優化軋線設備保證薄帶設計與研發

李芳

摘 要：宣鋼小型軋鋼廠熱帶生產線為實現產品由冷軋帶到負差薄帶的轉型，提出了開發軋制薄帶的總體規劃。為保證薄帶的成功開發，對精軋牌坊、中精軋傳動軸托架、夾送輥及高壓水除磷等軋線設備進行了修復和優化改進，為薄帶的成功開發提供了有效的設備保證。

關鍵詞：薄帶；托架；水除磷；夾送輥

宣鋼小型軋鋼廠熱帶車間是宣鋼唯一的一條熱軋窄帶鋼生產線，1986年投產，設計能力為年產厚度范圍2.5～5.0，寬度范圍100～250mm熱軋窄帶鋼10～15萬噸。幾十年來，該條生產線歷經多次設備升級改造，目前已發展到年產熱軋窄帶鋼80萬噸以上。產品主要鋼種為XG08D2，產品主要用作冷軋帶鋼的原料，其附加值較低。為了增強市場競爭力，提高產品附加值，在過去的幾年里，該廠也曾多次開發軋制薄帶鋼。由于軋線設備穩定性差、薄帶生產技術不過關和市場等因素的影響，至2013年7月，只生產了為數不多薄帶，厚度基本都在1.8mm以上，寬度也僅限于204系列。

按照宣鋼產品結構調整總體規劃，宣鋼帶鋼產品要實現由冷軋帶到負差薄帶的轉型，以提高產品附加值及效益，為此，廠成立了熱軋薄帶技術開發組，實施1.5～2.5mm厚度各系列薄帶的開發軋制工作。

1 開發薄帶鋼軋制的可行性分析及存在問題

2006年以前，熱軋窄帶鋼主要用作低端焊管的原材料，隨著制造業的不斷發展，窄帶鋼由以焊管原材料為主轉向冷軋后深加工領域。近年來，隨著下游生產技術不斷進步、品種創新、用途范圍擴大，許多熱軋窄帶鋼使用單位為了減少自身工序成本，如減少冷軋道次、退火處理工序等，向窄帶鋼生產廠加提出，購買使用厚度為1.5～2.0mm的窄帶鋼的要求。本著提高產品生產競爭力和滿足用戶的服務宗旨，要求我廠要做好薄帶開發的工作。

同時，根據薄帶鋼軋制技術特點對熱帶車間工藝線的工藝布置、軋輥及主機能力等設備進行分析，與國內相近生產線的工藝、設備、人員組織等進行了對比，并結合我廠前期軋制204系列薄帶鋼的實踐經驗，技術開發組確定在熱帶車間開發軋制薄帶鋼是可行性。

1.1 軋機主機能力分析

與軋制普帶相比，軋制薄帶主要要考慮壓下量增加后，各架次軋機主機能力是否滿足要求。要在熱帶車間開發軋制薄帶鋼，最主要是需解決壓下量分配的問題。根據目前熱帶車間生產線工藝設備現狀，精軋區域軋機的壓下量已接近設備極限，而粗、中軋軋機的壓下量均有一定富裕，為此，開發薄帶產品，必須采用壓下量前移的方式，盡量減小中精軋軋制負荷，在確保生產穩定的同時，保證成品尺寸精度。

軋制薄帶時，145、183、204、232、255、272各寬度系列粗軋末道料尺寸分別需加壓下量增加：6、4、3、2、2、2mm，這樣，較軋制普帶時粗軋二架軋制負荷將提高0.6-1.8%。通過進行理論計算，目前粗軋主電機功率能夠滿足工藝要求。按軋制最薄規格，即厚度為1.5mm的薄帶進行理論計算，中軋機列軋制負荷較軋制同寬度、同鋼種2.5mm厚度的帶鋼高0.9-2.1%，目前的中軋主電機功率是能夠滿足工藝要求的。同時，從之前試軋的204系列薄帶的實踐來看，軋線主電機的實測電流也均可在額定電流以內，且均有一定的富裕。因此，熱帶生產線的主機能力具備開發薄帶的要求。

1.2 精軋軋機牌坊磨損嚴重，軋機穩定性差

精軋軋機牌坊從投入使用至今已連續工作二十多年，牌坊磨損嚴重，導致軋輥安裝精度無法達到原設計精度，帶鋼在軋制過程中難以穩定運行，特別是F3-F6四輥軋機的牌坊，需進行修復方可進一步保證了帶鋼尺寸精度，滿足開發軋制薄帶的要求。

