1、BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.北京首钢国际工程技术有限公司北京首钢国际工程技术有限公司2008年年6月月APR 2008BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 20081、前言、前言2、UCM系列轧机和系列轧机和CVC系列轧机的特点与比较系列轧机的特点与比较2.1 UCM系列轧机和系列轧机和CVC系列轧机简述系列轧机简述2.2 UCM系列轧机和系列轧机和CVC系列轧机主要不同性能特点的比较分析系列轧机主要不同性
2、能特点的比较分析 2.3 产品质量保证值指标的分析比较产品质量保证值指标的分析比较 3、结语结语BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 20081 1、前言、前言 随着我国钢铁业的迅速发展，板带材产品的比例在不断随着我国钢铁业的迅速发展，板带材产品的比例在不断扩大，新建了一大批先进的冷热轧带钢生产线，而这些大型扩大，新建了一大批先进的冷热轧带钢生产线，而这些大型的板带材轧机设备，尤其是近年来所新建的大型宽带钢冷连的板带材轧机设备，尤其是近年来所新建的大型宽带钢冷连轧机设备绝大多数都是引进日本三菱轧机设备
3、绝大多数都是引进日本三菱-日立公司的日立公司的UCMUCM系列冷系列冷轧机或德国西马克的轧机或德国西马克的CVCCVC系列冷轧机。首钢京唐钢铁联合有限系列冷轧机。首钢京唐钢铁联合有限责任公司的第一冷轧厂的冷轧机设备也是引进三菱责任公司的第一冷轧厂的冷轧机设备也是引进三菱日立公日立公司的司的UCMUCM轧机。笔者对我国近年新建的或在建的轧机。笔者对我国近年新建的或在建的1818套主要冷轧套主要冷轧宽带钢轧机情况进行了初步统计。采用宽带钢轧机情况进行了初步统计。采用UCMUCM系列轧机的有系列轧机的有5 5家，采用家，采用CVC CVC 系列轧机的有系列轧机的有6 6家，可见两种冷轧机型在我国市家
4、，可见两种冷轧机型在我国市场上的份额相近。除鞍钢冷轧在自主集成方面有所进展外，场上的份额相近。除鞍钢冷轧在自主集成方面有所进展外，国内真正采用自主知识产权的大型宽带冷连轧机几乎没有。国内真正采用自主知识产权的大型宽带冷连轧机几乎没有。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008这除了国外冶金设备公司有其独到的先进技术和丰富的设计经验这除了国外冶金设备公司有其独到的先进技术和丰富的设计经验外，还与国内在引进设备的同时，对消化提升和对核心技术的研发外，还与国内在引进设备的同时，对消化提升和对核心技术的研
5、发力度重视不够有关。力度重视不够有关。因而在冷轧机设备设计方面与国外存在较大的差距。其实，就因而在冷轧机设备设计方面与国外存在较大的差距。其实，就酸轧联合机组的整体设备构成与布置而言两家公司的差别不大，但酸轧联合机组的整体设备构成与布置而言两家公司的差别不大，但就轧机单体设备而言，则各有其特点。图就轧机单体设备而言，则各有其特点。图1 1为酸洗冷连轧联合机组为酸洗冷连轧联合机组的配置示意图。本文将结合首钢有关冷轧项目的设计与建设中的一的配置示意图。本文将结合首钢有关冷轧项目的设计与建设中的一点体会，对点体会，对UCMUCM系列和系列和CVCCVC系列冷轧机部分特点进行分析与讨论，以系列冷轧机部
6、分特点进行分析与讨论，以期对今后的冷轧机选型和设计提供一点有益的期对今后的冷轧机选型和设计提供一点有益的借鉴。借鉴。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 图1 酸洗冷连轧联合机组配置示意图 BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 2.UCM 2.UCM系列轧机和系列轧机和CVCCVC系列轧机的特点与比较系列轧机的特点与比较 2 21 UCM1 UCM系列轧机和系列轧机和CVCCVC系列轧机简
