理論的軋制規(guī)程計(jì)算等方法[1]?，F(xiàn)階段大部分人都是使用經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法，當(dāng)在軋制前，先要確定軋程，200 系軋制壓下率一般不超過(guò)70%，300 系和400 系軋制壓下率一般不超過(guò)85%，超過(guò)壓下率則使用兩軋程軋制。再根據(jù)所軋鋼種的特性（硬度曲線、力學(xué)性能等）確定其軋制道次，避免其軋制到后面脆斷。道次壓下率的確定，一般第一道次的壓下率不會(huì)超過(guò)40%，前兩道次可以大壓下軋制，往后各道次壓下率逐漸減小，后道次壓下率一般不會(huì)超過(guò)前道次壓下率，最后一道次壓下率一般不超12%，主要以平整板型為主。

圖1 二十輥輥系結(jié)構(gòu)圖

2.2 軋輥工藝的確定

2.2.1 輥形和粗糙度

20 輥軋機(jī)的軋輥工藝主要是確定第一中間輥的輥形和工作輥的粗糙度。設(shè)計(jì)第一中間輥輥的輥形主要是為了更好地調(diào)節(jié)鋼帶的板形，以達(dá)到客戶使用的標(biāo)準(zhǔn)。第一中間輥輥端部的錐高和錐長(zhǎng)是根據(jù)板寬決定的，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)板形情況還可以微調(diào)，第一中間輥的錐度越高，第一中間輥的使用軋制里程能更長(zhǎng)，因此使用錐度高的來(lái)軋制，從而節(jié)省磨輥成本和更換第一中間輥的頻率，提高產(chǎn)能。在確定工作輥粗糙度時(shí)，前道次使用粗糙度高的輥，末兩道次使用粗糙度低的輥。因20 輥軋機(jī)在后面道次軋制的過(guò)程中，刮油越來(lái)越不干凈導(dǎo)致鋼帶跑偏，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的產(chǎn)能，因此前面道次可使用0.35μm 粗糙度的工作輥使表面粗糙，不易產(chǎn)生打滑的現(xiàn)象。末兩道次可使用0.15 μm 粗糙度的工作輥是保證產(chǎn)品質(zhì)量所需的表面粗糙度。

2.2.2 配輥要求

20 輥軋機(jī)輥?zhàn)雍芏?，? 根傳動(dòng)輥為集中傳動(dòng)。另外，背襯輥由多個(gè)背襯軸承組成，就決定了配輥時(shí)對(duì)輥徑尺寸有嚴(yán)格的要求[2]。1 根背襯輥由6 個(gè)背襯軸承組成，中間2 個(gè)背襯軸承直徑最大，往邊上的逐漸減小且相近2 個(gè)軸承間直徑差不超過(guò)0.006 mm，相鄰的背襯輥直徑差不大于0.100 mm。上下工作輥輥徑差不大于 1.000 mm。第一中間輥?zhàn)笥逸亸讲畈淮笥?.005 mm，上下輥徑差不大于 1.000 mm。第二中間輥?zhàn)笥逸亸讲畈淮笥?.005 mm，上下輥徑差不大于1.500 mm。認(rèn)真執(zhí)行以上配輥的要求，才能降低軋輥消耗，降低成本。

2.2.3 軋輥更換規(guī)程

2.2.3.1 工作輥更換基準(zhǔn)

工作輥區(qū)分見(jiàn)表1。

表1 工作輥區(qū)分表

工作輥更換基準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 工作輥更換基準(zhǔn)表

備注：異常情況更換工作輥視情況而定（包括換輥后仍有輥印等不良缺陷）。

2.2.3.2 中間輥更換基

中間輥更換基準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 中間輥更換基準(zhǔn)表

備注：表面品質(zhì)發(fā)生異常時(shí)及時(shí)確認(rèn)/更換中間輥。

2.2.3.3 支撐輥更換基準(zhǔn)

支撐輥更換基準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4 支撐輥更換基準(zhǔn)表

備注：表面品質(zhì)發(fā)生異常時(shí)及時(shí)確認(rèn)/更換支撐輥。

嚴(yán)格執(zhí)行上述的軋輥更換規(guī)程，能有效地提高產(chǎn)品的品質(zhì)，且能減少軋輥的損傷，降低生產(chǎn)成本。

2.3 潤(rùn)滑工藝

20 輥軋機(jī)一般是使用軋制油潤(rùn)滑，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求，軋制油需要符合表5 的技術(shù)指標(biāo)要求。

表5 軋制油技術(shù)指標(biāo)表

在軋制過(guò)程中，軋制油的流量要保證在7 500 L/min 以上，并且軋制油溫度控制在40 ℃左右，要保持軋制過(guò)程中充分的潤(rùn)滑性，使鋼帶表面不出現(xiàn)熱劃痕、軸承印、色差等質(zhì)量缺陷。軋制完成后，鋼帶表面溫度不能高于80 ℃，鋼帶表面殘留物不能超過(guò)20 mg/㎡，從而影響表面反射率，鋼帶表面退火后表面殘留物不能超過(guò)5 mg/㎡，造成反射率低，清凈性差等問(wèn)題。

2.4 典型軋制規(guī)程

以我公司20 輥軋機(jī)軋制304 鋼種為例，鋼帶厚度1.4 mm，板寬1 250 mm，經(jīng)過(guò)9 個(gè)道次軋制之后為0.310 mm，具體軋制規(guī)程見(jiàn)表6。

該軋制規(guī)程符合304 鋼種的軋制特性，前道次壓下率大，后道次壓下率小的軋制規(guī)則。在張力的使用上，由于前幾個(gè)道次大道次壓下量大，為了保證在軋制過(guò)程中不出現(xiàn)打滑，把張力調(diào)大，且前張力須比后張力大[3]。后道次軋制時(shí)，一般使用前張力略高于后張力，一般高5 kN～10 kN 即可，可以有效提高軋制速度，提高產(chǎn)能。

表6 1.4 mm 軋0.310 mm 軋制工藝表

3 結(jié)語(yǔ)

20 輥軋機(jī)屬于高精度設(shè)備，軋輥眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要用來(lái)軋制薄帶和精密帶，掌握20 輥軋機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已成為一個(gè)企業(yè)的實(shí)力標(biāo)志。在該基礎(chǔ)上，還需要有配套的生產(chǎn)工藝，才能生產(chǎn)出來(lái)符合客戶使用的精密帶，完善的壓下工藝、軋輥工藝和潤(rùn)滑工藝能有效地降低斷帶率，減少軋制成本，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，充分發(fā)揮20 輥軋機(jī)的先進(jìn)性，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。