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非对称轧制:降低冷轧运营成本的智能升级方案

西马克集团为冷轧机组提供面向未来的智能升级方案:非对称轧制技术。通过将传统的四辊轧机改造为具有不同工作辊直径的五辊配置,用户仅需进行很小的改造,就能够显著提升机组压延能力、扩大产品范围、降低运营成本。

在欧洲和美国,许多老旧但仍具竞争力的冷轧机仍在生产。为提升此类冷轧机适应未来发展的能力,西马克集团为客户提供量身定制的技术解决方案。许多冷轧机初始设计为四辊机型,工作辊直径相对较大,这限制了轧机的轧薄能力。通过将其中一个工作辊更换为较小直径的工作辊(非对称轧制),即可提升该轧机的轧制能力。由此,非对称轧制技术理念提供了一种提高轧制能力的专属解决方案。

非对称轧制

何谓非对称轧制?它发轫于四辊机架的设计。非对称轧制解决方案是将四辊机架改造为五辊机架(Quinto),上下工作辊采用不同直径,即所谓的不对称或非对称轧制,实际上可视为一种折中的工作辊直径。这一概念乍看之下超乎常理,但事实上,西马克集团已经在一家德国知名客户处成功实施并测试了该技术方案,其运行结果令人信服。因此非对称轧制不仅可以作为单独解决方案的蓝本,更可成为具有启发性的参考案例。

如何将 "4辊"转换成 "5辊"?

这一技术解决方案既巧妙又简单,即:在轧机机架中,以一个由一支小中间辊和一支小工作辊组成的辊盒来取代现有的上工作辊。其更换过程如常规工作辊更换那样非常简单,同样,可以轻松将辊盒换回原来的大工作辊,这就大大提升了轧制灵活性。

"原装"辊系,配有上下工作辊
替换的辊盒包含一个小中间辊和一个小工作辊,下工作辊保持不变

非对称轧制的优点

通常,同等条件下四辊轧制比五辊轧制需要更大的轧制力,这是考虑运营成本时一个不容忽视的变量。此外,如下图所示,Quinto(五辊)模式下,每次轧制可以获得更高的压下率。中试机组的运行结果得出的另一个重要结论是,可轧制的钢种范围显著扩大。这不仅大大提高现有设备的利用率,同时也降低了运行成本。

参考业绩 – 蒂森克虏伯拉舍尔斯坦 DCR 双机架冷轧

2020年初,西马克提升了镀锡板领先制造商蒂森克虏伯拉舍尔斯坦有限公司(Thyssenkrupp Rasselstein GmbH,以下简称“拉舍尔斯坦”)双机架冷轧机(DCR)的产能。在包装用镀锡板的生产工艺中,酸洗后的热轧带钢由双机架冷轧进行首次减薄。冷轧后的带钢通过连续退火线后,再次在双机架冷轧机上轧制,此时进行的是平整或进一步减薄轧制。这正是其称为“双机架冷轧”的原因。

拉舍尔斯坦的目标是将双机架冷轧的第一机架的压下率提高至50%,以轧制出带钢最小厚度0.1毫米。

在采用非对称轧制技术后,拉舍尔斯坦对辊盒的轧制试验结果感到非常惊喜。测试发现,不仅可以成功轧制新钢种,而且能以更高轧制速度轧制更多的材料。在五辊模式下,可以采用较小的轧制力和/或更高的压下率或更低的线载荷轧制更多的材料。

在五辊模式下,可以用更高的轧制速度轧制更多的材料。
五辊模式(辊盒模式)与标准四辊模式下,轧制某些典型钢卷的轧制力比较。

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