CFHI TECHNOLOGY
中国的不锈钢生产规模在近十几年得到快速发展，不锈钢粗钢产量从2000年的173万t 上升至2019年的3185.1万t ，19年间共增加3012.1万t ；不锈钢表观消费量从2000年的60万t 上升至2019年的2804.9万t ，19年间共增加了2744.9万t ，一直保持了高速增长的势头。其中不锈钢板带约占总量的70%左右（见图1）。 随着不锈钢产量的大幅增加，冷轧产品规格的薄化，相应的不锈钢冷轧生产工艺装备也随着向大型化、专业化、高效化方向发展。 1传统不锈钢冷轧工艺过程
1.1传统不锈钢冷轧工艺流程
r22压焓图
传统不锈钢冷轧工艺流程：热轧黑卷→热线退
火酸洗→单机架多辊轧机可逆轧制(以廿辊为代表，还包括十二辊、偏八辊等)→冷线退火酸洗→平整→拉矫→剪切→包装。1.2传统工艺及装备的特点 （1）单卷卷重小，一般情况均在10t 左右。
1.一重集团大连工程技术有限公司高级工程师，辽宁大连116600
不锈钢冷轧装备的发展趋势分析
董伟明1，孟文华1
摘要：介绍大型与集成化的不锈钢热、冷连轧的主要形式及机型，高集成度冷连轧退火酸洗精整机组，以及高速度冷线的最新发展。 关键词：不锈钢；冷轧；装备集成
中图分类号：TG333文献标识码：B 文章编号：1673-3355（2021）01-0001-04
Trending of Stainless Steel Cold Rolling Equipment Dong Weiming,Meng Wenhua
Abstract:The paper studies the main types of hot and cold mills and the highly integrated annealing &pickling lines used for large integrated production of stainless steel and the treading of high -speed annealing &pickling line for cold rolled strips.
Key words:stainless steel;cold rolling;equipment integration
10.3969/j.issn.1673-3355.2021.01.001
图1
中国不锈钢产量增长状况
一重技术
（2）装备产能低，热线产能在20~30万t ；单台轧机产能在10万t 以下；冷线产能在20万t 左右。
（3）产品规格以1219mm 为主，装备配置一般最宽为1320mm ；冷轧产品厚度一般为0.3~3.0
mm 。
（4）各工序均为独立的工艺过程，导致产能
低、投资高、占地面积大、综合生产效率低、产品生产周期长、冷轧全工序生产成本高。
2不锈钢冷轧工艺及装备的新发展
随着不锈钢需求量的快速增长，冷轧装备设计
制造水平不断提高，电气传动及自动化控制能力不断增强，工艺技术与装备能力得到更快发展。2.1不锈钢热轧带钢退火酸洗线
冷轧前不锈钢板卷需要进行退火酸洗以调整材料性能，清除氧化铁皮以利于进行冷轧。
新建不锈钢热轧带钢退火酸洗线（以下简称：热线）向规模更大、规格范围更广的方向发展，主
要表现为：
（1）产能100~150万t 。（2）厚度范围2.5~16.0mm ；宽度范围1250~2400m 。
（3）关键工艺设备大型化，超长退火炉、超长
酸洗设备、大型破鳞机、抛丸机得到成功应用。（4）厚度更薄、速度更快。机组工艺速度达到120m/min 以上，年产量达到100万t 以上。新建热线向集成化方向发展（见图2），主要
表现为：
（1）热线入口集成多机架冷轧机，可提供更薄规格的热轧产品。
（2）全线自动化、智能化水平不断提高，为工厂智能化提供基础自动化系统。
拍痧棒
（3）全线张力精度、速度精度的控制水平不断提高。
（4）为了用单一生产线生产更多品种的产品，部分企业采用热/冷混合线的工艺方案，虽然设备投资相对较低，但设备利用率、机组总体效率均偏低，冷带产品质量较差。
