任來鎖，張 凱，計 江

(1．山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪 271100;2．中國重型機械研究院，陜西 西安 710032)

1 前言

不銹鋼冷軋機不僅直接影響著不銹鋼冷軋板帶產品的表面質量、尺寸精度、板形和機械性能，也影響著機組生產效率和制造成本。為降低生產成本，適應多鋼種軋制需求，山東泰山鋼鐵集團有限公司于2010年3月建成投產了國內首條1 780 mm碳鋼、不銹鋼兩用六輥UCM可逆冷軋機，該冷軋機由中國重型機械研究院有限公司設計成套，采用了多項最先進的裝備和控制技術，使得該設備在建成投產后3個月即達到設備設計的各項技術指標(速度、最薄厚度、控制精度等指標)及月產2萬多噸的生產能力。

2010年11月對該機組進行了不銹鋼冷軋的調試與試生產，該機組生產的300系、400系及TS21系不銹鋼冷硬板經后續(xù)清洗、光亮退火和拉矯、平整處理后產品表面質量、性能質量均達到或超過20輥軋機的質量標準，深受用戶歡迎。

2 機組的主要技術參數、配置和技術特點

表1 機組的主要技術參數Table 1 Main technological parameters of cold mill

2.1 機組主要配置

(1)電氣控制系統(tǒng)由德國西門子公司負責成套供貨與調試，采用的是西門子當今最先進的SM150控制系統(tǒng)，并由其提供完整的二級計算機控制軟件;

(2)為滿足高檔次不銹鋼生產需要，在開卷機前配置有收紙機，在左、右卷取機上方配置有收、墊紙機;

(3)為保證帶鋼表面乳化液吹掃效果，除油輥采用四輥交錯布置方式，材質采用軋輥材質(92CrMo);

(4)氣刀設置有三排，除油輥前1排選用美國依愛(EXAIR)超級節(jié)能氣刀，除油輥后有2排氣刀梁，每個氣刀梁上含有30個噴嘴(間距55mm);

(5)安全聯(lián)軸器選用液壓安全聯(lián)軸器;排煙霧風機采用變頻調速控制與生產聯(lián)鎖控制;

(6)工藝潤滑流量達到15 000 L/min，工藝潤滑系統(tǒng)主要有凈液輸送系統(tǒng)、污液輸送系統(tǒng)、軋制方向控制裝置、分段冷卻裝置和板形儀等組成，乳化液配置和過濾系統(tǒng)主要設備包括原液箱1個(6 m3)、污液箱1個(90 m3)、凈液箱1個(80 m3)、霍夫曼平床過濾機1臺(過濾精度0.015 mm)和磁性過濾器1臺等;

(7)噴嘴橫梁5輥(單側)，其中:中間輥噴咀橫梁2根(每個中間輥1根，噴咀20個，分成9個區(qū));工作輥噴嘴橫梁2根(每個工作輥1根，噴嘴40個，分成9個區(qū));支承輥噴嘴橫梁1根(上支撐輥1根，噴嘴20個);

通過試驗示范，云天化葡萄套餐肥料得到了種植戶的認可，在用肥量及相同種植情況下，有增收作用。在試驗示范的跟蹤過程中，云天化產品的前期優(yōu)勢明顯，中期表現出根系發(fā)達，抗病性好、大小?；緵]有、特別是紅寶石的裂口明顯減少、葉綠素含量明顯較高、糖度平均高3個點，采收后色澤紅潤、果實上色好，果粉較多，每畝增收2656.6元，給農戶帶來的一定的經濟效益，在當地贏得了口碑。達到了示范田建設的目的。

(8)油氣潤滑選用萊伯斯產品，用于軋機支承輥、中間輥、工作輥、轉向輥和除油輥等軸承的潤滑與冷卻。

2.2 機組的主要技術特點

(1)主軋機、開卷機和左右卷取機采用全數字交流變頻調速，PLC控制;

(2)全液壓推上，厚度自動控制(AGC)，液壓AGC系統(tǒng)具有恒位置控制、恒軋制力控制及傾斜自動調整控制等功能;

(3)軋機具有壓下調偏、軋輥調零功能;

(4)開卷機具有CPC自動對中功能;上卷有高度及寬度對中裝置;卸卷小車具有稱重裝置;

(5)工作輥、中間輥快速換輥裝置可同時換四輥，也可單獨換工作輥、單獨換中間輥;

(6)軋機電氣系統(tǒng)具有過載保護，斷帶保護和緊急停車等安全保護系統(tǒng);主機和卷取具有帶尾自動減速、準確停車功能;卷取機具有圈數記憶功能;

(7)軋機速度控制，開卷、卷取機速度/張力控制，數字顯示;

(8)軋線標高采用斜楔+階梯墊塊快速調整;

(9)機組配有張力計和激光測速儀;

(10)軋機具有軋輥精細冷卻、工作輥正/負彎輥、中間輥正彎輥控制和中間輥橫移予設定等板形調整手段;

(11)機組配有單邊板形檢測(出口側)和板形閉環(huán)控制系統(tǒng);

(12)機組生產工藝聯(lián)鎖及故障報警采用PLC可編程控制，實現生產過程自動化;