1.3 中精軋傳動軸托架運行不穩定，軋機穩定性差

熱帶車間中精軋傳動軸托架運行環境條件差，經過多年運行，變形嚴重，運行穩定性差，直接影響軋機穩定性，很難滿足開發軋制薄帶對料型控制的要求。

1.4 夾送輥晃動大，不能滿足開發軋制薄帶的要求

由于夾送輥設備老化以及箱體本體設計缺陷，目前的夾送輥間隙大，晃動量大，輥面不耐磨，這些因素導致無法對厚度1.7mm以下薄帶進行有效夾送。

2 設備優化實踐

2.1 解決精軋軋機牌坊磨損嚴重的問題

通過現場測量、研究分析發現，精軋軋機牌坊磨損嚴重的架次為F3-F6四架四輥軋機，開發小組制定了周密的方案并利用2013年9月年修的時間對精軋F3-F6軋機牌坊進行了線下修復，提高了軋輥安裝精度，為開發軋制薄帶及保證薄帶尺寸精度創造了重要條件。

2.2 解決中精軋傳動軸托架運行不穩定的問題

為了滿足開發軋制薄帶的要求，對中精軋傳動軸托架進行了改進，一是將托架臂加長，增加平衡力矩；二是將托架拉桿由普通螺紋改為T型螺紋，增加了防松性能及強度；三是將托架的壓簧由單排改為雙排，減少共振造成的不穩定。通過以上改進，提高了傳動軸托架的穩定性，對控制薄帶料型起到了積極作用。

2.3 解決夾送輥晃動大的問題

針對夾送輥設備老化以及箱體本體設計缺陷，導致夾送輥間隙大，晃動量大，輥面不耐磨等問題，對夾送輥進行了設計改進。首先改進了夾送輥箱體結構，由整體機構改造為分體式。將主動輥箱體、被動輥箱體及氣缸支座分體安裝在整體底座上，主、被動輥箱體設計成凸凹臺階定位結構與整體底座連接，防止運行過程中箱體發生移動，保證了使用過程中夾送輥的間隙。

其次，主、被動輥箱體的傳動軸承部位設計了軸承套，軸承出現故障后，只會損壞軸承套，而不會損壞箱體本體，從而節約了箱體維修成本，保證了箱體使用精度。同時在箱體的上壓蓋與立軸配合部位設計了密封結構，通過安裝密封圈，可以有效防止箱體內進入軋線冷卻水，保證了箱體內傳動機構的穩定運行。此外，在立軸上部安裝了固定的防水盤，防水盤隨立軸同步轉動，旋轉的防水盤能有效將可能流入夾送輥箱體的軋線冷卻水向上、向外打出，從而阻止水從立軸間隙進入箱體，起到防水作用。改造后的夾送輥結構見圖1。

1、底座；2、主動箱體；3、傳動快軸；4、主動立軸；5、軸承套；6、軸承； 7、上壓蓋；8、密封圈；9、防水盤；10、輥子；11、被動立軸；12、被動箱體；13氣缸

再次，我們夾送輥的材質由45#鋼改為70Mn2Mo，極大的提高了夾送輥的耐磨性能，為生產薄帶提供了進一步的設備保證。

2.4 解決成品薄帶鋼表面氧化鐵皮后的問題

在薄帶的生產過程中發現成品薄帶鋼表面氧化鐵皮厚，甚至發生輕微起皮現象，雖然不影響成品質量但有損產品市場形象。分析原因，除了因為軋制薄帶鋼機時產量低造成加熱時間長外還與軋線除鱗有關。為此，在軋制薄帶時將加熱段的控制溫度在軋制普通帶的基礎上降低15℃，利用薄帶過鋼節奏慢的特點在均熱段進行鋼坯提溫。同時，在高壓水除鱗裝置前，增設破鱗輥對連鑄坯進行預碾壓，將其上表面的大塊氧化鐵皮碾壓成小塊，這樣就有效提高了高壓水除鱗的除鱗效果。此外，軋制薄帶時，將高壓水除鱗裝置的水壓由6MPa提高到9MPa進一步提高除磷效果，提高了薄帶的表面質量要求。

3運行效果

通過以上設備優化改造，小型軋鋼廠熱帶生產線在沒有進行大的設備改造投入的情況下，通過對關鍵設備的自行設計、改造和優化，使軋線具備了軋制薄帶的生產能力，改造完成后的一年多時間里，共生產薄帶17萬噸，其中2.0mm厚度以下薄帶鋼占薄帶總產量的60%以上。從生產情況看，設備運行情況、薄帶鋼生產軋制工藝均穩定、產品尺寸精度及表面質量都滿足了標準及客戶的要求，改造效果顯著。

參考文獻：

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