精軋氧化鐵皮坑

精軋氧化鐵皮坑俗稱硌坑,是輥面在一定范圍內(nèi)的凹陷變形,常在冷軋工作輥和熱軋精軋輥上出現(xiàn)。造成壓痕的原因多在軋制操作方面,軋輥表面經(jīng)受反復(fù)加熱和冷卻,產(chǎn)生細(xì)小的網(wǎng)狀裂紋,并被軋材的氧化鐵皮擠塞。

氧化鐵皮缺陷是影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的重要因素之一。利用電子探針探測(cè)了基體不含Cr的熱軋帶鋼在精軋區(qū)產(chǎn)生的表面氧化鐵皮缺陷處的化學(xué)成分,根據(jù)其中Cr含量的變化規(guī)律,分析了缺陷的成因。并結(jié)合寶鋼2050mm熱軋機(jī)組情況,提出了預(yù)防和減少熱軋帶鋼表面氧化鐵皮缺陷的措施。越來越多的熱軋產(chǎn)品正逐步代替同規(guī)格的冷軋產(chǎn)品,要求用熱軋產(chǎn)品來制作外觀結(jié)構(gòu)件的也不斷增多,因而用戶對(duì)熱軋帶鋼的表面質(zhì)量要求越來越高,從而使影響帶鋼表面質(zhì)量的氧化鐵皮缺陷問題愈加突出。

精軋機(jī)組的布置有多種形式，在我國(guó)的熱軋帶鋼軋機(jī)中，精軋機(jī)組的布置主要有5種，如圖3所示。

在a種布置中，有的工廠在飛剪前設(shè)有熱卷箱（coil-box），如攀鋼1450mm軋機(jī)、鞍鋼1700mm軋機(jī)改造后的精軋機(jī)組。

在c種布置中，有的工廠將F0布置在飛剪前面。

對(duì)于精軋機(jī)組中精軋機(jī)數(shù)量的確定，有多種影響因素。主要因素有產(chǎn)品規(guī)格及數(shù)量、軋機(jī)能力、軋制速度、設(shè)備費(fèi)用、飛剪能力、產(chǎn)品質(zhì)量等。

第一代熱軋帶鋼軋機(jī)，由于產(chǎn)馨低、卷重小、軋制速度低，精軋機(jī)多數(shù)采用6架，有的采用4架或5架。我國(guó)當(dāng)時(shí)建設(shè)的鞍鋼1700mm半連軋和攀鋼1450mm半連軋、上海2300/1200mm半連軋均屬該類軋機(jī)，精軋機(jī)組布置同屬盤類。

在20世紀(jì)60年代后，為了提高軋機(jī)生產(chǎn)能力，提高卷重，增大精軋機(jī)速度，滿足大卷重的需要，精軋機(jī)列用7機(jī)架布置。我國(guó)武鋼1700mm熱連軋、本鋼1700mm熱連軋均屬此類軋機(jī)，精軋機(jī)組布置屬b類布置。

由于用戶對(duì)熱軋帶鋼質(zhì)量要求愈來愈高，特別是生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品、深沖用汽車板，生產(chǎn)廠為了提高成材率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)精軋機(jī)組的布置不斷進(jìn)行完善。20世紀(jì)80年代后建設(shè)的新熱帶鋼軋機(jī)精軋機(jī)組的布置屬d或e類布置。我國(guó)寶鋼2050mm、1580mm，鞍鋼1780mm精軋機(jī)組均屬此類布置。

對(duì)于舊軋機(jī)的改造，為了增加產(chǎn)量，提高卷重，增大中問帶坯厚度，保證終軋溫度，精軋機(jī)組的布置采用a類或c類布置。a類布置是在切頭飛剪前增設(shè)熱卷箱（coil-box），我國(guó)攀鋼1450mm、鞍鋼1700mm精軋機(jī)組即屬此類布置。c類布置是在切頭飛剪前面或者后面增設(shè)F0軋機(jī)，相當(dāng)精軋機(jī)組為7架軋機(jī)。太鋼1549mm、梅鋼1422mm精軋機(jī)組均屬此類布置。2100433B

