新型单机架六辊可逆冷轧机组

高 炯

(常州宝菱重工机械有限公司，江苏 常州 213019)

0 引言

可逆冷轧机组生产规模小、投资少、生产灵活性高，主要适用于多品种、小批量、短周期产品的生产，可逆冷轧机组不仅能够满足用户个性化需求，而且在一些高附加值产品生产上也很有优势[1]。然而，普通可逆冷轧机组产量只有40万吨/年左右，并且每卷带钢头尾废料率高达2.5%。因此，开发高效、适用、废料率低的可逆冷轧机组，对推动我国冷轧板带生产的发展具有重要意义[2]。本文介绍的新型单机架六辊可逆冷轧机组既能可逆轧制又能单向连续轧制，产量比普通单机架可逆轧机高出20%，而废料率仅为0.3%，与普通可逆轧机相比极大地提高了产品成材率。该新型可逆冷轧机组可满足当前钢铁市场高质量、多品种、小批量、短周期和低成本的需求。

1 机组的设备组成及工艺流程

1.1 机组设备组成

可逆轧机一般布置有两台卷取机和一台冷轧机，带钢每转换一次就完成一个道次的轧制，冷轧机作为机组中的核心设备，其型式和性能决定了整个机组的特性。根据冷轧机的型式，目前的可逆冷轧机组可分为四辊式可逆冷轧机组、六辊式可逆冷轧机组、十二辊Z型可逆冷轧机组和二十辊可逆冷轧机组[3]。前两种用作常规冷轧机组，后两种用于特薄带钢和高强钢的轧制。

本文介绍的新型单机架六辊可逆冷轧机组结构简图如图1所示，主要由开卷机、直头机、焊机、活套、夹送辊、冷轧机、飞剪和卷取机等组成，与普通可逆轧机组相比，增加了焊机、活套、轧机入口夹送辊和出口飞剪等设备，新增的焊机、活套为单机架冷轧机的连续轧制提供了条件；其轧机机型为强力UCM(Universal Crown Control Mill)轧机，可实现高强钢及薄带钢的轧制。

图1 新型单机架六辊可逆冷轧机组简图

1.2 机组工艺流程

入口钢卷小车将钢卷自动对中并上卷，由开卷机开卷，带头经过直头机时，直头机对翘曲厉害的钢卷头部进行平整，然后带钢进入焊机，焊机可以将上一卷带钢的带尾和下一卷带钢的带头焊接起来，以此来实现连续轧制，也减少了带头带尾切损量。带钢头尾焊接完成后，带钢进入活套，活套可用于卷取机卸卷时储存少量带钢，也可以用于当开卷机上新卷及两卷带钢头尾焊接时，由活套释放储存的少量带钢，以此来确保连续轧制。带钢经过活套后进入轧机入口夹送辊，轧机入口夹送辊除穿带时夹送带钢进入轧机外，也可用于两卷带钢头尾焊接时提供轧机入口张力。带钢从轧机入口夹送辊进入轧机进行轧制，轧制后的带钢进入轧机出口飞剪，出口飞剪用于带钢轧制成品后切断分卷，也可用于试样、废料等的剪切。带钢穿过飞剪后进入卷取机，卷取机将开卷机开卷的若干个小钢卷经轧机轧制后卷成一个大钢卷，然后用行车等输送工具将大钢卷运返至开卷机鞍座，后经开卷机钢卷小车上卷和开卷机开卷，再次对大钢卷进行轧制，如此循环直至成品。钢卷轧制成品后，用出口飞剪将大钢卷从焊缝处剪成各个成品小卷。

2 机组基本参数

该新型单机架六辊可逆冷轧机组以生产强度高、规格薄的产品为主，可根据产品大纲采用合理道次的轧制，最大限度地提高轧制效率和产品性能，是一种板形控制能力强、轧制效率高的单机架可逆冷轧机组，特别适合于小批量产品的生产。机组的基本参数见表1。

表1 新型单机架六辊可逆冷轧机组基本参数

3 机组主要特点

3.1 结构紧凑、效率高、成材率高

该新型单机架六辊可逆冷轧机组是在普通六辊可逆冷轧机组基础上开发出来的，与普通可逆轧机组相比，增加了焊机、活套和出口飞剪等设备，实现了单机架连续轧制功能，大大减少了带钢切头切尾造成的废料率[4]。该机组结构紧凑，与普通可逆冷轧机组相比，机组长度变化不大。该机组轧机采用六辊强力UCM机型，能够轧制高强度、薄规格的产品，同时生产效率也显著提高。

3.2 出色的板形控制能力

该机组中六辊冷轧机采用工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊窜辊和所有辊都为平辊的万能凸度控制的强力UCM轧机。小辊径无凸度轧辊的采用，可以有效减小轧制力和弯辊力，同时减少了辊子库存量。工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊窜辊的带钢板形控制手段，不仅可以有效控制带钢边浪、中浪、复合浪等带钢板形不良状况，而且可严格控制带钢厚度和形状公差，带钢的超差长度短，表面质量好。

3.3 工作辊、中间辊和支承辊优化组合

在选择轧辊直径时必须考虑两个重要的限制因素：保证带钢具有良好板形对轧制力的限制和轧辊间接触应力对轧制力的限制。图2描述了这些限制因素之间的关系，它们共同决定了最大允许轧制力。强力UCM轧机的工作辊直径与普通UCM轧机相比减小20%～40%，从图2中可以看出，强力UCM轧机能够达到的压下率(工作辊直径/带钢宽度=0.18～0.24)大于普通UCM轧机，这也使得强力UCM轧机能够适用于高强度或薄规格产品的轧制。

图2 工作辊轧制力与压下率的关系

3.4 能够进行超低速轧制

由于可逆轧机机组一般比较简单，因此不可能设置储存大量带钢的活套；而该新型单机架六辊可逆冷轧机组不但能在带钢超低速(1 m/min)下进行轧制，而且能够在超低速轧制下维持带钢板厚和板形精度，这也为单机架连续轧制提供了条件。因此新型可逆轧机组在轧机入口前设置小型活套，极少的活套存储量即可保证带钢头尾焊接以及开卷机上卷、卷取机卸卷时轧制不中断，从而实现单机架连续轧制，也使得废料率大大降低。

3.5 能够用于高强钢的生产

该新型单机架六辊可逆冷轧机组由于强力UCM轧机工作辊直径减小，轧制力相应也会减小[5]，因此强力UCM轧机可用于高强钢、硅钢以及薄带钢的轧制。另外，和普通UCM可逆轧机轧制相比，强力UCM轧机轧制道次更少，并且单位轧制力也较普通UCM轧机低。因此该新型单机架六辊可逆冷轧机组可以通过大压下率来减少轧制道次，普通可逆轧机的可逆轧制总道次为3～5道次，而该新型单机架六辊可逆冷轧机相比普通可逆轧机可减少1到2个轧制道次，从而提高了生产效率。

4 结束语

该新型单机架六辊可逆冷轧机组相比普通可逆轧机组产量高，轧制压下率大，废料率低，不仅能够轧制普通低碳钢，还能用于高强钢和薄带钢的生产。同时由于该机组冷轧机工作辊小，轧机内部辊系比普通UCM轧机小，因此还可用辊系替换的方式将普通UCM可逆轧机改造成强力UCM可逆轧机。另外，该机组若采用双机架冷轧机，轧机入口段配置两台开卷机，出口段采用卡罗塞尔卷取机，产量可以增加到单机架可逆冷轧机组的2倍，而废料率基本不变化，这样就能大大提高产量甚至满足中等产量钢厂生产的需求。