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国产12辊轧机的新发展0626
• AGC系统采用SIEMENS工控机加过程控制PLC的
控制模式。系统配置了美国进口测厚仪和激光测 速仪。AGC构成一套完整独立的系统,具有辊缝 控制、压力控制、厚度控制等功能。液压推上油 缸、板形控制油缸定位精度0.002mm。
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轧机基础自动化系统采用美国RockWell公司 的PLC,在主操作台配备两台SIEMENS 工控机操 作站,提供人机界面的各项功能。控制系统以工 业通讯网络技术为基础,将各控制单元连接为分 布式的一体化控制系统。AGC系统的过程PLC与 基础自动化系统的PLC站之间可以进行快速数据 交换。
轧机的主要技术参数
Q195、Q235、08Al 、 SPCC 900~1275×2.0~4.0mm
成品带宽×带厚
卷重 轧制压力 轧制速度
900~1275 × 0.25~0.8mm
25 t 8000kN 10 m/S
工作辊尺寸
中间辊尺寸 大背衬辊直径 小背衬辊直径
Φ125×1400mm
Φ215×1400mm Φ520 mm Φ300 mm
4)可连续调节又可整体移动的轧线调整装置
该轧机为上推式轧制,轧线调整装置装在机架窗口 顶面。调整装置由楔形块、丝杆、步进电机、减速机和 支架等组成。
调整轧辊位置时,通过操作台上的触摸屏来操作, 使楔形块相对移动,由于斜面的关系,楔形块有径向位 移,从而实现轧辊位置的调整;楔形块的移动用步进电 机驱动,可以准确控制和记录楔形块的移动量,移动量 在触摸屏上显示,并通过计算机建立了工作辊和中间辊 的直径与轧制线位置的函数关系,只有输入工作辊和中 间辊的直径数值,系统就可以把轧制线调整到对应的位 置。换支撑辊或中间辊时需要腾出换辊空间,通过操作 楔形块移出油缸把整个调整装置移出机架窗口,给换辊 带来较大的方便。
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6)三种手段联合控制板形 板形控制是一项较复杂的各种工作,涉及的因素 较多,单一的手段难以达到较好的效果。该轧机的板形 控制通过中间辊的原始辊型、中间辊抽动和多点板形调 节三种手段联合来实现。 中间辊的原始辊型根据工艺确定,不同的材料、 不同的宽度用不同的原始辊型。原始辊型需要在实际使 用中摸索和修正,原始辊型也是板形控制的基础,其它 控制手段是在原始辊型基础上来进行。 抽动装置有四个抽动油缸,分别与上下中间辊轴承 座相连,通过推拉中间辊轴承座来实现中间辊的轴向移 动, 抽动装置同时也是中间辊的轴向定位装置。抽动油 缸由伺服阀控制,配有操作开关,位移量在屏幕上显示。 在一定的中间辊原始辊型基础上,通过中间辊的轴向移 动可以延伸扩大中间辊原始辊型的适应范围,补偿原始 辊型的不足。
3)采用大规格高承载的背衬轴承
背衬轴承是多辊轧机的薄弱环节,也是多辊轧机可 靠性保证的关键环节。背衬轴承的破坏,主要是由于冲 击负荷造成轴承外圈或内圈断裂,保证背衬轴承能具备 较强的抗冲击能力是非常必要的。本机的背衬轴承组采 用外径为¢520的4组,每组7套,每组轴承组约承受 65%的轧制力。外径¢300的2组,每组6套,每组承受 约40%的轧制力。而每个¢520轴承的额定动负荷为 2700KN,每个¢300轴承的额定动负荷为1650KN,轧 机设计的最大轧制力是8000 KN,实际使用中轧制力很 少超过6000KN。轴承组的承载能力有较大富余量,使 轧机具备了较强的抗冲击能力,保证了轧机关键环节的 可靠性。
昆钢1400mm12辊双机架可逆冷轧机组
昆钢1400mm12辊双机架可逆冷轧机组机列图
2. 昆钢12辊轧机的机列及主要技术参数
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该机主要用于轧制冷硬卷,镀锌、彩涂基板, 解决公司四辊轧机产品较厚,对下工序原料供应不 足的问题,轧机年产量15万吨。 表1为轧机的主要技术参数。
表1
产品材质 坯料带宽×带厚
能完成,换工作辊在5分钟内能完成;更换支撑辊在 30分钟内能完成。该轧机于2007年4月18日通过了 昆钢的验收,并被评为优秀工程项目。
• 轧机在性能考核时轧制速度达到10m/S的设计速度,
目前通常使用在6至8m/S, 产量已基本达到设计产量, 随着轧制工艺的优化和轧制速度的提高,产量还会 增加。
6.近期投产的其他国产12辊轧机使用情况简介
上海诚通带钢股份有限公司 1400mm12辊单机可逆冷轧机组
• 2006年12月8日,在广东佛山市南海利斯
达薄板有限公司,一次负荷试车成功一台 1200mm 12辊单机可逆轧机。该轧机轧 制力6000kN,卷取机张力180kN,工作 辊直径φ120mm。用户用该机生产厚 0.15~0.18mm、宽700~1050mm的镀 锌基板,坯料为经四辊轧机轧制过的冷轧 硬卷,坯料厚度0.6~1 mm,不经退火, 经过该机轧制2~3个道次达到0.15~ 0.18mm。
每台轧机的传动电机功率
卷取最大张力 每台卷取机的传动电机功率 开卷速度
2×1500kW
250kN 2×1500kW 5 m/S
开卷机电机功率
工艺润滑 流量 轴承润滑 流量
400kW
8000L/min 4000L/min
3.轧机的配置水平及主要功能
