一種雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組

夏軍勇 丁文紅

(中冶南方工程技術有限工程公司軋機分公司 湖北武漢430223)

一種雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組

夏軍勇①丁文紅

(中冶南方工程技術有限工程公司軋機分公司 湖北武漢430223)

針對傳統雙機架平整兼二次冷軋機的系列問題，開發了一套雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組。該機組相對傳統機型增加中間輥竄輥、中間輥彎輥等板形調節手段，更好地改善板形；該機型采用1#機架乳化液直噴輥縫潤滑、1#機架配置雙輥系，大幅度降低軋制力、提高軋制穩定性；該機型開發乳化液阻隔及防結露裝置、輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器等裝置，降低板面乳化液殘留、消除金屬粉塵，提高產品質量，減少環境污染。

雙機架平整兼二次冷軋 雙輥系 乳化液直噴 防結露裝置 輥縫吸塵

1 前言

1)雙機架平整兼二次冷軋機組主要用來生產鍍錫原板，包括一次冷軋鍍錫原板T1～T5，二次冷軋鍍錫原板DR7～DR10。一次冷軋鍍錫原板采用雙機架平整模式進行生產，二次冷軋鍍錫原板采用1#機架軋制減薄，2#機架平整模式進行生產。鍍錫原板特別是二次材由于帶鋼薄，運行速度高，板形控制、軋制力控制、延伸率控制、張力控制都很困難，生產工藝設備有別于普板[1][2]。對于生產這類高附加值的冷軋產品的軋機機組存在以下幾個問題：

(1)傳統雙機架平整兼二次冷軋機的機型采用4輥的結構，缺乏竄輥、中間輥彎輥等板形的調節手段，生產帶鋼板形差；

(2)傳統雙機架平整兼二次冷軋機普遍采用3%～5%濃度的循環乳化液潤滑輥縫，潤滑效果差，生產DR9、DR10等極硬的帶鋼時，所需軋制力大，軋制穩定性差；

(3)傳統雙機架平整兼二次冷軋機為了滿足鍍錫板平整的需求，工作輥輥徑普遍在450mm～550mm，輥徑偏大，該范圍的輥徑可軋厚度偏厚，無法實現0.15mm以下極薄帶鋼的穩定生產；

(4)傳統機型乳化液吹掃不凈、結露現象嚴重，導致1#機架出口帶鋼表面乳化液殘留嚴重，無法實現1#機架二次冷軋，2#機架干平整的生產模式；

(5)傳統機型干平整模式下，金屬粉塵難以消除，易出現板面色差并造成環境污染。

2)針對傳統雙機架平整兼二次冷軋機的系列問題，開發了一套雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組。該機組機型為六輥UCM，相對傳統機型增加中間輥竄輥、中間輥彎輥等板形調節手段，更好地改善板形；該機型采用5%～20%高濃度乳化液直噴系統來實現1#機架輥縫潤滑，該種潤滑方式可大大增加輥縫潤滑效果、大幅度降低軋制力、提高軋制穩定性、適合DR9、DR10等極硬帶鋼的生產；該機型1#機架配置雙輥系，在平整模式下，機組使用大輥徑工作輥(輥徑410mm～460mm)進行生產，提高軋制剛度和軋制穩定性，在二次冷軋模式下，機組使用小輥徑工作輥(輥徑300mm～340mm)進行生產，提高單位軋制力，降低可軋厚度，適用于0.15mm以下極薄帶鋼的生產；開發乳化液阻隔及防結露裝置，大大減少1#機架出口帶鋼表面乳化液殘留，實現1#機架二次冷軋，2#機架干平整的生產模式；開發輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器等裝置，在干平整模式下，消除金屬粉塵，減少板面色差和環境污染。

2 雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機機架窗口結構

1)雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組1#機架、2#機架均為六輥UCM。

圖1為雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機窗口及彎輥塊示意圖。該機型具有工作輥正負彎輥、中間輥正彎功能，彎輥動作由彎輥塊上的彎輥缸推動軋輥軸承座實現。工作輥彎輥缸安裝在工作輥彎輥塊10、11上，工作輥正彎缸2、7每個軸承座四個，共計提供最大約392kN的彎輥力，工作輥負彎缸4、5每個軸承座2個，共計提供最大約172kN的彎輥力。中間輥正彎缸1、8安裝在中間輥彎輥塊9、12上，每個軸承座四個，共計提供最大約480kN的彎輥力。實際生產時，機組根據板形的需求人工或自動分配調節工作輥和中間輥的彎輥力，精確控制出口帶鋼板形。

