摘  要  文章介紹了不銹鋼冷連軋技術(shù)的發(fā)展及創(chuàng)新，十八輥軋機的類型，并著重介紹了Power X-high型十八輥軋機及五連軋的技術(shù)特點。

關(guān)鍵詞  不銹鋼  冷連軋  十八輥軋機  Power X-high型  五連軋

1  前言

近年來不銹鋼冷連軋軋制技術(shù)得到迅速推廣，其主要原因是由于該冷軋技術(shù)與傳統(tǒng)的單機架可逆式軋制技術(shù)相比，具有生產(chǎn)效率高、成材率高、成本消耗低等優(yōu)點。

2  不銹鋼冷連軋工藝布置形式的發(fā)展

2.1  全連續(xù)軋制退火酸洗線

上世紀九十年代至二十一世紀初普遍將冷連軋與退火、酸洗及平整串聯(lián)成一條連續(xù)生產(chǎn)線，該種工藝布置形式具有成材率高、加工周期短、能耗低等優(yōu)點，但對各工藝段之間的匹配度要求嚴格，對設(shè)備維護水平要求很高，若這兩點達不到要求將會嚴重影響所生產(chǎn)產(chǎn)品的成材率和質(zhì)量，此外，軋制速度也受退火酸洗工藝速度的限制，產(chǎn)能得不到充分發(fā)揮，生產(chǎn)鋼種單一也是其劣勢之一。

2.2  單一冷連軋生產(chǎn)線

2008年后單一的冷連軋工藝布置形式得到廣泛應(yīng)用，軋制速度得以大幅度提升，最快速度可達400m/min，軋機產(chǎn)能得以充分發(fā)揮，生產(chǎn)鋼種也相對較多，產(chǎn)品規(guī)格范圍也比較寬，產(chǎn)品質(zhì)量也得以大幅提高。該單一冷連軋生產(chǎn)線又細分為如下三種：

I.通過入口活套和出口活套將軋機和清洗段連接起來。

II.通過入口活套將軋機連接起來，無清洗段和出口活套，軋機出口必須配置飛剪，出口布置為雙卷取形式。

III.通過入口活套將軋機連接起來，無清洗段和出口活套，軋機出口必須配置飛剪，出口設(shè)置卡羅塞爾卷取機。

3  不銹鋼冷連軋機組設(shè)備配置

不銹鋼冷連軋產(chǎn)線根據(jù)機架數(shù)量的多少可分為三機架、四機架、五機架、六機架連軋等類型，其中五機架連軋無論是其所生產(chǎn)鋼種的壓下率，還是成本能耗都較其他形式有較大優(yōu)勢。整條生產(chǎn)線大致可分為入口段、工藝段、出口段三大部分。

3.1  入口段

入口段分為上卷、開卷、矯直、剪切、焊接、入口活套等部分，設(shè)備包括儲卷鞍座、上卷小車、開卷機、矯直機、切頭剪、傳輸臺、焊機、張力輥組及入口活套等。

開卷大多采用雙開卷，分為旋轉(zhuǎn)式單機雙開卷和普通兩機雙開卷。旋轉(zhuǎn)式單機雙開卷雖然占地空間較小、設(shè)備投資較少，但若出現(xiàn)設(shè)備故障，則會導(dǎo)致產(chǎn)線停機。普通兩機雙開卷可保證產(chǎn)線生產(chǎn)的連續(xù)性，是應(yīng)用最廣泛的開卷布置形式。

目前不銹鋼焊機包括氬弧焊機和激光焊機兩種類型，其中采用激光焊機焊接的焊接質(zhì)量較好，焊縫強度與母材一致，故大多數(shù)冷連軋生產(chǎn)線采用激光焊機，其焊縫可在不降軋制力的情況下直接軋制，成材率可達99.5%。激光焊機的激光源分為固態(tài)光纖激光源和二氧化碳激光源兩種類型，固態(tài)光纖激光源的光路易于維護，但輻射較大；二氧化碳激光源的輻射較小。焊接保護氣體可采用氬氣或氦氣，其中氬氣價格相對便宜，但電弧電壓較低，焊接效率較低，適合焊接熱導(dǎo)率低的金屬；氦氣的電弧電壓較高，焊接效率高、焊縫質(zhì)量好，適合焊接熱導(dǎo)率高的金屬。