图2集成两机架冷轧机的热线
图3廿辊冷轧连轧机组
2.2冷轧工艺及装备
随着产能大幅提高，不锈钢冷轧工艺技术由传统的单机架轧制向冷连轧发展，形成以冷连轧为主，专业化的单机架为辅助的轧制模式。随着不锈钢规模的不断扩大，冷轧装备发展出现明显趋势，主要表现为：
（1）冷轧工艺的发展
由单机架多用途轧制向专业化轧制方向发展，即用单机架二十辊轧机生产精密薄带，而用多机架十八
辊连轧生产宽规格的厚带，产量均有较大提高。多机架冷连轧机中，十八辊冷连轧机由四机架发展到五机架、六机架，六辊冷连轧机由五机架发
展到六机架、七机架。
（2）冷连轧机组主要特点和基本形式
根据品种的不同，不锈钢冷连轧机可以选择十八辊或六辊冷轧机为基本机型。目前，独立的不锈钢冷连轧生产线有四机架、五机架、六机架三种配置方案。冷轧厚度8.0mm ；宽度2400mm ；轧制精度可达到±0.5%或更好；板形精度达到6~8IU ；轧制力和轧制速度的控制精度不断提高；轧机二级数学模型不断完善，设定精度明显提高。
由于二十辊轧机辊缝开口度小，难以实现快速换辊，用于冷连轧时会带来很大不便，所以目前全世界只有一套二十辊轧
机冷
连轧机组投入实际生产（见图3）。
CFHI TECHNOLOGY
图5高集成度RPA 线
鸡舍暖风炉图4不锈钢专用十八辊冷连轧
十八辊冷轧机克服了二十辊轧机的不足，又兼有小直径工作辊的优点，目前已成为不锈钢冷连轧金属弯管
机的首选机型，机架数量根据产品需求可选择4~6机架的配置方案（见图4）。
图6单机架冷轧布置图
随着不锈钢冷轧生产规模不断扩大，装备设计制造水平不断提高，通过进一步提升设备自动化水平、信息化管理及设备运转可靠性，多流程、多工序集成的专业化冷轧生产线已成为未来的发展趋势。
例如：RPA 生产线，热轧“白卷”上线后，通过全连续冷连轧+退火+酸洗+平整+拉矫+切边的联合机组模式（RPA 线）生产出可直接包装出厂的2B 不锈钢冷轧卷，节省投资、减少占地面积、提高生产效率与成材率、降低生产成本（见图5）
钢水温度。
RPA 线主要特点：
①根据产品品种不同，可选择不同机型的冷连
轧机，配置适应的退火酸洗段。如400系铁素体不锈钢可选择六辊轧机，而300系奥氏体不锈钢选择十八辊轧机；连轧机可采用5~6机架六辊或Z-Hi 、
X-Hi 、S-6等机型。
②按产品定位，可选择乳化液或矿物油为轧机
润滑介质。通常为了避免轧机区失火的风险，更多选择乳化液作为轧机润滑介质。实践证明，合理配置乳化液系统，选择合适的乳化液品种，完全可以生产出高质量的不锈钢冷轧产品。
③充分考虑未轧制段或半轧制段各自的处理方
法，如炉内增加垂度、平整、拉矫不可直接处理、切边超厚等，取得良好的应用效果。
④焊接质量要求高。由于焊接时间紧、焊缝质
量要满足连轧机轧制及其后通过多次反复弯曲，顺利通过退火酸洗等环节的要求，为此通常配置激光
焊机。
⑤为实现冷连轧机区域内的板形控制与跑偏控
制，配置有自动检测系统及控制模型。⑥在超长的炉子区和酸洗区实现高精度带钢张力与速度控制，具有较快的响应性能。
⑦平整与拉矫在线集成，并合理分区配置。⑧高故障率设备连续切边剪能够在线可靠运行，解决在线切边不能稳定使用的难题。
对于中宽带及窄带冷轧也可以采用6架六辊
UCM 轧机或7架四辊强力轧机连轧模式，设备制
造相对容易，维护相对简单，产品质量可以满足一般需求，但能耗相对较高，带钢表面质量、板形、
厚差难以提高。
（3）单机架可逆冷轧机组特点和形式
单机架冷轧组由传统的四辊、六辊、偏八辊、十八辊逐渐演变成以二十辊轧机为主，极少数宽规格厚板采用S6十八辊轧机的模式（见图6）
。
图11不锈钢冷轧带钢退火酸洗线
图8Z-Hi 十八辊冷轧机图9X-Hi 十八辊冷轧机图10S-6十八辊冷轧机
（a ）A 整体式（b ）B 四立柱式
图7常用二十辊冷轧机机型
2.3冷轧主机的主要机型
由于不锈钢板带生产中轧制变形抗力大，产品厚差及板形精度要求高，表面质量要求严格，所以对设备选型有较高的要求，各种机型经过几十年的应用和发展，主流机型逐渐演变成二十辊和十八辊轧机。