精軋機(jī)組布置在粗軋機(jī)組中間輥道或熱卷箱（coil-box）的后面。它的設(shè)備組成包括切頭飛剪前輥道、切頭飛剪側(cè)導(dǎo)板、切頭飛剪測(cè)速裝置、邊部加熱器、切頭飛剪及切頭收集裝置、精軋除鱗箱、精軋機(jī)前立輥軋機(jī)（FIE）、精軋機(jī)、活套裝置、精軋機(jī)進(jìn)出口導(dǎo)板、精軋機(jī)除塵裝置、精軋機(jī)換輥裝置等。

精軋機(jī)是成品軋機(jī)，是熱軋帶鋼生產(chǎn)的核心部分，軋制產(chǎn)品的質(zhì)量水平主要取決于精軋機(jī)組的技術(shù)裝備水平和控制水平。因此，為了獲得高質(zhì)量的優(yōu)良產(chǎn)品，在精軋機(jī)組大量地采用了許多新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝以及高精度的檢測(cè)儀表，例如熱軋帶鋼板形控制設(shè)備、全液壓壓下裝置、最佳化剪切裝置、熱軋油潤(rùn)滑工藝等。另外，為了保護(hù)設(shè)備和操作環(huán)境不受污染，在精軋機(jī)組中設(shè)置了除塵裝置。

板坯經(jīng)粗軋機(jī)軋后，中間坯厚度一般為50mm以下，特殊產(chǎn)品也有到60mm。中間坯的頭尾部分，因頭尾端的自由狀態(tài)，均出現(xiàn)不同程度、不規(guī)則的魚尾或舌頭形狀。不規(guī)則的頭尾形狀，在通過精軋機(jī)組或進(jìn)入卷取機(jī)的穿帶過程中，容易發(fā)生帚鋼事故，同時(shí)，因頭尾溫度偏低，在軋輥表面易造成輥印，影響帶鋼表面質(zhì)量。為防止上述問題的發(fā)生，帶坯頭尾需用切頭飛剪剪去100～150ram的長(zhǎng)度。剪切后的帶坯經(jīng)過精軋除鱗箱，用15.0～17.0MPa的高壓水清除帶坯表面的氧化鐵皮，然后進(jìn)入精軋機(jī)組，軋制成要求的帶鋼尺寸。

對(duì)于一些特殊品種，例如硅鋼、不銹鋼、冷軋深沖鋼等，中間坯在進(jìn)入精軋機(jī)組前，一般對(duì)帶坯邊部進(jìn)行加熱，使帶坯在橫斷面上中部和邊部溫度均勻一致，從而獲得金相組織和性能完全一致的帶鋼，同時(shí)也避免了邊部溫度低造成的邊裂和邊部對(duì)軋輥的嚴(yán)重不均勻密損。

帶坯除去氧化鐵皮后，經(jīng)側(cè)導(dǎo)板導(dǎo)入精軋機(jī)前立輥軋機(jī)（FIE）或精軋機(jī)，并依次通過精軋機(jī)組各軋機(jī)，獲得所要求的帶鋼厚度。出精軋機(jī)組的帶鋼，沿輸出輥道送往卷取機(jī)，在輸出輥道的上下方，設(shè)有帶鋼冷卻裝置，該裝置將帶鋼冷卻到要求的卷取溫度，然后帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)卷成鋼卷。