圖1 雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機窗口及彎輥塊示意圖

圖2 雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機竄輥裝置

2)該機組還具有中間輥竄輥功能，根據來料帶鋼寬度，機組自動調節竄輥的位置，用以解決帶鋼邊降等問題，更好地改善板形。見圖2雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機竄輥裝置。竄輥液壓缸2安裝在竄輥支架1上，竄輥液壓缸2連接中間輥傳動側彎輥塊4，中間輥傳動側彎輥塊4通過竄輥梁5與操作側中間輥彎輥塊相連。通過中間輥傳動側彎輥塊4上的鎖緊塊3可把中間輥軸承座鎖死在中間輥傳動側彎輥塊4上，保證中間輥與中間輥彎輥塊同步移動。上下中間輥竄輥分別由2個竄輥液壓缸提供竄輥力，竄輥最大行程200mm～400mm，最大竄輥力為約700kN。竄輥液壓缸中安裝線性位移傳感器用以精確測量竄輥行程。

3)如圖1所示，為了提高軋制穩定性，防止軋制過程中軋輥交叉，該機組出口側彎輥塊上裝有側推缸3、6。生產過程中，側推缸活塞桿伸出，使工作輥軸承座貼緊入口工作輥彎輥塊10、11，防止上、下工作輥交叉。

3 主要工藝檢測儀表及生產模式

1)雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組的主要工藝檢測儀表配置見圖3。

圖3 雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機主要工藝檢測儀表

1)張力計5，3套，布置在1#機架入口、機架間和2#機架出口；

2)測厚儀1，3套，布置在1#機架入口、機架間和2#機架出口；

3)激光測速儀2，3套，布置在1#軋機入口和出口，2#軋機出口；

4)板形儀4，1套，布置在2#軋機出口；

5)軋制力計3，2套，布置在1#、2#機架窗口頂部；

6)軋輥輥縫位置傳感器(SONY磁尺)6，1#和2#軋機共計2×2套，安裝在壓上缸上。

2)雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組具有6種生產模式。如表1所示，當機組生產CQ、DQ等普冷板或T1～T5一次冷軋鍍錫板時，可選擇1#機架干平整+2#機架干平整或1#機架濕平整+2#機架濕平整兩種工藝模式；當生產DQ、EDDQ、IF等較軟帶鋼時，可選擇單機架的生產模式，即2#機架干平整或2#機架濕平整；當生產DR7～DR10等二次冷軋鍍錫板時，可選擇1#機架二次冷軋+2#機架干平整和1#機架二次冷軋+2#機架濕平整兩種模式進行生產。當進行二次冷軋生產時，1#機架選用小輥(輥徑φ340mm)進行軋制。

4 極薄板穩定軋制技術

該技術包括乳化液直噴輥縫潤滑技術和大小輥雙輥系技術。

該機型1#機架采用二次冷軋模式進行生產。1#機架減薄比約為20%～40%，生產DR9、DR10等極硬帶鋼時，通常減薄比需>30%。由于常規循環乳化液輥縫潤滑的效果差，軋制力偏大、軋制穩定性差，同時循環的乳化液容易把雜物帶入輥縫導致帶鋼表面缺陷甚至出現斷帶的危險。該機型采用5%～20%高濃度乳化液直噴系統來實現1#機架輥縫潤滑，該種潤滑方式可大大增加輥縫潤滑效果、大幅度降低軋制力、提高軋制穩定性、適合DR9、DR10等極硬帶鋼的生產。

表1 生產模式(每個產品種類生產時都可選擇兩種模式)

該機型1#機架配置雙輥系，在平整模式下，機組使用大輥徑工作輥(輥徑410mm～460mm)進行生產，提高軋制剛度和軋制穩定性。在二次冷軋模式下，機組使用小輥徑工作輥(輥徑300mm～340mm)進行生產，提高單位軋制力，降低可軋厚度，適用于0.15mm以下極薄帶鋼的生產。小輥徑工作輥輥系除了工作輥輥徑與大輥徑工作輥輥系不一樣外，工作輥、中間輥軸承座結構也有差異。兩種輥系狀態下，彎輥塊、支承輥、機架、壓上缸等相關設備的結構與工作模式完全一樣。

