矯直機(jī)在冷軋精整中的應(yīng)用

唐 波

（攀枝花鋼釩有限公司冷軋廠精成作業(yè)區(qū)，四川 攀枝花617000）

1 引言

攀鋼釩冷軋廠精整線配備輥式矯直機(jī)和拉伸彎曲矯直機(jī)對(duì)來料進(jìn)行板形矯直，兩臺(tái)輥式矯直機(jī)運(yùn)行近20年，拉伸彎曲矯直機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行2年多，板形矯直效果各有側(cè)重，在精整線生產(chǎn)中發(fā)揮了不可替代的作用。

2 矯直效果分析

2．1 矯直機(jī)配置

剪切線采用輥式連續(xù)矯直方式：1#橫切線配置FIMI公司的23輥6重式矯直機(jī)，矯直厚度為0．25mm～1．0mm。2#橫切線為國產(chǎn)17輥4重式矯直機(jī)，矯直厚度為0．8mm～2．5mm。

重卷線采用國產(chǎn)拉伸彎曲矯直機(jī)：兩彎一矯結(jié)構(gòu)，干式拉伸矯直工作方式，矯直范圍0．5mm～2．0mm。

2．2 矯直效果

輥式矯直機(jī)利用上下交替布置的工作輥對(duì)帶鋼產(chǎn)生遞減的彎曲（彈塑性變形）使帶鋼原始曲率逐漸減小趨于零，對(duì)于圖1所示板形采用改變工作輥部分區(qū)域的撓度實(shí)現(xiàn)。由于帶鋼材質(zhì)硬度高、板厚呈凸度分布等原因，來料板形極為復(fù)雜，在保證C形、L形單純彎曲得到良好矯直后，還對(duì)圖1所示復(fù)雜板形進(jìn)行改善或消除，調(diào)整比較復(fù)雜?？傮w效能上，1#橫切線矯直機(jī)從結(jié)構(gòu)形式到制造、控制精度均優(yōu)于2#橫切，對(duì)圖1類似板形能得到良好矯直，而2#橫切則會(huì)有至少一種板形缺陷殘留。

圖1

拉伸彎曲矯直機(jī)是使帶鋼在一定高張力和彎曲輥的彎曲作用下，帶鋼斷面產(chǎn)生彈塑性延伸變形實(shí)現(xiàn)板形修正。［1］張力和彎曲輥切入量適當(dāng)時(shí)，能獲得很好的矯直效果，調(diào)整極為簡單。

兩種類型矯直機(jī)均為連續(xù)矯直方式，必然有過度矯直或未矯情況，而拉矯在薄規(guī)格（0．7mm以下）矯直上效果明顯優(yōu)于輥矯。但在局部大邊浪等類似板形下，輥矯因輥身有能撓度調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，改善效果和可調(diào)節(jié)度超過拉矯。兩種類型矯直機(jī)差異性還表現(xiàn)在對(duì)不同鋼種適應(yīng)性上，輥矯對(duì)鋼種變化而采取的調(diào)整變化要求明顯少于拉矯，適當(dāng)調(diào)整工作輥壓下量即可完成，拉矯至少需改變彎曲輥切入量和張力等因素。對(duì)于拉矯在鐮刀彎、瓢曲等復(fù)雜三元狀彎曲缺陷上的調(diào)整優(yōu)勢(shì)，輥矯在采用6重式結(jié)構(gòu)、兩側(cè)差別調(diào)節(jié)及工作輥拋物線調(diào)整功能后，差距減小。

3 如何提高矯直效果

3．1 輥式矯直機(jī)

影響輥矯效果的最大因素是輥距和輥數(shù)。輥距是決定帶鋼足以產(chǎn)生彈塑性彎曲變形的關(guān)鍵所在［2］，輥數(shù)是彎曲的次數(shù)，由設(shè)備負(fù)荷和加工應(yīng)力要求決定。這些一旦成型是無法更改的，所以下面拋開這方面因素，從操作和設(shè)備維護(hù)上提高矯直效果。

3．1．1 傾斜量大小與設(shè)備負(fù)荷的博弈

大傾斜量調(diào)整能使帶鋼在進(jìn)入矯直機(jī)后迅速得到矯直，對(duì)于嚴(yán)重邊浪尤其明顯。但在大傾斜量情況下，從矯直機(jī)電流增高一半左右的結(jié)果可以看出負(fù)荷猛增，同時(shí)由于入口工作輥尤其是第3根工作輥受力過大［2］，工作輥、支撐輥均會(huì)出現(xiàn)溫度增高，在帶鋼表面會(huì)出現(xiàn)部分支撐輥輥痕。因此，把傾斜量設(shè)定為1．6mm－2mm的較小值，只在薄規(guī)格或邊浪嚴(yán)重時(shí)設(shè)定為較大值（2．5mm－3．1mm）能平衡板形和負(fù)荷的矛盾，是矯直機(jī)發(fā)揮長期穩(wěn)定效果的保障。

3．1．2 降低矯直速度

矯直速度即機(jī)組的生產(chǎn)速度是長期運(yùn)行中被忽略的因素。在生產(chǎn)率要求下，機(jī)組長期處于高速度運(yùn)行，矯直機(jī)在不同的速度會(huì)表現(xiàn)出不同的矯直效果，低速度矯直效果優(yōu)于高速度。

3．1．3 增加帶鋼彎曲次數(shù)