3.2  工藝段

工藝段包括軋機、清洗及前后張力輥組。

軋機段包括五臺軋機，其中軋機可采用六輥軋機、十八輥軋機或二十輥軋機。由于不銹鋼尤其是奧氏體不銹鋼的變形抗力較大，六輥軋機的工作輥直徑相對較大，工作輥與鋼帶的接觸弧較長，單位軋制力較大，故壓下率較低，僅適用于軋制鐵素體不銹鋼和厚規(guī)格的奧氏體不銹鋼。二十輥軋機的工作輥徑相對較小，軋制加工硬化較快的鋼種獲得的壓下率較低，咬入量較小導(dǎo)致其不易軋制厚規(guī)格產(chǎn)品。十八輥軋機的工作輥直徑介于六輥軋機和二十輥軋機之間，一般為120-160mm，且該種軋機的軋制力和軋制轉(zhuǎn)矩較高，故壓下率較高，可軋制的鋼種較多，規(guī)格范圍也較廣。

工藝冷卻潤滑系統(tǒng)可采用軋制油或乳化液作冷卻潤滑介質(zhì)。軋制油易于維護，但冷卻性較差且易產(chǎn)生火災(zāi)隱患。乳化液雖然維護性較差，但冷卻性好且無火災(zāi)隱患。目前新上項目基本上都采用乳化液作工藝冷卻潤滑劑。

清洗段采用脫脂劑脫脂及刷洗，清水漂洗。由于脫脂段及刷洗段較短，脫脂處理時間較短，以及采用乳化液軋制的鋼帶表面以粘附鐵皂等原因，導(dǎo)致不易清洗干凈鋼帶表面，300系和400系不銹鋼對清洗的要求較高，故要求脫脂劑中含有較高比例的表面活性劑，且要求水溫較高（不低于85℃），以增強鋼帶表面的去污能力。若鋼帶表面清洗不干凈，尤其是粘附的鐵粉較多，極易導(dǎo)致其粘附至后面的張力輥上，從而致使鋼帶與張力輥之間產(chǎn)生打滑，使鋼帶產(chǎn)生劃傷缺陷，嚴重者會導(dǎo)致鋼帶跑偏甚至斷帶。

3.3  出口段

出口段分為出口活套、剪切、墊紙、卷取、稱重、打包、卸卷等部分，設(shè)備包括出口活套、張力輥組、剪切裝置、墊紙機、皮帶助卷器、卷取機、卸卷小車、稱重裝置、打包機、鋼套筒儲存裝置、儲卷鞍座等。

剪切裝置具有剪切廢料、分卷等功能，可采用液壓剪或飛剪。液壓剪的維護要求較低，但剪切速度較慢；飛剪對維護的要求相對較高，但剪切速度較快，可實現(xiàn)在線高速剪切，利于縮短廢料和帶頭、帶尾的剪切時間。

3.4  十八輥軋機性能特點

十八輥軋機是由六輥軋機演化而來的，綜合了六輥軋機的傳動方式、板形調(diào)整手段及二十輥軋機的側(cè)支撐技術(shù)。工作輥直徑較小、軋制力較大、軋機剛度較高，可軋制的鋼種較多，規(guī)格范圍較廣。

3.4.1   十八輥軋機的類型

十八輥軋機根據(jù)側(cè)支撐的布置形式，可分為Z-high型、Power X-high型和S6型三種。Z-high型是由森吉米爾公司研制的，Power X-high型是普瑞特公司在Z-high型的基礎(chǔ)上衍化而來的，S6是由Sunwig公司開發(fā)的。三種十八輥軋機的特點及優(yōu)、缺點見下表所示。

3.4.2   Power X-high十八輥軋機的結(jié)構(gòu)

兩片牌坊通過頂部的橫梁和底部的底座連接。

安裝在兩片牌坊頂部的壓下油缸，具有提供軋制壓力、調(diào)節(jié)輥縫、補償上輥系的磨損量和傾斜調(diào)整板形的功能。

軋制線標高調(diào)整由安裝在牌坊底部的斜楔執(zhí)行，該裝置也可補償下輥系的磨損量。

中間輥通過電機、減速機傳動，中間輥端部設(shè)置了錐度，根據(jù)鋼帶板形可手動作軸向竄動調(diào)整，根據(jù)原料規(guī)格可作自動變規(guī)格調(diào)整；操作側(cè)與傳動側(cè)的彎輥油缸可根據(jù)板形要求作手動或自動調(diào)整，以改變中間輥的撓度，實現(xiàn)板形調(diào)整目的。