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主轧机、左右卷取机和开卷机采用直流电 机驱动。供电及控制单元,采用德国西门子 全数字传动控制器。 液压推上油缸控制阀采用美国MOOG两级 伺服阀;板形控制油缸、中间辊抽动油缸均 采用进口品牌伺服阀。
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5.轧机的使用情况
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昆钢1400mm 12辊双机可逆轧机于2006年9月28 日一次负荷试车成功,之后试轧了Q195、Q235、08Al、 SPCC等一些热轧带卷,坯料厚度4~2.75mm,宽度 1000~1275mm,主要成品厚度0.25~0.5mm,成品厚 度偏差均小于±0.005mm,板形良好。从轧制情况看, 由于工作辊直径小,轧制力一般都在5000kN以内,轧 制普碳钢一个轧程的总压下率能达到≥92%,较大的单 轧程总压下率对昆钢来说可以把热轧机的成品卷厚度增 加,提高热轧卷的产量,同时也解决热轧机轧制薄带的 困难。
• 研究开发12辊轧机具有如下意义:
1. 为产量小、要求高、变形抗力大的材料 提供轧制装备; 2. 为宽幅、薄规格的产品提供轧制装备;
3. 可以提高单个轧程的加工率,由此可以 增厚坯料的厚度,为热轧机提高产量创造条 件。
• 在12辊轧机研究开发过程中,设计人员也
在不断跟踪轧机的使用情况,不断完善设 计。在轧机机列的设备配置、机械设备的 结构和电气控制等方面都进行了较大改进, 使轧机的技术水平有了进一步提高。其中 昆明钢铁股份有限公司在2006年9月完成调 试的1400mm 12辊双机可逆轧机是目前国 产12辊轧机中技术水平较高的一台,本文 通过该机来介绍目前国产12辊轧机技术水 平情况。
4.轧机的特点
2)两大一小的轴承布置和上下辊座分体的结构 工作机座示意图见图2,辊系采用¢520和¢300 两种背衬轴承辊,两大一小的布置。从12轧机辊系的 受力情况来看,最外层的3组背衬轴承中,两边的受力 比中间的大25%,采用两大一小的布置,更符合等强 度,同时又可减小作用到辊座上的水平分力,避免辊 座发生外张变形。另一方面,辊座用锻钢制造、整体 式结构,轴承槽孔之间互相拉连,以保证辊座有足够 的强度和刚度。通过有限元分析计算,在8000KN轧制 时,辊座的最大应力为40Mpa。由于作用到辊座上的 水平分力小,辊座不会发生外张,这就可以把辊座设 计成上下分体的结构,这种结构给加工制造、辊系调 整、事故处理、维修、换辊都带来方便。
• 轧机具有速度闭环、张力闭环、厚度预控、
监控、秒流量控制等功能;具有自动上卷、 自动穿带、开卷自动对中功能;具有过载 保护,断带保护、准确停车等安全保护功 能;具有操作及监控显示系统和故障诊断、 报警系统,在轧制过程参数显示的同时, 还可以用趋势曲线实时显示轧机的速度、 轧制压力、辊缝、张力、厚度等工艺参数 的变化趋势。
5) 大流量乳化液循环润滑 12辊轧机辊子数多,摩擦面多,对辊系进行 充分的冷却和润滑是保证顺利轧制的重要条件。 该轧机的工艺润滑和背衬轴承润滑均采用乳化液, 每台轧机的工艺润滑量为每分钟4000升,背衬轴 承润滑量每分钟2000升。进入背衬轴承的乳化液 经过多次过滤处理,以保证其清洁度。经处理后 的乳化液进入轴承内部,再从轴承缝隙喷出,使 背衬轴承得到非常充分的冷却和润滑。工艺润滑 和背衬轴承润滑采用相同的介质,可以避免因不 同介质之间发生混淆的问题,给使用维护和介质 管理带来方便。
国产12辊轧机的新发展
辛鲁湘
北京斯蒂尔罗林科技发展有限公司
1.前言
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近年来,全国有十多套国产12辊轧机投入 使用,主要用于生产厚度0.3mm以下的宽幅薄 带和中、高碳钢、合金钢薄带,这也反映了中 国钢材市场的对这些品种的需求。对于能生产 这些品种的轧制设备,12辊轧机具有一定的优 势。12辊轧机的辊系采用3层塔形结构,工作 辊具有非常稳定的双向侧支撑,大大降低了轧 辊的水平挠度,因此工作辊辊径可以做得小、 辊身可以做得长,具备了轧制宽幅薄带的条件。
图3 中间辊抽置装在轧机上辊座中,板形控制装 置的油缸分别与伺服阀及各自的电控单元构成油缸压力 闭环和位置闭环, 位置控制精度为±0.002mm。通过板 形控制油缸输出的液压力,推动中间背衬轴承辊的芯轴, 通过背衬轴承辊和中间辊将力传递到工作辊上,改变工 作辊沿辊身的受力分布状况,从而实现板形调节。每个 油缸可以单调,配有对应的操作扭,输出力和活塞杆的 位移量由屏幕显示并配有输出力柱状图。 中间辊抽动和多点板形调节分别由各自的控制装置 来控制,两者可以各自动作,也可以联合使用。在一定 的中间辊原始辊型基础上,通过两者的联合使用可有效 地对带材板形进行控制
• 2006年10月25日,在上海诚通带钢股份
有限公司,一次负荷试车成功一台1400mm 12辊单机可逆轧机。该机轧制力10000kN, 卷取机张力500kN,主轧机结构和辊系参数与 昆钢轧机相同。轧制材料为中、高碳钢、弹簧 钢和合金钢,坯料厚度从2 ~12mm;厚坯料 采用焊接引带的方式进行轧制,再经中间退火 后轧制到成品,成品为厚0.2~0.3mm、宽 900~1270mm的精密薄带。