兩種典型二十輥軋機的比較分析

二十輥軋機由于其剛性大的特點，是目前世界上不銹鋼冷軋的主力機型，而森吉米爾軋機和森德威克軋機約占二十輥軋機的90%左右。

1　二十輥軋機的輥系配置

二十輥軋機按可逆式單機架布置，生產靈活，產品范圍大。其輥系圖如圖1所示，采用塔形輥系布置，軋制力從工作輥通過中間輥傳到支撐輥裝置，并最終傳到上下機架上。工作輥在整個長度方向上有多點支撐，軋輥彎曲變形極小，在軋件的寬度方向上可以獲得非常精確的厚度偏差。

軋機輥系分上下兩組，各有10個軋輥。每組由一個工作輥、兩個一中間輥、三個二中間輥及四個支撐輥組成。支撐輥利用鞍座及分段軸承實現多點支撐，其余輥均采用直接疊放的方式，無固定支撐。上下6個二中間輥中4個為傳動輥，2個為從動輥。各軋輥間靠摩擦傳動。

圖1 二十輥軋機輥系配置圖

（1）支承輥；（2）一中間輥、二中間從動輥；（3）工作輥；（4）二中間傳動輥

2　森吉米爾軋機特性

2.1 軋機機架

森吉米爾二十輥軋機是閉口軋機，機架采用整體式，如圖2所示。機架整體鑄造，剛度大，在整體鑄鋼件中加工出8個梅花鏜孔，用以安裝支撐輥裝置，保證了軋制力均勻分散于機架上，減少輥系的不均勻變形。設備質量輕，僅為同規(guī)格四輥軋機的三分之一，軋機外形尺寸小，所需基建投資少。

圖2 森吉米爾軋機機架結構

二十個軋輥按環(huán)形疊加式鑲嵌在機架內。該軋機是使用了重型側框架以及從中部到軋機前后側逐漸變細的錐形頂板和底板結構，使得軋機牌坊在負載下的變形沿軋機寬度上的分布更加均勻，具有“零凸度”的特點。

2.2 壓下系統

壓下是通過轉動兩個上部中間支撐輥B、C的偏心環(huán)來實現的，B、C輥結構如圖3所示。B、C輥偏心環(huán)的轉動，是靠上下移動壓下雙面齒條回轉與其嚙合的一對扇形齒輪，從而轉動偏心軸，實現工作輥的壓下及抬起。偏心環(huán)安裝在鞍座的滾針軸承上，因此比普通軋機的壓下螺絲所受的運動阻力矩要小得多，在軋制過程中也能夠很輕便靈活的回轉。

圖3 森吉米爾軋機B、C支撐輥結構圖

1背襯軸承；2鞍座；3滾針軸承；4外偏心環(huán)；5齒輪片；6內偏心環(huán)；7軸；8扇形齒輪；9鍵

2.3 軋制線調整

森吉米爾軋機軋制線標高調整，是通過轉動兩個下部中間支撐輥F、G的偏心軸來完成的。軋制線的標高必須與前后導向輥標高相同。如果標高差值較大，將引起軋制帶材呈波浪形。

2.4 板型控制技術

森吉米爾軋機主要通過可分段調節(jié)的支撐輥，一端帶錐度并可軸向移動的一中間輥以及帶凸度的工作輥和二中間從動輥等手段進行板型控制。

支撐輥B、C輥具有內外雙偏心結構，外偏心可分段單獨調節(jié)，以改變工作輥沿徑向位置，實現板型的調節(jié)，稱為ASU凸度調節(jié)。ASU可以對稱調節(jié)，也可以非對稱調節(jié)。當出現邊浪時，可以增大ASU輥凸度；當出現中浪時，則減小其凸度，這兩種情況屬對稱調節(jié)。非對稱ASU調節(jié)可以使支撐輥軸線傾斜，對帶鋼的旁彎進行控制。支持輥的凸度調整量是經過二中間輥、一中間輥才傳到工作輥上，由于這些軋輥的剛性，ASU對1/4浪等高次平坦度缺陷的調節(jié)能力有限。

為了消除由此造成的帶鋼邊浪，一中間輥一端帶錐度并可以軸向移動。為防止工作輥上對應一中間錐度轉折處過度磨損，以及對應處工作輥輥縫輪廓的突變，一中間輥錐度轉折處采用圓角，并且硬度比工作輥的低。一中間輥調節(jié)是由兩個雙液壓缸進行的，而且只有軋機在停止狀態(tài)且軋輥打開時，或者軋制速度大于150 m/min以上時進行。一中間移動速度與負荷的大小成反比，與軋制速度成正比，由于移動速度的限制，其在線調節(jié)效果較為滯后。

