摘 要：文章介紹了不銹鋼冷連軋技術的發(fā)展及國內首套引進的十八輥五機架冷連軋機組的主要技術特點，該技術在不銹鋼冷軋實際應用中獲得了成功。

關鍵詞：不銹鋼；十八輥；冷連軋

1 前言

近年來隨著國民經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，不銹鋼需求迅速增長，冷軋不銹鋼生產技術也有了很大發(fā)展，傳統(tǒng)的不銹鋼冷軋生產從20世紀30年代開始，主要由多輥可逆冷軋機，冷軋退火酸洗機組，光亮退火機組，平整機組，拉矯機組，剪切機組及修磨機組等設備組成，其主要特點為技術成熟，生產組織靈活，比較適合多品種、多規(guī)格產品的生產，但噸鋼投資及加工成本高，生產周期長。90年代又開發(fā)了一種不銹鋼冷軋新工藝：將冷軋機，退火酸洗設備，平整機等設備整合到一起，組成一條聯(lián)合機組，一般年產量為30～50萬噸，具有成材率高，加工周期短，表面質量好，能耗低等優(yōu)點，這種聯(lián)合機組要求各工藝段之間要保持嚴格的匹配關系，只適合生產品種單一、規(guī)格范圍較窄的帶鋼，且設備維護要求高，軋機速度受退火段及酸洗段限制，產能得不到充分發(fā)揮。最近單一的冷連軋軋制方式開始得到應用，機組采用四或五機架十八輥軋機，年產能可達50～70萬噸，軋機速度大幅提高，軋機產能得到充分發(fā)揮，適用于單一品種大批量生產。

2 不銹鋼冷連軋工藝

2.1 不銹鋼冷連軋技術的發(fā)展

雖然冷連軋技術早已成熟應用于碳鋼生產，但由于不銹鋼冷軋變形抗力較大，大約是碳素鋼的2倍，為了實現(xiàn)高效高精度的軋制，需要具有高剛度小輥徑工作輥的多輥軋機，而多輥軋機由于工作輥徑小，磨損快，導致?lián)Q輥頻繁，最多時軋一卷換一次輥，很難滿足冷連軋的無頭軋制換輥要求，多年來人們對不銹鋼冷連軋技術一直在探索研究中。

日本森吉米爾公司1969年為日本日新制鋼公司周南廠設計制造了世界唯一的一套1270mm四機架全連續(xù)式二十輥森吉米爾軋機，該軋機第一架為ZR22-50\"型軋機，其余三架均為ZR21-50\"型軋機，軋制規(guī)格為0.3～0.4×1270mm不銹鋼，卷重22噸，軋制速度為600m/min，其生產工藝為企業(yè)技術秘密，相關報道很少。

韓國浦項鋼鐵公司于2008年建設了世界首套十八輥四機架冷連軋生產線，該生產線年產能為50萬噸不銹鋼冷軋帶鋼，可以對AISI300系和AISI400系熱軋不銹鋼退火酸洗卷進行軋制，產品最大寬度為1350毫米，最小厚度為0.4毫米。

國內首套引進的十八輥五機架串列式連續(xù)冷軋生產線正在建設中，該生產線年產能為60萬噸不銹鋼冷軋帶鋼，原料為AISI200系和AISI300系熱軋不銹鋼退火酸洗卷，產品寬度：800-1300mm，產品厚度：0.3-3mm。

2.2 不銹鋼冷連軋機組設備組成

不銹鋼冷連軋機組的典型布置是五機架冷連軋，機組分為入口段、軋機段和出口段。

入口段包括兩套開卷機，每套開卷機包括帶卷儲存鞍座、上卷小車、懸臂式開卷機及夾送矯平剪切頭尾等設備。焊機采用激光型式，包括帶鋼對中及帶頭剪切設備，入口活套為水平式。

軋機段包括五架十八輥軋機，此機型在六輥的基礎上加以側支承輥支持工作輥，適合連軋操作。中間輥傳動且能帶載軸向竄輥，與中間輥正負彎輥一起作為板型控制的手段。軋輥冷卻由乳化液系統(tǒng)完成，采用兩套獨立冷卻系統(tǒng)。擦拭器用于軋機之間及最后一架出口，限制乳化液被帶鋼帶出。

軋機裝配有自動換輥裝置，工作輥更換時間為2.5分鐘，中間輥和側支承輥也為自動換輥。清洗段為熱水沖洗刷洗及熱風烘干。

出口段包括出口活套、出口張力輥、飛剪、卷取機、助卷器、襯紙機、上套筒裝置、卸卷小車和打捆裝置等。

五機架十八輥冷連軋生產線布置圖見圖1。

2.3 十八輥軋機主要性能及技術參數(shù)

