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攀钢HC0冷连轧机简介

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攀钢HC０冷连轧机简介

夏传 杨军 王秋柱

摘要 介绍了HC轧机的发展及其特点；分析并阐述了攀钢4机架六辊HC机组AGC,张力测量,板形测量控制等系统的主要特点；同时介绍了该机组的使用情况。

关键词 HC轧机,控制,特点

Brief Introductionon Cold Tandem High Crown Control Mill

in Panzhihua Iron and Steel Company

Xia Wei Yang Jun Wang Qiuzhu

(Panzhihua Iron & Steel (Group) Co.,617067)

Abstract The development and characteristics of HC mill are introduced.The

mainfeature ofAGC,tension measurement system,shape control,etc.of the Panzhihua

Irou Steel Co.4 stands HC cold rolling mill are analyzed and descried in detail.At the

same time,the operation condition of the mill are introduced too.

Keywords HCmill,control,characteristics

1 概述

HC轧机是日本日立与新日铁公司于70年代初发明的新型六辊轧机。由于其独特的板形控制能力,大压下率,节能和适宜轧制硬薄带钢等优点,在世界范围内迅速发展,到1996年世界各地共安装了413台HC轧机。1982年我国开始研究HC轧机,第1台于1985年试车成功。目前国内已有HC轧机达40台。

2 HC轧机的特点

HC轧机有以下特点：

（1）增强了弯辊装置的效能。由于中间辊一端是悬臂的,所以用很小的弯辊力就能明显改变工作辊的挠度。

（2）扩大了辊型的调整范围。由于中间辊位置可以移动,即使工作辊原始辊型为零（即轧辊没有凸度）,配合液压弯辊也可在较大范围内调整辊型,因此可减少备用轧辊的数量。

（3）带钢板形稳定性好,实践表明,当中间辊调整到某一位置时,轧制力波动和张力变化对板形的影响很小。这样,可减小冷轧张力,也能控制良好的板形,并减少板形控制的操作次数。

（4）可以显著提高带钢平直度。可减少带钢边部变薄和裂边部分的宽度,减少切边损失。 （5）可采用小直径工作辊,大压下量,减少轧制道次和轧机数量。以攀钢HC轧机为例,采用了4机架,成品机架的最小工作辊直径可达422mm。当用2.0mm板生产0.3mm极薄带时,各机架的压下率分别为40.0%,39.3%,40.9%,30.2%,总压下率达85%。

3 攀钢HC冷连轧机组

攀钢HC机组于1992年从墨西哥购买并由德国MDS公司负责机械,液压部分配套改造,瑞典ABB公司负责电气,基础自动化和二级计算机控制系统及板形仪闭环控制的改造,该机组成为继武钢之后引进的又一套大型4机架六辊HC轧机。

该轧机主液压缸安装在机架下牌坊横梁上,液压缸的活塞设计具有辊缝设定功能,并可补偿轧辊辊径的减少量,热膨胀等。其安装具有以下优点：（1）油不会漏到带钢上；（2）可将位置传感器,压力传感器,伺服阀等直接安装在靠近主液压缸乳化液收集槽下的清洁区,具有动态特性好,维护方便的特点。同时机组设置有自动换辊系统,换辊快,轧制效率高。

自动化系统由过程计算机和基础自动化二级计算机完成。机组设计有多种自动控制功能,特别是用数学模型进行设定计算,可选择出最佳的轧制规程,又有自适应功能,可即时收集过程数据,不断地对控制量和模型参数修正,使设定计算数据更符合实际,能轧出板形好,厚度公差精度高的高质量冷轧板卷。

为克服轧机本身的弹性变形以及轧机的热膨胀和磨损等因素对轧出厚度的影响,ABB公司应用现代理论的观测技术,开发了NOVATUNE自适应控制器模型,它可以预测某些无法测量的变量参数,如：轧机的弹性变形,轧辊的热膨胀和磨损等。根据动态的控制过程调整自身内部的数学模型参数,用瞬间过程采样值预测出下一时刻该值偏离设定值的大小和方向,并根据预测值提前输出新的控制值,改善预测的精度。

