优化轧线设备保证薄带设计与研发

李芳

摘 要：宣钢小型轧钢厂热带生产线为实现产品由冷轧带到负差薄带的转型，提出了开发轧制薄带的总体规划。为保证薄带的成功开发，对精轧牌坊、中精轧传动轴托架、夹送辊及高压水除磷等轧线设备进行了修复和优化改进，为薄带的成功开发提供了有效的设备保证。

关键词：薄带；托架；水除磷；夹送辊

宣钢小型轧钢厂热带车间是宣钢唯一的一条热轧窄带钢生产线，1986年投产，设计能力为年产厚度范围2.5～5.0，宽度范围100～250mm热轧窄带钢10～15万吨。几十年来，该条生产线历经多次设备升级改造，目前已发展到年产热轧窄带钢80万吨以上。产品主要钢种为XG08D2，产品主要用作冷轧带钢的原料，其附加值较低。为了增强市场竞争力，提高产品附加值，在过去的几年里，该厂也曾多次开发轧制薄带钢。由于轧线设备稳定性差、薄带生产技术不过关和市场等因素的影响，至2013年7月，只生产了为数不多薄带，厚度基本都在1.8mm以上，宽度也仅限于204系列。

按照宣钢产品结构调整总体规划，宣钢带钢产品要实现由冷轧带到负差薄带的转型，以提高产品附加值及效益，为此，厂成立了热轧薄带技术开发组，实施1.5～2.5mm厚度各系列薄带的开发轧制工作。

1 开发薄带钢轧制的可行性分析及存在问题

2006年以前，热轧窄带钢主要用作低端焊管的原材料，随着制造业的不断发展，窄带钢由以焊管原材料为主转向冷轧后深加工领域。近年来，随着下游生产技术不断进步、品种创新、用途范围扩大，许多热轧窄带钢使用单位为了减少自身工序成本，如减少冷轧道次、退火处理工序等，向窄带钢生产厂加提出，购买使用厚度为1.5～2.0mm的窄带钢的要求。本着提高产品生产竞争力和满足用户的服务宗旨，要求我厂要做好薄带开发的工作。

同时，根据薄带钢轧制技术特点对热带车间工艺线的工艺布置、轧辊及主机能力等设备进行分析，与国内相近生产线的工艺、设备、人员组织等进行了对比，并结合我厂前期轧制204系列薄带钢的实践经验，技术开发组确定在热带车间开发轧制薄带钢是可行性。

1.1 轧机主机能力分析

与轧制普带相比，轧制薄带主要要考虑压下量增加后，各架次轧机主机能力是否满足要求。要在热带车间开发轧制薄带钢，最主要是需解决压下量分配的问题。根据目前热带车间生产线工艺设备现状，精轧区域轧机的压下量已接近设备极限，而粗、中轧轧机的压下量均有一定富裕，为此，开发薄带产品，必须采用压下量前移的方式，尽量减小中精轧轧制负荷，在确保生产稳定的同时，保证成品尺寸精度。

轧制薄带时，145、183、204、232、255、272各宽度系列粗轧末道料尺寸分别需加压下量增加：6、4、3、2、2、2mm，这样，较轧制普带时粗轧二架轧制负荷将提高0.6-1.8%。通过进行理论计算，目前粗轧主电机功率能够满足工艺要求。按轧制最薄规格，即厚度为1.5mm的薄带进行理论计算，中轧机列轧制负荷较轧制同宽度、同钢种2.5mm厚度的带钢高0.9-2.1%，目前的中轧主电机功率是能够满足工艺要求的。同时，从之前试轧的204系列薄带的实践来看，轧线主电机的实测电流也均可在额定电流以内，且均有一定的富裕。因此，热带生产线的主机能力具备开发薄带的要求。

1.2 精轧轧机牌坊磨损严重，轧机稳定性差

精轧轧机牌坊从投入使用至今已连续工作二十多年，牌坊磨损严重，导致轧辊安装精度无法达到原设计精度，带钢在轧制过程中难以稳定运行，特别是F3-F6四辊轧机的牌坊，需进行修复方可进一步保证了带钢尺寸精度，满足开发轧制薄带的要求。

