王艷艷 朱艷娥 魏 凱

（河南安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 安陽455004）

在我國第九個(gè)五年計(jì)劃之前，酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組的核心技術(shù)一直由國外的少數(shù)幾個(gè)公司掌握，對行業(yè)技術(shù)幾乎形成壟斷。自“九五”以后，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員對國內(nèi)和國外的新建聯(lián)合機(jī)，進(jìn)行一系列的技術(shù)分析與研究，以期能夠找到有關(guān)機(jī)組速度方面的配置規(guī)律，國內(nèi)現(xiàn)在也已經(jīng)建立了酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組。經(jīng)過酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組與之前的連軋機(jī)組對比，聯(lián)合機(jī)組具有投資小、工序簡單、節(jié)能和產(chǎn)品穩(wěn)定等特點(diǎn)，聯(lián)合機(jī)組已經(jīng)成為現(xiàn)在大型企業(yè)建設(shè)和改建的主要設(shè)備［1］。

1 生產(chǎn)線的基本確定

生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和建造，首先要考慮產(chǎn)品規(guī)格的基本要求，根據(jù)產(chǎn)品的具體要求，在確定生產(chǎn)工藝方案時(shí)就要考慮到實(shí)際情況來布置工藝和配置參數(shù)，例如：生產(chǎn)所需要的空間、具體配置、生產(chǎn)具體要求、產(chǎn)品質(zhì)量、可靠經(jīng)濟(jì)等因素.以現(xiàn)有的某條生產(chǎn)線為例，產(chǎn)品規(guī)格要求的原料寬度為700～1 550mm，厚度為：1.5～6.7mm，品種有普鋼、沖壓級鋼、深沖壓級和超低碳鋼，同時(shí)生產(chǎn)出的鋼卷重量根據(jù)上道熱軋或者連鑄工序的不同而有所改變。即使以上條件均一致，也會(huì)由于鋼材的規(guī)格差異，導(dǎo)致生產(chǎn)出的產(chǎn)品不同，每個(gè)產(chǎn)品從切頭尾到軋制和酸洗的過程，費(fèi)時(shí)不同。以上內(nèi)容均為在布置工藝和配置參數(shù)時(shí)必須考慮到的因素［2］。

2 酸洗段的速度影響因素及調(diào)節(jié)方式

在具體的生產(chǎn)操作過程中，聯(lián)合機(jī)組相比于獨(dú)立的酸洗機(jī)組和連軋機(jī)組需要統(tǒng)籌考慮影響生產(chǎn)的因素。整個(gè)機(jī)組內(nèi)部必須有比較協(xié)調(diào)一致的速度，對于規(guī)格較薄的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，連軋耗能和分配壓下量會(huì)影響到酸洗機(jī)的使用速度。對于規(guī)格較厚的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，較短的鋼卷又會(huì)成為連軋機(jī)無法發(fā)揮最高速度的障礙。當(dāng)產(chǎn)品硬度較高時(shí)，酸洗速度不會(huì)影響到連軋機(jī)的能力發(fā)揮。通過不斷進(jìn)行酸洗機(jī)和連軋機(jī)有關(guān)速度模型的周期進(jìn)行深入分析，從而找到一定的運(yùn)行規(guī)律，對于提高生產(chǎn)效率具有實(shí)際意義。

2.1 酸洗機(jī)組速度的確定

圖1為酸洗機(jī)組的速度模型示意圖，圖中各個(gè)參數(shù)的設(shè)定如下：l0表示鋼卷的長度，單位是m，l1表示入口段加減速時(shí)帶鋼的長度，單位是m；l2表示工藝加工段加、減速時(shí)帶鋼長度，單位是m；l3表示準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)入口通過的帶鋼長度，單位是m；l表示入口活套的有效存貯長度，單位是m，VE表示入口固定速度，單位是m/min；VP表示工藝段的固定速度，單位是m/min；VI表示工藝段較慢的速度，單位是m/min；tE表示與入口段固定速度相照應(yīng)的時(shí)間，單位為min；tP表示與工藝段固定速度對應(yīng)的時(shí)間（min）；ta為入口段加速和減速時(shí)間（min）；tprep表示入口段準(zhǔn)備時(shí)間（min）。

