森吉米尔轧机-硅钢轧制工艺技术
森吉米尔20辊轧机薄带轧制工艺研究
- 78 -工 业 技 术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%。
森吉米尔二十辊冷轧机安装
二十辊
文章编号 ： １ ０ ０ ２ － ３ ６ ０ ７（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ — ０ ０ ２ ４ — ０ ３ 目前 ，世界上最小的２ ０ 辊轧机 的轧制宽度仅 １ ｌ ￣ｍ ｍ ，
文献标识码 ：Ｂ
１ 前 言
森吉米尔 轧机 １ ９ ３ ３ 年 由森吉米尔博士发 明，当时主 要用于生产宽度为８ ０ ０ ｍ ｍ、厚度为０ ． ｜ ３ ａ ｒ ｍ的低碳带钢 。 目前 ，共有４ ０ ０ 多 台森 吉米尔轧 机遍布３ ５ 个 国家 。世界 上９ ０ ％以上的冷轧不锈 带钢是 由森吉米尔 轧机生产 的 ， 此外大量 的硅钢 片 、薄规格 的有色金属及低碳钢也都是 森吉米尔轧机 轧制的。
每一条 焊缝完 成后 ， 都需 要进行打磨 飞溅 物处 理 ，
每个 工人一个等分 ，按照 同一个方 向施焊 ，避免 焊缝应
力集 中在某一 区域 ，保持罐壁立面均匀 、整齐 、美观。
都 需要进行探 伤和真空试漏 ， 罐 内都需 要削掉 多余 的临 时撑 杆临 时脚 手 架 ， 都需要 按要求进 行 防腐 处理 ， 使罐
第 二带罐壁在罐底板上组焊成 圆环状 之后 ，调整其 圆度 、垂直度 ，用拉杆等将其 固定 （ 见 罔三 ），这时第
一
拉葫芦松掉 ，第一带 、罐顶伞架 的重量 由第二带罐壁来 承担 ，这时可将背杠 、龙 门卡具等拆下 ，安装到第二带 罐壁 的下部固定 ，连接上手拉葫芦起升 ，这样第二带 、 第 一带 、罐顶伞架就一起上升到一个新高度 ，满足要求
带 罐壁 要轻 轻地 均匀 地 （ 有时需 用 手拉 葫芦 调升 调
降 ）与第 二带 罐壁 吻合 ，有 时 由于钢 板 自身 的误差需
森吉米尔冷轧机简介
森吉米尔冷轧机简介森吉米尔轧机在结构性能上有如下主要特点：(1)具有整体铸造（或锻造)的机架，刚度大，并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。
(2)工作辊径小，道次压下率大，最大达86％。
有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。
(3)具有轴向、径向辊形调整，辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压AGC系统，因此产品板形好，尺寸精度高。
(4)设备质量轻，轧机质量仅为同规格的四辊轧机的三分之一。
轧机外形尺寸小，所需基建投资少。
森吉米尔冷轧机基本上是单机架可逆式布置，灵活性大，产品范围广。
但是亦有极个别呈连续布置的森吉米尔轧机，如日本森吉米尔公司1969年为日本日新制钢公司周南厂设计制造的一套1270mm四机架全连续式二辊森吉米尔轧机。
该轧机第一架为ZR22-50"型轧机，其余三架均为，ZR21-50"型轧机，轧制规格为O、3mm1270mm不锈钢，卷重22t，轧制速度600m ／min。
森吉米尔冷轧机的形式及命名法介绍如下：最常用的森吉米尔冷轧机形式是1-2-3-4型二辊轧机。
例如ZR33-18″，“Z"是波兰语Zimna的第一个字母，意思是“冷”；“R”表示“可逆的”；“33”表示轧机的型号；“18″”是轧制带材宽度的英寸数。
森吉米尔冷轧机还有1-2-3型二辊轧机，但是1-2-3型森吉米尔冷轧机在1964年以后就不再生产制造了。
森吉米尔冷轧机1-2型六辊轧机，由2个传动的工作辊和4个背衬轴承辊装置组成，如ZS06型，“S”表示“板材”，用来轧制宽的板材，但是它同样可以轧制带材，并且有一些还用在连续加工线上。