工作輥兩端無軸承座，靠兩側(cè)工作輥門上的止推軸承提供端部支撐，保證了工作輥的快速更換功能。

工作輥兩側(cè)配置由側(cè)支撐輥和多點支撐的背襯軸承組成的側(cè)支撐裝置，側(cè)支撐定位靠液壓馬達驅(qū)動蝸輪蝸桿完成，穩(wěn)定性好。采用油脂潤滑背襯軸承，壓縮空氣提供一定正壓，防止乳化液進入背襯軸承。

支承輥和中間輥軸承靠油氣潤滑系統(tǒng)提供潤滑，從而保證軸承的清潔度、減少軸承維護的工作量、延長軸承的使用壽命。

支承輥需手動換輥，工作輥、中間輥和側(cè)支撐均可自動換輥。

3.4.3  十八輥五機架冷連軋機組的主要技術(shù)參數(shù)軋制材料

鋼種類型：AISI200S、AISI 300S、AISI 400S   鋼帶寬度：800-1300mm 

原料厚度：1.0-5.0mm                       成品厚度：0.3-3.0mm

3.4.4  設(shè)備配置 

開卷方式：雙開卷                         卷取方式：雙卷取    

焊接工藝：二氧化碳激光焊接               成品剪切：飛剪

軋機類型：POWER X-high型十八輥軋機     軋機排列：五機架串聯(lián)

厚度控制：前饋+反饋+秒流量+張力控制      板形控制：傾斜彎輥+中間輥竄輥及彎輥 

工藝潤滑：乳化液                         脫脂清洗：高溫堿洗+刷洗+漂洗

3.4.5  產(chǎn)線參數(shù) 

入口區(qū)速度：max400m/min                 出口區(qū)速度：max550m/min 

軋機入口速度：max200m/min               軋機出口速度：max400m/min

入口活套儲存：560m                      出口活套儲存： 600m

設(shè)計產(chǎn)能：70萬噸/年

4  十八輥五機架冷連軋機組的技術(shù)特點

十八輥五機架冷連軋是不銹鋼冷軋廣泛采用的典型機組，該生產(chǎn)線具有以下特點：

a.入口配置雙開卷、激光焊機和入口活套，工藝段配置清洗機，出口配置出口活套、飛剪和雙卷取，可實現(xiàn)全連續(xù)無頭軋制，軋制速度得以大幅提高，軋機產(chǎn)能得以充分發(fā)揮，鋼卷的成材率和產(chǎn)品質(zhì)量控制也有明顯優(yōu)勢。

b.Power X-high型十八輥軋機的機架剛度高，工作輥直徑較小，軋制力較大，壓下率較大，可軋制的鋼種較多，規(guī)格范圍較廣。采用傾斜、中間輥竄輥及彎輥等板形控制手段，軋制的板形平直度好。采用前饋控制、后饋控制、秒流量控制、機架間張力控制、動態(tài)變規(guī)格控制等厚度控制手段，所軋制鋼帶的厚度公差小。側(cè)支撐采用液壓馬達驅(qū)動渦輪蝸桿機械定位，穩(wěn)定性高；側(cè)支撐與中間輥分開，維護工作量少。可實現(xiàn)自動更換工作輥、中間輥和側(cè)支撐，換輥時間短，設(shè)備作業(yè)率高。采用乳化液作工藝潤滑介質(zhì)，輥系和鋼帶的潤滑冷卻性得以保證，且可避免火災(zāi)事故的發(fā)生。

c.自動化程度高，人員配置較少。

d.與單機架可逆式軋機相比，整條生產(chǎn)線的噸鋼成本較低。

5  結(jié)語

隨著不銹鋼冷連軋設(shè)備配置的不斷優(yōu)化，Power X-high型十八輥五連軋將在不銹鋼冷軋領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。