森吉米尔20辊轧机薄带轧制工艺研究

唐振光 燕 顺 黄 培

（广西北部湾新材料有限公司，广西 北海 536017）

0 绪论

森吉米尔20 辊轧机是高精度轧制核心设备之一，具有道次压下率大、板形控制能力强、轧制力小以及成品厚度公差波动范围小等特点，主要用来轧制200 系、300 系和400 系不锈钢冷轧薄带。目前，世界上大部分的高精度薄带都是森吉米尔轧机生产的，因为道次压下率大，所以20 辊轧机可以用较厚的原料来生产薄带，有效地节约生产过程中的成本。另外，因为20 辊轧机有较好的板形和厚度控制能力，所轧制出来的0.3 mm以下的不锈钢有较好的板形和厚度公差，受到广大的客户喜爱。该文结合我公司冷轧厂森吉米尔20 辊轧机的生产情况，对20辊轧机轧制薄带的核心生产工艺进行研究分析，并对其核心生产工艺进行归纳总结，形成工艺制度，对提高机组产品的产量和质量提供了技术支撑。

1 森吉米尔20辊轧机机组简介及重点参数

1.1 轧机总论

森吉米尔20 辊轧机机组是主要由卷取机、测厚仪、夹送辊、板形辊和轧机机架组成，其中轧机机架包括所有的内部部件、轧辊和配件，其作用是在轧制中减小带钢厚度，提高平直度和带钢表面质量。 为了使钢带能够轧制更加薄的带钢，应尽量使用小工作辊来轧制。小工作辊轧制具有轧制力小，生产道次少的优点，能够生产更加薄的钢带。森吉米尔20 辊轧机呈“塔”形分散分布，由8 根支撑辊，6 根第二中间辊，四根第一中间辊，2 根工作辊组成，如图1 所示。

1.2 技术参数介绍

原料种类：200 系、300 系和400 系不锈钢。钢带厚度：来料最大厚度为6.0mm，来料最小厚度为0.5mm；成品最大厚度为3.0mm，成品最小厚度为0.15mm。钢带宽度：最大宽度为1 255 mm；最小宽度为800 mm。钢卷重量：最重为22 000 kg。套筒规格：610 mm ID/860mm OD/1300 mm W。纸卷规格：120 mm ID/800mm OD/1330mm W。钢卷规格：610 mm/2200 mm。压下率：200 系70%，300 系85%，400 系85%。轧制：Max 速度：800 m/min，Max 张力：500 kN。

2 轧制工艺

2.1 压下工艺

压下工艺的设定包括轧制道次、道次压下率和轧程等内容的设定。压下工艺的制定方法主要有经验类比法、能耗曲线法和基于理论的轧制规程计算等方法[1]。现阶段大部分人都是使用经验类比法，当在轧制前，先要确定轧程，200 系轧制压下率一般不超过70%，300 系和400 系轧制压下率一般不超过85%，超过压下率则使用两轧程轧制。再根据所轧钢种的特性（硬度曲线、力学性能等）确定其轧制道次，避免其轧制到后面脆断。道次压下率的确定，一般第一道次的压下率不会超过40%，前两道次可以大压下轧制，往后各道次压下率逐渐减小，后道次压下率一般不会超过前道次压下率，最后一道次压下率一般不超12%，主要以平整板型为主。

图1 二十辊辊系结构图

2.2 轧辊工艺的确定

2.2.1 辊形和粗糙度

20 辊轧机的轧辊工艺主要是确定第一中间辊的辊形和工作辊的粗糙度。设计第一中间辊辊的辊形主要是为了更好地调节钢带的板形，以达到客户使用的标准。第一中间辊辊端部的锥高和锥长是根据板宽决定的，在实际应用中根据板形情况还可以微调，第一中间辊的锥度越高，第一中间辊的使用轧制里程能更长，因此使用锥度高的来轧制，从而节省磨辊成本和更换第一中间辊的频率，提高产能。在确定工作辊粗糙度时，前道次使用粗糙度高的辊，末两道次使用粗糙度低的辊。因20 辊轧机在后面道次轧制的过程中，刮油越来越不干净导致钢带跑偏，严重影响生产的产能，因此前面道次可使用0.35μm 粗糙度的工作辊使表面粗糙，不易产生打滑的现象。末两道次可使用0.15 μm 粗糙度的工作辊是保证产品质量所需的表面粗糙度。