精軋機(jī)組是決定產(chǎn)品質(zhì)量的主要工序。例如：帶鋼的厚度精度取決于精軋機(jī)壓下系統(tǒng)和AGC系統(tǒng)的設(shè)備形式；板形質(zhì)量取決于該軋機(jī)是否有板形控制手段和板形控制手段的能力，老軋機(jī)是通過調(diào)節(jié)精軋機(jī)各架的負(fù)荷分配及多種軋輥輥形來獲得較好的板形，新軋機(jī)是通過控制板形的機(jī)構(gòu)，在軋制過程中適時(shí)控制板形變化，獲得好的板形，如PC軋機(jī)、CVC軋機(jī)、WRB軋機(jī)等；帶鋼的寬度精度主要取決于粗軋機(jī)，但最終還要通過精軋機(jī)前立輥的AWC和精軋機(jī)問低慣量活套裝置予以保持：平整光潔的帶鋼表面是通過精軋除鱗箱，F(xiàn)1與F2軋機(jī)后除鱗高壓水徹底清除二次氧化鐵皮以及通過在線磨輥裝置（ORG）或工作輥軸移（WRS），消除軋輥表面不均勻磨損和粗糙表面而獲得的；帶鋼的力學(xué)性能主要取決于精軋機(jī)終軋溫度和卷取溫度。隨著對(duì)帶鋼性能要求的多樣化、高層次化，不僅從材料成分方面考慮，同時(shí)還從軋制溫度著手進(jìn)行控制．使帶鋼的終軋溫度和卷取溫度始終保持在要求的一定范圍內(nèi)。即終軋溫度要保持在單相奧氏體或鐵索體內(nèi)，避免產(chǎn)生復(fù)合晶粒，導(dǎo)致硬度、伸長(zhǎng)率等性能不合要求。卷取溫度也一樣，應(yīng)根據(jù)鋼種和用途不同，控制在400～750℃之間的某一溫度。為使終軋溫度保持在固定范圍內(nèi)，精軋機(jī)采用了升速軋制：工藝或者帶熱卷箱恒速軋制工藝，它們均能使終軋溫度變化保持在±20℃內(nèi)，從而獲得均勻一致的力學(xué)性能。

精軋機(jī)組邊部加熱器

邊部加熱器的功能是將中間帶坯的邊部溫度加熱補(bǔ)償?shù)脚c中部溫度一致。帶坯在軋制過程中，邊部溫降大于中部溫降，溫差大約為100℃左右。邊部溫降大，在帶鋼橫斷面上晶粒組織不均勻，性能差異大，同時(shí)，還將造成軋制中邊部裂紋和對(duì)軋輥嚴(yán)重的不均勻磨損。

邊部加熱器的形式有兩大類。一類是保溫罩帶煤氣燒嘴的火焰型邊部加熱器，這種邊部加熱器在國(guó)外生產(chǎn)硅鋼的熱帶軋機(jī)精軋機(jī)組前可見。比如日本的八幡廠，意大利的特爾尼廠均有這種形式的邊部加熱器。另一類是電磁感應(yīng)加熱型邊部加熱器，這種邊部加熱器在國(guó)外普遍采用，效果更好，因加熱溫度可以調(diào)節(jié)，適用各類鋼種。我國(guó)寶鋼1580mm熱帶軋機(jī)精軋機(jī)組，設(shè)有此類邊部加熱器。鞍鋼1780mm和武鋼2250mm精軋機(jī)組預(yù)留了邊部加熱器的基礎(chǔ)。

電磁感應(yīng)型邊部加熱器結(jié)構(gòu)形式有三種：固定型、地面小車移動(dòng)型、懸掛式移動(dòng)型。普遍采用地面小車移動(dòng)型，如寶鋼1580mm，因?yàn)樗S護(hù)方便。懸掛式邊部加熱器的形式如圖1所示。

邊部加熱器加熱帶坯厚度范圍為20～60mm，帶坯運(yùn)行速度為20～120m/min，邊部加熱范圍為80～150mm，邊部增高溫度最多可達(dá)263℃，一般在距邊部25mm處增加溫度80℃左右。

邊部加熱器的安裝位置，若是火焰型則安裝在飛剪前的中間輥道上；若是電磁感應(yīng)型則大多數(shù)安裝在切頭飛剪前，少數(shù)安裝在切頭飛剪后，極個(gè)別安裝在Fl和F2精軋機(jī)之間，如日本新日鐵名古屋廠。我國(guó)各熱軋帶鋼廠的邊部加熱器均安裝在飛剪前，原因是此處環(huán)境條件好。

