1、 新建不锈钢修磨抛光生产线的工艺及设备特点【摘要】 根据某厂不锈钢修磨抛光生产工艺需要，介绍了该厂修磨抛光生产线的机组选择及设备特点，以及修磨工艺主要参数的确定，并对机组电气传动及自动化作了简要介绍。【关键词】 不锈钢修磨抛光1 概述不锈钢修磨分中间修磨和成品修磨两种，两者修磨的目的不同。中间修磨又称粗磨，是在热轧卷退火酸洗后或冷轧成品规格以前进行的修磨，目的是消除热轧和退火酸洗工序造成的表面缺陷，改善外观质量，为获得高质量的成品表面创造条件。粗磨时为改善板型，通常在修磨前进行一次小压下量预轧。粗磨一般每面只磨12次。成品修磨又称精磨(抛光)，是在冷轧成品退火后进行的修磨，目的是得到某种特定的
2、表面质量，以满足建材、厨房设备、家电用品等的特殊要求。精磨一般只要求保证单面质量，但是单面修磨后，修磨面上会产生应力变形，使带钢出现波形，在以后的平整中难以完全消除，为此，需要对另一面进行一道同等应力变形的修磨，不过这种修磨不一定和正面有同样的磨纹，只做一般性修磨即可。原料带钢的修磨是一个成本高、产量低的工序，设计中制定修磨比率是相当困难的，修磨量除与原料质量有很大关系外，还与工人操作水平等有关。考虑某厂一期成品修磨量为10，以及从节省投资、充分利用设备能力等因素出发，选用了修磨与抛光兼用机组，该机组处理的产品和主要技术参数为：钢种300、4OO系列，修磨处理的钢卷规格06mm一50mm (厚
3、) 650ram一1350mm (宽)，抛光处理的钢卷规格03mm30mm (厚) 650ram一1350ram (宽)，修磨时最大线速度20ms，抛光时最大线速度30ms，穿带时最大线速度15ms，带钢张力最大196kN。2 修磨和抛光的生产工艺因修磨、抛光二者目的不同，致使修磨、抛光的生产工艺也不尽相同，差异最大的是修磨时不启动脱脂装置及其辅助设施，另外修磨、抛光在研磨砂带及水平导向辊等方面配置也不相同。21 修磨将要修磨的钢卷吊至人口钢卷鞍座，确认研磨面后，用人口钢卷小车将钢卷送人开卷机，开动开卷机将钢卷转至捆带剪切位置，剪切捆带，去掉捆带的钢卷经铲头机铲头，送人矫直机进行矫直头(尾)、
4、再送人人口剪切机进行切头(尾)，然后把带钢送人焊机，与前一卷带钢的尾部焊接，以保证整个机组的连续生产。焊接后的带钢经人口夹送辊和擦油器进入修磨机进行缺陷修磨。修磨过程中过滤冷却系统和烟雾收集系统不断冷却，润滑研磨头和排除修磨时产生的油雾及灰尘。修磨后的带钢经出口夹送辊和擦油器进入检查台检查后经出口转向夹送辊送人带CPC装置的张力卷取机卷取。卷取带钢厚度小于3mm时，使用皮带助卷机助卷，卷取带钢厚度大于3mm时，使用夹钳。带钢卷取过程中需开动垫纸机进行卷间垫纸。一卷带钢修磨完毕用出口剪切机进行分卷，然后该卷带钢用出口钢卷小车将其从卷取机上卸下，并移到出口钢卷鞍座上进行打捆，还需修磨另一面的带钢，
5、再用行车将其吊至人口钢卷鞍座，然后重复上述的每一过程。最后修磨好的带钢吊至中间堆放区，等待下道工序的处理。22 抛光进人修磨机前的工序跟修磨的相同。生产HL抛光品时，除在修磨机上进行成品修磨外，还需在发丝抛光机上进行发纹抛光。抛光后的带钢经出口夹送辊和擦油器进入碱液喷淋系统，以清除带钢上的油脂和磨屑，随后进入热水喷淋系统，利用粗冲洗段和精冲洗段把带钢上的碱液和其它残余物质除去。脱脂、冲洗过程中产生的碱蒸汽和水蒸汽用排气系统排除，产生的废水经管道排人废水坑，产生的废液通过管道排至含油废水处理站。冲洗后的带钢进入鼓风干燥系统，对带钢进行吹风干燥，此后将带钢送至检查台检查后经出口转向夹送辊送人带CP