7、述系列轧机简述 UCM UCM轧机是由日本三菱轧机是由日本三菱日立公司开发的一种六辊轧机，日立公司开发的一种六辊轧机，它是在它是在HCHC轧机基础上发展起来的新一代冷轧机之一，它相比轧机基础上发展起来的新一代冷轧机之一，它相比HCMHCM轧机增加了中间辊弯曲，其中间辊不仅能轴向移动还设有轧机增加了中间辊弯曲，其中间辊不仅能轴向移动还设有正弯辊（见图正弯辊（见图2 2），工作辊设有正负弯辊，它的进一步演变是），工作辊设有正负弯辊，它的进一步演变是增加工作辊轴向移动的增加工作辊轴向移动的UCMWUCMW轧机。轧机。CVCCVC系列轧机包括四辊系列轧机包括四辊CVCCVC轧轧机和六辊机和六辊CVCC
8、VC轧机（见图轧机（见图3 3），它是由德国西马克公司开发的，），它是由德国西马克公司开发的，目前的目前的CVCCVC冷轧机主要为六辊轧机，其中间辊辊面有一定曲线冷轧机主要为六辊轧机，其中间辊辊面有一定曲线形状（支承辊有的有，有的没有），因其辊面曲线方程由低次形状（支承辊有的有，有的没有），因其辊面曲线方程由低次方发展到高次（方发展到高次（5 5次）方并与相关配套的控制软件包结合，发次）方并与相关配套的控制软件包结合，发展成了展成了CVCplusCVCplus轧机，据说其控制板形的能力得到进一步加轧机，据说其控制板形的能力得到进一步加强，但在具体定量性的指标方面并没有明确体现。强，但在具体定量
9、性的指标方面并没有明确体现。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 UCMUCM轧机与六辊轧机与六辊CVCCVC轧机的不同在于轧机的不同在于UCMUCM轧机的中间辊为平轧机的中间辊为平辊，轧辊在轧制过程中产生的弹性弯曲辊，轧辊在轧制过程中产生的弹性弯曲,通过调整中间辊和工作通过调整中间辊和工作辊的弯辊力得以补偿。六辊辊的弯辊力得以补偿。六辊CVCCVC轧机中间辊的轴向移动是为了改轧机中间辊的轴向移动是为了改变辊缝形状，而变辊缝形状，而UCMUCM轧机是根据带钢的宽度，移动中间辊的轴向轧机是根据
10、带钢的宽度，移动中间辊的轴向位置，从而调整轧辊之间的接触长度，消除有害接触，减少工位置，从而调整轧辊之间的接触长度，消除有害接触，减少工作辊的弹性挠曲。作辊的弹性挠曲。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008图图2 UCM 2 UCM 轧机轧辊配置示意轧机轧辊配置示意 图图 3 CVC3 CVC轧机轧辊配置示意轧机轧辊配置示意BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 2 22 UCM2 UCM系列
11、轧机和系列轧机和CVCCVC系列轧机主要不同性能特点的系列轧机主要不同性能特点的比较分析比较分析 因为不同规格的轧机在性能上和特点上不便比较，因此因为不同规格的轧机在性能上和特点上不便比较，因此将以相近规格轧机或针对生产同类产品的轧机进行比较，本将以相近规格轧机或针对生产同类产品的轧机进行比较，本文将主要以三菱文将主要以三菱-日立和西马克日立和西马克-德马格公司为首钢京唐公司德马格公司为首钢京唐公司第一冷轧厂酸轧线提供的轧机方案为基础进行分析比较。第一冷轧厂酸轧线提供的轧机方案为基础进行分析比较。1)1)工作辊尺寸工作辊尺寸 对于对于UCMUCM轧机来说，工作辊辊身长度，一般比最大轧制带轧机来
12、说，工作辊辊身长度，一般比最大轧制带钢宽度富余钢宽度富余120mm120mm，而对于，而对于CVCCVC轧机来说，一般为轧机来说，一般为100 mm100 mm；就；就工作辊直径而言，工作辊直径而言，UCMUCM轧机的辊径普遍要比轧机的辊径普遍要比CVCCVC轧机的要小；轧机的要小；BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 如以首钢顺义薄板生产线和首钢京唐第一冷轧厂为如以首钢顺义薄板生产线和首钢京唐第一冷轧厂为例：前者的例：前者的UCMUCM轧机技术方案和轧机技术方案和CVCCVC轧机技术方案的
