兩種典型二十輥軋機(jī)的比較分析

二十輥軋機(jī)由于其剛性大的特點(diǎn)，是目前世界上不銹鋼冷軋的主力機(jī)型，而森吉米爾軋機(jī)和森德威克軋機(jī)約占二十輥軋機(jī)的90%左右。

1　二十輥軋機(jī)的輥系配置

二十輥軋機(jī)按可逆式單機(jī)架布置，生產(chǎn)靈活，產(chǎn)品范圍大。其輥系圖如圖1所示，采用塔形輥系布置，軋制力從工作輥通過中間輥傳到支撐輥裝置，并最終傳到上下機(jī)架上。工作輥在整個(gè)長度方向上有多點(diǎn)支撐，軋輥彎曲變形極小，在軋件的寬度方向上可以獲得非常精確的厚度偏差。

軋機(jī)輥系分上下兩組，各有10個(gè)軋輥。每組由一個(gè)工作輥、兩個(gè)一中間輥、三個(gè)二中間輥及四個(gè)支撐輥組成。支撐輥利用鞍座及分段軸承實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)支撐，其余輥均采用直接疊放的方式，無固定支撐。上下6個(gè)二中間輥中4個(gè)為傳動輥，2個(gè)為從動輥。各軋輥間靠摩擦傳動。

圖1 二十輥軋機(jī)輥系配置圖

（1）支承輥；（2）一中間輥、二中間從動輥；（3）工作輥；（4）二中間傳動輥

2　森吉米爾軋機(jī)特性

2.1 軋機(jī)機(jī)架

森吉米爾二十輥軋機(jī)是閉口軋機(jī)，機(jī)架采用整體式，如圖2所示。機(jī)架整體鑄造，剛度大，在整體鑄鋼件中加工出8個(gè)梅花鏜孔，用以安裝支撐輥裝置，保證了軋制力均勻分散于機(jī)架上，減少輥系的不均勻變形。設(shè)備質(zhì)量輕，僅為同規(guī)格四輥軋機(jī)的三分之一，軋機(jī)外形尺寸小，所需基建投資少。

圖2 森吉米爾軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)

二十個(gè)軋輥按環(huán)形疊加式鑲嵌在機(jī)架內(nèi)。該軋機(jī)是使用了重型側(cè)框架以及從中部到軋機(jī)前后側(cè)逐漸變細(xì)的錐形頂板和底板結(jié)構(gòu)，使得軋機(jī)牌坊在負(fù)載下的變形沿軋機(jī)寬度上的分布更加均勻，具有“零凸度”的特點(diǎn)。

2.2 壓下系統(tǒng)

壓下是通過轉(zhuǎn)動兩個(gè)上部中間支撐輥B、C的偏心環(huán)來實(shí)現(xiàn)的，B、C輥結(jié)構(gòu)如圖3所示。B、C輥偏心環(huán)的轉(zhuǎn)動，是靠上下移動壓下雙面齒條回轉(zhuǎn)與其嚙合的一對扇形齒輪，從而轉(zhuǎn)動偏心軸，實(shí)現(xiàn)工作輥的壓下及抬起。偏心環(huán)安裝在鞍座的滾針軸承上，因此比普通軋機(jī)的壓下螺絲所受的運(yùn)動阻力矩要小得多，在軋制過程中也能夠很輕便靈活的回轉(zhuǎn)。

圖3 森吉米爾軋機(jī)B、C支撐輥結(jié)構(gòu)圖

1背襯軸承；2鞍座；3滾針軸承；4外偏心環(huán)；5齒輪片；6內(nèi)偏心環(huán)；7軸；8扇形齒輪；9鍵

2.3 軋制線調(diào)整

森吉米爾軋機(jī)軋制線標(biāo)高調(diào)整，是通過轉(zhuǎn)動兩個(gè)下部中間支撐輥F、G的偏心軸來完成的。軋制線的標(biāo)高必須與前后導(dǎo)向輥標(biāo)高相同。如果標(biāo)高差值較大，將引起軋制帶材呈波浪形。

2.4 板型控制技術(shù)

森吉米爾軋機(jī)主要通過可分段調(diào)節(jié)的支撐輥，一端帶錐度并可軸向移動的一中間輥以及帶凸度的工作輥和二中間從動輥等手段進(jìn)行板型控制。

支撐輥B、C輥具有內(nèi)外雙偏心結(jié)構(gòu)，外偏心可分段單獨(dú)調(diào)節(jié)，以改變工作輥沿徑向位置，實(shí)現(xiàn)板型的調(diào)節(jié)，稱為ASU凸度調(diào)節(jié)。ASU可以對稱調(diào)節(jié)，也可以非對稱調(diào)節(jié)。當(dāng)出現(xiàn)邊浪時(shí)，可以增大ASU輥凸度；當(dāng)出現(xiàn)中浪時(shí)，則減小其凸度，這兩種情況屬對稱調(diào)節(jié)。非對稱ASU調(diào)節(jié)可以使支撐輥軸線傾斜，對帶鋼的旁彎進(jìn)行控制。支持輥的凸度調(diào)整量是經(jīng)過二中間輥、一中間輥才傳到工作輥上，由于這些軋輥的剛性，ASU對1/4浪等高次平坦度缺陷的調(diào)節(jié)能力有限。