1.3 中精轧传动轴托架运行不稳定，轧机稳定性差

热带车间中精轧传动轴托架运行环境条件差，经过多年运行，变形严重，运行稳定性差，直接影响轧机稳定性，很难满足开发轧制薄带对料型控制的要求。

1.4 夹送辊晃动大，不能满足开发轧制薄带的要求

由于夹送辊设备老化以及箱体本体设计缺陷，目前的夹送辊间隙大，晃动量大，辊面不耐磨，这些因素导致无法对厚度1.7mm以下薄带进行有效夹送。

2 设备优化实践

2.1 解决精轧轧机牌坊磨损严重的问题

通过现场测量、研究分析发现，精轧轧机牌坊磨损严重的架次为F3-F6四架四辊轧机，开发小组制定了周密的方案并利用2013年9月年修的时间对精轧F3-F6轧机牌坊进行了线下修复，提高了轧辊安装精度，为开发轧制薄带及保证薄带尺寸精度创造了重要条件。

2.2 解决中精轧传动轴托架运行不稳定的问题

为了满足开发轧制薄带的要求，对中精轧传动轴托架进行了改进，一是将托架臂加长，增加平衡力矩；二是将托架拉杆由普通螺纹改为T型螺纹，增加了防松性能及强度；三是将托架的压簧由单排改为双排，减少共振造成的不稳定。通过以上改进，提高了传动轴托架的稳定性，对控制薄带料型起到了积极作用。

2.3 解决夹送辊晃动大的问题

针对夹送辊设备老化以及箱体本体设计缺陷，导致夹送辊间隙大，晃动量大，辊面不耐磨等问题，对夹送辊进行了设计改进。首先改进了夹送辊箱体结构，由整体机构改造为分体式。将主动辊箱体、被动辊箱体及气缸支座分体安装在整体底座上，主、被动辊箱体设计成凸凹台阶定位结构与整体底座连接，防止运行过程中箱体发生移动，保证了使用过程中夹送辊的间隙。

其次，主、被动辊箱体的传动轴承部位设计了轴承套，轴承出现故障后，只会损坏轴承套，而不会损坏箱体本体，从而节约了箱体维修成本，保证了箱体使用精度。同时在箱体的上压盖与立轴配合部位设计了密封结构，通过安装密封圈，可以有效防止箱体内进入轧线冷却水，保证了箱体内传动机构的稳定运行。此外，在立轴上部安装了固定的防水盘，防水盘随立轴同步转动，旋转的防水盘能有效将可能流入夹送辊箱体的轧线冷却水向上、向外打出，从而阻止水从立轴间隙进入箱体，起到防水作用。改造后的夹送辊结构见图1。

1、底座；2、主动箱体；3、传动快軸；4、主动立轴；5、轴承套；6、轴承； 7、上压盖；8、密封圈；9、防水盘；10、辊子；11、被动立轴；12、被动箱体；13气缸

再次，我们夹送辊的材质由45#钢改为70Mn2Mo，极大的提高了夹送辊的耐磨性能，为生产薄带提供了进一步的设备保证。

2.4 解决成品薄带钢表面氧化铁皮后的问题

在薄带的生产过程中发现成品薄带钢表面氧化铁皮厚，甚至发生轻微起皮现象，虽然不影响成品质量但有损产品市场形象。分析原因，除了因为轧制薄带钢机时产量低造成加热时间长外还与轧线除鳞有关。为此，在轧制薄带时将加热段的控制温度在轧制普通带的基础上降低15℃，利用薄带过钢节奏慢的特点在均热段进行钢坯提温。同时，在高压水除鳞装置前，增设破鳞辊对连铸坯进行预碾压，将其上表面的大块氧化铁皮碾压成小块，这样就有效提高了高压水除鳞的除鳞效果。此外，轧制薄带时，将高压水除鳞装置的水压由6MPa提高到9MPa进一步提高除磷效果，提高了薄带的表面质量要求。

3运行效果

通过以上设备优化改造，小型轧钢厂热带生产线在没有进行大的设备改造投入的情况下，通过对关键设备的自行设计、改造和优化，使轧线具备了轧制薄带的生产能力，改造完成后的一年多时间里，共生产薄带17万吨，其中2.0mm厚度以下薄带钢占薄带总产量的60%以上。从生产情况看，设备运行情况、薄带钢生产轧制工艺均稳定、产品尺寸精度及表面质量都满足了标准及客户的要求，改造效果显著。

参考文献：

[1] 李华峰.汽车装配工艺及装备的发展[J]. 汽车与配件. 2013（19）.

[2] 文小炎. 地面反向积放式输送链的设计[J]. 起重运输机械. 2006（08） .