巨科1 850 mm铝板带热连轧机成套设备技术

张顺宁 向健康

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司重型机械设计研究院，四川 618000)

巨科1 850 mm铝板带热连轧机成套设备技术

张顺宁 向健康

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司重型机械设计研究院，四川 618000)

详细介绍了我国自主设计制造的高精密1 850 mm(1+4)铝板带热连轧机生产线的技术参数、设备特点和装机水平。

铝板带;热连轧机;成套设备技术

自2005年我国西南铝引进第一条具有国际先进水平的2 000 mm(1+4)铝板带热连轧机项目投产以后，不仅结束了我国铝板带生产热轧技术相对落后的局面，还提升了我国铝板带的生产工艺和产品质量台阶。随着我国经济建设的快速发展，对高质量的热轧铝板带需求越来越大。近年来，国内不少企业纷纷投资建设热轧铝板带生产线，由于考虑到产品定位和项目投资，仍有相当部分企业采用国内自主技术集成的热连轧机设备。

目前我国已建成投产的铝板热连轧生产线情况见表1。

1 巨科1 850 mm铝板带生产线简介

巨科1 850 mm(1+4)铝板带生产线是巨科公司于2011年与二重集团公司签订总包合同，由二重集团公司负责全线机械、电气、液压设备设计、制造和安装的，其中电气设计供货由北京科技大学设计研究院有限公司负责。全线主要设备由板坯上料装置、立辊轧机、四辊粗轧、重型剪、轻型剪、精轧机组、园盘剪、卷取机、板卷运输系统等组成，主要用于将来料规格厚度640 mm(铣面后)、宽度900 mm～1 700 mm、长度3 500 mm～7 000 mm、最大重量20 355 kg的铝锭轧制成厚度2 mm～10 mm、最大外径Ø2 500 mm、卷材宽度830 mm～1700 mm的成品，设计年产量80万吨。

表1 已建成投产的铝板热连轧生产线Table 1 Established and produced Al strip hot continuousm ill production line

2 巨科1 850 mm铝板带生产流程简介

铣面后的铝或铝合金铸锭在立推式加热炉中加热、保温后通过翻锭机构翻转到粗轧机前的上料辊道上，经测温、清洗后，根据需要通过立辊轧机滚边后，输送到粗轧机进行可逆轧制。当轧到80 mm～150 mm左右时，在重剪上切去头尾部分。当轧制到工艺要求的中间坯厚度时，在轻剪上切去头部，输送至4机架精轧机进行连续轧制至成品厚度。成品带材经圆盘剪切边、碎边剪碎边后，进入卷取机卷取成卷。成品热轧卷再由卸卷小车运至1#升降鞍座自动打捆，打捆后由运卷小车运至2#升降鞍座处进行称重，称重后的带卷运往步进梁处进行喷印、储存，最后由车间天车吊走。

3 热轧线主要设备技术参数及特点

3.1 机械设备

3.1.1 立辊轧机

立辊轧机用于板坯的滚边和宽度控制。立辊为下传动型，位于粗轧机入口侧。其技术参数为:

型式:卧式电机下传动;

最大轧制力/kN:5000;

轧制速度/(m/min):0～100～240;

立辊开口度/mm:800～1 900;

主电机功率:1 200 kW，1台。

设备组成及结构特点:立辊轧机由主传动装置、机架装配、轧辊与滑架装配、侧压装置、机架辊、平台栏杆、配管等组成。立辊机架为整体铸钢件，轧辊轴承采用双列圆锥滚子轴承，轧辊、轴承、轴承座等组成一个整体，装入铸钢滑架内。滑架与锥齿轮箱连接，锥齿轮箱支撑在下牌坊的导板上，在长行程液压缸的推动下，滑架与锥齿轮箱沿导板在机架窗口内移动，以实现轧辊开口度的调整，两侧侧压装置可单动也可联动。立辊轧机主传动采用卧式电机下传动型式，位于轧机中心线传动侧的主电机通过主减速机传动带中间轴的鼓形齿式联轴器，通过花键轴带动，经锥齿轮减速换向，圆柱齿轮减速，驱动轧辊进行轧制。传动侧花键轴通过鼓形齿式联轴器带动操作侧花键轴，驱动操作侧轧辊，实现左右两侧轧辊同步。

3.1.2 四辊粗轧机

四辊粗轧机位于立辊轧机之后，对板坯进行往复轧制直至工艺要求的厚度。其技术参数为:

轧制压力/kN:36 000;

轧制速度/(m/min):0～100～240;

工作辊辊径/mm:900/850×1 950;

支承辊辊径/mm:1 400/1 300×1 850;

最大辊缝/mm:700(最大辊径时);