6、C装置的张力卷取机进行卷取，带钢卷取的初始几圈需借助皮带助卷机助卷，同时带钢卷取过程中需开动垫纸机进行卷间垫纸。一卷带钢生产完毕用出口剪切机进行分卷，然后该卷带钢用出口钢卷小车将其从卷取机上卸下，移至出口钢卷鞍座，钢卷在此打捆后吊人人口钢卷鞍座，随后重复上述的每一过程，进行另一面的修磨。最后抛光好的带钢吊至中间堆放处，等待下道工序的处理。3 机组选择依据及特点本文所述不锈钢厂的建设处在9o年代末期，是国内首建的具一定规模的冷轧不锈钢厂，选择每条生产线的原则都应该是先进、成熟、可靠、经济适用，只有这样才能使其生产的产品立足于国内外市场。考虑修磨抛光兼用生产线是保证带钢达到所要求的表面加工等级的关
7、键设备，以及国内制造、操作经验不足等因素，最后选择了日本某株式会社提供的修磨抛光兼用机组。日本有家较著名的不锈钢厂多年来就是使用该公司生产的设备，因此是可以信赖的，目前该修磨抛光生产线的实际生产也证实了这一点。该生产线具有如下特点。(1)考虑带钢上、下表面的修磨，开卷机采用了上、下开卷形式。(2)为提高机组的成材率，该生产线采取了如下措施：在机组的人口段设置了一台焊机，进行卷间焊接，以保证带钢连续生产；机组具有逆向运转功能， 以实现对每卷带钢头尾部分的修磨、抛光。(3)为除去冷轧工序前带钢表面缺陷和实现抛光所要求的光洁度，机组设置了4架上表面带式修磨机。(4)为保证带材的修磨、抛光质量，每架修
8、磨机设研磨带自动对中；研磨带断裂时自动停机；研磨载荷自动控制；焊缝前后水平导向辊(BILLY ROLL)自动打开、关闭等功能。(5)为了生产HL抛光产品，机组设置了两架发丝抛光机。(6)为了冷却、润滑研磨头，机组设有研磨油冷却过滤系统。(7)机组设有烟雾收集系统，用以将4架修磨机所产生的油雾及灰尘进行抽风过滤处理，收集下来的油排人研磨油冷却过滤系统，合格的废气排人大气。(8)机组设有c02消防系统，时及时把火扑灾。以便发生火灾4 修磨主要工艺参数的确定41 砂带的选用砂带是带钢修磨最基本的材料，是决定修磨效率和质量的关键，因此合理地选用砂带十分重要。粗磨用的砂带一般均为布质，精磨用的砂带除了布
9、质，有时也用纸质。根据磨料粒度不同，一般砂带分为许多品号，其中80220号为粗粒，240号以上为细粒。不锈钢修磨都使用粗粒带，最常用的是80号、100号、120号、150号4种。一般来说，砂带的粒度愈粗，磨削量愈大，磨面愈粗糙，因此实际使用中往往是把不同粒度的砂带组合起来使用，前面用粒度较粗的砂带，有利于消除带钢的表面缺陷，后面用粒度较细的砂带，可将前面的粗磨纹去掉。不锈钢抛光所选用的砂带应根据表面加工等级来定，不锈钢表面加工等级分若干种，其中有几种是表面研磨产品，表1是国家标准规定的不锈钢表面加工等级及要求。表1 国标规定的不锈钢表面加工等级及要求表面加工等级 表面加工要求NO2 冷轧后进行
10、热处理，酸洗或类似的处理冷轧后进行热处理，酸洗或类似的处理。NO2D最后经毛面辊进行轻度平衡冷轧后进行热处理，酸洗或类似的处理。NO2B最后经冷轧获得适当光洁度用GB2477所规定的粒度为100120号研NO3磨材料进行抛光精整用GB2477所规定的粒度为150180号研NO4磨材料进行抛光精整用GB2477所规定的粒度为240号研磨材NO5料进行抛光精整用GB2477所规定的粒度为W63号研磨材N06料进行抛光精整用GB2477所规定的粒度为WSO号研磨材NO7料进行抛光精整NO9 冷轧后进行光亮热处理用适当粒度的研磨材料抛光，使表面呈N01O连续磨纹42 研磨压力研磨压力愈大，磨削性愈好，
11、但压力过大，容易损坏砂带，所以实际操作中应选择适当的压力。本机组研磨压力的选取是通过水平导向辊定位装置调整马达来自动控制，具体是通过调节接触辊电流大小自动控制研磨压力值来实施，接触辊电流的大小一般控制在65A140A范围内为宜。43 砂带张力和线速度砂带是套在张力辊和接触辊之间的(见图1)，通过张力辊给张力，若张力太大，砂带就会断裂和延伸，不能进行修磨；若张力太小，砂带和接触辊间会产生滑动，同样不能修磨，因此张力设定应在不影响本体机械性能的最大值上。本机组的砂带张力凭经验控制，以人工调节张力辊气缸压力，在02MPa04MPa范围内为宜。砂带的线速度决定修磨面上的修磨力(接触辊的切应力)，若转速
