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(dòng)輥，2個(gè)為從動(dòng)輥。各軋輥間靠摩擦傳動(dòng)。

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(dòng)輥；（3）工作輥；（4）二中間傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)，是靠上下移動(dòng)壓下雙面齒條回轉(zhuǎn)與其嚙合的一對(duì)扇形齒輪，從而轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)的一中間輥以及帶凸度的工作輥和二中間從動(dòng)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(duì)稱調(diào)節(jié)，也可以非對(duì)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(duì)稱調(diào)節(jié)。非對(duì)稱ASU調(diào)節(jié)可以使支撐輥軸線傾斜，對(duì)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(duì)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(dòng)。為防止工作輥上對(duì)應(yīng)一中間錐度轉(zhuǎn)折處過度磨損，以及對(duì)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(dòng)速度與負(fù)荷的大小成反比，與軋制速度成正比，由于移動(dòng)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(duì)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(dòng)的上機(jī)架沿著這四根導(dǎo)柱準(zhǔn)確地上下移動(dòng)，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(dòng)上機(jī)架整體上下移動(dòng)，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(dòng)楔塊，支撐輥底座及其整個(gè)下部輥系就可以上下移動(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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）