650 mm 热轧窄带钢生产线设备改造

ＮＯ．４

Ｄｅｅｅｍｂｅｒ ２０１４

《中国重型装备》

ＣＨＩＮＡ ＨＥＡＶＹ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ

６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产线设备改造

金莉

（二重集团（德阳）重型装备股份有限公司重型机械设计研究院，四川６１００００）

摘要：介绍国内某６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产线改造项目上的飞剪区、层流冷却区、地下卷取机区机械设备的

技术改造。阐述了采用转鼓式飞剪、精轧机后设置层流冷却装置、由卧式全液压四助卷辊卷取机取代传统窄带

钢立式卷取机的优越性。

关键词：热轧窄带钢生产线；层流冷却；卧式全液压四助卷辊卷取机；立式卷取机

中图分类号：ＴＧ３３３．７＋１ 文献标志码：Ｂ

Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ６５０ ｍｍ Ｈｏｔ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｎａｒｒｏｗ Ｓｔｒｉｐ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ

Ｊｉｎ Ｌｉ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈｅａｒ ｚｏｎｅ，ｌａｍｉｎａｒ ｌｏｗ ｆｃｏｏｌｉｎｇ ｚｏｎｅ，ｄｏｗｎｃｏｉｌｅｒ ｚｏｎｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ６５０ ｍｍ ｈｏｔ ｒｏｌｌ—

ｉｎｇ ｎａｒｒｏｗ ｓｔｉｒｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｔ ｈｏｍｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｒｏｔａｒｙ

ｄｒｕｍ ｓｈｅａｒ，ｌａｍｉｎａｒ ｌｆｏｗ ｃｏｏｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｓｅｔ ｂｅｈｉｎｄ ｏｆ ｉｆｎｉｓｈ ｍｉｌｌ ａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｆｕｌｌ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｏｕｒ ｒｏｌｌ ｒｏｌｌｅｒ ｃｏｉｌｅｒ ｉｎ—

ｓｔｅａｄ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｎａｒｒｏｗ ｓｔｒｉｐ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｉｌｅｒ ｈａｖｅ ａｌｓｏ ｂｅｅｎ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｎａｒｒｏｗ ｓｔｉｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｒｏｎ ｌｉｎｅ；ｌａｍｉｎａｒ ｆｌｏｗ ｃｏｏｌｉｎｇ；ｈｏｒｉｚｏｎｔｌ ｆａｕｌｌ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｏｕｒ ｒｏｌｌ ｒｏｌｌｅｒ

