波兰2 250 mm 热带钢轧机设备技术

2011-11-18金莉

中国重型装备 2011年3期

金莉

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司设计研究院，四川 618000)

1 波兰2 250 mm 热带钢轧机生产线简介

波兰Mittal 钢铁公司2 250 mm 热带钢轧机生产线一期为一座步进加热炉、一架带立辊的四辊粗轧机、保温罩、转鼓式飞剪、F1-F6 六架四辊精轧机、层流冷却装置、两台卷取机。将厚度为220 mm 和250 mm、宽度为750 mm～2 100 mm、长度为12 m 的板坯轧制成成品厚度为1.2 mm～25.4 mm、宽度为750 mm～2 100 mm 的带钢。最大钢卷重量35 t，最大单位宽度钢卷重21.6 kg/mm。主要生产钢种为结构钢、API 管线钢(X70、X80)、汽车用钢种(DP、TRIP)、HSLA 钢、硅钢(GO、GNO)、奥氏体和铁素体不锈钢。其生产能力为每年240 万吨。二期工程增加一台加热炉、第七架四辊精轧机(F7)、一台卷取机，生产线年产量将达450 万吨。

2 波兰2 250 mm 热带钢轧机生产工艺流程

该轧线的主要设备有:步进式加热炉，粗轧除鳞箱，E1 立辊轧机，R1 四辊粗轧机，保温罩，转鼓式飞剪，精轧除鳞箱，F1～F6 精轧机，层流冷却装置，卷取机。

轧线工艺布置简图如图1 所示。

3 轧线主要设备技术参数、结构特点

3.1 加热炉

轧线设有1 台步进式加热炉，加热炉全长62 m，加热板坯能力450 t/h，出钢最高温度1 250℃，具有先进的炉子优化和控制系统。

3.2 高压水除鳞装置

高压水除鳞装置的主要技术参数见表1。

图1 波兰2 250 mm 热带钢轧机生产线工艺布置图Figure 1 Processing layout of Poland 2 250 mm hot strip rolling mill production line

表1 高压水除鳞装置主要技术参数Table 1 Main technical parameters of hydraulic jet descaler

波兰2 250 mm 热带钢轧机全线共3 处除鳞点，分别是位于加热炉后的粗轧除鳞箱、R1 四辊粗轧机前后高压水除鳞装置和精轧机组前的精轧除鳞箱。粗轧除鳞箱用于清除板坯上的炉生氧化铁皮。在除鳞箱的罩子内，前后布置了两对集管，上集管高度可调，下集管为固定式，布置了带整流子的高压喷嘴。R1 四辊粗轧机入出口分别布置有两对除鳞集管，用于清除粗轧中间坯的二次氧化铁皮。精轧除鳞箱用于除去轧件表面在粗轧过程中形成的二次氧化铁皮，以保证带钢表面质量，在除鳞箱内布置有两对除鳞集管。在精轧除鳞箱入出口处安装有上下两个夹送辊，上夹送辊由液压缸控制进行开口度调整，出现事故时，可用液压缸的作用力，将带钢从精轧机组中拉出。除鳞采用先进的低压供水高压除鳞系统，可消除除鳞时由于突然输入高压水而产生非常不利的水锤现象，延长设备的使用寿命。这些除鳞措施不仅能减少轧辊不均匀磨损、减少停机换辊次数、提高轧机台时利用率，还能有效地提高热轧带钢表面质量，为后续深加工产品表面质量提供保证。

3.3 E1 立辊轧机

E1 立辊轧机的主要技术参数见表2。

表2 E1 立辊轧机主要技术参数Table 2 Main technical parameters of E1 edger mill

E1 立辊轧机位于R1 四辊粗轧机入口，与R1四辊粗轧机紧凑布置，主要用于控制中间坯宽度和形状，同时将板坯的边部由铸态组织变为轧态组织，避免在水平轧制中边裂。E1 立辊轧机机架采用整体铸造结构，在机架的上部和下部通过键与R1 四辊粗轧机机架牢固相连，保证轧制的稳定性。主传动由两台上置立式电机，通过减速机传动万向接轴，驱动轧辊进行轧制，两侧轧辊转动电气同步。侧压装置分布于轧机操作侧和传动侧，每侧采用两个长行程液压缸进行侧压，具有液压宽度自动控制(AWC)功能和短行程(SSC)控制功能，AWC、SSC 的控制是用伺服液压系统实现，侧压液压缸固定在机架的内侧，每侧布置1 个平衡液压缸，用于消除各机构之间的间隙。轧辊轴承采用四列圆锥滚子轴承，轧辊为合金铸钢辊。轧机入出口各设置有1 根机架辊，由电机通过鼓形齿接轴传动。轧机主减速机的支承梁上设置有接轴提升装置，由液压缸驱动，实现轧辊和万向接轴的连接与分离，便于轧辊和接轴的更换。轧辊更换用车间吊车通过钢丝绳实现。

