2100 mm 宽幅不锈钢S6 冷轧机的优化

温 强，殷剑飞

（太原钢铁（集团）有限公司不锈冷轧厂，山西太原 030003）

0 引言

近年来，随着国内外经济水平的不断增长及不锈钢消费市场的拓展，宽幅冷轧不锈钢广泛应用于集装箱罐专用料、核电料、不锈薄板、冷硬板、热压模板等行业。普通的森吉米尔和4立柱20 辊轧机，目前只能生产宽度小于1650 mm，厚度小于6.0 mm 的冷轧板，传统的4 辊、6 辊轧机因其板型、厚度、生产效率等原因，难以大规模生产0.8～8.0 mm 厚宽幅冷轧不锈钢板。2005 年，太钢引进安德里茨Sundwig 研发的专门生产拉伸强度大于1000 MPa 的宽幅2100 mm S6 可逆式冷轧机。

经过十几年生产实践，现有Sundwig S6 轧机在使用中出现侧支撑位置偏移，测厚仪不适应带材厚度公差要求，乳液系统运行不稳定，钢带表面残留乳液斑印等诸多问题，已严重制约该机组不锈钢产品质量的升级，满足不了特殊用户的质量要求。本文介绍太钢近十年来对S6 轧机设备及工艺国产化攻关改进，论述改进内容及优化措施，以及取得的良好效果。

1 太钢2100 mm S6 轧机基本工艺参数（表1）

2 轧机系统优化措施

2.1 侧支撑系统定位精度改进

S6 型轧机设计的侧支撑共4 组，上下侧支撑各两组，原设计下侧支撑键块直接在侧板边部与牌坊连接，生产使用中由于长时间大负载运行，造成侧支撑键块固定螺丝母扣松动，侧支撑定位失效，辊系中工作辊窜动，严重制约生产工艺速度，备件材料消耗增大及生产效率低下。使用Ansys 软件对牌坊结构强度参数核算，自主设计出下侧支撑定位方式，主要内容如下。

表1 2100 mm 宽幅不锈钢S6 冷轧机参数

（1）对侧支撑侧板增加上下两组键孔，并在牌坊上增加250 mm，宽140 mm，深度70 mm 的8 个键槽及安装孔。通过现场在线加工，保证了开槽两侧面的平行度公差小于0.02 mm。

（2）配套自行设计制造T 形键块及导轨等部件，按照工艺装配方案精准组装调整后，达到预期设计目标，符合使用要求。

2.2 轧机测厚仪优化

S6 轧机测厚仪原采用一段固定式高压3 条斜率补偿方式，不能同时满足钢带厚度及品种质量要求，造成产品厚度实际测量值精度公差波动在-0.15～+0.23 mm，不能满足用户高质量要求。新改进的测厚仪将射线管分为3 段，采用不同厚度下不同电压控制，实现钢种成分补偿。增加钢带横向扫描功能并与现有系统通信命令等状态互联，实现钢卷名称、钢种成分等信息共享，方便人员操作，零星故障及频次大幅降低，所有产品公差厚度范围均在±0.005 mm 以内，见表2。

表2 测厚仪改进前后技术参数对比

2.3 轧机乳液系统的优化

2.3.1 乳液供给系统优化

原乳液供给系统是人工手动将油桶原液添加到地下油库的净油箱中，极易造成二次污染。现在油库中设置（6 m×2.5 m×2 m）乳液补给箱，通过流量泵自动定量添加，同时使用硬度＜10 mg的二级除盐水作为补充水，保证了原液清洁度。

2.3.2 乳液加热系统优化

原设计乳液加热系统采用电加热换热器，加热功率只有250 kW，乳液温度波动在35～55 ℃，难以满足轧机在冬季正常生产的要求，造成带钢表面乳液斑印严重。研究决定增设3 台U形管式蒸汽换热器，采用串联布置方式，根据生产需求设计换热面积为300 m2。选用蒸汽换热器加热乳液后，可以实现快速自动加热乳液，使得生产过程中乳液温度及浓度始终在工艺规范的（55±2）℃以内，乳化液蒸汽换热器技术参数见表3。

2.3.3 乳化液清洁度优化

（1）磁性过滤器改进。原有磁性过滤器中所有300 根磁棒由1 条约25 m 长链条连接，运转方式是由一台电机同时驱动磁棒、刮耙、排渣螺旋给料机。日常运行中随着磁棒吸附物增加，负载增大，因链条转运距离过长，时常发生故障，维修难度大，难以实现设备稳定运行。

改进后的磁性过滤器，选用2台独立系统并联而成，分别由电机单独驱动磁棒、链条，实现了磁过滤系统的用一备一。正常运行时2 台全部投入使用，由于采用并联方式，一旦其中一台发生故障，另一台磁性过滤器仍能继续运行。发生故障的磁性过滤器也可进行修理维护，不影响机组生产。由于链条变短，弯点减少，驱动电机负载小，确保设备周期内稳定连续运行；同时对刮耙系统配置独立电机驱动，降低了故障。另外此系统配置在线故障检测系统，使得故障发生时及时停机、维修，保证了磁棒等部件完好率。故障报警原理见图1。

表3 乳化液蒸汽换热器技术参数

图1 故障报警原理

（2）平床过滤器改进。原平床过滤器底板选用Q235 钢板制作，长时间使用后，平床底板表面经乳液腐蚀后造成表面凸凹不平，链条运动时负载加大，电机跳闸，链条断裂频繁，运行极不稳定。经改用316L 不锈钢底板，表面粗糙度降低，周期内可实现链条传动系统稳定运行，同时在平床箱体底部增加一套定时排污系统，将杂质排到沉淀箱，使得整套乳液循环系统始终保持在工艺要求内运行。

2.4 改进钢板表面残留乳化液措施

经过现场反复试验，重新配置轧机左右刮油辊系统为辊面硬度shore A90±3 定制辊和铜辊组合。通过调整刮油辊压力，确保使用周期内不开裂剥落，提高刮油效果。

在轧机出口侧离钢带中心200 mm 安装吹扫角度约75°强力风刀，通过轧制过程中强力风幕，清除带钢表面乳液油，消除带钢表面乳液斑印。

3 设备优化效果

改进旧有设备侧支撑定位精度方式，经过近5 年的生产实践表明，侧牌坊前表面到牌坊中间基准面距离始终保持在设计要求272±0.05 mm 以内，确保了侧支撑系统功能精度，实现零故障运行。

通过对乳液填充、配置、加热，磁过滤、平床过滤等全系统优化改进后，满足了乳液加热温度50±2 ℃，运行中乳化液铁粉含量＜100×10-6的工艺标准，同时乳液吨钢消耗量降低8%～10%。

带钢测厚仪国产化改进后，实现所有产品厚度公差可以控制在±0.005 mm 工艺标准，产品厚度命中率达到99.9%以上。

经调整带钢刮油辊材料及装置压力，加装专用风刀吹扫系统，消除带钢表面乳液斑印，表面合格率达到99.3%以上。

4 结论

作为国内唯一轧制2100 mm 不锈钢的S6 轧机，经太钢自主创新优化设备功能及精度，提升了设备作业率和产品稳定性，为制造更优质宽幅不锈钢产品奠定了良好基础，在行业中有引领和示范作用。