主电机:4×2 250 kW。

设备组成及结构特点:四辊轧机由机架装配、工作辊装配、支撑辊装配、换辊装置、压下装置、平衡装置、工作辊刷辊装置、冷却与吹扫系统、主传动装置等构成。机架为整体铸钢件，工作辊和支撑辊分别装有四列圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承，由主传动电机通过齿轮机座传动上下工作辊同步转动;轧辊的开口度由布置在平台上的一台压下电机通过蜗轮副减速机带动压下螺丝转动实现辊缝调节;布置在轧机机架窗口底部的压上AGC缸可用于轧制过程中根据不同的轧辊直径进行轧线调整;为保证铝板轧制质量，除工作辊、支承辊在轧机的入出口侧布置冷却集管进行分段冷却外，还有位于粗轧机出口侧的工作辊刷辊和位于轧机入出口侧带材上方的乳化液和空气吹扫喷嘴不断去除带材表面乳化液。

3.1.3 重型剪

重型剪位于粗轧机出口侧，用于剪切头尾张嘴部分的板坯。其技术参数为:

剪切方式:液压上切式;

最大剪切宽度/mm:1 750;

最大剪切厚度/mm:150;

最大剪切力/kN:约8 000;

剪切频率/(次/分):3;

剪刃斜度/度:约 3.5;

最大料头剪切长度/mm:600。

设备组成及结构特点:该设备为单斜刃剪，由焊接机架、上刀刃装置、下刀刃装置、压板装置等组成，上刀刃由液压缸通过曲柄连杆驱动上刀座至预设剪切位置，下刀刃装置由2个柱塞缸、1个活塞缸、下刀座及下剪刃等组成。剪切厚板坯时，活塞缸和柱塞缸共同作用驱动下刀座实现剪切;剪切薄板坯时，活塞缸单独驱动下刀座实现剪切。

3.1.4 F1～F4精轧机

4台精轧机用于将粗轧机送来的已切掉头部的中间板坯轧制成成品带材。其技术参数为:

结构型式:四辊全液压式轧机;

最大轧制压力/kN:26 000;

最大轧制速度/(m/min):F4出口500;

工作辊尺寸/mm:Ø710/Ø660×1 950;

支承辊尺寸/mm:Ø1 400/Ø1 300×1 850;

主传动电机/kW:4×2-2250。

设备组成及结构特点:精轧机组由4台全液压压下、带正负弯辊控制系统的四辊不可逆轧机F1～F4组成。每台精轧机又由机架装配、工作辊装配、支承辊装配、平衡和弯辊系统、压下AGC缸、轧线标高调整装置、工作辊刷辊、入出口导板、轧辊、带材冷却及带材吹扫装置、主传动装置、快速换辊装置、轧机平台、排烟罩及保护罩、机上配管等组成。

工作辊轧辊轴承为四列圆锥滚子轴承。

支承辊轴承采用四列圆柱滚子轴承，带双列圆锥滚子轴承定位。

压下采用全液压压下，为液压AGC。两台伺服液压AGC缸位于机架窗口上部。通过液压伺服油缸调节辊缝。工作辊刷辊位于精轧机出口侧，分别安装在上下工作辊轴承座上。

带材乳液吹扫喷嘴分别位于每台轧机的入出口侧带材上方，用于防止带材表面乳化液倒流及烟气;带材空气吹扫喷嘴位于轧机入出口侧带材上方，以去除带材表面乳化液。

F1～F4主传动装置位于精轧机传动侧，由主传动电机通过鼓形齿联轴器、联合减速机、鼓形齿接轴传动上下工作辊同步转动。

3.1.5 圆盘剪和碎边剪

圆盘剪和碎边剪位于F4精轧机出口侧。圆盘剪用于切边，使带材的宽度达到所需要的成品宽度;碎边剪把切边分成等长的碎片便于回收处理。其技术参数为:

剪切带材规格/mm:厚度为2～10，最大单侧宽度为80;

开口度/mm:730～1 900;

刀盘直径/mm:610;

水平剪刃间隙调整:液压马达，液压缸锁紧;

垂直剪刃间隙调整:齿轮马达，液压缸锁紧;

主传动电机/kW:100。

设备组成及结构特点:圆盘剪本体由传动侧及操作侧机座、上下刀轴装配、水平剪刃间隙调整装置、垂直剪刃间隙调整装置、宽度调整装置、底座、支撑辊装配等组成。传动侧及操作侧机座、底座为焊接结构件，刀轴装配在其上;垂直剪刃间隙调整由齿轮马达实现;水平剪刃间隙调整由液压马达传动螺母进行轴向移动;宽度调整由齿轮马达通过万向接轴传动螺母丝杠进行开口度调整，带材对中机组中心线调整由齿轮马达调整;支撑辊装配位于剪子中心，由支架及惰辊等组成，用于支撑带材。