（1）二十辊轧机
二十辊机型也由牌坊式、整体式、四立柱式等
逐渐演变成整体式和四立柱式(见图7)，其中整体式因精度高、刚度好、操控容易、备件资源丰富而得到极大地发展。
（2）十八辊轧机
十八辊轧机主流机型主要有Z-Hi 、X-Hi 和
S-6三种（见图8~10），Z-Hi 和X-Hi 轧机由于制
造精度要求高，机型稳定性好，控制环节相对少
，生产出的产品精度更高，已成为首选机型。
2.4不锈钢冷轧带钢退火酸洗线
为适应不锈钢冷轧产量的提高与规格范围的扩大，不锈钢冷轧退火酸洗线（以下简称：冷线）有了较快发展（见图11）。
（1）规格范围更大，产能更高
不锈钢冷线单线产能已达到70万t/年，产品厚度范围达到0.4~8.0mm ，宽度最大2100mm 。
（2）工艺速度更高
目前，不锈钢冷线的工艺速度已达到200m/
min ，产品厚度范围为0.2~2.0mm ，宽度最大为1320mm ，产能达到60万t/年以上。
（3）功能集成更多
为了提高效率，将平整机、拉矫机集成在冷线上，也成为当前发展的趋势。平整+拉矫的在线配置也出现了不同的设置方法，一是按出口段配置的方法，二是按工艺段配置的方法。其中，前者应用较多，但在高速冷线时，酸洗出套
大幅增加，
同
时，由于平整与拉矫最高速度需要跟随卷取速
（下转第22页）
度，既增加平整与拉矫的功率，也增加了加减速的操作频次；而后者则将活套分开，减小了单活套的长度，相对减小了平整与拉矫的功率，减少加减速的操作频次，所以后者的工艺与配置更加合理。
（4）控制水平要求更高
由于产能更高，工艺速度更快，导致冷线炉区与酸洗段的长度也大幅增长，对工艺段张力与速度控制，炉区与酸洗段对应的带钢垂度稳定控制等要求也相应提高，而为了保证产品性能与表面质量，在线检测、控制等方面采用高精度稳定控制技术。3结语
随着不锈钢冷轧产品的需求量快速增长，产品规格、品种需求的多样化，装备水平与控制水平的不断提高，为了增强产品在市场上的竟争力，不锈钢冷轧工艺技术近年来得到长足的发展，大型化、专业化、集成化成为越来越多不锈钢生产企业的追求目标，笔者建议企业应该根据各自的特点与发展目标，确定最适合自己企业的工艺方案。
收稿日期：2020-11-09
(上接第4页)的系统。例如，用于立式组合机床、插床、锻压机床的液压系统。
2.2采用外控顺序阀的平衡回路
在采用外控顺序阀的平衡回路（见图3）中，顺序阀的开启受进油路压力的控制，和因重物的重力形成的液压缸回油腔的背压并无直接关系，调定压力较小，因而打开顺序阀时液压缸进油腔的压力也较小，功率损失较小。如果重物下行速度过快，液压缸上腔的供油量满足不了下行的回油量，上腔油液压力就会降低，随之顺序阀的控制压力也会降低，阀芯移动，随着开口度减小，背压增加，活塞下行受阻，移动速度减慢。顺序阀阀芯的开口度能够随着进油压力的变化调整，形成与之相适应的回油流速，起到控制重物下降速度的作用。该类型回路适用于负载变化较大的场合，例如起重机液压系统的起升机构回路、变幅机构回路等。同样道理，重物长时间停止时，因为滑阀的泄漏会有缓慢下降。为此，可在液压缸与顺序阀之间增加一个液控单向阀。采用外控顺序阀的平衡回路中的换向阀也应使用H 型或Y 型中位。
3结语
液压系统平衡回路在多种场合具有广泛应用。设计平衡回路时，应首先分析机械设备的用途、功能、
工况等。对于速度均匀性要求不高的场合，可采用节流阀构成的调速回路作为平衡回路。如果需要重物停留在某一位置时，可使用液控单向阀作为锁紧阀。对于采用顺序阀的平衡回路，要区分外控和内控两种型式在用途上的差异；而为了防止静止重物缓慢下滑，可采用液控单向阀锁紧，使用液控单向阀时，要合理选用换向阀的中位机能。参考文献
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图3使用顺序阀的平衡回路
1—油源；2—换向阀；3—单向顺序阀组；4—液压缸。
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