1.介绍 近几年来，除了传统钢材品种外，管线钢、DP钢、TRIP钢、HSLA钢、IF钢和电工钢等钢种的产量不断地增加。随着这些特种钢材品种的增多，带钢的目标凸度控制范围也越来越宽。其中，冷轧带钢的目标凸度控制范围变大，而电工钢的目标凸度控制范围变小。最近几年，对带钢轧机的凸度控制能力的要求也在不断地提高。 为了提高产品产量和降低轧制中的温度损失，轧机的轧制速度也越来越高。与此同时，随着高强钢轧制过程中压下量的增加，带钢的轧制力也不断增大。在高的轧制速度、大的轧制力和高的压下量条件下，轧机的振动行为也越来越突出。剧烈的轧机振动不仅降低了轧机机械设备的使用寿命，也影响了轧机生产操作的稳定性和产品产量。为了有效地解决轧机振动问题，日本三菱日立制铁机械公司开发出轧机稳定装置。 轧机的稳定装置由成对交叉上下辊系机构组成，能够提高带钢板凸度控制能力，同时也能够抑制轧机的振动。米纳斯吉拉斯公司的库巴陶钢厂（Cubatao）第二套热轧机组装备了一些目前最先进的技术，包括装有稳定装置的辊系成对交叉系统。可以说，该机组是世界上最先进的热轧机组之一。 本文介绍应用于巴西米纳斯吉拉斯公司库巴陶钢厂新建第二套热轧机组的一些特有技术。2.库巴陶钢厂新建的第二套热轧机组 巴西米纳斯吉拉斯公司的库巴陶钢厂新建第二套热轧机组于年开始运行生产。为了实现不同规格和钢种产品的生产，该公司将许多现在先进的技术手段应用到该机组上。其中日本三菱日立制铁机械公司作为该热机组机械设备的供应商，对该机组提供的设备包括：加热炉入口和传输辊道、粗轧机组、精轧机组、卷取机和带钢运输系统。 除了以上主要设备，日本三菱日立公司还提供了基础设计和辅助设备，如轧辊维修车间设备、水处理系统、空气压缩机、天车、抽风系统、火灾探测和灭火设备等。 该机组的初始生产能力为每年万吨。随着未来产量的扩增，该机组每年生产能力达到最大万吨。产品品种多样化，包括碳钢、API管线钢（达到X80）、DP钢、TRIP钢、高强度低合金（HSLA）钢、IF钢和电工钢。自设备运行以来，该热轧机组的设备性能测试良好。在这些测试期间，该机组成功生产了1.5mm的低碳钢，6-19mm的APIX70管线钢，抗拉强度达MPa的2.0mmHSLA钢、DP钢、IF钢以及电工钢。 该热轧机组生产线主要性能: 轧机运行开始时间：年3月 机组生产能力：每年万吨（未来每年万吨） 产品品种：碳钢，管线钢，高强度低合金钢，DP钢，TRIP钢，电工钢等。 带材厚度：1.5-20mm（未来1.2-20mm） 带钢宽度：-mm2.1.配备立辊轧机的粗轧机组 在热轧粗轧区域装配了一架四辊可逆式粗轧机（R2）。该粗轧机在上机架上装备了电动压下装置，用来实现每一轧制道次辊缝开口度的快速调整。在机架的底部安装了液压辊缝调整控制系统，具有较高的调整精度，用于轧制线的零调和调平。立辊轧机安装在R2粗轧机的入口侧，立辊轧机带有长行程液压油缸，具有板带宽度自动控制功能。相比于以往采用的电动控制系统，具有长行程液压控制的板带宽度控制系统的控制精度更高、控制方法也更便捷。2.2.异周速飞剪 异周速飞剪安装在精轧机组前面，实现运动板坯的切头去尾功能。异周速飞剪的上下转鼓直径大小不同，从而保证了飞剪上下转速不一致。在剪切板坯时，飞剪的上刀刃通过下刀刃，同时两个刀刃之间的间隙值也从负值变到零再变到正值。这种变化形式能够延长刀具的使用寿命，增加了刀刃间隙的许用值。同时由于降低了板坯的剪切长度，提高了板带的成材率。2.3.精轧机组 精轧机组由6机架四辊轧机组成，即F1-F6。每一架精轧机都装备了液压AGC缸，用来调整上下工作辊辊缝大小，实现轧件厚度自动控制功能。F1-F4轧机为PC轧机，在每一个辊系成对交叉系统中配置轧机稳定装置，接下来会详细描述。而F5-F6轧机中配置了工作辊横移装置。通过往复横移工作辊，扩大了轧机的轧制能力和带钢的同宽轧制。工作辊的往复运动，避免了轧辊辊身上发生阶梯状磨损和局部磨损。F5和F6轧机中还配置了工作辊的正弯和负弯系统，提高了板带平直度的控制能力。这些轧机也同样装配了轧机稳定装置。 相邻机架间配置了液压活套控制，主要作用为控制金属流动流量和速度。相邻机架间带钢张力可以通过活套装置的液压压力或用于实现反馈控制的测压元件来估计。 每架轧机入口侧装配了轧制润滑系统，能够改善轧辊辊身的磨损、表面缺陷和降低能耗。2.4.带钢冷却系统 在板带精轧机组后，装配有层流冷却系统，对带钢上表面和下表面进行冷却。层流冷却系统由15个独立部分组成，包括带钢高速快冷部分、常规冷却部分和卷取之前的实现温度控制的精确冷却部分。这些冷却部分是由能够实现带钢精确组织性能的温度冷却控制策略组成的。冷却区域的长度和带钢流动速度是根据DP钢、TRIP钢和常规碳钢的生产工艺设计的。2.5.卷取机 该机组配置了两架卷取机。