森吉米尔“ZR”型冷轧机有10个基本型号，其中1-2-3-4二辊轧机7个；1-2-3．型二辊轧机3个；“ZS”1-2型六辊轧机只有2个基本型号。
各型号轧机的背衬轴承外径、工作辊名义直径如下：轧机型号背衬轴承直径／mm工作辊名义直径／mm1-2-3-4型：ZR3247、66、35ZR3476、210、00ZR24120、021、50ZR33160、028、50ZR23225、040、00ZR22300、054、00ZR21406、480、001-2-3型:ZR1575、012、00ZRl6120、020、30ZRl9225、046、OO1-2型ZS06300、0216、00ZS07406、4280、00在以上基本型号的基础上派生出一些特殊的型号，在基本型号的词尾和词头加上不同意义的字母来表示。
第2章 森吉米尔二十辊轧机
第2章森吉米尔二十辊轧机森吉米尔冷轧机与其他类型轧机的本质区别是轧制力传递的方向不同。
森吉米尔轧机轧制力从工作辊通过中间辊传到支撑辊装置，并最终传到坚固的整体机架上。
这种设计保证了工作辊在整个长度方向的支撑。
这样辊系变形极小，可以在轧制的整个长度方向获得非常精确的厚度偏差。
2.1 森吉米尔轧机主要特点及发展水平森吉米尔轧机在结构性能上主要特点：(1) 具有整体铸造（或锻造）的机架，刚度大并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。
(2) 工作辊径小，道次压下率大，最大达60%。
有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。
(3) 具有轴向、径向辊形调整，辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压AGC系统，因此产品板形好，尺寸精度高。
(4) 设备质量轻，轧机重量仅为同规格四辊轧机的三分之一。
所需基建投资少。
森吉米尔轧机基本上是单机架可逆布置，灵活性大，产品范围广。
但亦有极个别呈连续布置的森吉米尔轧机，如日本森吉米尔公司1969设计了一套1270mm四机架全连续式二十辊森吉米尔轧机。
目前森吉米尔轧机的发展水平如下：（1）轧制带材最大宽度。
目前轧制带材最宽的是法国的一台ZR22-80型轧机，轧制宽度最大为2032mm的软钢和硅钢，厚度偏差为 0.005mm。
（2）轧制带材最小厚度。
轧制带材最小厚度与其宽度和钢种有关。
美国轧制硅钢最小厚度为0.002mm，其宽度为120mm，日本轧制不锈钢，当宽度为1220mm时，最小厚度为0.127mm；宽度为200mm时，最小厚度为0.01mm；轧制有色金属时，最薄可达0.0018mm。
（3）轧机开口度的提高。
近年来法国的DMS公司于美国的森吉米尔公司一起终于打破了森吉米尔轧机为整体机架的传统观念，推出了分体式机架森吉米尔轧机。
即将机架分为上下两部分。
两部分在机架四个角由四个液压缸紧密的合上，他能保留所有零凸度机架的特征和优点。
机架可允许有130mm的开口度。
二十辊森吉米尔轧机冷轧钛带工艺浅析
二十辊森吉米尔轧机冷轧钛带工艺浅析摘要：钛是一种新兴的金属材料，在工程技术和高科技领域发挥着总要作用，今后也将得到越来越广泛的应用。
冷轧钛带作为高技术产品，市场需求量逐年扩大。
本文简要介绍了二十辊森吉米尔轧机的特点和利用二十辊森吉米尔轧机冷轧钛带的一些工艺要点。
关键词：森吉米尔轧机，钛带冷轧，冷轧工艺引言：钛广泛分布于地壳及岩石之中，储量丰富，在所有元素中排名第十。
钛的密度仅为4.53g/cm3，仅为钢的40%左右，但强度却与钢相当。
钛带表面极易形成致密的氧化膜，使其具有高耐蚀性。
钛与人体有很好的相容性，对人体完全无毒且可以抵抗分泌物。
以上的这些特性使钛被认为是二十一世纪最重要的金属材料，广泛应用于航空航天、医疗、石油化工等领域，尤其在国防军工领域，钛是制造高端飞机、潜艇和舰船等必不可少的材料，发挥着越来越重要的作用。