3.4 R1 四辊粗轧机

R1 四辊粗轧机的主要技术参数见表3。

表3 R1 四辊粗轧机主要技术参数Table 3 Main technical parameters of R1 four-high rough rolling mill

R1 四辊粗轧机将原料坯轧制到所需要的中间坯厚度，四辊轧机工作辊直径小，有利于带坯的厚度控制，因有支承辊，减少了工作辊的挠度，可轧制较薄的、厚度均匀的中间坯。轧机主传动由电机直接传动万向接轴，上电机在后下电机在前，接轴为十字头式万向接轴，接轴平衡采用单支点液压平衡。轧机机架采用整铸型式，通过横梁连接。在操作侧机架的外侧安装了工作辊和支承辊轴向锁紧挡板，由液压缸进行挡板的锁紧和打开。在传动侧牌坊的外侧安装有接轴液压抱紧装置，在换辊时，由液压缸驱动卡板支承工作辊接轴。轧机窗口上部设置有支承辊平衡装置，由主平衡缸始终向上拉动平衡梁，给上支承轴承座施加适当的平衡力以消除间隙。在机架窗口中部设置有固定轨道，与操作侧机架外侧轨道相接，用于工作辊更换。压下采用电动压下+液压AGC，电动压下由两侧两台电动机通过蜗轮蜗杆减速机传动压下螺丝，带动上辊系升降实现轧辊的辊缝调整，两侧电动压下电气同步;液压AGC 布置在轧机的下部，用于板坯压下、回松和动态调整轧制线。工作辊为高铬钢，轴承采用四列圆锥滚子轴承，具有承载能力大、寿命长、摩擦系数低的特点。支承辊为锻钢辊，采用摩根油膜轴承。轧机中部设置有工作辊平衡系统。在轧机入出口布置有导卫装置，在导卫入口和出口布置有工作辊冷却集管和除鳞集管。机架辊位于轧机的入、出口侧，各一根，由电机通过鼓形齿接轴传动，接轴上设置有拨叉机构，在换辊时用以脱开机架辊和接轴。机架辊轴承座布置在轧机牌坊的内侧。在轧机的操作侧设置有液压换辊装置，轧机的换辊在主轧跨内进行。

3.5 保温罩

保温罩的主要技术参数见表4。

表4 保温罩主要技术参数Table 4 Main technical parameters of insulation cover

保温罩安装在R1 四辊粗轧机后对中间坯进行保温，可以降低中间坯的温降速度以实现轧制优良产品。

保温罩全长72 m，入口设置有液压导向装置。每段保温罩各自独立，由液压缸实现开闭。

3.6 转鼓式飞剪

转鼓式飞剪的主要技术参数见表5。

表5 转鼓式飞剪主要技术参数Table 5 Main technical parameters of rotary drum type flying shear

转鼓式飞剪布置在精轧机组前面，用于切去形状不规则的中间坯头尾，减少精轧和卷取的卡钢事故，使成品钢卷有良好的头尾，设有切头切尾优化剪切系统。飞剪由一台电机通过减速机和传动轴驱动下转鼓转动，通过上下转鼓两端的两对同步齿轮带动上转鼓同步转动，完成对中间坯头尾的剪切。两对剪刃成180°分别布置在转鼓上，两对剪刃均为弧形剪刃。在转鼓上布置有锁紧缸，实现剪刃在线更换。剪刃侧隙由电机带动上转毂作轴向运动进行调整。在飞剪入口端设置有1 根辊子用于导向，辊子由电机传动。飞剪下部设置有溜槽和可移动的料头收集车。

3.7 F1～F6 精轧机

F1～F6 精轧机的主要技术参数见表6。

表6 F1～F6 精轧机主要技术参数Table 6 Main technical parameters of F1～F6 finish rolling mill

精轧机组由6 个机架组成，采用全连轧方式，轧机出口速度高达20.42 m/s，F1～F5 轧机是由主传动电机、减速机、齿轮机座和万向接轴传动工作辊。F6 轧机是由主传动电机、齿轮机座和万向接轴传动工作辊。轧机机架采用整铸型式，通过横梁连接。在操作侧机架的外侧安装了工作辊和支承辊轴向锁紧挡板，由液压缸进行挡板的锁紧和打开。在传动侧牌坊的外侧安装有接轴抱紧装置，在换辊时，由液压缸驱动卡板抱紧工作辊接轴。轧机窗口上部设置有上支承辊平衡装置，由主平衡缸始终向上拉动平衡梁，给上支承轴承座施加适当的平衡力以消除间隙。在机架中部设置有可升降的工作辊换辊轨道，在液压缸的作用下可抬升轨道，与操作侧机架外侧轨道相接，用于工作辊更换。轧机压下系统为液压AGC，能快速有效调整，设置弯辊系统控制板型，减少换辊次数和辊耗，提高作业率和产量。具有工作辊辊形技术，能改进带钢板形和平直度控制，工作辊可窜动以调整辊缝外形，获得理想的板形。工作辊轴承采用四列圆锥滚子轴承，工作辊为高铬球墨铸铁和无限冷硬合金复合轧辊。支承辊轴承采用摩根油膜轴承，支承辊为锻钢辊。为补偿支承辊和工作辊的辊径变化，每台精轧机在下支承辊轴承座下部设有一组用液压缸驱动的阶梯垫。在机架间设置有入出口导卫装置，上面布置有轧辊冷却水、带钢冷却水、F1～F4 入口有轧辊防剥落装置。在机架间设有液压活套用于支撑带钢，形成调节轧机动态速度变化的套量，维持机架间带钢的张力，参与精轧机组的调速控制，保证轧制的稳定性，活套辊为被动辊，装在活套架上。精轧机组设置有快速换辊装置，轧辊的更换在主轧跨内进行。工作辊的拉出与送进以及新旧辊系的横移均采用液压缸驱动，支承辊的拉出与送进采用液压缸驱动。