碎边剪本体由上下刀轴装配等组成，与圆盘剪共用机座、底座、宽度调整装置。水平剪刃间隙调整采用人工调整。

圆盘剪和碎边剪共用齿轮机座，分别由电机单独传动。

3.1.6 卷取机

卷取机用于卷取成品带材，在正常轧制时与F4之间形成张力，在甩尾时与张力辊之间形成张力。其技术参数为:

最大张力/kN:230;

卷筒直径/mm:Ø607/Ø610;涨缩方式:1个液压缸;卷筒传动/kW:1 400。

设备组成及结构特点:卷取机主要由减速机、传动装置、卷筒、涨缩液压缸、外支承等组成。卷筒为四棱锥胀缩式，卷筒的胀缩由液压缸推动，在卷筒端部安装有轴承，外支承的托架就托在轴承的外径处。托架由液压缸带动摆动，当卸卷时将托架摆开以便卸卷小车开出来。

3.2 流体系统

根据机械设备工艺要求设置5套液压系统、两套稀油润滑系统、两套油-气润滑系统、两套干油润滑系统、两套工艺润滑系统、两套气动系统(粗轧机气动系统、精轧机气动系统)。

3.3 电气设备

3.3.1 传动系统

为节省一次投资，该生产线中四辊可逆式粗轧机和F1～F4精轧机、立辊、卷取机主传动电机采用全数字直流调速供电方案，直流电机采用双闭环控制的全数字直流控制器驱动。生产线其它辅传动调速设备均采用三相交流变频电动机驱动，交流调速设备采用全数字交流－直流－交流的调速系统，不调速设备则采用软启动器和MCC控制方式。

3.3.2 L1L2 级自动化系统

本系统采用L0～L2级控制。L2级是过程控制级，包括过程控制、过程日志、报表、过程监视、优化控制、物流跟踪。L1级是基础自动化，包括顺序控制、逻辑控制、设备控制、数据采集。L0级是传动控制，包括实际动作、实际数值传送。

系统配置及说明:根据当前国际国内热连轧系统的实际应用状况，结合该轧线实际工艺要求，为了保证该生产线产品质量，提高市场竞争力，该系统电气要达到或高于已有同类生产线水平，因此全线系统采用“TDC+PLC”形式的自动控制方案。

4 机组技术特点及装机水平

(1)设有板坯表面清洗装置。

(2)设有立辊轧机。

(3)四辊粗轧机设有电动APC+液压AGC及正弯辊装置。

(4)F1～F4精轧机为全液压式精轧机，实现液压APC和液压AGC，设置了工作辊正负弯辊系统。

(5)F1～F4精轧机之间设置张力测量辊。

(6)全线设有温度检测装置，保证带材剪切、轧制及卷取时温度。

(7)精轧机出口侧设有圆盘剪，用于切掉边部质量不好的带材以保证带材宽度尺寸及卷取的带卷边部整齐。

(8)四辊粗轧机的工作辊、精轧机的工作辊、张力测量辊、偏转夹送辊处装有刷辊。

(9)粗轧机及精轧机处设有轧辊冷却、带材冷却及吹扫装置。

(10)完备的事故报警、显示及保护功能。

(11)全线配置了自主集成的先进可靠的多级计算机控制系统，采用了:具有基于PC机的带冗余的高命中率L2级控制系统;具有完全知识产权的成熟的板型控制技术;铝带终轧温度自动控制技术;带材微恒张力控制技术;带材全线自动轧制技术。

5 结束语

铝板带热连轧生产线不仅提供成品铝板带材，还为后续深加工提供制罐料、PS板基、铝箔坯料等高精尖产品。而热轧产品产生的缺陷在后续深加工中是无法改善的，具有一定的遗传性，同时用户对带材的尺寸精度和表面质量要求又很高，因此对铝带热连轧生产线的装备水平提出了很高要求。

作为国内首台自主设计项目的明泰2 000 mm铝板热连轧，由于受当时条件所限，其设备设计上存在缺陷，装机水平与配置均相对较低。巨科1 850 mm铝板热连轧机是一套应用了先进轧制技术，全面的完全具有自主知识产权的成套技术装备，它的建成与投产不仅为用户节约大量投资，也为我国铝板卷轧制质量的提高提供了重要的装备保证。

编辑 傅冬梅

Complete Set of Equipment Technique of 1 850 mm Al Strip Hot Continuous Mill in Juke Corporation

Zhang Shunning，Xiang Jiankang

Technical parameters，equipment characteristics and installed level of 1 850 mm(1+4)Al strip hot continuousmill production line with high precision have been described in detail，which was designed and manufactured domestically.

Al strip;hot continuousmill;complete set of equipment technique

TG333

A

2013—12—09