13、工作辊尺寸分轧机技术方案的工作辊尺寸分别为：（别为：（UCMUCM）WRWR：475/425475/42519701970；（CVCCVC）WRWR：560/480560/48019701970；生产产品规格为：生产产品规格为：0.2-2.00.2-2.0 800-1870 mm800-1870 mm；而后者提供的对应轧机技术方案的工作辊尺寸分别为：而后者提供的对应轧机技术方案的工作辊尺寸分别为：(UCM)WR (UCM)WR：425/385425/3851720mm1720mm；(CVC)WR (CVC)WR：470/420470/420 1730mm1730mm，生产产品规格为：生产产品规
14、格为：0.25-2.50.25-2.5 750-1600 mm.750-1600 mm.其实，其实，CVCCVC系列轧机的中间辊和支承辊都大于系列轧机的中间辊和支承辊都大于UCMUCM轧机对应辊的尺轧机对应辊的尺寸。笔者认为，在保证轧机或轧辊必要刚度的情形下，工作辊辊寸。笔者认为，在保证轧机或轧辊必要刚度的情形下，工作辊辊径小些，有利于大压下量轧制和均匀变形，同时有利于弯辊控制径小些，有利于大压下量轧制和均匀变形，同时有利于弯辊控制的灵活和灵敏，弯辊力也相应小些的灵活和灵敏，弯辊力也相应小些 BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLO
15、GY CO.,LTD.APR 20082 2）弯辊装置的配置及弯辊力（首钢京唐公司一冷轧厂）弯辊装置的配置及弯辊力（首钢京唐公司一冷轧厂,以下类以下类同）同）UCMUCM轧机方案：工作辊设正轧机方案：工作辊设正/负弯辊，弯辊力负弯辊，弯辊力:+0.46MN/:+0.46MN/轴承座；轴承座；-0.21 MN/-0.21 MN/轴承座轴承座中间辊设正弯辊中间辊设正弯辊:弯辊力弯辊力:+0.59MN/:+0.59MN/轴承座；轴承座；CVCCVC轧机方案：工作辊设正轧机方案：工作辊设正/负弯辊，弯辊力负弯辊，弯辊力:+0.50MN/:+0.50MN/轴承座；轴承座；-0.35MN/-0.35MN/
16、轴承座轴承座中间辊设正中间辊设正/负弯辊：弯辊力负弯辊：弯辊力 +0.65MN/+0.65MN/轴承座；轴承座；-0.450MN/-0.450MN/轴承座轴承座BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008从以上数据可以看到，后者的弯辊力都大于前者，而且多一套从以上数据可以看到，后者的弯辊力都大于前者，而且多一套中间辊负弯辊装置，弯辊力的增大，主要是因其轧辊辊径相对中间辊负弯辊装置，弯辊力的增大，主要是因其轧辊辊径相对大些，要达到同样弯辊程度，就要增加弯辊力；在液压缸相当大些，要达到同样弯辊程度，就要
17、增加弯辊力；在液压缸相当的情况下，其高压系统（压下调整和弯辊系统）的压力也相对的情况下，其高压系统（压下调整和弯辊系统）的压力也相对要大些，前者的高压液压系统压力为要大些，前者的高压液压系统压力为:20.5Mpa;:20.5Mpa;后者的对应压后者的对应压力为力为26 26 MpaMpa;这样对系统的管件、阀，控制元件等的要求相应这样对系统的管件、阀，控制元件等的要求相应会更高些；投资和维护件的费用肯定也会增加；会更高些；投资和维护件的费用肯定也会增加；BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008