冷轧钛带是高技术含量、高附加值、国防军工必须的产品，其加工设备复杂，工艺特殊，加工难度大，过去大量依靠从国外进口，但随着国内钛带冷轧技术的发展和产量的加大，这种情况得到了明显改善。
近年来，随着国民经济的发展和消费的升级，对薄规格钛带的需求量逐年增加，薄规格产品存在很大缺口，传统的钛带冷轧企业由于采用四辊、六辊等轧机轧制，设备能力受限，无法轧制出较薄产品，或者轧制出薄规格产品需要经过多次中间退火，生产成本较高，因此目前各企业逐渐开始采用二十辊轧机轧制钛带。
1 二十辊森吉米尔轧机的特点1.1 结构特点二十辊森吉米尔轧机是一种单机架可逆轧机，采用的是整体牌坊的形式，机架刚度高，最大轧制力可达800t，广泛应用于不锈钢、硅钢和钛材等高附加值材料的轧制，尤其是薄规格产品的轧制。
其辊系采用4-3-2-1-1-2-3-4的放射状排布方式，背衬轴承直径约为300mm，二中间辊直径约为170mm，一中间辊直径约为100mm，工作辊直径只有约60mm。
小直径的工作辊使其在轧制时道次压下率大，尤其适合轧制难变形的极薄材料。
森吉米尔二十辊轧机
辊径补偿调整机构示意图
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森吉米尔轧机的结构
二十辊森吉米尔轧机辊系是按1-2-3-4呈塔形布置，上下对称设置在机架 呈塔形布置， 二十辊森吉米尔轧机辊系是按 呈塔形布置 个梅花孔内。 的8个梅花孔内。上下两个工作辊分别靠在两个第一中间辊上；上下两对 个梅花孔内 上下两个工作辊分别靠在两个第一中间辊上； 第一中间辊又支撑在3个第二中间辊上 个第二中间辊上； 第一中间辊又支撑在 个第二中间辊上；而6个第二中间辊则支撑在外层固 个第二中间辊则支撑在外层固 定于梅花孔里的8个支撑辊组上 个支撑辊组上。 定于梅花孔里的 个支撑辊组上。
径向辊形调整机构示意图bc支持辊结构分解图universitytechnologybeijing2015824森吉米尔轧机支持辊示意图asu板形调节6种模式及对应的初始辊形asu2asu3用于控制双边浪中浪asu6用于控制带钢的单边浪而asu4asu5用于控制范围较小的对称的四分之一浪universitytechnologybeijing2015824轧机调整机构辊形调整机构b
径向辊形调整机构示意图
B、C支持辊结构分解图 、 支持辊结构分解图
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ZR22B52_森吉米尔轧机机械工艺特性及其操作
森吉米尔轧机压下测试数据见表 1。
2. 1. 1 测试条件 机架内无带钢; 用旧工作辊; 轧制线关
闭 90% ; 侧偏心关闭 49°。
表 1 森吉米尔轧机压下测试数据
压下 压下量 轧机压下关闭
位置
单位压力 轧制力
%
mm ×105Pa
t
轧机压下打开
75
507
63
425. 88
55
3. 52 100
676
85
574. 6
59
3. 776 120
811. 2
120
811. 2
2. 1. 2 测试结论 ¹ 对于带轧辊后的轧机整体刚度, 用压
靠法得出其纵向钢度系数约为 400t / mm。 º 当压下动作 1% 时压下量为 64Lm, 单
位压下压力 105pa 对应轧制力为 6. 76t 。
1) 金钢南, 男, 1958 年生, 1983 年毕业于太原工业大学, 金属材料系热处理专业, 工程师, 车间主任。 3) 安 峰, 男, 1972 年生, 1994 年毕业于西安建筑科技大学, 金属压力加工专业, 助理工程师。 以上 2 人工作单位: 030003, 太钢六轧厂硅钢车间。 2) 雷贵文, 男, 1964 年生, 工程师。工作单位: 030003, 太钢合同预算处。
径的 1/ 100 或更薄时, 则可以使后张力等于 或大于前张力, 以有利于钢带的变形和厚度 控制。 3. 2 轧制速度