為了消除由此造成的帶鋼邊浪，一中間輥一端帶錐度并可以軸向移動。為防止工作輥上對應(yīng)一中間錐度轉(zhuǎn)折處過度磨損，以及對應(yīng)處工作輥輥縫輪廓的突變，一中間輥錐度轉(zhuǎn)折處采用圓角，并且硬度比工作輥的低。一中間輥調(diào)節(jié)是由兩個(gè)雙液壓缸進(jìn)行的，而且只有軋機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)且軋輥打開時(shí)，或者軋制速度大于150 m/min以上時(shí)進(jìn)行。一中間移動速度與負(fù)荷的大小成反比，與軋制速度成正比，由于移動速度的限制，其在線調(diào)節(jié)效果較為滯后。

2.5 工藝潤滑

采用軋制油潤滑。DMS公司設(shè)計(jì)了高效的Multi-Bank冷卻系統(tǒng)，保證軋制過程冷卻與潤滑良好。軋機(jī)采用DMS公司擁有專利的SCP刮油系統(tǒng)，該系統(tǒng)刮油效率高，運(yùn)行維護(hù)成本低，噪音小，能夠滿足對帶鋼表面質(zhì)量最嚴(yán)格的要求。

3　森德威克軋機(jī)特性

3.1 軋機(jī)機(jī)架

森德威克二十輥軋機(jī)是開口軋機(jī)，機(jī)架采用分體式，由上下兩部分組成，如圖4所示。

圖4 森德威克軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)

下機(jī)架固定，在下機(jī)架的四個(gè)角上各有一根導(dǎo)柱，可以活動的上機(jī)架沿著這四根導(dǎo)柱準(zhǔn)確地上下移動，并由四個(gè)液壓缸來調(diào)整輥縫和軋制力。其優(yōu)點(diǎn)是：第一，軋機(jī)開口度大，方便穿帶；第二，出現(xiàn)斷帶或纏輥故障時(shí)，可以較方便的處理故障；第三，軋輥輥徑使用范圍寬，軋輥使用壽命長，可降低運(yùn)行成本。但由于是分體結(jié)構(gòu)，機(jī)架的整體剛性較森吉米爾軋機(jī)稍差。

軋機(jī)支承輥底座為矩形平面，加工精度比梅花鏜孔高，表面可進(jìn)行滲碳處理，耐磨性好。

四立柱軋機(jī)上機(jī)架可以傾斜，可以十分方便的軋制具有楔形斷面的軋件。軋機(jī)前有上下兩個(gè)門，兩門間留有間隙，操作人員能觀察到輥縫出帶材的軋制狀況。這些是整體式軋機(jī)不具有的。

3.2 壓下系統(tǒng)

采用全液壓壓下，四個(gè)液壓缸直接作用在四個(gè)導(dǎo)柱上，液壓缸的升降直接帶動上機(jī)架整體上下移動，液壓缸采用同步形式，伺服閥安裝在液壓缸上，每個(gè)液壓缸有兩個(gè)壓力傳感器，可以直接測量軋制力。上下機(jī)架安裝有四個(gè)位置傳感器，可以直接測量輥縫。并且液壓缸直接作用在上機(jī)架上，壓下的響應(yīng)時(shí)間短( < 20ms)、位置控制精度高(±0. 001mm)。

3.3 軋制線調(diào)整

采用楔形調(diào)整機(jī)構(gòu)，如圖5所示。下機(jī)架支撐輥底座做成一個(gè)斜面，與一個(gè)楔塊相配合。用液壓缸左右移動楔塊，支撐輥底座及其整個(gè)下部輥系就可以上下移動從而保持軋制線不變。該機(jī)構(gòu)允許工作輥和中間輥有較大的工作范圍；由于背襯軸承中心線沒有相對變化，可以保持成套軋輥軋制力的分布最佳；該支撐輥鞍座結(jié)構(gòu)較為簡單。

圖5 軋制線楔形調(diào)整機(jī)構(gòu)

3.4板型控制技術(shù)

四立柱軋機(jī)可以將上機(jī)架傾斜，以軋制具有楔形斷面的帶材，1625mm軋機(jī)傾斜量可達(dá)±2mm。

森德威克軋機(jī)的支撐輥徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)在A、D輥上，通過直接移動鞍座位置來使固定心軸產(chǎn)生彎曲變形，其輥形調(diào)整基本原理和森吉米爾軋機(jī)是一樣的。

森德威克軋機(jī)的4個(gè)一中間輥的一端也具有錐形。在上輥的操作側(cè)加工出錐度，在下輥的傳動側(cè)加工出錐度。上下各兩支一中間輥的圓錐段長度是不同的，一支較長，稱為Q輥，適合于在軋制時(shí)消除可遇到的四分之一部位的浪形；一支較短，稱為E輥，適合于調(diào)整帶材邊緣至帶材寬度的八分之一部位的板形。

3.5 工藝潤滑

采用軋制油潤滑。軋機(jī)軋制油冷卻系統(tǒng)采用SUNDWIG擁有專利的撞擊式噴嘴系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的鉗口式噴嘴系統(tǒng)，它能讓軋制油垂直噴射到帶鋼表面，產(chǎn)生“涌動流”，可以使冷卻效果提高30%。

森德威克軋機(jī)的噴油導(dǎo)板有特殊設(shè)計(jì)，在斷帶的情況下可以保護(hù)輥系不受傷害。

森德威克軋機(jī)刮油系統(tǒng)采用一組氈輥（內(nèi)）、一組銅輥（外）和兩組空氣吹掃系統(tǒng)，其刮油效果較好，但不及DMS公司的SCP刮油系統(tǒng)。

森吉米爾整體式軋機(jī)和森德威克分體式軋機(jī)在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、板型控制、工藝潤滑等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，在設(shè)備選擇和制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)一定要牢牢把握住這些特點(diǎn)，作出正確合理的選擇。

（來源：冷軋電氣控制）