(13)機組采用二級計算機控制，實現機組的生產過程控制，機組具有軋制規(guī)程計算及道次分配，規(guī)程和參數優(yōu)化，工藝過程實時參數和關鍵的檢測、顯示和報警。

3 機組生產不銹鋼的冷軋工藝和技術

目前，泰鋼不銹鋼冷軋產品執(zhí)行標準是GB/T3280－2007(《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》)，不銹鋼冷軋的生產工藝是:熱軋不銹鋼卷(黑卷)(熱軋退火酸洗機組實施退火酸洗(白板)(六輥不銹鋼冷軋軋制(連續(xù)光亮退火實施清洗、退火和拉矯(四輥平整機平整(精整包裝。其中，影響產品質量的關鍵因素在六輥不銹鋼冷軋工序。

為做好不銹鋼冷軋的開發(fā)生產，泰鋼組織編寫了《1 780 mm冷軋機開發(fā)生產冷軋/冷硬不銹鋼板大綱》和《實施細則》，從原料進廠檢查到工藝通道檢查、更換與調整;從工藝備件的準備到工藝參數的優(yōu)化、調整與記錄;從產品上卷操作到過程產品質量檢查、記錄與反饋;從產品轉序到包裝與儲運等實施全方面、全過程的監(jiān)控。

3.1 工藝潤滑控制

軋制不銹鋼與軋制碳鋼對工藝潤滑要求不盡相同，按照傳統(tǒng)的不銹鋼冷軋應采用純油軋制，但1 780 mm冷軋機的工藝潤滑系統(tǒng)是按照常規(guī)碳鋼軋制設計的，采用純油軋制會造成現有乳化液系統(tǒng)的污染，若乳化液整體更換成本很高，且對后續(xù)的生產影響較大。為此，對不銹鋼的軋制決定采用乳化液軋制，并與國內知名冷軋機軋制油生產商合作，在原HCR201A碳鋼軋制油基礎上開發(fā)出HCR301不銹鋼軋制油添加劑(按照一定比例添加);開發(fā)出乳化液油品顆?？煽丶夹g。對乳化液技術指標進行調整，要求末道次適當控制乳化液的流量和啟閉時間。不銹鋼軋制乳化液技術指標見表2。

表2 乳化液的技術指標Table 2 Qualifications of emulsified liquid

3.2 軋輥合理選用

傳統(tǒng)20輥軋機工作輥輥徑較小，一般為Φ63.5 mm，且多選用 Cr12Mo1V1材質。目前1 780 mm冷軋機軋制碳鋼時常用的軋輥材質是92CrMo。為滿足不銹鋼軋制需要，要求軋制不銹鋼時全部換輥，軋輥選用Cr3材質，換輥后首先進行1～2卷碳鋼卷軋制(熱輥)，然后再進行不銹鋼軋制，嚴格控制軋輥相關技術指標。為減少變形抗力，降低軋制力，要求盡可能選用小輥徑工作軋輥軋制，保證淬硬層深度;為保證帶鋼表面質量，在末道次軋制時更換拋光輥軋制，軋輥技術指標見表3。

表3 軋輥的技術要求Table 3 Specifications of rollers

3.3 軋制工藝優(yōu)化

根據不銹鋼變形特點，在軋制過程中采用大張力、大壓下量軋制原則，而對終軋道次采用低壓下量、低張力卷取方式，以便于軋制完成后的卸卷工作。不銹鋼冷軋典型產品的軋制工藝見表4～表7。

表4 304系不銹鋼軋制工藝(1.0 mm×1 250 mm)Table 4 Rolling technology of 304 stainless steel(1.0 mm×1250 mm)

表5 304系不銹鋼軋制工藝(1.2 mm×1 250 mm)Table 5 Rolling technology of 304 stainless steel(1.2 mm×1 250 mm)

表6 410S系不銹鋼軋制工藝(1.0 mm×1 250 mm)Table 6 Rolling technology of 410s stainless steel(1.0 mm×1 250 mm)

表7 TS21系不銹鋼軋制工藝(1.2 mm×1 270 mm)Table 7 Rolling technology of TS21 stainless steel(1.2 mm×1 270 mm)

4 結束語

通過優(yōu)化設備技術參數和軋制工藝參數，泰鋼1780 mm六輥UCM軋機成功開發(fā)并批量生產了300系、400系和TS21系不銹鋼，取得了較好的效果。在生產過程中發(fā)現該機組冷軋不銹鋼時也存在一些問題:軋制TS21系不銹鋼時軋制壓力基本上處于上限，過大的軋制力易造成軋輥爆裂、工作輥彎曲變形;碳鋼乳化液過濾系統(tǒng)不太適合于不銹鋼軋制等，需要在今后的生產應用中不斷摸索。2010年年底泰鋼又對該機組進行了冷軋硅鋼軋制技術的研究與應用，并開發(fā)生產了50WB600、50WB540等牌號硅鋼產品。

泰鋼通過六輥軋機軋制不銹鋼生產技術的研究，為六輥UCM軋機高速軋制不銹鋼積累了經驗(軋制速度達到600m/min以上)，高速軋制有利于提高產品質量和降低生產成本，具有一定的推廣價值。

［1］ 王廷溥．板帶材生產原理與工藝［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］ 潘純久．二十輥軋機及高精度冷軋鋼帶生產［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2003．