6辊与18辊轧机在高强钢冷轧领域的应用比较

摘 要：针对 6 辊轧机和 18 辊轧机在结构形式、操作维护、适用范围等方面存在的区别与联系，进行了说明分析，根据其各自的特点，得出适用范围和机型选择的结论，为以后两种机型的选择和使用提供参考。

1 引言

众所周知，6辊轧机在普碳钢、硅钢冷轧领域有着广泛应用，并具有单机可逆和串联式连轧两种主要布置形式。在冷轧高强钢领域6辊轧机是多年来主要选用的机型，但是随着带钢强度的不断提高，6辊轧机在轧制高强钢时，表现出轧制压力过大，压下能力不足，板形控制能力下降等问题，越来越不能满足更高强度级别高强钢轧制的需要。在此背景下，具有小工作辊直径，压下能力强的 18 辊轧机，近年来逐渐在高强钢的轧制领域逐渐得到应用，并有进一步扩大的趋势。目前 18 辊轧机是不锈钢冷轧的主力机型，不锈钢的第一特点是变形抗力大，一般比普碳钢高一倍［1］，高强钢的轧制也具有此特点，客观上都需要压下能力强的轧机进行轧制。本文就两者的结构形式、操作维护、适用范围等方面进行比较分析，为今后两种机型的选择提供参考。

2 6 辊与 18 辊轧机的区别与联系

2.1 机架结构形式和辊系的比较

图 1 和图 2 分别示出了 6 辊和 18 辊轧机的机械结构图。首先从轧机的牌坊形式来看，两种轧机的牌坊结构几乎完全一样，没有明显区别。其次，从辊系的纵向布置来看，都是六套辊子装配，工作辊、中间辊和支承辊各两套。再次，重点说两者的核心区别在于横向辊系的布置，相对于 6 辊轧机，18 辊轧机围绕上、下工作辊布置了 4 套侧向支撑辊系。18 辊轧机的工作辊直径相对于 6 辊轧机小许多，表 1 示出了 6 辊和 18 辊轧机的常见辊系参数。为了满足缩小工作辊辊径的同时，又能满足稳定轧制的双重需要，18 辊轧机取消了工作辊的轴承座，增加了侧向支撑辊系和止推装置，从而获得轧制状态下的辊系稳定。另外，6 辊和 18 辊轧机的支承辊平衡装置和中间辊的弯辊装置机械结构和功能基本完全一样; 在中间辊的窜辊装置的结构形式上，6 辊轧机采用窜辊梁结构实现中间辊窜辊，而 18 辊轧机采用窜辊轴承座结构进行窜辊; 在工作辊弯辊上有区别， 6 辊轧机具有工作辊弯辊装置，而 18 辊轧机没有。从传动方式的角度来看，6 辊轧机多是工作辊传动，部分是中间辊传动，而 18 辊轧机都是中间辊传动。

2.2 操作维护方面的比较

6 辊轧机与 18 辊轧机在正常生产中，相关操作维护的情况说明如下。首先，换辊时间和换辊周期是关系轧机生产顺畅性、连续性和效率的重要因素，尤其对于连轧机，要求换辊时间越短越好，其关系到活套的长度和产能发挥。对于单机布置的可逆轧机，特别是对带钢表面粗糙度要求高的产品，则要求在每卷的成品道次换辊，要求工作辊换辊的时间尽可能的快。表 2 示出了 6 辊轧机的一般换辊时间和换辊周期。表 3 示出了 18 辊轧机的一般换辊时间和换辊周期。