12、过高，在一定的动力条件下修磨力下降，通常在不锈钢精磨时，砂带的线速度以20ms左右为宜。图1 修磨机简图5 电气传动及自动化该机组的设备传动分为两部分：一是各变频调速电机，采用交一直一交型式的IGBT型变频器调速全数字控制系统，其中又分带矢量控制和不带矢量控制的w VF调速系统；二是辅助恒速电动机，采用MCC装置供配电控制系统。机组可编程序控制器采用Relianee公司的软硬件分散控制系统AUTOMAX， 以此实施逻辑顺序控制、机组线控制、变速电机控制、过程控制和数据收集等自动化功能。机组AUTOMAX系统为多微处理器系统，其间通过高速率传送的区域网络总线AUTOMAXLAN完成通信协调功能，
13、传送速率为176Mbaud。机组基础级自动化可编程序控制器模块由主控机架、主传动机架、输入输出机架、辅助传动机架四个主单元组成。主控机架为机组主控单元，主要承担主控指令的中央处理、四个主单元间通信网络的监控和处理、各个单元控制功能的协调、GRAPHIC SCREEN人机界面的监控和与三级机的通信任务。主传动机架为机组主传动控制单元，主要承担机组主传动设备的在线传动控制，包括线速度和带张力的控制功能。输入，输出机架为机组输入，输出控制单元，主要承担机组传感器和电磁阀等输入输出量的控制功能。辅助传动机架为机组辅助传动控制单元，主要承担机组辅助传动设备的在线传动、转速控制和机组操作信号的控制功能。该
14、机组的主要自动控制如下：上卷时设有钢卷直径、宽度自动测量，及钢卷高度(垂直位置)、宽度(水平位置) 自动调到卷筒中心。开卷机、卷取机具有对钢卷长度自动统计及根据卷径大小自动调速功能，另外其卷筒可通过CPC装置自动对中，使钢卷卷取精度控制在25mm之内。卷纸机具有自动卷纸和断纸自动报警功能。自动焊缝跟踪。修磨机具有研磨带自动对中和研磨带断带自动停机功能，另外还设有研磨负荷自动设定，并根据研磨带的消耗自动调节负荷，及具有研磨冷却油自动喷射功能。发丝抛光机具有研磨带断带自动停机和接触辊自动抬起功能，另外还设有研磨带自动驱动功能。过滤冷却系统设污油泵、磨屑运输机自动驱动，及冷却油自动过滤控制功能。CO
15、，消防系统设自动灭火控制。碱液喷淋系统具有自动调整碱液温度功能，并设碱液自动喷淋、自动添加、自动调整浓度控制功能。热水喷淋系统具有自动调节热水温度功能，并设热水自动喷淋、自动添加控制功能。鼓风系统具有自动调节温度功能。垫纸机具有自动开卷功能。皮带助卷机设有自动摆动机架、自动摆动导向臂、自动调整皮带张力及自动助卷控制功能。6 机组实际运行效果该机组自1998年年底正式投产至今已运行了3年多，该生产线自投产以来不仅生产稳定，设备运转良好，是冷轧不锈钢生产机组中故障率最少的机组，而且产品质量在国内居领先地位，其生产的抛光品NO3、NO4、HL产品全能满足用户所要求的表面加工等级，次品率很低，且实物质
16、量水平可与世界著名不锈钢生产厂日新制钢的实物水平相媲美。发丝抛光品HL目前在国内销路很好，从而实现了抛光品以产顶进的目标。在缺陷修磨方面，该生产线也达到了把一般性缺陷修磨好，提供具有良好表面带钢的要求。由此可见机组的运行、生产都达到了预期的令人满意的效果。7 结束语修磨、抛光生产线是不锈钢带生产工序中必不可少的，修磨是保证带钢具有良好表面的关键设备，抛光是达到所要求表面加工等级的关键工序，因此修磨、抛光机组的好坏及其主要工艺参数的选择等直接影响着生产成本的高低和产品表面质量的水平。从投产3年的生产实绩来看，该生产线达到了预期的设计效果，能生产出高质量的抛光产品，因此不锈钢修磨抛光生产线的顺利投产，不仅减缓了国内不锈钢抛光产品的紧缺局面，而且还为国内修磨、抛光生产提供了操作经验和参照样板，从而使我国不修钢修磨、抛光技术得到进一步发展。