本轧机可以达到的最大轧制速度为第一 道次 300m/ m in, 以后道次以为 600m / min。 对于第一道次轧制, 应采用较低的轧制速度, 一方面防止轧辊急剧被加热, 造成轧辊变形 或 “掉肉”, 另一方面, 防止由于坯料厚度波 动大以及坯料存在的各种缺陷 ( 如: 裂边、折 边、重皮、夹杂、烂洞, 抽印宽度不均等) , 进入轧机造成断带、缠辊等生产事故。在第 二和以后道次轧制中, 主操工应待入出口工 将板形调整好后, 方可升速, 轧制过程中要 尽量少调整, 以保持轧制的稳定性和带材厚 度公差的均匀性。在允许的轧制速度范围内, 应尽可能采用高速轧制, 以提高产量。 3. 3 厚度控制
武钢硅钢厂简介及产品大纲
1 武钢硅钢厂简介武汉钢铁股份限公司硅钢片厂是经毛主席、周总理批准从国外引进的一米七轧机工程主体厂之一，其成套设备（包括氢气发电站和水处理系统）及工艺技术全部从日本引进。
其后20余年来，在毛泽东、邓小平、江泽民的“三代”领导人、社会各界及集团公司的关心扶持下，以“成本效益纵深行”和“对标挖潜”活动为载体，持续改进产品质量，不断引进、消化、吸收国内外先进的管理手段和工艺技术，依靠管理水平提高和工艺技术进步稳步发展。
1997年，作为武汉钢铁集团公司的优质资产之一，和冷轧薄板厂一起资产重组，成为武汉钢铁股份有限公司的生产厂之一。
硅钢厂投产初期技术装备有13条作业线，1070台（套）设备，主体生产机组全部采用当时先进的连续话化生产和自动化控制手段。
设计生产能力7万吨/年，生产5个厚度规格27个牌号。
1992年后，为适应国家经济的发展和市场供需的变化，在经过两次较大规模的设备引进和持续地工艺技术革新、设备装备改造后，技术装备增加到23条作业线（其中包括国内唯一、世界仅有5座的高温环行退火炉、采用先进的自动厚度控制技术的高精度森吉米尔轧机等），2066台（套）设备，装备水平达到当代国际先进水平。
作为股份公司掌管核心技术和生产高附加值产品厂，为适应下游市场顾客需求的不断细分，有针对性地研制开发了一大批新产品，目前可生产取向硅钢和无取向硅钢两大类共9个厚度规格75个牌号的产品，设计生产能力发展到现在的40万吨/年。
“十五”期间将形成年产88万吨生产能力2 主要产品3 基本投资武钢硅钢总厂现有三个分厂，其中二、三分厂是最近几年建设的。
二硅钢投资50亿元，年产量80万吨；三硅钢投资57亿元，年产量56万吨。
4 基本设备按工艺流程的先后顺序，武钢硅钢总厂的主要设备如下：●常化酸洗线3条●森吉米尔轧机20辊7台●酸洗连轧机组2条●连退作业线：CA1－CA9；三硅钢4条，共13条●连续拉伸退火：CT1－CT4●环形炉ROF：3座●剪切精整线：CS1－CS8；三硅钢4条，共12条。
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3.2、轧辊
轧辊类型 工作辊 第一中间辊 第二中间辊（惰辊） 第二中间辊（传动辊）
数量 2 4 2 4
最小辊径 mm 74 127 227 227
正常辊径 mm 88 136 235 235
最大辊径 mm 108 146 240 240
辊面宽度 mm 1 531 1TR中心距：19.2m 2机架总长约：100m
1机架总长约：56m 轧制线： 1100mm
二、工艺参数
2.1、产品大纲 钢种 OG OG NO2.0 宽度 入口厚度 出口厚度 年产量 生产能力 轧制道次 （mm） （mm） （mm） （kt/y） （t/h） 1100 1100 1100 2.45 0.73 2.3 0.73 0.26 0.50 114 110 103 62.5 31 47.5 3 3 3
硬度 HRC 60 - 64 56 - 58 58 - 60 58 - 60
材质 Z 160 CDV 12 Z52 CDW8 Z52 CDW8 Z52 CDW8
