新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組

高 炯

(常州寶菱重工機(jī)械有限公司，江蘇 常州 213019)

0 引言

可逆冷軋機(jī)組生產(chǎn)規(guī)模小、投資少、生產(chǎn)靈活性高，主要適用于多品種、小批量、短周期產(chǎn)品的生產(chǎn)，可逆冷軋機(jī)組不僅能夠滿足用戶個(gè)性化需求，而且在一些高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)上也很有優(yōu)勢(shì)[1]。然而，普通可逆冷軋機(jī)組產(chǎn)量只有40萬(wàn)噸/年左右，并且每卷帶鋼頭尾廢料率高達(dá)2.5%。因此，開(kāi)發(fā)高效、適用、廢料率低的可逆冷軋機(jī)組，對(duì)推動(dòng)我國(guó)冷軋板帶生產(chǎn)的發(fā)展具有重要意義[2]。本文介紹的新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組既能可逆軋制又能單向連續(xù)軋制，產(chǎn)量比普通單機(jī)架可逆軋機(jī)高出20%，而廢料率僅為0.3%，與普通可逆軋機(jī)相比極大地提高了產(chǎn)品成材率。該新型可逆冷軋機(jī)組可滿足當(dāng)前鋼鐵市場(chǎng)高質(zhì)量、多品種、小批量、短周期和低成本的需求。

1 機(jī)組的設(shè)備組成及工藝流程

1.1 機(jī)組設(shè)備組成

可逆軋機(jī)一般布置有兩臺(tái)卷取機(jī)和一臺(tái)冷軋機(jī)，帶鋼每轉(zhuǎn)換一次就完成一個(gè)道次的軋制，冷軋機(jī)作為機(jī)組中的核心設(shè)備，其型式和性能決定了整個(gè)機(jī)組的特性。根據(jù)冷軋機(jī)的型式，目前的可逆冷軋機(jī)組可分為四輥式可逆冷軋機(jī)組、六輥式可逆冷軋機(jī)組、十二輥Z型可逆冷軋機(jī)組和二十輥可逆冷軋機(jī)組[3]。前兩種用作常規(guī)冷軋機(jī)組，后兩種用于特薄帶鋼和高強(qiáng)鋼的軋制。

本文介紹的新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，主要由開(kāi)卷機(jī)、直頭機(jī)、焊機(jī)、活套、夾送輥、冷軋機(jī)、飛剪和卷取機(jī)等組成，與普通可逆軋機(jī)組相比，增加了焊機(jī)、活套、軋機(jī)入口夾送輥和出口飛剪等設(shè)備，新增的焊機(jī)、活套為單機(jī)架冷軋機(jī)的連續(xù)軋制提供了條件；其軋機(jī)機(jī)型為強(qiáng)力UCM(Universal Crown Control Mill)軋機(jī)，可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)鋼及薄帶鋼的軋制。

圖1 新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組簡(jiǎn)圖

1.2 機(jī)組工藝流程

入口鋼卷小車將鋼卷自動(dòng)對(duì)中并上卷，由開(kāi)卷機(jī)開(kāi)卷，帶頭經(jīng)過(guò)直頭機(jī)時(shí)，直頭機(jī)對(duì)翹曲厲害的鋼卷頭部進(jìn)行平整，然后帶鋼進(jìn)入焊機(jī)，焊機(jī)可以將上一卷帶鋼的帶尾和下一卷帶鋼的帶頭焊接起來(lái)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)軋制，也減少了帶頭帶尾切損量。帶鋼頭尾焊接完成后，帶鋼進(jìn)入活套，活套可用于卷取機(jī)卸卷時(shí)儲(chǔ)存少量帶鋼，也可以用于當(dāng)開(kāi)卷機(jī)上新卷及兩卷帶鋼頭尾焊接時(shí)，由活套釋放儲(chǔ)存的少量帶鋼，以此來(lái)確保連續(xù)軋制。帶鋼經(jīng)過(guò)活套后進(jìn)入軋機(jī)入口夾送輥，軋機(jī)入口夾送輥除穿帶時(shí)夾送帶鋼進(jìn)入軋機(jī)外，也可用于兩卷帶鋼頭尾焊接時(shí)提供軋機(jī)入口張力。帶鋼從軋機(jī)入口夾送輥進(jìn)入軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制后的帶鋼進(jìn)入軋機(jī)出口飛剪，出口飛剪用于帶鋼軋制成品后切斷分卷，也可用于試樣、廢料等的剪切。帶鋼穿過(guò)飛剪后進(jìn)入卷取機(jī)，卷取機(jī)將開(kāi)卷機(jī)開(kāi)卷的若干個(gè)小鋼卷經(jīng)軋機(jī)軋制后卷成一個(gè)大鋼卷，然后用行車等輸送工具將大鋼卷運(yùn)返至開(kāi)卷機(jī)鞍座，后經(jīng)開(kāi)卷機(jī)鋼卷小車上卷和開(kāi)卷機(jī)開(kāi)卷，再次對(duì)大鋼卷進(jìn)行軋制，如此循環(huán)直至成品。鋼卷軋制成品后，用出口飛剪將大鋼卷從焊縫處剪成各個(gè)成品小卷。

2 機(jī)組基本參數(shù)