3.8 层流冷却装置

层流冷却装置的主要技术参数见表7。

层流冷却装置的冷却水集管，能根据带钢厚度、钢种及轧制速度，控制开启的喷水组数和调节水量，将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取温度，控制带钢的冶金特性，以获得均匀冷却的带钢。层流冷却由46 根精调上集管(每根精调上集管对应三根下集管)、28 根粗调上集管(每根粗调上集管对应三根下集管)和24 根过渡区下集管组成。每根上集管有两排U 型管。每两根上集管通过一个翻转液压缸翻到垂直位置，以方便检修。集管的开闭通过气动阀控制。

3.9 卷取机

卷取机的主要技术参数见表8。

轧线布置有两台地下卷取机，卷取机为四助卷辊全液压卷取机。4 个助卷辊均采用液压自动踏步控制(AJC)，可以防止带头冲击助卷辊，防止带钢产生压痕，采用恒张力卷取，保证带钢头几圈卷取质量，降低卷取时噪音。1 号助卷辊为双重式二辊设计，由电机通过减速机、万向接轴分别驱动1 号助卷辊的两根辊子，辊子采用精确的压力控制。2、3、4 号助卷辊均由电机通过万向接轴驱动，设计4 号助卷辊，可以相应缩短导板长度，以减小与引入带钢的摩擦。卷取机卷筒由卷筒电机通过主传动箱带动卷筒旋转，主传动箱为双速比减速机，卷取厚带钢时采用高速比，卷取薄带钢时采用低速比。卷取机机架为分体式机架，由入、出口机架组成。在机架操作侧外部设置有卷筒外支撑装置，由2 个液压缸驱动卷筒外支撑架打开闭合。卷取机为可移动式，整个卷取机机架可以在液压缸的作用下移出轧线外进行检修。每台卷取机入口均设置有夹送辊装置，其中上夹送辊由电机通过减速机传动万向接轴驱动，下夹送辊由电机通过万向接轴直接驱动，上夹送辊由2 个辊缝液压缸同步驱动作升降运动来调整辊缝。

表7 层流冷却装置主要技术参数Table 7 Main technical parameters of Laminar cooling device

表8 卷取机主要技术参数Table 8 Main technical parameters of coiler

4 波兰2 250 mm 热带钢轧机先进技术

波兰2 250 mm 热带钢轧机设备采用了以下新技术:

(1)全线采用粗轧除鳞箱、R1 四辊粗轧机、精轧除鳞箱三点高压水除鳞技术，保证产品的表面质量。

(2)立辊轧机具有宽度自动控制(AWC)功能和短行程控制(SSC)功能，提高宽度控制精度和成材率。

(3)四辊粗轧机采用电动+液压压下，保证了位置精度，提高了中间坯的厚度精度并减小了中间坯长度方向上的镰刀弯。

(4)设置有保温罩，对中间坯进行保温并更精确控制中间坯温度。

(5)转鼓式飞剪具有头尾优化剪切功能，提高收得率。

(6)F1～F6 精轧机为四辊全液压精轧机，设有液压厚度自动控制技术(AGC)，保证带钢厚度精度;工作辊辊形、窜辊和弯辊的板型控制技术，保证带钢的板型和平直度控制，实现自由程序轧制，降低辊耗;设有带钢冷却保证带钢的性能;精轧机之间采用液压活套，使带钢在微张力状态下进行轧制，保证带钢厚度和宽度精度;工作辊换辊设有快速换辊装置，减少工作辊换辊时间，提高轧机有效作业率。

(7)输出辊道辊子表面为硬质喷焊层、光滑耐磨，避免带钢表面擦伤，提高辊子寿命。

(8)层流冷却装置能根据带钢温度、厚度、钢种及轧制速度，控制开启的喷水组数和调节水量，将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取温度。

(9)卷取机采用全液压四助卷辊地下卷取机，带自动踏步控制功能(AJC)，保证钢卷的卷形质量;卷取机前面设有短行程控制的液压侧导板，保证严格地对中带钢，改善卷形。