邊部加熱器加熱的鋼種主要有冷軋深沖鋼、硅鋼、不銹鋼、合金鋼等。

電磁感應(yīng)邊部加熱器是一個(gè)機(jī)電一體化設(shè)備，由一臺(tái)PLC控制，與過程控制計(jì)算機(jī)相連。該設(shè)備包括供電、變頻、冷卻等輔助設(shè)備，是一個(gè)獨(dú)立的單元，全自動(dòng)化運(yùn)行。

精軋機(jī)組切頭飛剪

切頭飛剪位于粗軋機(jī)組出口側(cè)，精軋除鱗箱前。它的功能是將進(jìn)入精軋機(jī)的中間帶坯的低溫和形狀不良的頭尾端剪切掉，以便帶坯順利通過精軋機(jī)組和輸出輥道，送到卷取機(jī)，防止穿帶過程中卡鋼和低溫頭尾在軋輥表面產(chǎn)生輥印。

熱軋帶鋼軋機(jī)的切頭飛剪，一般采用轉(zhuǎn)鼓式飛剪，少數(shù)采用曲柄式飛剪。轉(zhuǎn)鼓式飛剪又分為單側(cè)傳動(dòng)、雙側(cè)傳動(dòng)和異步剪切三種形式，它們的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可同時(shí)安裝兩對(duì)不同形狀的剪刃，分別進(jìn)行切頭、切尾。曲柄式飛剪的主要優(yōu)點(diǎn)是剪刃垂直剪切，剪切厚度范圍大，最厚可達(dá)80mm，缺點(diǎn)是只能安裝一對(duì)直刃剪。

轉(zhuǎn)鼓式飛剪結(jié)構(gòu)在不斷改進(jìn)，開始的轉(zhuǎn)鼓式飛剪是單側(cè)傳動(dòng)，因當(dāng)時(shí)中間坯厚度小，材質(zhì)較軟，剪切效果較好。隨著中間帶坯厚度不斷增大，材料強(qiáng)度提高，單側(cè)傳動(dòng)剪切出現(xiàn)扭曲，剪切質(zhì)量不好，為此，在轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)均采用齒輪傳動(dòng)，減小了轉(zhuǎn)鼓剪切時(shí)的扭曲，提高了剪切質(zhì)量。異步剪切即為上下轉(zhuǎn)鼓刀刃的線速度不一致，上刀刃比下刀刃線速度快。

精軋機(jī)組精軋機(jī)前立輥軋機(jī)

精軋機(jī)前立輥軋機(jī)（ F_1E）附著在F1精軋機(jī)前面，它的主要功能是進(jìn)一步控制帶鋼寬度。該軋機(jī)具有一定的控寬能力，它的側(cè)壓能力最大可達(dá)20mm（帶坯厚度為60mm），軋制力最大可達(dá)1MN。在該軋機(jī)上配置了AWC的反饋功能、前饋功能以及卷取產(chǎn)生縮頸的補(bǔ)償功能。

F_1E立輥軋機(jī)距F1軋機(jī)中心線約2800mm。軋機(jī)結(jié)構(gòu)為上傳動(dòng)，由兩臺(tái)臥式電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與十字形傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軋輥。軋輥開口度由兩臺(tái)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與螺絲螺母相連，通過絲桿調(diào)節(jié)軋輥開口度。在絲桿端部與立輥軸承箱之間設(shè)有AWC油缸，實(shí)現(xiàn)帶鋼的寬度自動(dòng)控制。

我國(guó)現(xiàn)有的熱軋帶鋼軋機(jī)精軋機(jī)組，除寶鋼1580mm、鞍鋼1780mm設(shè)有立輥軋機(jī)并具有AWC功能外，其他熱帶鋼軋機(jī)均未設(shè)置帶AWC功能的立輥軋機(jī)。