3.1 工艺流程及主要设备性能参数

攀钢HC轧机工艺流程如图1所示。

图1 攀钢冷轧厂4机架六辊HC冷连轧机工艺流程

1-上料小车；2-开卷机；3-转向辊；4-入口夹送辊；5-1#测厚仪；6-1#机架；7-主液压缸；8-2#测厚仪；9-2#机架；10-3#机架；11-4#机架；12-压力传感器；13-3#测厚仪；14-板形仪；15-卸卷小车；16-卷取机；17-皮带助卷器； 机组主要性能参数：工作辊辊身长度1220mm,工作辊直径460/422mm,中间辊直径490/440mm,支撑辊直径1090/1000mm,最大轧制力15MN,最大轧制速度1200m/min,成品厚度0.25～2.50mm,成品宽度720～1120mm,年生产能力约53万t,张力轧制,机组需年作业率52.42%。轧机采用直流电机传动,电机主要技术参数见表1。

表1 攀钢冷轧厂主轧机电机技术参数

项目 开卷机 1#机架 2#机架 3#机架 4#机架 卷取机

电机功率/kW 752 2240 2980 14902 13052 900

转速／r.min－1 235~900 125~375 200~520 300~800 355~900 250~950

传动比 3.190 1.000 1.000 1.000 1.000 1.255

速度／m.min－1 450 180~542 289~751 405~1080 479~1200 1200

3.2 机组的主要特点

该机组经改造后,总体性能达到了国际90年代水平。下面介绍轧制线调整、辊缝控制、张力控制、带钢厚度控制、板形控制、各种补偿功能等。

3.2.1 轧制线调整机构

为保证轧制线恒定,辊缝调整方便,该HC轧机在轧机牌坊上横梁设抽动粗调,斜楔精调机构,以及垫片调节轧制线,粗调分4级,每级22.5mm,精调从0～25mm范围内无级调整,垫片用于调节余量,垫片有2.5,5,10mm3种,轧制线调整精度为±1.5mm。其结构如图2所示。

图2 攀钢HC轧机轧制线调整机构示意图

1-斜楔液压缸；2-机架横梁；3-斜楔；4-阶梯板；5-阶梯板液压缸

调整基准面为使用最大辊径时,上支撑辊中心与轧制线距离,即1495mm(1#、2#机架)、1465mm(3#、4#机架)。上支撑辊、上中间辊和上工作辊磨损后,换辊时调整轧制水平线。调整机构重新调整量S为：

S=1495-(Db/2+Di+Dw)(1#、2#机架)

S=1465-(Db/2+Di+Dw)(3#、4#机架) 式中,Db为支撑辊直径；Di为中间辊直径；Dw为工作辊直径。

3.2.2 辊缝控制

辊缝控制功能主要有3种：即控制平均辊缝,控制总轧制力；控制倾斜。执行机构安装在机架下牌坊上的主液压缸。液压缸活塞位置（辊缝）由安装在缸体内的线性数字累积脉冲传感器测量,轧制力由装在机架的压力传感器测量。1#～3#机架配有位置和倾斜控制系统,4#机架配有位置/轧制力及倾斜控制系统。由位置控制方式向压力方式的转换是平滑无冲击性的（反之亦然）。另外,可手动增加/降低辊缝。

倾斜控制可与位置控制或压力控制同时运行。位置方式和轧制力方式是互补的,在任一时刻只有一种方式起作用。位置方式在轧制力方式不发生作用时随时起作用；压力控制只有当轧制力超过预设定值时发生作用。

其次,机组设计有自动抬起和快速抬起辊缝功能,用于在断带或在压力很大等情况时自动或快速抬起辊缝。同时,如果轧制力测量系统关闭或轧制力超过预设极限,自动报警功能将产生警报。

3.2.3 自动厚度控制（AGC）

在本HC机组中的厚度控制系统,其基本控制思想是在第1机架消除绝大部分厚差,并在整个轧制过程中维持各机架的金属秒流量相等,以此来控制带钢的厚度。

（1）入口AGC

①直接前馈控制

1#测厚仪测出的厚度偏差被延迟传送,直到带钢的相应部分到达1#轧机。该延迟包含对1#测厚仪测量时间和1#轧机辊缝反应时间的补偿,延迟的信号通过前馈控制器作用于1#机架辊缝,1#机架入口段的带钢长度测量是一个关键,机组采用1#机架前转向辊上的脉冲发生器测量其长度,