1979年Z-HIGH十八輥冷帶軋機由美國森吉米爾公司研制成功，該軋機是在四、六輥軋機的基礎上發(fā)展起來的，綜合了四輥軋機的傳動方式、軋輥定位方式等技術及森吉米爾多輥軋機的側支承技術。其優(yōu)點有：（1）采用較小的工作輥直徑，以利于減小軋制力和軋制更薄的帶材。（2）所軋產品的范圍廣，從較軟的普碳鋼，到高強度的薄規(guī)格的合金鋼及不銹鋼。（3）高效率，低能耗，小直徑的工作輥可以實現(xiàn)大壓下量的軋制，有利于提高生產率，降低能耗。

3 板型控制方式

主要，有軋輥傾斜、彎輥、中間輥軸向抽動、分段冷卻等。隨著換輥技術的不斷完善，十八輥軋機開始應用于冷連軋生產。

3.1 十八輥輥系布置

軋機輥系呈對稱布置，見圖2。輥系由兩個小直徑工作輥，兩個中間輥，兩個支承輥，四個側支承輥及八個背襯輥組成。

3.2 軋機結構

軋機采用整體機架結構，牌坊為鑄鋼件，頂部及底部橫梁用以連接牌坊，軋機牌坊頂部安裝有調節(jié)輥縫的液壓壓下缸，液壓壓下裝置用于提供軋制壓力，并補償上工作輥、上中間輥和上支承輥軋輥的磨損量。

軋制線標高由斜楔調節(jié)，換輥后保持軋制線標高恒定，并補償下工作輥、下中間輥和下支承輥軋輥的輥徑變化。

工作輥無軸承座，工作輥和支承輥間設置了端部具有錐度的可軸向調節(jié)的中間輥，可有效的控制帶材邊部形狀，隨著板寬的不同，中間輥可作適當?shù)恼{整，使平輥部分位于帶材邊部的內側，消除了有害接觸部分的影響，避免了工作輥過大的撓度，達到控制邊浪的目的。

在工作輥的兩側配置側向支承輥和多點支承的背襯軸承輥，保證小直徑工作輥的側向剛度。軋機的出入口側的側支撐梁通過液壓馬達、齒輪和螺絲分別調節(jié)，不需要確切的匹配軋輥直徑。

十八輥五機架冷連軋機主要技術參數(shù)見表1。

表1 十八輥五機架連軋機主要技術參數(shù)

3.3 檢測儀表

檢測儀表在線測量軋制工藝參數(shù)和帶鋼質量指標，是冷軋機實現(xiàn)自動控制的前提條件。用于工藝調節(jié)和質量控制的檢測儀表主要有：

（1）測厚儀：是AGC控制的關鍵，在第一架前后以及第五機架后設置測厚儀，用于前饋及監(jiān)控控制。

（2）測速儀：主要用于秒流量AGC控制和前滑的自適應學習修正，布置在秒流量AGC控制機架前后。

（3）板型儀：采用分段接觸式板型儀，與彎輥和乳化液流量分段控制等調節(jié)裝置及計算機構成閉環(huán)控制系統(tǒng)，板型儀配備在機組出口位置對成品帶鋼進行板型控制。

（4）張力計：帶鋼張力通過機架間的張力輥進行檢測，在張力輥的軸承下面裝有壓力傳感器作為張力檢測元件，位于1#軋機入口和5個機架的出口。

3.4 冷連軋工藝技術特點

十八輥五機架冷連軋機組具有以下技術特點：

3.4.1 機組入口設置了2臺開卷機，配置了激光焊機和水平活套，可實現(xiàn)全連續(xù)無頭軋制，使軋機作業(yè)率大幅提高。

3.4.2 十八輥冷軋機主要由整體機架、液壓壓下裝置、工作輥系，中間輥系，支承輥系，側支承輥系、中間輥正負彎輥、中間輥軸向橫移裝置、自動換輥裝置、軋機主傳動裝置等部分組成。十八輥冷軋機生產產品質量好，軋機剛度高，機架受力好，軋輥直徑小，壓下量大，軋制力及軋制力矩小，可節(jié)約電能。軋機調整速度快，軋機采用中間輥傳動，有利于減小工作輥直徑。

3.4.3 機組出口設置了出口水平活套，減少軋機減速帶來的帶鋼厚度超差及表面缺陷。

3.4.4 機組出口設置了雙卷取機和飛剪，可進一步提高機組產量。

3.4.5 由于采用全連續(xù)無頭軋制，帶鋼厚度均勻，頭尾損失少，成材率高。

3.4.6 軋機開口度大，有利于清除軋機斷帶。

3.4.7 可實現(xiàn)在線不斷帶快速換輥，減少了生產輔助時間。

4 結束語

隨著十八輥軋機換輥技術的完善，不銹鋼冷連軋技術已逐漸成熟，在實際生產中取得良好效果，正逐步得到推廣。

參考文獻

[1]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.

[2]傅作寶.冷軋薄鋼板生產[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：荀鳳超（1972-），男，中冶東方秦皇島研究設計院高級工程師，從事軋鋼工藝設計工作。