18、此外，三菱此外，三菱-日立的日立的UCMUCM轧机工作辊弯辊系统采用正负弯轧机工作辊弯辊系统采用正负弯辊力直接作用于轴承座且采用差值的方法控制弯辊程度，因此在辊力直接作用于轴承座且采用差值的方法控制弯辊程度，因此在正负弯辊力切换过程中不存在控制死区的问题。正负弯辊力切换过程中不存在控制死区的问题。而而SMSSMS公司解公司解释释说在同一钢卷中不会出现一会儿正凸度一会儿负凸度说在同一钢卷中不会出现一会儿正凸度一会儿负凸度的情的情况况;在两个钢卷对焊时可能会出现，此时切换控制在两个钢卷对焊时可能会出现，此时切换控制不便。不便。对于在对于在产品产品种类及产品质量相当的情况下，能种类及产品质量相当的情
19、况下，能减少减少装置设置和较低的系统压力，无论从检修维护还是安全装置设置和较低的系统压力，无论从检修维护还是安全性方性方面考虑都将更为有利的面考虑都将更为有利的。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 3）轧机压上）轧机压上/压下系统（轧辊辊缝定位控制系统）压下系统（轧辊辊缝定位控制系统）UCM UCM轧机采用三菱轧机采用三菱-日立公司开发的日立公司开发的HYROP-F(HYROP-F(力马达阀力马达阀)系统系统,进行压上控制，内置位置传感器进行压上控制，内置位置传感器.西马克的西马克的CVC
20、CVC轧机其压下调整系统置于轧机窗口顶部轧机其压下调整系统置于轧机窗口顶部,进行进行压下控制压下控制,内置位置传感器及压力传感器内置位置传感器及压力传感器.两者的轧辊压上两者的轧辊压上/压下方向和设置位置不一样，从检修维护来压下方向和设置位置不一样，从检修维护来说，应该设置在轧机上部窗口更方便，但三菱说，应该设置在轧机上部窗口更方便，但三菱-日立拥有自日立拥有自身专利技术的身专利技术的HYROP-FHYROP-F控制双向液压缸，大大减少了维护量，控制双向液压缸，大大减少了维护量，而且其响应时间短，有利于控制精度提高而且其响应时间短，有利于控制精度提高,对油品洁净度要对油品洁净度要求低，节省液压
21、系统投资求低，节省液压系统投资,这是优势。这是优势。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 20084)4)轧线标高调整系统轧线标高调整系统 为了补偿轧辊磨损，保证轧线标高在一定精度范围，两种轧机都设为了补偿轧辊磨损，保证轧线标高在一定精度范围，两种轧机都设置了各自的调整系统，置了各自的调整系统，UCMUCM轧机为液压驱动阶梯板轧机为液压驱动阶梯板+斜楔的组合式，斜楔的组合式，位于轧机的上部，见图位于轧机的上部，见图4 4。CVCCVC轧机为液压驱动斜楔式，位于轧机轧机为液压驱动斜楔式，位于轧机的下部（
22、见图的下部（见图5 5）。）。楔形板楔形板 阶梯板阶梯板 图图4 UCM4 UCM轧机轧机 轧线标高调整系统配置及部件示意轧线标高调整系统配置及部件示意BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008图5 CVC轧机调整轧线标高楔形板示意BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 UCM UCM 轧机的轧线调整是两套系统组合的，位于轧机的上轧机的轧线调整是两套系统组合的，位于轧机的上部。虽然多了一套系统，相
23、对复杂些部。虽然多了一套系统，相对复杂些,但其调整时的移动行程但其调整时的移动行程小，对于小于小，对于小于40 mm40 mm的调整量，只调节楔形板，对于大于的调整量，只调节楔形板，对于大于40 mm40 mm的调整量，则先调节阶梯板，不足部分调节楔形板。两者组合，的调整量，则先调节阶梯板，不足部分调节楔形板。两者组合，不仅其轴向移动量小，液压缸的总行程也小，斜楔的加工面也不仅其轴向移动量小，液压缸的总行程也小，斜楔的加工面也小，易于加工和精度保证，检修维护方便；而对于小，易于加工和精度保证，检修维护方便；而对于CVCCVC轧机，只轧机，只有依靠楔形板的调节，其最大调整范围：有依靠楔形板的调节