5 板面清潔技術

板面清潔包括乳化液阻隔及防結露工藝及干平整吸塵工藝。

為了提高二次冷軋板面質量，本機組開發了乳化液阻隔及防結露裝置，該裝置不僅可以防止乳化液竄流到出口帶鋼表面、還可以防止帶鋼上部凝結的乳化液滴落帶鋼上表面形成乳化液斑。實例見圖4吸塵及乳化液阻隔等裝置布置圖。圖4中防纏導板4和出口導板6上均安裝有高耐磨氟橡膠刮板，在軋制時，防纏導板4和出口導板6伸出，橡膠刮板分別與上、下工作輥接觸，防止乳化液從帶鋼的上、下部飛濺或滴落到帶鋼表面；側向防濺擋板5共有兩塊，分立傳動側和操作側，可以根據帶鋼寬度調整擋板間距，防止乳化液從側向飛濺到帶鋼表面。防纏導板4下表面帶有導向溝槽，防止乳化液結露后滴落至帶鋼表面。通過該方法，徹底杜絕了殘留乳化液進入2#機架，實現1#機架二次冷軋，2#機架干平整的生產模式，大大提高成品的表面質量。在干平整模式下，為了消除帶鋼表面缺陷、提高表面質量。本機組開發并配置了輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器等裝置。見圖4吸塵及乳化液阻隔等裝置布置圖。中間輥輥縫吸塵裝置布置在1#、2#機架入口，分為上中間輥輥縫吸塵裝置2和下中間輥輥縫吸塵裝置1。輥縫吸塵裝置布置在工作輥和中間輥輥縫區域，用于抽吸工作輥和中間輥之間研磨產生的粉塵。工作輥輥縫吸塵裝置布置在1#、2#機架出口、防纏導板4前端，用于抽吸工作輥和帶鋼之間研磨產生的粉塵。吸塵裝置通過負壓的方式抽吸輥縫處因干平整生產的粉塵，帶有大量粉塵的空氣通過吸塵風管路被離心風機吸入機組外的除塵器進行過濾處理。支承輥擦拭器分為上支承輥擦拭器3和下支承輥擦拭器4，位于1#、2#機架出口。工作時，上支承輥擦拭器3和下支承輥擦拭器4的擦拭頭伸出分別靠緊上下支承輥。擦拭頭研磨支承輥表面，防止支承輥表面粉塵粘連，研磨下的粉塵顆粒被擦拭頭上的吸塵管路通過離心風機吸入除塵器進行處理。通過輥縫吸塵裝置及支承輥擦拭器的使用，減少了環境污染、提高了板面質量。

圖4 吸塵及乳化液阻隔等裝置布置圖

6 總結

針對傳統雙機架平整兼二次冷軋機的系列問題，開發的雙機架六輥UCM平整兼二次冷軋機組已在遷安思文科德薄板科技有限公司順利投產。該機組最高速度：平整模式達1500m/min，二次冷軋模式達1200m/min；二次冷軋模式最薄規格達0.14mm；帶鋼殘油97.0mg/m2,殘鐵6.2mg/m2。機組各項指標均達到并優于設計要求。

[1]Wenhong Ding,Junyong Xia.Key Equipment and Innovative Technology for Tempering of super Thin Strip.Advanced Materials Research Vol.145 (2011) pp.145-152.

[2]夏軍勇,丁文紅.極薄板平整的成材率及機組產能提升技術.冶金設備,2010.12:18-20.

[3]李秀軍,吳首民.DCR機組復雜板形缺陷產生機理與控制研究.機械工程與自動化,2013(8):104-107.

[4]李貴賓,李秀軍等.極薄板軋制中上下表面均勻潤滑控制技術的開發.機械工程與自動化,2013(6):102-104.

ATwoStands6-HighUCMmillforSkinPassingandDoubleColdReduction

Xia Junyong Ding Wenhong

(WISDRI Engineering & Research Incorporation Limited Rolling Mill Filiale, Wuhan 430223)

To resolve the problems of the conventional two stands skin passing and double cold reducting mill, a new two stands skin passing and double cold reducting mill with 6-high and UCM is developed. The new mill has fuctions of interim rolls axial shifting system and bending system to improve the stip flatness. And, the direct spray of emulsion and double rollers system is applied in 1st stand for reducing the rolling force and improve the rolling stability. At last, anti-dewing equipment, cleaner of roller gap and wiper of backup roller are applied in the mill to reduce the surface residual of strip and clean up the metallic dust, in order to improve the surface quality of product and environmental pollution.

Two stands skin passing and double cold reducting mill Double rollers system Direct spray of emulsion Anti-dewing equipment Cleaner of roller gap

夏軍勇，男，1976年出生，畢業于華中科技大學機械設計及制造專業，博士研究生，高級工程師，主要從事冷軋機組設備的設計和研發

TG333.72

A

10.3969/j.issn.1001-1269.2014.05.004

2014-05-19)