②前馈/反馈控制

1#测厚仪的厚度偏差信号转换成绝对偏差作为前馈信号提供给NOVATUNE(自适应控制器）,2#测厚仪的厚度偏差信号转换成绝对偏差作为反馈信号提供给NOVATUNE,从而构成前馈/反馈控制,NOVATUNE输出信号通过辊缝控制系统进行辊缝控制。

③第2机架直接前馈控制

经1#机架产生的厚度偏差,在1#机架无法进行直接调整,而这个偏差量如果不及时消除,必然给后部机架带来偏差。根据秒流量原理,通过改变2#机架带钢入口速度,可维持2#机架金属秒流量恒定来控制,而2#机架带钢入口速度等于1#机架出口速度,故改变1#机架速度即可达到目的,2#测厚仪的厚度偏差信号被延迟传输,该延迟传输包含对2#测厚仪测量时间和1#机架传动装置反应时间的补偿,延迟传输的信号通过前馈控制器作用于1#机架速度。

（2）出口AGC

出口AGC有两种控制方式,分别采用单独的NOVATUNE控制器,控制轧制普通板和超薄板。3#测厚仪的厚度偏差百分比信号转换成绝对偏差信号作为反馈信号传给NOVATUNE,其输出信号在轧制普通板时,控制3#,4#机架速度,在轧制超薄板时,控制4#机架速度。

（3）速度监控

出口AGC的输出改变3#和4#机架的操作状态,这对厚度精度将产生不良影响,故要求其速度改变要限制在一个较小的范围内。因此,对于出口速度超出调节范围的要”卸荷“一部分到入口机架中去。

3.2.4 张力测量控制系统

张力测量系统由张力计和张力辊组成。张力计置于张力辊轴承座下,带钢通过时对张力辊产生压力被张力计测出,再用力的平衡原理计算出张力值。

（1）机架间张力控制

当张力误差超过张力参考值的死区范围时,张力限制起作用,在光面辊轧制模式下,所有机架间的张力由辊缝调节来控制。在毛面辊轧制模式下,1#～2#,2#～3#机架间张力是通过辊缝调节来控制,3#～4#机架间张力是由4#机架的速度调节来控制。

（2）开卷张力和卷取张力控制

在开卷机和1#机架间以及卷取机和4#轧机间的张力分别由拉曳式开卷机和张力卷取机通过比较电机电能和机械能来保持带钢张力达到预设定值。

（3）张力补偿控制

工艺要求各机架在轧制过程中,不能因轧制速度改变而影响轧制力。但是,当轧机升速或减速时,随着轧制速度的变化,轧辊与轧件的摩擦力发生变化,轧件的变形速度相随变化。这样将引起轧制力发生变化使得轧机的弹跳系数发生变化,结果影响出口板材的厚度发生变化,为了保证轧制力恒定,采用张力补偿控制。通过检测相应机架的速度,改变张力调节器的设定值,随着轧机升速或减速,张力给定值减小或增大。

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iBox酸洗技术在攀钢2030 mm冷轧酸洗机组中的应用

iBox酸洗技术在攀钢2030 mm冷轧酸洗机组中的应用

iBox酸洗技术在攀钢2030 mm冷轧酸洗机组中的应用

结合iBox酸洗技术在攀钢2030 mm冷轧酸洗机组中的应用，介绍了其工艺、设备功能和结构等，重点阐述了iBox酸洗技术在酸轧联合机组带钢轧制过程中的酸洗效率、优点和主要技术参数。同时对iBox酸洗技术与紊流酸洗技术进行了对比。