2.5 工藝潤滑

采用軋制油潤滑。DMS公司設計了高效的Multi-Bank冷卻系統，保證軋制過程冷卻與潤滑良好。軋機采用DMS公司擁有專利的SCP刮油系統，該系統刮油效率高，運行維護成本低，噪音小，能夠滿足對帶鋼表面質量最嚴格的要求。

3　森德威克軋機特性

3.1 軋機機架

森德威克二十輥軋機是開口軋機，機架采用分體式，由上下兩部分組成，如圖4所示。

圖4 森德威克軋機機架結構

下機架固定，在下機架的四個角上各有一根導柱，可以活動的上機架沿著這四根導柱準確地上下移動，并由四個液壓缸來調整輥縫和軋制力。其優(yōu)點是：第一，軋機開口度大，方便穿帶；第二，出現斷帶或纏輥故障時，可以較方便的處理故障；第三，軋輥輥徑使用范圍寬，軋輥使用壽命長，可降低運行成本。但由于是分體結構，機架的整體剛性較森吉米爾軋機稍差。

軋機支承輥底座為矩形平面，加工精度比梅花鏜孔高，表面可進行滲碳處理，耐磨性好。

四立柱軋機上機架可以傾斜，可以十分方便的軋制具有楔形斷面的軋件。軋機前有上下兩個門，兩門間留有間隙，操作人員能觀察到輥縫出帶材的軋制狀況。這些是整體式軋機不具有的。

3.2 壓下系統

采用全液壓壓下，四個液壓缸直接作用在四個導柱上，液壓缸的升降直接帶動上機架整體上下移動，液壓缸采用同步形式，伺服閥安裝在液壓缸上，每個液壓缸有兩個壓力傳感器，可以直接測量軋制力。上下機架安裝有四個位置傳感器，可以直接測量輥縫。并且液壓缸直接作用在上機架上，壓下的響應時間短( < 20ms)、位置控制精度高(±0. 001mm)。

3.3 軋制線調整

采用楔形調整機構，如圖5所示。下機架支撐輥底座做成一個斜面，與一個楔塊相配合。用液壓缸左右移動楔塊，支撐輥底座及其整個下部輥系就可以上下移動從而保持軋制線不變。該機構允許工作輥和中間輥有較大的工作范圍；由于背襯軸承中心線沒有相對變化，可以保持成套軋輥軋制力的分布最佳；該支撐輥鞍座結構較為簡單。

圖5 軋制線楔形調整機構

3.4板型控制技術

四立柱軋機可以將上機架傾斜，以軋制具有楔形斷面的帶材，1625mm軋機傾斜量可達±2mm。

森德威克軋機的支撐輥徑向調整機構在A、D輥上，通過直接移動鞍座位置來使固定心軸產生彎曲變形，其輥形調整基本原理和森吉米爾軋機是一樣的。

森德威克軋機的4個一中間輥的一端也具有錐形。在上輥的操作側加工出錐度，在下輥的傳動側加工出錐度。上下各兩支一中間輥的圓錐段長度是不同的，一支較長，稱為Q輥，適合于在軋制時消除可遇到的四分之一部位的浪形；一支較短，稱為E輥，適合于調整帶材邊緣至帶材寬度的八分之一部位的板形。

3.5 工藝潤滑

采用軋制油潤滑。軋機軋制油冷卻系統采用SUNDWIG擁有專利的撞擊式噴嘴系統取代了傳統的鉗口式噴嘴系統，它能讓軋制油垂直噴射到帶鋼表面，產生“涌動流”，可以使冷卻效果提高30%。

森德威克軋機的噴油導板有特殊設計，在斷帶的情況下可以保護輥系不受傷害。

森德威克軋機刮油系統采用一組氈輥（內）、一組銅輥（外）和兩組空氣吹掃系統，其刮油效果較好，但不及DMS公司的SCP刮油系統。

森吉米爾整體式軋機和森德威克分體式軋機在結構特點、板型控制、工藝潤滑等方面各有優(yōu)缺點，在設備選擇和制定生產計劃時一定要牢牢把握住這些特點，作出正確合理的選擇。

（來源：冷軋電氣控制）