2.2.2 配辊要求

20 辊轧机辊子很多，且4 根传动辊为集中传动。另外，背衬辊由多个背衬轴承组成，就决定了配辊时对辊径尺寸有严格的要求[2]。1 根背衬辊由6 个背衬轴承组成，中间2 个背衬轴承直径最大，往边上的逐渐减小且相近2 个轴承间直径差不超过0.006 mm，相邻的背衬辊直径差不大于0.100 mm。上下工作辊辊径差不大于 1.000 mm。第一中间辊左右辊径差不大于0.005 mm，上下辊径差不大于 1.000 mm。第二中间辊左右辊径差不大于0.005 mm，上下辊径差不大于1.500 mm。认真执行以上配辊的要求，才能降低轧辊消耗，降低成本。

2.2.3 轧辊更换规程

2.2.3.1 工作辊更换基准

工作辊区分见表1。

表1 工作辊区分表

工作辊更换基准见表2。

表2 工作辊更换基准表

备注：异常情况更换工作辊视情况而定（包括换辊后仍有辊印等不良缺陷）。

2.2.3.2 中间辊更换基

中间辊更换基准见表3。

表3 中间辊更换基准表

备注：表面品质发生异常时及时确认/更换中间辊。

2.2.3.3 支撑辊更换基准

支撑辊更换基准见表4。

表4 支撑辊更换基准表

备注：表面品质发生异常时及时确认/更换支撑辊。

严格执行上述的轧辊更换规程，能有效地提高产品的品质，且能减少轧辊的损伤，降低生产成本。

2.3 润滑工艺

20 辊轧机一般是使用轧制油润滑，结合现场的实际要求，轧制油需要符合表5 的技术指标要求。

表5 轧制油技术指标表

在轧制过程中，轧制油的流量要保证在7 500 L/min 以上，并且轧制油温度控制在40 ℃左右，要保持轧制过程中充分的润滑性，使钢带表面不出现热划痕、轴承印、色差等质量缺陷。轧制完成后，钢带表面温度不能高于80 ℃，钢带表面残留物不能超过20 mg/㎡，从而影响表面反射率，钢带表面退火后表面残留物不能超过5 mg/㎡，造成反射率低，清净性差等问题。

2.4 典型轧制规程

以我公司20 辊轧机轧制304 钢种为例，钢带厚度1.4 mm，板宽1 250 mm，经过9 个道次轧制之后为0.310 mm，具体轧制规程见表6。

该轧制规程符合304 钢种的轧制特性，前道次压下率大，后道次压下率小的轧制规则。在张力的使用上，由于前几个道次大道次压下量大，为了保证在轧制过程中不出现打滑，把张力调大，且前张力须比后张力大[3]。后道次轧制时，一般使用前张力略高于后张力，一般高5 kN～10 kN 即可，可以有效提高轧制速度，提高产能。

表6 1.4 mm 轧0.310 mm 轧制工艺表

3 结语

20 辊轧机属于高精度设备，轧辊众多，结构复杂，主要用来轧制薄带和精密带，掌握20 辊轧机的设计制造技术已成为一个企业的实力标志。在该基础上，还需要有配套的生产工艺，才能生产出来符合客户使用的精密带，完善的压下工艺、轧辊工艺和润滑工艺能有效地降低断带率，减少轧制成本，提高产量和质量，充分发挥20 辊轧机的先进性，提高企业的市场竞争力。