标签：酸洗机组;iBox技术;技术优势

随着冷轧生产工艺技术的发展、创新以及用户对冷轧产品质量要求的提高，从 20世纪70年代后期开始，世界各国新建的冷轧板生产线普遍采用了盐酸酸洗技术。盐酸酸洗技术主要分为深槽酸洗技术、浅槽酸洗技术和紊流酸洗技术等，目前世界流行的是紊流酸洗技术。近年来，日本三菱日立公司又推出了自主研发的iBox酸洗技术，与紊流酸洗技术相比各有千秋，处于同一技术层面，在应用效果上具有可比性。

攀钢2030 mm冷轧项目是攀钢集团在西昌地区建设钒钛资源综合利用项目配套建设的产品深加工项目，主要生产高档汽车用板、高级家电用板和汽车用高强钢，设计年产能为210 万t。为满足生产需要，在酸洗段采用了iBox酸洗技术。本文以攀钢2030 mm冷轧项目PL-TCM机组为例，介绍了iBox酸洗技术在冷轧酸洗段的应用情况，并对iBox酸洗技术与紊流酸洗技术进行了对比。

1、酸洗工艺段简介

1.1 工艺描述

酸洗入口带钢通过1#张力辊、纠偏辊、入口活套、拉矫机、2#张力辊进入酸洗工艺段。为了防止带钢在活套内跑偏，活套入口、中心、出口区域都配有纠偏辊，拉矫机主要是为了破除来料带钢表面的氧化铁皮，有效增加酸洗效果，拉矫机和入口活套内张力通过控制1#、2#张力辊速度差建立。

酸洗工艺段包括3级酸洗槽、4级漂洗槽、烘干槽，酸洗技术采用三菱日立公司最先进的iBox技术，酸槽内的带钢张力通过酸槽内的张力计检测，有效保证了酸槽内的带钢张力稳定，防止过酸洗。漂洗槽分为四段，采用蒸汽冷凝水的设计以减少表面残氯及节省能源。用抑制剂来防止带钢表面的过酸洗。当机组长期停机或者检修停机，酸液将打回酸循环罐，机组恢复运行后酸液重新打回酸槽。酸洗后的带钢经过4#张力辊进入酸洗出口活套、圆盘剪到达酸洗出口区域。

冷轧工艺

冷轧工艺

冷轧工艺

1.1冷轧薄钢板生产的进展历史

钢的冷轧是19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20--25mm的冷轧带钢。美国1859年建立了25 mm冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。1880年以后冷轧钢带生产在德国、美国进展专门快，产品宽度持续扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直、平坦和热处理设备等，产品质量也有了提升。

宽的冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢的基础上进展起来的。第一是美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并专门快由单机不可逆式轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。

原苏联开始冷轧生产是在30年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张的热轧板作原料。1938年在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架1680mm冷连轧及1680mm可逆式冷轧机，生产厚度为0.5~2.5mm,宽度为1500mm的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂又建立了一台2180mm的可逆式冷轧机。1951年原苏联建设了一套2030mm全连续式五机架冷轧机，年产250万吨，安装在新利佩茨克。

日本1938年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板的生产。1940年在新日铁广厂建立了第一套四机架1420mm冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，第一建立了1700mm单机架可逆式轧机，以后连续投产了1200mm单机可逆式冷轧机，MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mm HC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700mm连续式五机架冷轧机，1988年建立了2030五机架全连续冷轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有18套，窄带钢轧机有418套。在这30多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了20多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而进展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧板镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着经济建设的进展，不管在数量和品种质量上都远远满足不了经济建设的需要为此我们必须增建新轧机，改造现有冷轧机，大力进展冷轧生产。 从世界上看：日本1960年冷轧板产量100万吨，而30年后的今天生产能力已达2000多万吨，增加了20倍。原西德1950年年产冷轧板16.3万吨，而11974年产达821.3万吨，增加了50多倍。

鞍钢冷轧厂

鞍钢冷轧厂

鞍钢冷轧厂厂志

鞍钢股份有限公司冷轧厂前身是鞍钢冷轧薄板厂，为20世纪50年代苏联援华项目，最初设计能力为年产30万吨冷轧薄板。该厂自开工投产到1981年底，冷轧板年产量始终在设计水平30万吨以下，到1982年才实现年产30万吨冷轧板的设计产量。