ｃｏｉｌｅｒ；ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｉｌｅｒ

国内某６５０ ｌｎｍ热轧窄带钢生产线是２００２

素结构钢、低合金高强度结构钢以及部分合金钢。

生产工艺流程：合格坯料一上料一加热一出 年设计制造，２００３年投产。投产后产品存在厚度

钢一粗轧（电动侧压立辊轧机＋含除鳞的二辊可

逆轧机）一切头（固定剪）一精轧（立辊轧机＋２

台二辊水平轧机＋立辊轧机＋６台四辊水平轧

及宽度同条差超差、头尾失宽，板形差，生产线不

能有效控制终轧温度、卷取温度等问题，造成产品

氧化铁皮严重，不能生产品种钢。

为提高产品质量和拓宽产品品种，２０１１年

６５０热轧厂决定进行６５０ ｉｎｎ热轧窄带钢生产线

改造：粗轧立辊电动侧压改为液压侧压（具有

ＡＷＣ功能）、精轧前固定剪改为转鼓式飞剪、精轧

机）一扭转、蛇振一平板输送、冷却一夹送、切头

（尾）一立式张力卷取一输卷及拨卷一打包、标记

一集卷一人库。

改造前６５０ ｍｍ热带钢生产线工艺平面布置

简图见图１。

四辊轧机电动压下改为全液压压下（具有ＡＧＣ功

能）、精轧机增设测压仪实现轧制力检测、精轧机

后增加层流冷却系统、钢卷立式卷取改造为卧式

卷取等。在此次改造中，中国二重主要负责飞剪

区、输出辊道和层流冷却区、地下卷取机区的机械

设备改造。

１ 改造前后６５０ ｍｉｌｌ热轧窄带钢生产线简况

１．１改造前６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产线简况

１．２改造后６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产线简况

改造后的６５０ Ｉｎｍ热轧窄带钢年生产８０万

吨热轧带钢卷。原料为（１５０～１８０）ｍｍ×（３００～

５７０）ｍｉｎ×６ ０００ ｍｍ连铸坯，最大坯重为４．６５ ｔ。

中间坯厚度为２２ ｍｍ～４５ ｍｍ，宽度为３００ Ｉｎｎ～

５８０ ｍｉｎ。成品产品：厚度为１．２ ｍｍ一１３ ｉｎｎ，宽

度为３００ ｍｍ～５８０ ｍｍ，钢卷外径最大为１ ４５０

Ｂｉｎ、最小为８００ ｍｍ。生产钢种：普通碳素钢、低

原有６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产线年生产８０

合金高、优质碳素钢、汽车大梁钢、工具钢、弹簧

钢、电工用热轧硅钢。

万吨热轧带钢卷。原料为（１５０～１８０×３００～５２０

×６ ０００）ｍｍ的连铸坯，最大坯重为４．６６ ｔ。成品

产品：厚度２．５ ｍｍ～７．７５ ｍｍ，宽度３００ ｍｍ一５７０

ｍｉｎ，钢卷外径最大为１ ４５０ ｍｍ、最小为８００ １ＴＩｍ，

生产工艺流程：合格坯料一上料一加热一出

钢一粗轧（ＡＷＣ立辊轧机＋含除鳞的二辊可逆轧

机）一切头（转鼓式飞剪）一精轧（立辊轧机＋２

台二辊水平轧机＋立辊轧机＋６台四辊水平轧

最大卷重为４ｔ。生产钢种：碳素结构钢、优质碳

收稿日期：２Ｏｌ４—０３—２６

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机）一层流冷却（输出辊道输送）一侧导对中一

夹送辊一卧式地下卷取机卷取一卸卷翻卷小车将

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一ｕ… ｕ ｕ ｕ ｕ ｕ ｕ ｔ￣

１一加热炉２一粗除鳞３一ｃＬ立辊轧机４一ｃＰ二辊轧机５一固定剪６一精除鳞

７—儿１立辊轧机８一ＪＰ１。ＪＰ２二辊轧机９一ＪＬ２立辊轧机１０一ＪＰ３－ＪＰ８四辊轧机１Ｉ－一扭转导槽

１２一分叉装置１３一立式送料辊１４一蛇形振荡器１５一平板运输机ｌ６一夹送辊

１７一立式液压剪１８一五辊张力矫直机 １９一立式卷取机２０一辊道

图ｌ 改造前６５０ｒａｍ热轧窄带钢生产线工艺平面布置图

Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｌａｎ ｏｆ ６５０ ｍｍ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｎａｒｒｏｗ ｓｔｒｉｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｂｅｆｏｒｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ

１一加热炉２一粗除鳞３一ｃＬ立辊轧机４一ｃＰ二辊轧机５一转鼓式飞剪６一精除鳞７一ＪＬ１立辊轧机

８一ＪＰ１．ＪＰ２二辊轧机 ９一ＪＬ２立辊轧机１０—ＪＰ３一ＪＰ８四辊轧机１１一层流冷却装置ｌ２一卷取机

图２改造后６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产工艺平面布置图

Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｌａｎ ｏｆ ６５０ ｍｍ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｎａｌＴｏｗ ｓｔｒｉｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｆｔｅｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ

钢卷从卷取机上卸下并翻成立卷一１、２号升降

刃，其相对相位角差为１８０。。每个剪刃由液压弹

鞍座一由１、２号运卷小车将钢卷从升降鞍座处取

下并抬升到地面运至一横移小车上一由步进运输 剪刃的在线快速更换。每对刀片的重叠量可以通

机接卷一运输到运输辊道上一运输辊道将钢卷输

簧夹紧缸通过楔块将其紧固在转鼓上，以便实现

过转鼓上的垫片调整，侧隙由刀片调整机构手动

实现。切头剪刃为弧形，以获得舌形带头，切尾剪

刃为直刃。

送到车间慢速辊道上一打包、标记一集卷一入库。

改造后６５０ ｍｍ热轧窄带钢生产工艺平面布

置简图见图２。

２二重改造的重点设备参数、结构选型及特点

２．１切头飞剪

２．１．１技术参数

２．２层流冷却装置

２．２．１技术参数

层流冷却装置的技术参数见表２。

表２层流冷却装置的技术参数

Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ

切头飞剪的技术参数见表１。

表１切头飞剪的技术参数

Ｔａｂｌｅ １ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｓｈｅａｒ

ｌｍｉａｎａｒ ｆｌｏｗ ｃｏｏｌｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ

最大中间坯厚度×宽度／ｒａｍ ４５×５８０

中间坯温度／℃ ≥９００

中间坯最大抗拉强度／ＭＰａ １２０ 粗调区组数／组 ｌｌ

最大剪切力／ｋＮ ２ ５ｏ０

剪切速度／（ｍ／ｓ） Ｏ ．５＿２

两个剪刃相对相位角差／度 １８０

切头切尾长度／ｍｍ １０ｏ～３００

冷却带钢厚度／ｍｍ １．２～ｌ３

冷却带钢宽度／ｍｍ ３００～５８０

带钢速度／（ｍ／ｓ） 最大ｌ３

带钢终轧温度／℃ ８５０～９５０

卷取温度／。Ｃ ５５０～６５０

冷却水温／℃ ≤３５

精调区组数／组

上集管总数／根 ６０

下集管总数／根 １４８

２．２．２ 结构选型及特点

２．１．２结构选型及特点

层流冷却装置采用高位水箱供水。冷却区段

总计１３组，每个组设有一个翻转液压缸，在进行

检修时可以将设置于辊道上方的上喷单元的框架

向上方摆动打开，让出辊道上方的空间，下喷单元 齿轮带动上转鼓同步转动。上下转鼓通过其两端

切头飞剪为转鼓式飞剪，由电机通过减速机

和传动轴驱动下转鼓转动，上下转鼓两端的同步

的双列圆柱滚动轴承安装在机架的轴承孔内，与

机架形成一个整体。每根转鼓上均安装有两把剪

安装在辊道架上。每个粗调区有４根上集管，１２

根下集管，每根上集管（即１个上冷却单元）对应

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３根下集管（即１个下冷却单元）。粗调区每根上

集管有两排Ｕ型管，每根下集管有一排直型管；

每个精调区有８根上集管，８根下集管，每根上集

管（即１个上冷却单元）对应ｉ根下集管（即ｉ个

下冷却单元）。精调区每根集管有一排ｕ型管， 改造后的切头飞剪采用转鼓式飞剪，用于剪

每根下集管有一排直型管。各区流量可通过手动

阀预先调节，粗调区和精调区的上、下冷却单元是 的头尾，减少精轧和卷取的卡钢事故，使成品钢卷

一一

对应的，可上下一起联动控制，也可分开单独

控制。

２．３ Ｉ、２号卷取机及１、２号夹送辊

２．３．Ｉ技术参数

Ｉ、２号卷取机及Ｉ、２号夹送辊的技术参数见

表３。

表３ １、２号卷取机及１、２号夹送辊的技术参数

Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ

Ｎｏ．１＆２ ｃｏｉｌｅｒ ａｎｄ Ｎｏ．１＆２ ｐｉｎｃｈ ｒｏｌｌ

卷取带钢厚度／ｍｍ Ｉ．２～１３

卷取带钢宽度／ｍｍ ３０ｏ～５８０

卷取温度／℃ ５５０～６５０

钢卷内径／ｍｍ ５２０

钢卷外径／ｍｍ 最大 １ ４５０

最大卷取速度／（ｍ／ｓ） １５

卷取最大张力／ｋＮ ４８

卷筒尺寸／ｍｍ ４９２１ ５０５／ ５２０×ｉ ０５０

助卷辊尺寸／ｍｍ ２７５×６８０

上夹送辊尺寸／ｍｍ ６００×６８０

下夹送辊尺寸／ｍｍ ３００×６８０

压紧辊尺寸／ｍｍ Ｉ５０×６５０

２．３．２结构选型及特点

卷取机为全液压四助卷辊地下卷取机，具有

自动踏步控制（ＡＪＣ）功能。卷筒采用了四棱锥柱

销连杆式的结构，电机通过万向接轴直接驱动助

卷辊旋转，助卷辊安装在助卷臂上，每个助卷辊

由１个液压缸驱动使其摆动打开闭合，卷筒外支

撑架由２个液压缸驱动使其摆动打开闭合。

夹送辊机架上部为摆臂装置，上夹送辊为空

心结构，把合在摆臂上，由液压缸调整上辊开口

度。摆臂外侧面设置有平衡缸消除主轴承座轴承

的间隙，减小带钢头部进入夹送辊时对上辊轴承

的冲击。下夹送辊为实心辊，轴承座镶嵌在机架

内。上辊与下辊呈偏心布置，保证上辊压住带钢

时，带钢头部向下弯曲，引导带钢Ｊｌｂ￣，Ｎ进入卷取

机。上夹送辊由电机通过减速机及接轴传动，下

夹送辊由电机通过接轴直接传动。在夹送辊入口

侧设有实心压辊，引导带钢进入夹送辊，并保护上

辊装配不受带尾损伤，压辊由电机通过减速机及

接轴传动。在下夹送辊装配的下方布置标高调整

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装置，用于调整下辊辊面标高。

３二重改造设备的优化

３．１采用转鼓式飞剪

切运动着的精轧坯料，切去温度低和形状不规则

有良好的头尾。这种飞剪有别于传统热轧窄带钢

轧机使用的固定停剪，工作效率高，能有效减少中

间坯温降。剪切时剪刃不是垂直切入金属，从而

可保持良好的中间坯切口断面。

３．２精轧机后设置层流冷却装置

改造后在精轧机后设置层流冷却装置，能根

据带钢厚度、钢种及轧制速度，控制开启的喷水组