該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組以生產(chǎn)強(qiáng)度高、規(guī)格薄的產(chǎn)品為主，可根據(jù)產(chǎn)品大綱采用合理道次的軋制，最大限度地提高軋制效率和產(chǎn)品性能，是一種板形控制能力強(qiáng)、軋制效率高的單機(jī)架可逆冷軋機(jī)組，特別適合于小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。機(jī)組的基本參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組基本參數(shù)

3 機(jī)組主要特點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、成材率高

該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組是在普通六輥可逆冷軋機(jī)組基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，與普通可逆軋機(jī)組相比，增加了焊機(jī)、活套和出口飛剪等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了單機(jī)架連續(xù)軋制功能，大大減少了帶鋼切頭切尾造成的廢料率[4]。該機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，與普通可逆冷軋機(jī)組相比，機(jī)組長(zhǎng)度變化不大。該機(jī)組軋機(jī)采用六輥強(qiáng)力UCM機(jī)型，能夠軋制高強(qiáng)度、薄規(guī)格的產(chǎn)品，同時(shí)生產(chǎn)效率也顯著提高。

3.2 出色的板形控制能力

該機(jī)組中六輥冷軋機(jī)采用工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥竄輥和所有輥都為平輥的萬(wàn)能凸度控制的強(qiáng)力UCM軋機(jī)。小輥徑無(wú)凸度軋輥的采用，可以有效減小軋制力和彎輥力，同時(shí)減少了輥?zhàn)訋?kù)存量。工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥竄輥的帶鋼板形控制手段，不僅可以有效控制帶鋼邊浪、中浪、復(fù)合浪等帶鋼板形不良狀況，而且可嚴(yán)格控制帶鋼厚度和形狀公差，帶鋼的超差長(zhǎng)度短，表面質(zhì)量好。

3.3 工作輥、中間輥和支承輥優(yōu)化組合

在選擇軋輥直徑時(shí)必須考慮兩個(gè)重要的限制因素：保證帶鋼具有良好板形對(duì)軋制力的限制和軋輥間接觸應(yīng)力對(duì)軋制力的限制。圖2描述了這些限制因素之間的關(guān)系，它們共同決定了最大允許軋制力。強(qiáng)力UCM軋機(jī)的工作輥直徑與普通UCM軋機(jī)相比減小20%～40%，從圖2中可以看出，強(qiáng)力UCM軋機(jī)能夠達(dá)到的壓下率(工作輥直徑/帶鋼寬度=0.18～0.24)大于普通UCM軋機(jī)，這也使得強(qiáng)力UCM軋機(jī)能夠適用于高強(qiáng)度或薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制。

圖2 工作輥軋制力與壓下率的關(guān)系

3.4 能夠進(jìn)行超低速軋制

由于可逆軋機(jī)機(jī)組一般比較簡(jiǎn)單，因此不可能設(shè)置儲(chǔ)存大量帶鋼的活套；而該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組不但能在帶鋼超低速(1 m/min)下進(jìn)行軋制，而且能夠在超低速軋制下維持帶鋼板厚和板形精度，這也為單機(jī)架連續(xù)軋制提供了條件。因此新型可逆軋機(jī)組在軋機(jī)入口前設(shè)置小型活套，極少的活套存儲(chǔ)量即可保證帶鋼頭尾焊接以及開(kāi)卷機(jī)上卷、卷取機(jī)卸卷時(shí)軋制不中斷，從而實(shí)現(xiàn)單機(jī)架連續(xù)軋制，也使得廢料率大大降低。

3.5 能夠用于高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)

該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組由于強(qiáng)力UCM軋機(jī)工作輥直徑減小，軋制力相應(yīng)也會(huì)減小[5]，因此強(qiáng)力UCM軋機(jī)可用于高強(qiáng)鋼、硅鋼以及薄帶鋼的軋制。另外，和普通UCM可逆軋機(jī)軋制相比，強(qiáng)力UCM軋機(jī)軋制道次更少，并且單位軋制力也較普通UCM軋機(jī)低。因此該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組可以通過(guò)大壓下率來(lái)減少軋制道次，普通可逆軋機(jī)的可逆軋制總道次為3～5道次，而該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)相比普通可逆軋機(jī)可減少1到2個(gè)軋制道次，從而提高了生產(chǎn)效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

該新型單機(jī)架六輥可逆冷軋機(jī)組相比普通可逆軋機(jī)組產(chǎn)量高，軋制壓下率大，廢料率低，不僅能夠軋制普通低碳鋼，還能用于高強(qiáng)鋼和薄帶鋼的生產(chǎn)。同時(shí)由于該機(jī)組冷軋機(jī)工作輥小，軋機(jī)內(nèi)部輥系比普通UCM軋機(jī)小，因此還可用輥系替換的方式將普通UCM可逆軋機(jī)改造成強(qiáng)力UCM可逆軋機(jī)。另外，該機(jī)組若采用雙機(jī)架冷軋機(jī)，軋機(jī)入口段配置兩臺(tái)開(kāi)卷機(jī)，出口段采用卡羅塞爾卷取機(jī)，產(chǎn)量可以增加到單機(jī)架可逆冷軋機(jī)組的2倍，而廢料率基本不變化，這樣就能大大提高產(chǎn)量甚至滿足中等產(chǎn)量鋼廠生產(chǎn)的需求。