HC 轧机的发展与应用

HC 轧机的发展与应用

[摘要] 介绍了 hc 轧机的发展及其特点；分析并阐述了六辊 hc 机组的使用推广情况及存在问题。

[关键词] hc轧机六辊可逆

1.概述

hc 六辊轧机是日本日立公司 1972 年发明的新型带材轧机，它的中间辊可轴向移动，具有良好的板型控制能力，其名称 hc的含义是日立中心凸度控制轧机，即可以控制轧制带材的凸度。六辊hc 机组具有独特的板形控制能力，大压下率，适宜轧制硬薄带钢，轧制板带材优质、高效率、高成材率和操作简化、维护保养方便，节能等优点。在世界范围内迅速发展，到 1996 年世界各地共安装了413 台hc 轧机。1982年我国开始研究hc 轧机，第 1 台于 1985 年试车成功。hc 轧机是我国目前中窄带冷轧机中精度高、板型好、见效快、具有推广应用价值的一种冷轧机。目前国内 hc的数量发展迅猛，特别是在中小企业和民营企业中得到了很好的推广。

2.hc 轧机原理

目前最广泛应用的板带材轧机是四辊轧机，与二辊轧机相比，它可以用较小的工作辊径和较大的支撑辊径，减少轧辊轧制时产出的挠度。但是当支撑辊径增加到一定程度时，并不能继续减少挠度，这是因为工作辊挠度有相当大部分是支撑辊和工作辊之间接触压

扁不均造成的。作为补偿的办法一种是工作辊采用具有原始磨削的凸度，另一种是采用工作辊液压反弯装置。磨削凸度由于凸度是定

值，不能适应轧制规程中轧制变化，以及还有热膨胀、磨损等变化因素，故适用范围很窄，缺乏足够的控制能力。而工作辊液压反弯虽然有一定的控制能力，但终究受辊径强度等限制，弯辊力不能过大，且影响工作辊轴承寿命。此外，对ld 值较大的工作辊，液压反弯使轧制带钢出现复合波，效果也受到限制。

分析四辊轧机工作辊的挠度，在工作辊和支撑辊的接触压扁上存在着不受欢迎的接触区，即大于轧制带材宽度的工作辊与支撑辊的接触区。为了消除这个接触区，发明了具有中间辊可轴向抽动的六辊轧机，在轧制不同宽度的带材时，通过调整上下中间辊和工作辊的接触区域，最终减少轧辊轧制时产生的挠度。

3.hc 轧机的特点

与普通四辊轧机相比，hc 轧机在结构上具有如下特点：

(1)辊系采用六辊结构，且工作辊径相对较小。

(2) 采用了工作辊弯辊装置(正负弯辊)。

(3)采用了中间辊弯辊装置（正弯辊）。

(4)采用了中间辊轴向移动装置。

3.1板型控制能力

板型的控制功能主要表现在控制板型和板凸度的稳定性。板型和板凸度的控制功能可通过调整中间辊轴向位移量以及扩大了液压反弯的效果这两点来体现。由于 hc轧机去除了工作辊与中间辊析有害接触，使弯辊力控制板型的能力增强，这样也增大了 hc轧机控制板型的能力。板型的稳定性是指轧制压力波动时板型变化大

小，一般四辊轧机轧制压力波动，带钢板型也波动，hc 轧机当中间辊抽动量在最佳位置时，轧机横刚度系数大，轧制压力波动时，板型没有变化。

3.2 控制带钢边部减薄的能力

在带钢边部，由于工作辊弯曲，轧辊压扁和金属的宽展等，使边部产生减薄现象，hc 轧机可以通过中间辊轴向移动减少工作辊弯曲和改变轧辊压扁状态，同时采用小工作辊径可以减少宽展，这些都可减少带钢边部减薄。

