趙團民，黃 煜，張 凱，計 江

(中國重型機械研究院有限公司，陜西 西安 710032)

1 前言

目前，國際上成套提供高速冷連軋裝備基本上被德國、日本等幾個少數(shù)國家壟斷。在國內(nèi)，高速冷連軋設(shè)備幾乎都由國外供貨商成套，國內(nèi)設(shè)備供貨企業(yè)也只進行了局部的機械設(shè)備的設(shè)計、轉(zhuǎn)化、制造工作，更談不上具有自主知識產(chǎn)權(quán)一套國產(chǎn)化的高速冷連軋設(shè)備。1450 mm五機架全連續(xù)冷軋機組由中國重型機械研究院有限公司設(shè)計成套，按照可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟、實用的原則，除部分硬件和儀表外，全部采用國產(chǎn)化技術(shù)和設(shè)備，國產(chǎn)化的過程控制系統(tǒng)進行軋制參數(shù)設(shè)定計算、模型自適應及自學習、軋制程序優(yōu)化，以保證技術(shù)指標的先進性和關(guān)鍵技術(shù)的可靠性。

2 機組工藝流程及主要技術(shù)參數(shù)

2.1 機組工藝流程

按照整個生產(chǎn)計劃安排，酸洗后的熱軋帶卷在開卷機上開卷，經(jīng)入口橫切剪切掉帶鋼頭部不合格部分，并送到焊機處，與已準備好的前一卷帶鋼的尾部焊接起來。焊接后的帶鋼，經(jīng)過入口活套送至五機架冷連軋機前張力輥組，帶鋼經(jīng)過雙糾偏輥、測張輥、帶鋼對中裝置進入1#軋機。帶材經(jīng)過五機架連續(xù)軋制使帶材獲得所需要的厚度和板形。通過設(shè)在機組尾部的張力卷取機的工作，將連續(xù)的帶鋼卷成鋼卷，當鋼卷達到所要求的重量或卷徑時由機后的滾筒式飛剪將帶材剪斷，分卷后經(jīng)由卸卷小車卸卷送至運輸機上，稱重、打捆后運往成品庫或供鍍鋅、連退機組。機組工藝流程如圖1所示。

圖1 五機架全連續(xù)冷軋機工藝流程圖Fig.1 Process flow of 5-Stand TCM

2.2 機組主要技術(shù)參數(shù)

根據(jù)用戶提出的產(chǎn)品大綱，經(jīng)計算和反復論證比較，最終確定該機組的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 1 450 mm五機架全連續(xù)冷軋機組主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Main technological parameters of 1450 mm 5-Stand TCM

5#軋機出口速度/m·min－1Max.1260分卷速度/m·min－1 Max.200動態(tài)變規(guī)格速度/m·min－1 Max.200過焊縫速度/m·min－1 Max.180最大活套量/m 720

3 機組設(shè)備的技術(shù)特點

(1)上料雙系統(tǒng)(上卷車、開卷、夾送矯直、切頭)，自動閃光對焊、進料六層活套。

(2)國產(chǎn)自動閃光對焊，主要完成帶頭帶尾的牽引;入、出口對中;帶頭帶尾端頭定位;入、出口夾緊;帶頭帶尾剪切;閃光對焊;焊縫刨光;沖信號孔;沖邊月牙等使前一個鋼卷的尾部與后一個鋼卷的頭部通過焊機連接，使得入口部分可以連續(xù)操作。

(3)活套為一車一卷揚六層式水平活套，鋼帶通過1號和2號張力輥組進入入口活套，活套保證在焊接停頓時還能不間斷的連續(xù)軋制。為保證鋼帶在活套中平穩(wěn)，在開卷設(shè)CPC糾偏系統(tǒng)，活套的入口設(shè)有雙輥CPC糾偏系統(tǒng)，鋼帶回輥的一側(cè)都設(shè)有一單輥CPC糾偏系統(tǒng)。