以上数据来自国内某生产厂，因不同生产厂管理制度不同，会有差异。

从上述比较可以看出，6 辊轧机的工作辊换辊时间比 18辊轧机的工作辊换辊时间要长，中间辊和支承辊的换辊时间则基本相同。由于 18辊轧机具有 4 个侧向支撑辊盒，所以有侧支辊盒的更换要求，这一点6辊轧机是不需要的，但是侧支辊盒换辊频率不高，约两周时间抽出检查或更换。从以上换辊周期和所消耗的时间来说，两种轧机用于连轧和单机布置都没有问题，这在实际的生产中也得到了广泛的验证。需要特别说明的是，对于单机可逆布置用于轧制高质量表面要求的钢种，其要求每卷的成品道次换新的工作辊，从上面的数据可以看出，18辊轧机的工作辊换辊用的时间更短，只是 6 辊轧机工作辊换辊时间的二分之一，这样累加起来，18 辊的生产效率会更高。

另外，从工作辊吨钢消耗的角度来说，6 辊轧机工作辊的质量普遍要比 18 辊的工作辊的质量大许多，平均计算下来 6 辊轧机的辊耗比较大。从换辊时间和轧辊消耗这两个方面来看， 18 辊轧机轧制高表面质量要求的带钢更有优势。另外，从润滑、冷却介质的使用来说，6 辊轧机和 18 辊轧机都可以采用乳化液进行轧制，两者没有区别，也不需要配备专门的消防系统。轧辊磨削和管理方面，18 辊轧机较 6 辊轧机稍微复杂一些，主要是侧支辊盒需要磨削和装配有一些工作量。

2.3 适用范围

目前 6 辊轧机在高强钢的冷轧领域应用较多，轧制钢种包括 HSLA、65Mn、C20、DP 和TRIP 等，带钢抗拉强度至多不大于 800 MPa，对于轧制抗拉强度大于 800 MPa 的先进高强钢存在轧制力过大、辊间接触应力大、板形控制困难、压下能力不足等诸多问题。近年来 18 辊轧机逐渐在高强钢轧制领域逐渐得到应用，已投产的有宝钢 18 辊可逆轧机，以及正在建设中的首钢京唐 18 辊轧机。其主要轧制产品可以覆盖 6 辊轧机轧制的所有钢种，并且可以轧制先进高强钢，例如 780DP/TRIP，980DP 等抗拉强度大于 800 MPa，甚至达到 1000 MPa 以上的高强钢。另外，从轧制薄规格带钢的角度来看，6 辊轧机无论是采用单机可逆布置，还是串列连轧布置，由于工作辊辊径较大，轧制薄规格产品受到限制，而 18辊轧机由于工作辊辊径较小，则可以轧制更薄规格的带钢。在薄规格带钢轧制上18辊轧机有明显优势。图 3 示出了 6 辊和 18 辊轧机的带钢宽度和可轧厚度之间的关系。

3 结语

通过以上分析论述可以看出，从结构形式和辊系布置上来说，6 辊和 18辊轧机有较多的相似性，但是两者也有明显的区别，核心区别在于 18辊轧机在具有横向支撑辊系，这使得 18 辊轧机在较小的工作辊直径情况下，具备很好的横向刚度，从而能够获得轧制状态下的辊系稳定。小的工作辊直径又赋予18 辊轧机压下能力强的特性。

从操作维护的方便性上来说，6 辊和 18辊轧机也具有很多的相似性，两者都可以很好的用于单机可逆布置或者串列式连轧布置，但是对于轧制高表面质量要求的高强带钢，其要求的换辊频率很高，特别是单机可逆轧制，要求每卷在成品道次换辊，在此种生产情况下 18 辊轧机的生产效率更高，并且在工作辊消耗方面 18辊轧机更为节约。

从适用范围上来说，6辊轧机适用于轧制一般强度级别的高强钢，在轧制更高强度级别的先进高强钢以及薄规格产品时，其具有局限性和不适用性。

18 辊轧机则具有更为广泛的适用范围，不但可以轧制一般强度级别的高强钢，而且可以很好的满足更高强度级别的高强钢轧制，而且在轧制薄规格产品上也具有优势。从这个角度上来说，可以预见今后一段时期在高强钢轧制的机型选择上，18辊轧机将会成为优选机型。

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