精軋機(jī)組精軋機(jī)列設(shè)備

A、傳動(dòng)裝置

傳動(dòng)裝置是將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給工作軋輥的機(jī)械設(shè)備。其傳遞過程如下：電動(dòng)機(jī)→減速速機(jī)→中間軸→齒輪機(jī)座→傳動(dòng)軸→工作軋輥。減速機(jī)一般設(shè)在精軋機(jī)組的前3架軋機(jī)，減速比一般在1：5～1：1.8之間。精軋機(jī)組后4架一般為直接傳動(dòng)，但也有少數(shù)軋機(jī)仍采用減速機(jī)。在我國(guó)，精軋機(jī)組前3架減速比在1：6.85～1：1.97之間，寶鋼的2050mm軋機(jī)，在F4、F5軋機(jī)上仍有減速機(jī)，其減速比為1.78和1.3。減速機(jī)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度有影響，應(yīng)減少有減速機(jī)的機(jī)架。但是，采用減速機(jī)可以減少主電機(jī)的規(guī)格數(shù)量，可減少備件，擴(kuò)大主電機(jī)共用性，還可降低主電機(jī)造價(jià)。因此，帶減速機(jī)的機(jī)架數(shù)量，應(yīng)根據(jù)具體條件來確定。

齒輪機(jī)座是將減速機(jī)或者主電機(jī)提供的單軸轉(zhuǎn)矩分配給上下工作輥的裝置。它由一組兩個(gè)相同直徑的人字齒輪構(gòu)成，齒輪比為1：1。對(duì)成對(duì)交叉軋機(jī)而言，齒輪座上下齒輪軸的中心線不在同一垂直平面內(nèi)，有一個(gè)偏角。新近還出現(xiàn)了上下工作輥單獨(dú)傳動(dòng)的精軋機(jī)，沒有齒輪機(jī)座，此種傳動(dòng)方式的精軋機(jī)可實(shí)現(xiàn)精軋異步軋制。

傳動(dòng)軸是將齒輪機(jī)座分配的雙軸轉(zhuǎn)矩，分別傳遞給上下工作輥的裝置。傳動(dòng)軸有十字形、扁頭形、齒形三種。舊軋機(jī)傳動(dòng)軸均用扁頭形傳動(dòng)軸，隨著軋制速度的增高，精軋機(jī)后段傳動(dòng)軸將扁頭形改為齒形，保證了傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。新軋機(jī)由于中問坯增厚，軋機(jī)負(fù)荷增大，精軋機(jī)傳動(dòng)軸廣泛采用十字形接手和齒形接手。

B、壓下裝置

壓下裝置是調(diào)整工作輥輥縫的裝置，有兩種形式：電動(dòng)壓下裝置和液壓壓下裝置。20世紀(jì)80年代前的熱軋帶鋼軋機(jī)，基本上全部為電動(dòng)壓下裝置，極少數(shù)為液壓壓下裝置。在90年代建設(shè)的新熱帶鋼軋機(jī)，基本上采用液壓壓下裝置，少數(shù)軋機(jī)采用電動(dòng)壓下 液壓AGC裝置。

電動(dòng)壓下裝置是將螺母固定在牌坊橫梁上，壓下螺絲是通過軋機(jī)平臺(tái)上的電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)。兩側(cè)牌坊上的壓下經(jīng)離合器進(jìn)行連接，因此，可單側(cè)或兩側(cè)同時(shí)動(dòng)作。電動(dòng)壓下裝置因齒輪系統(tǒng)多、速比大，而傳動(dòng)效率低、齒間隙多、系統(tǒng)慣性大。響應(yīng)速度慢，加速度小，因此控制精度較低。為了獲得高精度的輥縫控制值，在壓下螺絲和支撐輥軸承座之間增設(shè)一個(gè)液壓壓下缸，此液壓缸通過內(nèi)藏式高精度磁尺和液壓伺服系統(tǒng)，獲得高響應(yīng)性及高精度的位置控制，即為液壓ACAZ裝置，使板厚精度大幅度提高。壓下裝置示意圖見圖2。

液壓壓下裝置直接通過安裝在牌坊上橫梁與軸承座之間的液壓缸進(jìn)行軋輥位置控制。液壓缸的行程有3種：短行程（小于50mm）、中行程（小于200mm）、長(zhǎng)行程（大于200mm）。短行程僅作為AGC功能之用。中、長(zhǎng)行程除了有AGC功能之外，還承擔(dān)輥縫預(yù)設(shè)定功能。液壓壓下比電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，而控制精度比電動(dòng)壓下大幅度提高。