自1988年，冷轧厂进入了技术改造阶段。4月2日，国家计划委员会正式批复，同意鞍钢冷轧厂四机架工程改造，进口一套旧的四机架冷连轧机组，包括酸洗、轧机、热处理、平整、剪切等五大工序。

酸洗机组从奥地利安得列茨机制公司鲁斯纳分公司引进盐酸洗机组和再生装置，只购进少量耐腐蚀材料和仪表，绝大部分设备由国内制造和配套。工程于1988年12月24日破土动工，于1989年10月1日投产。

四机架冷连轧机是60年代德国蒂森公司二手设备，40座罩式炉分别引进奥地利EBNER公司的HC型全氢强对流罩式退火炉（4座）和德国LOI公司HPH型全氢强对流罩式退火炉（36座）。工程1989年7月26日开工，1991年11月23日竣工投产。

平整机组和横切机组是引进德国蒂森公司二手设备，主要机械设备由国内进行修配改，同时引进德国液压伺服控制系统和西门子自动化控制设备，建成一套具有国际80年代技术水平的平整、横切机组。工程于1989年10月7日开工，1991年9月17日竣工投产。

到1993年末，改造后四机架冷连轧机组系统生产冷轧板86万吨，初步形成80万吨生产能力。纵剪机组1993年2月末开工，当年年末完成；2台磨床于1993年调试投产。

1992年5月25日，冷轧1号线2套酸再生机组正式开工，1994年末全部竣工投产，处理能力为12立方米/时。3号横切机组于1994年12月开工建设，1995年竣工投产，设备是引进荷兰荷戈文厂二手设备，年生产能力14万吨冷轧板。 1997年5月，鞍钢成立鞍钢新轧钢有限责任公司，冷轧厂成为其中一员。

1100HC六辊可逆式冷轧机的设计-开题报告

1100HC六辊可逆式冷轧机的设计-开题报告

附录1 开题报告

一、课题的国内外现状及选题的依据及其意义

HC轧机全名为HITACHI HIGH CROWNCONT ROLMILL，即日立中心高性能轧辊凸度控制轧机。该机型是日立公司于1972 年研究开发的轧机，两年后正式投入工业化应用。它具有普通四辊冷轧机不能达到的性能和优点，首先在日本得到推广使用，继而受到全世界的瞩目，广泛用于热轧和冷轧生产中的单机可逆轧机、连轧机和平整机。其主要结构特点是:在支撑辊和工作辊之间加入一对能够沿着轧辊轴向相对移动的中间辊，通过中间辊的相对移动来改变轧制压力在带钢方向上的分布，加上工作辊的正负弯辊作用， 对改善带钢板形起到了明显的效果。

在国外，除日本各大钢铁公司普遍采用HC轧机机型外，美国、德国、加拿大、瑞典、巴西、墨西哥、韩国等国家均从日本引进了该轧机。

在国内，武汉钢铁公司为生产镀锡板基板，1987年首先引进1250HC六辊轧机，之后上海宝钢、辽宁鞍钢等国内各大钢铁公司先后引进了这种轧机机型 。在引进设备的同时，国内相关单位也开始跟踪并开发国产的HC六辊轧机。国产大型六辊轧机已成功地用于工业生产，而且主要的技术水平和功能已达到国外同类设备水平。然而，六辊轧机种工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊三种方式与带材板型的检测、控制相结合，实施有效的闭环控制，目前国内虽然在这方面也取得了不少成绩，但在精确度和稳定性方面仍然需要花大力气研究。

由于六辊HC轧机具有良好的板形稳定性和较大的板形调节性，且六辊HC轧机在中间辊轴向移动量和工作辊、中间辊弯辊力匹配合理的条件下，可使所轧制的带钢边部厚度差极小，减小下道工序的剪边量，提高成品率，也可防止由于边部厚度不均而导致的边裂甚至断带。因此，HC系列轧机在金属塑性加工领域所发挥的作用将会越来越大，在其基础上的技术改进和研发也将越来越广泛，这也就要求要有更多的技术人员加入到这一领域中来，进而推动我国相关产业的快速发展。