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1、UCM系列和CVC系列六辊冷轧机特点的初步分析何云飞 何磊 侯俊达 孟祥军,北京首钢国际工程技术有限公司2008年6月,APR 2008,UCM系列和CVC系列六辊冷轧机特点的初步分析何云飞,1、前言2、 UCM系列轧机和CVC系列轧机的特点与比较2.1 UCM系列轧机和CVC系列轧机简述2.2 UCM系列轧机和CVC系列轧机主要不同性能特点的比较分析 2.3 产品质量保证值指标的分析比较 3、结语,1、前言,1、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轧机设备绝大多数都是引进
2、日本三菱-日立公司的UCM系列冷轧机或德国西马克的CVC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日立公司的UCM轧机。笔者对我国近年新建的或在建的18套主要冷轧宽带钢轧机情况进行了初步统计。采用UCM系列轧机的有5家，采用CVC 系列轧机的有6家，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，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。,1、前言,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
3、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，但就轧机单体设备而言，则各有其特点。图1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点体会，对UCM系列和CVC系列冷轧机部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借鉴。,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,图1 酸洗冷连轧联合机组配置示意图,UCM系列和CVC系列冷轧机特点的初步分析课件,2.UCM系列轧机和CVC系列轧机的特点与比较 21 UCM系列轧机和CVC系列轧机简述 UCM轧机是由日本三菱日立公司开发的一种六辊轧机，它是在HC轧机基础上
4、发展起来的新一代冷轧机之一，它相比HCM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2），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UCMW轧机。CVC系列轧机包括四辊CVC轧机和六辊CVC轧机（见图3），它是由德国西马克公司开发的，目前的CVC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方发展到高次（5次）方并与相关配套的控制软件包结合，发展成了CVCplus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。,2.UCM系列轧机和CVC系列轧机的特点与比较,UCM轧机与六辊C
5、VC轧机的不同在于UCM轧机的中间辊为平辊，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辊的弯辊力得以补偿。六辊CVC轧机中间辊的轴向移动是为了改变辊缝形状，而UCM轧机是根据带钢的宽度，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，减少工作辊的弹性挠曲。,UCM轧机与六辊CVC轧机的不同在于UCM轧机的中间辊,图2 UCM 轧机轧辊配置示意 图 3 CVC轧机轧辊配置示意,图2 UCM 轧机轧辊配置示意 图 3 CVC,22 UCM系列轧机和CVC系列轧机主要不同性能特点的比较分析 因为不同规格的轧机在性能上和特点上不便比较，因此将以相近规格轧机或针对生产同类产品的
6、轧机进行比较，本文将主要以三菱-日立和西马克-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。 1)工作辊尺寸 对于UCM轧机来说，工作辊辊身长度，一般比最大轧制带钢宽度富余120mm，而对于CVC轧机来说，一般为100 mm；就工作辊直径而言，UCM轧机的辊径普遍要比CVC轧机的要小；,22 UCM系列轧机和CVC系列轧机主要不同性能,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UCM轧机技术方案和CVC轧机技术方案的工作辊尺寸分别为：（UCM） WR：475/4251970； （CVC）WR：560/4801970；生产产品规格为：0.2-2.0800-
7、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： (UCM) WR：425/3851720mm； (CVC)WR：470/4201730mm，生产产品规格为：0.25-2.5750-1600 mm.其实，CVC系列轧机的中间辊和支承辊都大于UCM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,如以首钢顺义薄板生产线和首钢京唐第一冷轧厂为,2）弯辊装置的配置及弯辊力（首钢京唐公司一冷轧厂,以下类同）UCM轧机方案：工作辊设正/负弯辊，弯辊力:+0.46MN/轴承座； -0
8、.21 MN/轴承座中间辊设正弯辊: 弯辊力:+0.59MN/轴承座；CVC轧机方案：工作辊设正/负弯辊，弯辊力:+0.50MN/轴承座； -0.35MN/轴承座中间辊设正/负弯辊：弯辊力 +0.65MN/轴承座； -0.450MN/轴承座,2）弯辊装置的配置及弯辊力（首钢京唐公司一冷轧厂,以下类同）,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大些，要达到同样弯辊程度，就要增加弯辊力；在液压缸相当的情况下，其高压系统（压下调整和弯辊系统）的压力也相对要大些，前者的高压液压系统压力为:20.5Mpa;后者的对应压力为26 Mpa;
9、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；,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,此外，三菱-日立的UCM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，因此在正负弯辊力切换过程中不存在控制死区的问题。而SMS公司解释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况;在两个钢卷对焊时可能会出现，此时切换控制不便。 对于在产品种类及产品质量相当的情况下，能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性方面考虑都将更为有利的。,此外，三菱-日立的UCM轧机工作辊弯辊系统采用正负弯,3）轧机压上/压
10、下系统（轧辊辊缝定位控制系统） UCM轧机采用三菱-日立公司开发的HYROP-F(力马达阀)系统,进行压上控制，内置位置传感器. 西马克的CVC轧机其压下调整系统置于轧机窗口顶部, 进行压下控制, 内置位置传感器及压力传感器. 两者的轧辊压上/压下方向和设置位置不一样，从检修维护来说，应该设置在轧机上部窗口更方便，但三菱-日立拥有自身专利技术的HYROP-F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,对油品洁净度要求低，节省液压系统投资,这是优势。,3）轧机压上/压下系统（轧辊辊缝定位控,4) 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
11、都设置了各自的调整系统，UCM轧机为液压驱动阶梯板+斜楔的组合式，位于轧机的上部，见图4。CVC轧机为液压驱动斜楔式，位于轧机的下部（见图5）。 楔形板 阶梯板 图4 UCM轧机 轧线标高调整系统配置及部件示意,4) 轧线标高调整系统,图5 CVC轧机调整轧线标高楔形板示意,图5 CVC轧机调整轧线标高楔形板示意,UCM 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，相对复杂些,但其调整时的移动行程小，对于小于40 mm的调整量，只调节楔形板，对于大于40 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，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，
12、易于加工和精度保证，检修维护方便；而对于CVC轧机，只有依靠楔形板的调节，其最大调整范围：210 mm，由于斜楔斜度为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要大于1998 mm，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UCM轧机来说，存在不足。从调整精度看，UCM轧机也要好于CVC轧机。,UCM 轧机的轧线调整是两套系统组合的，位于轧机的上,2.3 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和产品档次要求，以及相当的自
13、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。我们通过对首钢京唐公司一冷轧厂UCM轧机和CVC轧机方案的产品质量考核保证指标值分析，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，从厚度公差和平直度指标来看，UCM轧机方案要好于CVC轧机方案。,2.3 产品质量保证值指标的分析比较,从CQ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UCM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指标相近，但在下游的后续生产线来说，UCM轧机产品的板形更有优势。,从CQ考核产品中的最薄，最厚和中间相近规格产品来,3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UCM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。,3结语,谢 谢各位专家、领导！2008年6月于大连,谢 谢,