圖1 酸洗速度周期模型

其中

機(jī)組入口段可以操作的最大速度的條件是：I0》I01，則可得到公式（4）

入口處活套長度直接影響酸洗機(jī)低速的時(shí)速：也就是說在單位時(shí)間內(nèi)，所有帶鋼所通過的長度是一致的，則可以根據(jù)圖1得公式（5）

分別將公式（1）、（2）、（3）帶入公式（5）內(nèi)，則可以得到公式（6）

在設(shè)定帶鋼條件為需要長度l0時(shí)，假設(shè)活套被充滿，那么入口和工藝部位的速度就可以作為操作條件，利用周期速度模型，將入口和工藝部速度差引起的帶鋼長度差則應(yīng)該為l，根據(jù)公式（7）、（8）、（9）來表示l：

分別帶入vp=vpmax和vE=vemax，則可以得到l0max，若帶入v1=vp，則可以得到l0min。

不同的酸洗操作速度主要取決于不同的帶鋼長度。若鋼卷帶鋼長度l0＞1最大值時(shí)，則帶鋼酸洗的速度為Vp最大值；當(dāng)鋼卷帶鋼長度lo＜1最小值時(shí)，那么根據(jù)公式（6）來計(jì)算酸洗速度，帶鋼在工藝部具有較低的運(yùn)行速度，導(dǎo)致酸洗機(jī)不能發(fā)揮自身的能力。當(dāng)lo在lo與l0最大值之間時(shí)，操作周期受到酸洗槽內(nèi)帶鋼速度影響，要求帶鋼在工藝部的速度包含在工藝部最大速度中。那么根據(jù)公式（8）以及公式（9）則可以得到Vp的值。

2.2 有關(guān)連軋機(jī)的速度分析

無論是無頭、單卷、聯(lián)合機(jī)組的連軋機(jī)模式，都需要依據(jù)相關(guān)的秒流量原理，通過不斷優(yōu)化連軋機(jī)速度，使用以上任一模式的機(jī)架為基礎(chǔ)，綜合成品板因素，當(dāng)末機(jī)架具有不確定的出口厚度時(shí)，可以根據(jù)末機(jī)架一些特定參數(shù)如速度、厚度進(jìn)行計(jì)算。在典型單卷連軋機(jī)模式中，對于速度周期模型而言，假定VR是軋制的正常速度（m/min）；Vw是過焊縫的軋制速度（m/min）；Vr為穿帶的速度（m/min），單位為；兩卷之間上料準(zhǔn)備時(shí)間為tprep（min）；穿帶時(shí)間為tT（min）；生產(chǎn)薄料套筒卷筒時(shí)間為ts（min）；帶鋼卷取3圈以及皮帶返回時(shí)間為tB（min）；帶鋼頭部的加速時(shí)間和減速時(shí)間為ta（min）；tW為焊縫軋制時(shí)間，單位為min；過焊縫前正常軋制時(shí)間為tR1，單位為min；過焊縫后正常軋制時(shí)間為tR2，單位為min；帶鋼甩尾時(shí)間為tE，單位為min。

聯(lián)合機(jī)組，tprep為0，也就是說沒有消耗輔助上料與穿帶時(shí)間；也沒有使用焊縫進(jìn)行鋼卷。不同的是機(jī)組使用兩個(gè)焊縫進(jìn)行鋼卷。圖2是整個(gè)焊縫進(jìn)行減速過程的全部標(biāo)示，著重對恒速軋制到分卷所使用的剪切以及減速等過程進(jìn)行了顯示。

圖2 典型的單卷軋制模式軋機(jī)速度周期模型

對于已經(jīng)確定冷軋成品厚度和鋼種的情況下，使用相對較大的壓下量，合理提高生產(chǎn)效益。確定壓縮比，思考有關(guān)連軋機(jī)壓下量的合理分配問題。多數(shù)情況下，需要遵循的原則有：一是保持機(jī)架功率分配抑制。要求各機(jī)架存在的有關(guān)軋制力、速度、扭矩的不同，盡量在選擇功率時(shí)，通過節(jié)能、高效觀點(diǎn)來合理選擇相等耗電。二是最后一個(gè)機(jī)架的壓縮比一般控制在5%之內(nèi)，從而更好地對帶鋼的板形進(jìn)行控制，在生產(chǎn)過程中，材料會(huì)有冷作硬化現(xiàn)象的發(fā)生，使得壓下量同抗變形應(yīng)力形成正比關(guān)系，比例越大，變形越難，所以不能將機(jī)架壓下量設(shè)定過于離譜。

