趙團(tuán)民，黃 煜，張 凱，計(jì) 江

(中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司，陜西 西安 710032)

1 前言

目前，國(guó)際上成套提供高速冷連軋裝備基本上被德國(guó)、日本等幾個(gè)少數(shù)國(guó)家壟斷。在國(guó)內(nèi)，高速冷連軋?jiān)O(shè)備幾乎都由國(guó)外供貨商成套，國(guó)內(nèi)設(shè)備供貨企業(yè)也只進(jìn)行了局部的機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)化、制造工作，更談不上具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)一套國(guó)產(chǎn)化的高速冷連軋?jiān)O(shè)備。1450 mm五機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)組由中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司設(shè)計(jì)成套，按照可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則，除部分硬件和儀表外，全部采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)和設(shè)備，國(guó)產(chǎn)化的過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行軋制參數(shù)設(shè)定計(jì)算、模型自適應(yīng)及自學(xué)習(xí)、軋制程序優(yōu)化，以保證技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性和關(guān)鍵技術(shù)的可靠性。

2 機(jī)組工藝流程及主要技術(shù)參數(shù)

2.1 機(jī)組工藝流程

按照整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃安排，酸洗后的熱軋帶卷在開卷機(jī)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(jī)處，與已準(zhǔn)備好的前一卷帶鋼的尾部焊接起來(lái)。焊接后的帶鋼，經(jīng)過(guò)入口活套送至五機(jī)架冷連軋機(jī)前張力輥組，帶鋼經(jīng)過(guò)雙糾偏輥、測(cè)張輥、帶鋼對(duì)中裝置進(jìn)入1#軋機(jī)。帶材經(jīng)過(guò)五機(jī)架連續(xù)軋制使帶材獲得所需要的厚度和板形。通過(guò)設(shè)在機(jī)組尾部的張力卷取機(jī)的工作，將連續(xù)的帶鋼卷成鋼卷，當(dāng)鋼卷達(dá)到所要求的重量或卷徑時(shí)由機(jī)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(yùn)輸機(jī)上，稱重、打捆后運(yùn)往成品庫(kù)或供鍍鋅、連退機(jī)組。機(jī)組工藝流程如圖1所示。

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

2.2 機(jī)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(jì)算和反復(fù)論證比較，最終確定該機(jī)組的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

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

5#軋機(jī)出口速度/m·min－1Max.1260分卷速度/m·min－1 Max.200動(dòng)態(tài)變規(guī)格速度/m·min－1 Max.200過(guò)焊縫速度/m·min－1 Max.180最大活套量/m 720

3 機(jī)組設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)

(1)上料雙系統(tǒng)(上卷車、開卷、夾送矯直、切頭)，自動(dòng)閃光對(duì)焊、進(jìn)料六層活套。

(2)國(guó)產(chǎn)自動(dòng)閃光對(duì)焊，主要完成帶頭帶尾的牽引;入、出口對(duì)中;帶頭帶尾端頭定位;入、出口夾緊;帶頭帶尾剪切;閃光對(duì)焊;焊縫刨光;沖信號(hào)孔;沖邊月牙等使前一個(gè)鋼卷的尾部與后一個(gè)鋼卷的頭部通過(guò)焊機(jī)連接，使得入口部分可以連續(xù)操作。

(3)活套為一車一卷?yè)P(yáng)六層式水平活套，鋼帶通過(guò)1號(hào)和2號(hào)張力輥組進(jìn)入入口活套，活套保證在焊接停頓時(shí)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(jī)入口設(shè)置了雙輥式CPC高精糾偏系統(tǒng)，帶鋼機(jī)械對(duì)中裝置和3號(hào)、4號(hào)張緊輥組以及三輥穩(wěn)定裝置等。在穿帶和帶鋼軋制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)中控制，以補(bǔ)償來(lái)料帶鋼的鐮刀彎，這對(duì)形成良好的塔形非常重要。

(5)1#～4#軋機(jī)采用四輥機(jī)型，工作輥采用正彎輥5#軋機(jī)采用六輥UCM機(jī)型，工作輥正、負(fù)彎輥和中間輥正彎輥、中間輥橫移，末架軋機(jī)入口多區(qū)域工作輥冷卻，其中5#軋機(jī)的工作輥正、負(fù)彎輥操作側(cè)、傳動(dòng)側(cè)單獨(dú)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(duì)較硬的、較寬的和較薄的帶鋼更能發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)。

(6)軋機(jī)軋制線標(biāo)高斜楔自動(dòng)調(diào)整，工作輥在線快速換輥，軋輥軸承采用油氣潤(rùn)滑。

(7)乳化液系統(tǒng)能靈活提供2種基本運(yùn)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(yīng)的的運(yùn)行模式。

(8)1#軋機(jī)入口、機(jī)架間、5#軋機(jī)出口配置張力計(jì)，1#軋機(jī)入口出口、5#軋機(jī)出口配置X射線測(cè)厚儀和激光測(cè)速儀，壓下系統(tǒng)采用MOOG伺服閥、Sony－MD50位移傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)厚度和張力控制(AGC和ATC)。

(9)直流傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)采用SIEMENS生產(chǎn)的6SE440和6SE70系列變頻器，均通過(guò)通訊板與PLC等自動(dòng)化控制系統(tǒng)通訊，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。

(10)自動(dòng)化系統(tǒng)由二級(jí)構(gòu)成，基礎(chǔ)自動(dòng)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(lái)完成機(jī)組設(shè)備的通用功能/專用功能/網(wǎng)絡(luò)集成功能/監(jiān)控功能;過(guò)程自動(dòng)化(L2)系統(tǒng)主要完成軋制過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析整理、軋制規(guī)程管理、軋制工藝參數(shù)計(jì)算和設(shè)定、模型自適應(yīng)、操作運(yùn)行狀態(tài)診斷及報(bào)警顯示等。

4 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，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(jī)架間張力閉環(huán)控制、流量控制以及補(bǔ)償控制等先進(jìn)的厚度控制技術(shù)，使帶鋼的厚度偏差得到嚴(yán)格控制。部分規(guī)格成品及其厚差見表2。

表2 機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)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(guó)重型機(jī)械研究院為某公司成套的1 450 mm五機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)組是國(guó)內(nèi)第一條自主設(shè)計(jì)、自主制造完全國(guó)產(chǎn)化的現(xiàn)代化大型冷連軋機(jī)組，該機(jī)組的成功投產(chǎn)，打破了國(guó)外一統(tǒng)或國(guó)內(nèi)集成(外商負(fù)責(zé)三電)連軋機(jī)組的局面，這一現(xiàn)狀的改變，將打開新的市場(chǎng)局面，對(duì)推動(dòng)我國(guó)重大裝備自主創(chuàng)新、技術(shù)水平升級(jí)、結(jié)構(gòu)調(diào)整和冷連軋裝備國(guó)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(jī)械(3版)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2000．

［3］ 朱龍根．簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2版)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005．

［4］ 趙團(tuán)民，高林林，計(jì)江．馬口鐵基板冷軋機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)［J］．重型機(jī)械，2008(1)．