背衬轴承
第二中间辊
辊 系 图
第一中间辊 工作辊
3.3、背衬轴承
每个转动轴上的数量：6 总数 ：48 外径 ：406.4 mm 宽度 ：171.04mm
3.4、压下调节和轧制线调整
压下由机架前后 两端的液压缸驱 动双面齿条，使B、 C支撑辊组实现向 下压下
通过转动两个下 部中间支承辊F、 G的偏心轴实现
3.5、单ＡＳＵ凸度控制
凸度调节油缸数量：7 行程 ：203mm（有效110.7mm） 速度 ：10mm/s
偏心率 ：1.524mm
3.6、第一中间辊横向移动
On-line HMI
Operator room
remote access
3.10、ABB板形仪
测量辊有一个钢质的内核，带有4个轴向的凹槽，在凹槽里面的磁力-弹性形变传感 器受到了保护。辊子被划分成28个52mm宽的测量区域，每个区域带有4个传感器。
3.11、张力计
压力传感器数量:4 个 类型：PFCL 201CE 过载能力：100KN
NO2.5
NO3.0 NO3.0
1100
1100 1100
2.3
2.3 2.3
0.50
0.50 0.98
51
27 28
47
25 40
3
4 3
NO3.0
合计
1100
0.98
0.35
27
460
19
3
2.2、产品信息
原料
宽度：850~1350mm 最大重量：42.5吨 内径：508mm
轧制
板形调节： 单ASU凸度调节
成品
宽度：850~1350mm 最大重量：42.5吨 内径：508mm 外径：900~2385mm 厚度：0.2~1.6mm
第一中间辊窜辊
乳化液多点冷却 水平调节
外径：最小~2385mm
厚度：0.6~3.0mm
2.3、工艺基本参数
穿带速度 30m/min
开卷机最大速度 600m/min 卷取机最大速度 1100m/min 开卷张力 10-80KN
卷取最大张力
开口度 工作辊辊径 中间辊辊径 支承辊辊径 轧制力 传动方式
350KN
14.24mm 74~108mm 127~146mm 406.4mm 1100t 第二中间辊
轧机电机功率
卷取机功率
6000KW
4000KW
三、主要设备及技术应用
3.1、整体式牌坊
设计遵循森吉米尔原理，为 单片铸造钢牌坊或者球墨铸 铁零凸度设计，经过了退火、 应力释放和精确加工。八个 镗孔都使用特殊多头镗孔加 工工具来同步完成，该工序 能够保证非常高的精确度， 保证这些镗孔都是正好彼此 平行。同时零凸面牌坊设计 能保证在负载情况下牌坊在 宽度方向的变形量是一致的。
森吉米尔轧机
2011年
目录 一 二 三 基本情况及平面布置 工艺参数 工艺设备和技术
一、基本情况
森吉米尔轧机是电工钢项目 的核心机组之一。可用于轧 制热轧酸洗退火卷和冷轧退 火卷，年产量为46万吨。轧 制最大厚度为3.0mm；带钢 最大宽度为1350mm；最大卷 重为42.5t（不包括套筒）； 最大轧制速度为1100m/min ；最大开卷速度为600 m/min；能够在受控温度下 轧制，即温轧。
窜动类型：双推式
轴向调整 ：2个液压缸（一个驱 动侧、一个传动侧）
调整行程 ：220mm 速度 ：最大10mm/s(取决于速度) 控制：与板形仪行程闭环
3.7 乳化液系统
油箱
轧机
磁棒分离器 过滤器 OVER FLOW
撇油器 热水箱
混合箱
冷却器
D.T
平床过滤
C.T
P
3.8、除油系统
压力控制
带钢除油装置在轧机入 口和出口侧各一套，每 套由4个辊组成，上面2 根，下面两根。上面的 辊可以由PLC来控制压 力。提供压缩空气来吹 扫带钢边部。
3.9、X-RAY测厚仪
Frame interface C-Frame #1
测量原理
Water chiller
C-Frame #2
electric drives
EMI
HOST COMP
16 AI 8 AO 32 DI Control cabinet 32 DO Customer interface