通過以上數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組最重要的參數(shù)就是VEmax和VPmax，不但能夠作為速度、加速度和活套長度的計(jì)算參數(shù)，而且也能夠在進(jìn)行配置的過程中充分考慮有關(guān)空間的因素。

3 酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組匹配速度

在對酸洗機(jī)和軋機(jī)進(jìn)行聯(lián)合分析時(shí)，需要充分考慮二者之間的互相影響。雖然軋機(jī)入口部位有一個(gè)活套，軋機(jī)入口的速度也會(huì)受到約束。設(shè)置的活套主要目的是為了軋機(jī)分卷及更換工作輥而設(shè)置。酸洗線工藝段的酸洗速度對軋機(jī)入口速度進(jìn)行限制，將活套因素考慮進(jìn)入后，則酸洗工藝段酸洗速度稍微小于軋機(jī)入口速度；帶鋼長度或者說鋼卷的單位卷重既對酸洗工藝部和入口部速度造成直接的影響，軋機(jī)入口的速度會(huì)也受到間接的影響。利用軋機(jī)和酸洗的速度模型，可以有效分析連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素。目前已知條件是入口部準(zhǔn)備時(shí)間tprep為1.5min，入口段加速度a為0.97m/s2，入口部Vemax是700m/min。

3.1 酸洗線入口輔助時(shí)間

對于雙開卷機(jī)進(jìn)行一定系統(tǒng)設(shè)定，需要計(jì)算前一卷帶鋼頭和后一卷帶鋼尾進(jìn)行首尾焊接過程決定酸洗線入口輔助時(shí)間。主要步驟為首尾疏松、定位、調(diào)整、對中、焊接、光整、退火，在這一過程中，主要受到原料、操作熟練度和焊機(jī)水平的影響。酸洗速度大小直接影響輔助時(shí)間的長短。

3.2 酸洗入口速度影響

根據(jù)已經(jīng)得到的模型進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，對于生產(chǎn)線頭、帶鋼的速度越快以及活套的長度越大，制作的工藝部速度越快。

利用薄規(guī)格的原料需要較長的帶鋼長度，通常選擇醉倒速度的酸洗線，能夠更好地進(jìn)入入口段進(jìn)行相關(guān)操作，然而考慮到酸洗速度、活套長度等，同時(shí)為了經(jīng)濟(jì)可靠，采用較低能夠滿足連續(xù)操作的速度即可。為了保證生產(chǎn)率，在操作時(shí)，速度盡量較低，從而避免事故發(fā)生概率。輔助時(shí)間穩(wěn)定條件下，酸洗速度主要受到活套存貯量和帶鋼的長度影響。

3.3 單位卷重的影響

單位卷重的定義是在一定的寬度范圍內(nèi)，單獨(dú)一個(gè)小鋼卷的重量（kg/mm）。在19kg/mm時(shí)，酸洗線工藝部的酸洗速度同連軋機(jī)間速度上存在的關(guān)系。由此可見，大部分情況下，整個(gè)機(jī)組的制約瓶頸是酸洗線。通過特定的卷重、明確的帶鋼厚度，可以確定出帶鋼長度，從而計(jì)算出相應(yīng)的酸洗線工藝部、入口部和連軋機(jī)進(jìn)行匹配所反映的速度。進(jìn)行實(shí)際的操作過程中，影響聯(lián)合機(jī)組的穩(wěn)定性與連續(xù)運(yùn)行的主要因素就是單位卷重。

4 結(jié)語

本篇文章主要進(jìn)行有關(guān)鋼帶的設(shè)計(jì)分析，通過計(jì)算結(jié)果得到一定的速度衡量指標(biāo)，對實(shí)際的生產(chǎn)與操作進(jìn)行合理的指導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)匹配的酸洗機(jī)聯(lián)合軋機(jī)，生產(chǎn)更加可靠與經(jīng)濟(jì)的設(shè)備，發(fā)揮聯(lián)合機(jī)自身的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的最大效益。

［1］王業(yè)科，楊薇，辜蕾鋼.由國內(nèi)技術(shù)總負(fù)責(zé)的酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組［J］.鋼鐵技術(shù)，2008，（6）：21-23，30.

［2］黃幼知，徐東.冷軋帶鋼酸洗一軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組主要工藝技術(shù)［A］.2003中國鋼鐵年會(huì)論文集［C］.2003.