24、，其最大调整范围：210 mm210 mm，由于斜楔斜度，由于斜楔斜度为为6 6度，那要满足此要求，则楔形板的加工面和轴向移动量至少度，那要满足此要求，则楔形板的加工面和轴向移动量至少要大于要大于1998 mm1998 mm，其驱动液压缸行程也大于此值，为保证精度要，其驱动液压缸行程也大于此值，为保证精度要求，对液压缸的加工难度和工作量都增加，而且，因行程长，液求，对液压缸的加工难度和工作量都增加，而且，因行程长，液压杆露在外面长，空间占地大，又因安装在下部，检修维护不方压杆露在外面长，空间占地大，又因安装在下部，检修维护不方便，这些相比于便，这些相比于UCMUCM轧机来说，存在不足。从调整精
25、度看，轧机来说，存在不足。从调整精度看，UCMUCM轧轧机也要好于机也要好于CVCCVC轧机。轧机。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 20082.3 2.3 产品质量保证值指标的分析比较产品质量保证值指标的分析比较虽然产品质量是受多种因素影响的，对于同样的产品大纲虽然产品质量是受多种因素影响的，对于同样的产品大纲和产品档次要求，以及相当的自动控制水平而言，产品质和产品档次要求，以及相当的自动控制水平而言，产品质量指标很大程度上受轧机的结构功能特点的影响。我们通量指标很大程度上受轧机的结构功能特点的
26、影响。我们通过对首钢京唐公司一冷轧厂过对首钢京唐公司一冷轧厂UCMUCM轧机和轧机和CVCCVC轧机方案的产品轧机方案的产品质量考核保证指标值分析，质量考核保证指标值分析，可以得到如下一些结论：可以得到如下一些结论：对于头尾超差长度两者的保证值是一致的，从厚度公差对于头尾超差长度两者的保证值是一致的，从厚度公差和平直度指标来看，和平直度指标来看，UCMUCM轧机方案要好于轧机方案要好于CVCCVC轧机方案。轧机方案。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008 从从CQCQ考核产品中的最薄，最厚和中
27、间相近规格产品来考核产品中的最薄，最厚和中间相近规格产品来看，虽然两者的厚度尺寸公差和平直度相近，但看，虽然两者的厚度尺寸公差和平直度相近，但UCMUCM轧机轧机方案还是更优一些；而且其多数产品压下率更大些，这与方案还是更优一些；而且其多数产品压下率更大些，这与其工作辊径小有一定关系，也符合冷轧原料增厚的发展趋其工作辊径小有一定关系，也符合冷轧原料增厚的发展趋势要求。其他品种也有类似特点。当然，这有待于进一步势要求。其他品种也有类似特点。当然，这有待于进一步的生产实践检验。据某些曾采用两种机型生产冷轧产品的的生产实践检验。据某些曾采用两种机型生产冷轧产品的用户介绍，虽然在酸轧线检测的尺寸和板形
28、指标相近，但用户介绍，虽然在酸轧线检测的尺寸和板形指标相近，但在下游的后续生产线来说，在下游的后续生产线来说，UCMUCM轧机产品的板形更有优势。轧机产品的板形更有优势。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 20083 3结语结语综合以上的讨论，虽然只是对局部特点的一些分析，未必能综合以上的讨论，虽然只是对局部特点的一些分析，未必能全面体现其综合性能，也由于笔者的认识还有待于进一步全面体现其综合性能，也由于笔者的认识还有待于进一步深化，但可以看出的是在深化，但可以看出的是在UCMUCM轧机的配置和功能特点方面轧机的配置和功能特点方面的确有一些优势，值得冷轧机选型时参考。的确有一些优势，值得冷轧机选型时参考。BEIJING SHOUGANG INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD.APR 2008谢谢 谢谢各位专家、领导！各位专家、领导！20082008年年6 6月月于大连于大连