(4)在軋機入口設(shè)置了雙輥式CPC高精糾偏系統(tǒng)，帶鋼機械對中裝置和3號、4號張緊輥組以及三輥穩(wěn)定裝置等。在穿帶和帶鋼軋制過程中實現(xiàn)對中控制，以補償來料帶鋼的鐮刀彎，這對形成良好的塔形非常重要。

(5)1#～4#軋機采用四輥機型，工作輥采用正彎輥5#軋機采用六輥UCM機型，工作輥正、負彎輥和中間輥正彎輥、中間輥橫移，末架軋機入口多區(qū)域工作輥冷卻，其中5#軋機的工作輥正、負彎輥操作側(cè)、傳動側(cè)單獨控制。能夠獲得穩(wěn)定的軋制、高質(zhì)量的板形、巨大的橫向剛度系數(shù)和大壓下率，尤其對較硬的、較寬的和較薄的帶鋼更能發(fā)揮出其優(yōu)勢。

(6)軋機軋制線標高斜楔自動調(diào)整，工作輥在線快速換輥，軋輥軸承采用油氣潤滑。

(7)乳化液系統(tǒng)能靈活提供2種基本運行模式和2種乳化液濃度，根據(jù)不同的軋制產(chǎn)品和工藝要求確定相適應的的運行模式。

(8)1#軋機入口、機架間、5#軋機出口配置張力計，1#軋機入口出口、5#軋機出口配置X射線測厚儀和激光測速儀，壓下系統(tǒng)采用MOOG伺服閥、Sony－MD50位移傳感器，實現(xiàn)自動厚度和張力控制(AGC和ATC)。

(9)直流傳動系統(tǒng)選用SIEMENS公司生產(chǎn)的6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速控制器，交流傳動系統(tǒng)采用SIEMENS生產(chǎn)的6SE440和6SE70系列變頻器，均通過通訊板與PLC等自動化控制系統(tǒng)通訊，進行實時數(shù)據(jù)交換。

(10)自動化系統(tǒng)由二級構(gòu)成，基礎(chǔ)自動化(L1)系統(tǒng)中配置SIEMENS公司三套TDC控制器和三套S7－400控制器，來完成機組設(shè)備的通用功能/專用功能/網(wǎng)絡集成功能/監(jiān)控功能;過程自動化(L2)系統(tǒng)主要完成軋制過程的實時數(shù)據(jù)進行記錄和分析整理、軋制規(guī)程管理、軋制工藝參數(shù)計算和設(shè)定、模型自適應、操作運行狀態(tài)診斷及報警顯示等。

4 結(jié)束語

機組投產(chǎn)以來，軋制成品最薄厚度0.32 mm，軋制成品最大寬度1 260 mm，厚度控制系統(tǒng)中采用了前饋控制、反饋控制、監(jiān)控控制、機架間張力閉環(huán)控制、流量控制以及補償控制等先進的厚度控制技術(shù)，使帶鋼的厚度偏差得到嚴格控制。部分規(guī)格成品及其厚差見表2。

表2 機組現(xiàn)場生產(chǎn)的部分規(guī)格成品及其厚差Table 2 Finished products produced by TCM and their accuracy error of thickness

中國重型機械研究院為某公司成套的1 450 mm五機架全連續(xù)冷軋機組是國內(nèi)第一條自主設(shè)計、自主制造完全國產(chǎn)化的現(xiàn)代化大型冷連軋機組，該機組的成功投產(chǎn)，打破了國外一統(tǒng)或國內(nèi)集成(外商負責三電)連軋機組的局面，這一現(xiàn)狀的改變，將打開新的市場局面，對推動我國重大裝備自主創(chuàng)新、技術(shù)水平升級、結(jié)構(gòu)調(diào)整和冷連軋裝備國產(chǎn)化均有重大意義。

［1］ 王廷溥．板帶材生產(chǎn)原理與工藝［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，1995．

［2］ 鄒家祥．軋鋼機械(3版)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2000．

［3］ 朱龍根．簡明機械零件設(shè)計手冊(第2版)［M］．北京:機械工業(yè)出版社，2005．

［4］ 趙團民，高林林，計江．馬口鐵基板冷軋機組的關(guān)鍵技術(shù)［J］．重型機械，2008(1)．