轧制润滑工艺在莱钢1500mm热连轧精轧机组中的应用

轧制润滑工艺在莱钢1500ｍｍ热连轧精轧机组中的应用
热轧时采用轧制工艺润滑能明显起到降低轧机负荷，减少轧辊消耗、改善成品表面质量的作用，本文系统介绍轧制工艺润滑在莱钢1500mm热连轧精轧机组中的应用。

标签：轧制润滑；轧制力；轧辊磨损。

1、概述
莱钢1500mm热轧生产线于2005年投产，经过近两年多的运行，设备状况、工艺过程基本稳定，随着产量的逐步提高，产品厚度逐渐向薄规格延伸，轧辊工作负荷明显增加，加速了轧辊的剥落和磨损，频换的换辊又造成轧制作业率的降低。

为此在该生产线增设轧制润滑装置: 精轧机组采用油-水混合喷射润滑系统对工作辊进行润滑的轧制方式。

热轧时采用工艺润滑后，轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜隔开，可以起到如下作用：
1) 降低热轧时轧辊与轧件间的摩擦系数，从而降低轧制力，容易轧制薄规格带钢。

2) 减少轧辊消耗和储备，提高作业率。

3) 减少氧化皮压入，改善轧辊表面状态和轧后成品表面质量
4) 改善制品内部组织性能，提高深冲钢的深冲性能。

2、系统组成及控制原理
2.1系统组成：
本系统设备主要由贮油箱、工作油箱、工作水箱、加油泵、计量泵站、水泵站、上下集水管、喷嘴和电控系统等组成。

2.2系统原理
储油箱中加热至一定温度的油经供油泵送至工作油箱中；并由计量泵经供油电磁阀送至各架轧机的油水混合器。

水箱中加热至一定温度的水由供水泵送至各架轧机旁的混合器与油混合后送至各架轧机的上下工作辊面上进行润滑。

如图1所示。

图1：轧制润滑示意图
2.3系统控制：
2.3.1系统配置
本系统由PLC一套。

其主要配置有：电源、CPU、通讯摸板、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、研华工控机、变频器。

系统见图2：
控制系统用PLC实施自动控制。

本系统在地下室配有两面柜子，一个PLC 柜子，一个变频器柜。

在控制室操作台上放置计算机作为监控使用。

有网线连接
柜子和计算机完成通讯；另外，由DP网连接S7-400与变频器完成通讯。

2.3.2控制过程
润滑轧制时喷油水混合液程序的控制如下：
轧钢时，在轧机前的热金属检测器首先检测到来钢的信号，当钢咬入F6架后（可根据需要设定延时），同时控制F1、F2、F3、F4、F5和F6架喷水、喷油。

当轧制尾部通过热金属检测器后，热检信号断开，各架轧机的喷水、喷油动作全部停止。

不轧钢时，各架轧机的供油和水电磁阀全部关闭，油全部返回工作油箱进行自循环。

以便保持管路内油的温度。

所有控制过程由PLC自动控制。

设备控制见图3：
图3：系统设备控制图
油箱装有侧装式磁翻转液位计，随着液位的变化，显示用的磁柱会翻转，红色表示液位的高度，非常醒目。

本液位计带有液位传感器和变送器，能将液位信号输出到控制台，在屏幕上实时看到油箱内的液位。

贮油箱如液位过底，需及时补充新油。

工作油箱的液位由液位计的信号自动控制油的添加或停止，电控自动功能下自动实现。

为保证油流动通畅且油水混合效果好，需对油加热到40℃左右，此时的油流动性、分散性较好。

本油箱采用蒸汽加热的办法，由热电偶、温控表、PLC 和电磁阀组成闭环控制系统。

从厂区总蒸汽管接过来的分路管，通过电磁阀进入箱内散热管，加温油料，当热电偶反馈的温度信号高于设定值高限时，电磁阀关闭，停止加热，反之温度信号低于设定值低限时，打开电磁阀，通入蒸汽，加热油料。

加热管的出口端装有疏水器，冷凝水排入排水沟。

水箱中配有液位计和蒸汽加热管道，进水通过电磁阀、自清洗过滤器进入水箱，用开关电磁阀来实现进水的关停，电磁阀的开关命令是结合液位计上的三个
开关，当液位到达低位时，电磁阀打开，当液位到达高位时，电磁阀关闭，当水位超低位时计量泵停止工作。

当过滤器压力超过设定值时自动进行自清洗，冲洗的脏水进入排水沟。

所有过程通过PLC实现自动控制。

温度设定在30℃～40℃之间。

F1～F6 六架轧机分别对应6个供油泵、6个混合器，正常时全部自动打开，也可从操作画面手动选择单个机架的开闭。

当抛机架轧制时，PLC程序根据判断该机架的轧制负荷自动选该机架轧制润滑关闭。

当每一机架出现问题时，也可以从操作画面中选择抛机架手动将该机架轧制润滑关闭。

当轧线改规格时，从画面上输入成品厚度，让后点击系统”流量自动输入”，系统会自动分配各机架油流量。

停轧时，可从HMI画面手动选择油水泵和混合气的打开关闭，便于检查设备系统的运行状况。

也可以选择自动吹扫，将连接混合气的蒸汽阀打开，对混合气进行定期的清理维护。

3、使用情况
采用轧制润滑工艺以来，系统运行稳定。

目前，除个别钢种之外，所有轧制规格全部投入使用，有效地优化了莱钢1500mm热连轧精轧机组轧制工艺，效果明显。

现分别进行比较：
3.1轧制力
如图4为使用轧制润滑和不使用轧制润滑的轧制力曲线对比图：（前两支钢为不投入轧制润滑，后两支为投入轧制润滑的轧制力曲线）
图4：轧制力曲线对比图
从图中可以看出，工艺润滑技术应用后，各机架的轧制力、电流有了不同程度的降低。

F1~F3机架轧制力降低15～25%以上，F4~F6机架轧制力降低5～10%以上。

图5：轧辊磨损曲线对比（单位mm）
3.2轧辊磨损曲线（磨损量）
图5为未投入轧制润滑和投入轧制润滑分别轧制2000t，轧制公里数46km 后的轧辊磨损量对比图。

由上页的图5可以看出，在使用轧制润滑时，由于改善了轧辊与轧件之间的表面摩擦状态，有效的减轻了工作轧辊的磨损量，延长轧辊使用周期。

3.3产品表明质量
带材表面质量有了明显的改善：表面光洁、氧化铁皮压入明显减少，特别是冷轧料的组织有了一定程度的改善，对后续更薄产品的生产拓宽了空间。

4、结论：
通过增设轧制润滑设备，实现各机架按规定时序进行控制，达到了预期目的。

①轧制负荷明显降低。

②轧辊消耗降低，作业率提高。

③改善轧后表面质量，能耗降低。

参考文献：
[1] 罗大杰等：轧制工艺润滑操作手册北京埃德尔博珂工程技术有限公司.2008，3。

[2] 孙建林：轧制工艺润滑原理技术与运用. 北京: 冶金工业出版社,2004。