卷取机的框架固定在地基上，确保带钢的卷形良好。卷取机为三助卷辊式，具有快速打开控制功能（QOC），能够提高板带表面质量和卷形质量。QOC技术能够根据带钢的头部使每个助卷辊实现踏步控制，可以防止卷取时对带钢头部产生压痕。该卷取机的卷筒不仅具有卷取较厚的高强钢的能力，同时由于采用了无级胀缩形式也改善了卷取质量。当卷取带钢时，卷筒直径能够无级式增大。在带钢进入卷取之前，卷筒直径设定的比正常值还小，处于缩径状态。带钢进入卷取机后，卷筒直径开始膨胀，增大了带钢的张力。在这种情况下，带钢卷取张力能够早早建立起来，避免带钢出现滑动现象。在卷筒无级膨胀功能和快速反应边部指示功能的共同作用下，能够改善带钢松卷和磨损问题。另外，为了实现卷筒的快速更换，卷筒通过插入式连接装置连接在旋转缸上。卷筒可以从卷取机内抽出而不需要将卷筒驱动单元解体。3.配备稳定装置的PC轧机3.1.PC轧机结构 最近热轧机组中，对带钢高精度板凸度控制能力的需求越来越高。板带的凸度主要是由轧辊的弹性变形引起的，如轧辊的挠曲、工作辊和支承辊接触变形、工作辊和轧件接触变形。这些弹性变形是轧件轧制过程中不可避免的，因此需要辅助机构对板带轧制过程进行高精度的板凸度控制。在轧制过程中轧辊的弹性变形是不断变化的，而且轧辊还存在热凸度等。 PC轧机控制板凸度的原理是通过交叉上下辊系改变上下工作辊之间间隙实现的。其中轧辊中间位置间隙最小，逐渐向两端增大。PC轧机名称就是根据其成对交叉特性起的。轧辊交叉不仅包括工作辊还包括支承辊，保持相应的工作辊和支承辊平行接触，能够避免支承辊和工作辊之间的轴向力和摩擦。3.2.第三代PC轧机的改进 PC轧机是在19世纪80年代首次发明的。从那时起，PC轧机的结构设计不断地改进。目前最新的PC轧机为第三代PC轧机。除了有第一代PC轧机优越的板凸度和板带平直度的控制能力外，第三代PC轧机还有以下优势： ◆安装轧机稳定装置，保证了轧机在高速、大轧制力和大压下量下轧制的稳定性； ◆结构组成部件数量降低，维修更简单。3.3.轧机稳定装置（MSD） 在高速、大轧制力和大压下量轧制时容易增大轧机振动程度。通过对轧机实际过程详细的测试发现，轧机振动主要表现为上下工作辊相互反向水平剧烈振动。轧机的稳定装置安装在轧辊轴承座和机架之间，增加了轧机机架和轧辊轴承座水平方向的动态刚度，从而降低了轧机振动程度。稳定装置包括了配有衬垫的液压缸，衬垫与轧辊轴承座接触并在轧制过程中随着轴承座一起运动。在液压缸中设计了阻尼孔，该阻尼孔对轧机振动起到阻尼效应，从而进一步增加轧机的动态刚度。观察测试的轧机振动信号。振动加速度信号由布置在轧辊轴承座轧制方向（水平方向）和轧件厚度方向（垂直方向）上的加速度传感器测得。当带钢进入轧机后，轧机振动突然开始发生。其中轧制方向的加速度振动信号明显强于轧件厚度方向。当轧机稳定装置（MSD）开始工作后，轧件轧制方向的加速度信号降低至几乎是未开启稳定装置时一半程度。 轧机的稳定装置能够保持工作辊处在合适的位置上，因此也改善了轧件的穿带问题。另外，在轴承座和机架之间由于采取液压控制措施而非传统的衬板结构，这也降低了维修需求。而传统衬板结构往往会由于衬板的过度磨损，引起轧辊轴承座和机架间间隙增大带来的维修问题。该稳定装置也可以应用到各种类型的轧机上，不管是传统轧机还是装有轴向移动装置的轧机，不管是新建轧机还是改装后的轧机。3.4.更简单结构 第三代PC轧机相比于第一代PC轧机在轧辊交叉结构上的零件数量几乎降低了25%。这一改善是由两个想法实现的：1）改变了轧辊交叉的旋转中点；2）采用液压缸实现轧辊的交叉。 在第一代PC轧机中，轧辊交叉的旋转点位于轧辊轴线的中点位置。为了让轧辊交叉的旋转点处在中点位置，轧辊的两端都要移动。但是若要使轧辊的旋转点处在轧辊一端时，则实现轧辊交叉只需移动上下工作辊的另一端。这一想法使PC轧机交叉机构的零件数量几乎降低了一半。（实现这一想法的PC轧机称为第二代PC轧机）。接下来的想法就是用在轧辊轴座一侧使用液压机构替代轧辊交叉结构。这一想法的应用使轧辊交叉机构的零件数量再次降低了一半。（此时的轧机称为第三代PC轧机）。通过简化机构，目前的维修量也同时降低。另外，对其上的液压装置添加了阻尼孔结构，从而设计出以上描述的“轧机稳定装置”。4.结论 米纳斯吉拉斯公司的库巴陶钢厂第二套热轧机组是世界上最先进的热轧机组之一。日本三菱日立公司为该机组装备了一些先进的技术。这些先进的技术包括装有稳定装置的辊系成对交叉系统。该系统满足了当前钢厂对高强钢和薄带钢大压下量轧制生产的需求，提高了不同钢种的板凸度和板形控制能力，精简了维修以及保证了轧机生产的稳定性，提高了轧机生产能力。
（来源：冶金信息网）
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