3.3 增大压下量和减少轧制道次的功能

一般来说，减小工作辊径，可以降低轧制压力和轧制力矩、增大道次压下量。一般二辊轧机小工作辊径会使板型不易控制，故通常工作辊径为辊宽的35～50%。hc轧机由于有优良的板型控制能力和良好的板型稳定性，故工作辊径可为辊宽的20%～25%，这样hc 轧机可增大压下量和减少轧制道次。

3.4 可以使用平辊轧制

hc 轧机的轧辊全部采用平辊，这样不需要磨各种原始辊凸度，轧辊备品数量可以减少，重磨的损耗也减少，使总辊耗不增加而还有降低。

3.5 节能效果显著

(1)轧制功率降低，由于使用小辊径与同类四辊轧机相比，轧制电耗降低 10%以上；

(2)对较薄轧件可去除中间退火工序，轧制轧件厚度小于 0.5mm

时，四辊轧机轧制压力大，边裂，要在 0.5mm 左右退火一次，但采用 hc 轧机由于压下量大、板型好，抑制了裂边，不需中间退火，一轧程轧至0.5 mm 以下。

4.单机可逆hc 轧机存在的问题

hc 轧机作为单机可逆轧时，由于投资少、见效快，在国内很多冷轧厂得到应用。但单机可逆轧机有一个先天缺陷是所有轧制道次都在同一轧机轧制，也就是说从来料到成品卷要经过多道次反复轧制，频繁的改变轧制速度和轧制方向，对机组的关键部件提出了更高的质量要求。这势必影响轧机产量，同时增加工人劳动强度。4.1 工作辊的磨损

由于是单机可逆轧制，粗轧和精轧都由同一对工作辊完成，加速了轧辊的老化，对于表面光洁度要求较高的产品需要频繁更换工作辊以满足质量要求。

4.2 中间辊轴向移动的有关问题

hc 轧机结构上的主要特点是中间辊轴向移动装置，由于中间辊轴向移动辊肩部分应力大，这样会造成工作辊辊面刻伤和中间辊辊肩部分剥落。为了解决此问题一是降低中间辊硬度，另外是中间辊辊肩部采用圆角半径500～1500mm，这样既减少应力集中，又不影响板型控制能力。但是中间辊正常使用时由于定期磨削，轧辊肩部圆角半径是越来越小，多数厂家没有能力二次加工圆角。

张钢hc 轧机中间辊抽动量

s = (650-b)2 - a

式中 b——轧件宽度； a——系数，a=-20～+20mm。

式中没有给出 a 的具体选择，实际生产中，在轧制较宽规格时(b 大于400mm)，a 选择0～+20mm轧制较稳定，板型良好。在轧制窄规格时(b＜400mm)a 选择-20～0mm 较合适。

4.3 前后卷取机的换档机构

hc 轧机前后卷取机齿轮箱设高速档、低速档。轧制时厚度大于1mm 使用低速档，此时张力为大张，轧速为0～1.7ms；厚度小于1mm 时，使用高速档，此时张力为小张，轧速为0～3.4ms。

由于设置高低速档，轧机和卷取机需要频繁进行人工换档，在换挡过程中内齿圈和齿轮之间容易产生冲击，在工作过程中齿圈和齿轮啮合不够充分，影响齿轮寿命和生产效率，也给工人带来不安全因素，同时也增加了设备故障点，对于单机可逆轧机速度和张力的控制可考虑通过电气控制来解决，不用设置档位。

5.我厂为某民营钢厂设计生产的hc 可逆冷轧机组的主要特点及工艺性能参数

本套可逆六辊轧机的总体技术是以高性能工控机、可编程序控制器（plc ）及全数字直流传动控制系统为核心，用最新全数字系统构成全分布式网络化的、具有当代先进水平的现代化控制系统。

5.1.1全液压压下，厚度自动控制。

5.1.2工作辊正、负弯辊和中间辊正弯辊板形调节、中间辊横移设定与轧辊分段冷却相配合，以得到更好的板形。

5.1.3开卷cpc自动对中。