實(shí)際生產(chǎn)中，帶鋼被彎曲的次數(shù)在不同傾斜量和壓下量作用下不盡相同。如圖2所示為帶鋼在23輥輥矯中實(shí)際彎曲次數(shù)和程度，可看出一般調(diào)整中彎曲次數(shù)較少，入口彎曲程度大。在傾斜量不變的情況下，增加工作輥壓下量即可增加彎曲次數(shù)，同時(shí)降低支承輥調(diào)節(jié)量，可在矯直機(jī)小負(fù)荷下取得良好效果。

3．1．4 縮小支撐輥之間差值

實(shí)際調(diào)整中，支撐輥之間的差值很大，不利于矯直機(jī)長期運(yùn)行和矯直。第一，不利于設(shè)備，某組支撐輥由于調(diào)節(jié)量過大而致使軸承、輥面損傷；其次，單一某組支撐輥受力后，在原有浪形消除后會(huì)出現(xiàn)新的浪形。

圖2

3．1．5 機(jī)械維護(hù)

輥式矯直機(jī)機(jī)械維護(hù)有三項(xiàng)重點(diǎn)。其一，保持工作輥的平行度，雖能通過經(jīng)驗(yàn)用支承輥調(diào)整做補(bǔ)償，但復(fù)雜浪形不易改善；第二是工作輥與支撐輥之間的整體間距。此兩項(xiàng)都是矯直機(jī)調(diào)整能否到位的關(guān)鍵。第三，工作輥重磨后直徑排列，實(shí)際中不可能保證直徑大小絕對(duì)一致，帶鋼在工作輥之間存在線速度差，差別雖小，但足以影響到矯直機(jī)的可調(diào)整性，板形不易調(diào)節(jié)。

3．2 拉伸彎曲矯直機(jī)

3．2．1 正確設(shè)定張力

不同鋼種的屈服強(qiáng)度不同，單位張力和總張力就會(huì)不一樣，為獲得良好板形需要堅(jiān)持隨鋼種、厚度、寬度變化設(shè)置張力的正確操作方法。

3．2．2 避免張力輥組粘油污

張力輥組表面阻尼系數(shù)對(duì)張力和延伸率影響較大，帶鋼表面有油污時(shí)延伸率會(huì)急劇增加，究其原因是帶鋼在張力輥表面打滑引起。要對(duì)有油污的帶頭、帶尾部分切除干凈，保證矯直機(jī)發(fā)揮作用。

3．2．3 彎曲輥切入適當(dāng)

彎曲輥切入不恰當(dāng)會(huì)產(chǎn)生新的浪形，實(shí)際生產(chǎn)中需綜合考慮張力值和彎曲輥切入值以獲得良好板形。

3．2．4 機(jī)械維護(hù)

拉伸彎曲矯直機(jī)重點(diǎn)維護(hù)內(nèi)容是各個(gè)工作輥之間，包括張力輥組之間的平行度。原因是顯而易見的，在大張力（最大18t）條件下產(chǎn)生塑形變形，若其一產(chǎn)生裝配超差，就會(huì)使帶鋼向一邊延伸。

3．2．5 定期標(biāo)定延伸率

隨著設(shè)備長期運(yùn)行，張力輥表面阻尼會(huì)下降，應(yīng)定期標(biāo)定參數(shù)值。

4 提高矯直能力的設(shè)計(jì)需求

4．1 輥式矯直機(jī)

4．1．1 不給安裝時(shí)留可調(diào)整余量

工作輥平行度、支承輥和工作輥之間的前后間距是影響板形調(diào)整的至關(guān)因素，因此工作輥輥?zhàn)椭С休佪佔(zhàn)恢迷谠O(shè)計(jì)時(shí)必須定位精準(zhǔn)，不能在安裝時(shí)留有任何可調(diào)節(jié)余量。

4．1．2 保證慢速調(diào)節(jié)

合理采用電機(jī)減速比和液壓位移時(shí)間，減少每一次動(dòng)作位移量（工作輥壓下量、傾斜量和支承輥位置），稍許變動(dòng)量便能引起矯直效果變化，否則會(huì)造成調(diào)節(jié)亂象。

4．1．3 檢測(cè)數(shù)據(jù)精確

調(diào)節(jié)量要有精確反饋，是矯直機(jī)發(fā)揮效能和自身保護(hù)的關(guān)鍵。精確的零位校正和輥?zhàn)有弈ズ蟮淖詣?dòng)補(bǔ)償也是控制系統(tǒng)必不可少的部分。

4．1．4 支承輥布置形式

在使工作輥局部產(chǎn)生撓度變形時(shí)，保證支承輥輥面仍能與工作輥輥面良好貼合。如支承輥位移使工作輥產(chǎn)生撓度變形時(shí)只能以其邊部棱角處與工作輥輥面接觸，造成支承輥和工作輥損傷，調(diào)節(jié)效果也受影響。

4．1．5 中間輥結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào)節(jié)有利

帶有中間輥的輥式矯直機(jī)即6重式結(jié)構(gòu)在改善板形能力上遠(yuǎn)優(yōu)于4重式，且不會(huì)在帶鋼表面造成支承輥輥痕。

4．2 拉伸彎曲矯直機(jī)

4．2．1 不能省掉張力計(jì)

用于檢測(cè)帶鋼在張力輥組中張力的張力計(jì)是延伸率閉環(huán)控制的重要環(huán)節(jié)，能實(shí)時(shí)跟蹤反饋張力變化情況同時(shí)通知系統(tǒng)改變張力以保障延伸率穩(wěn)定。延伸率的準(zhǔn)確穩(wěn)定性關(guān)系到板形調(diào)節(jié)好壞。

4．2．2 彎曲輥輥徑選擇

彎曲輥輥徑常規(guī)配置應(yīng)能保障機(jī)組一般情況下不同板厚生產(chǎn)的浪形調(diào)節(jié)需要，對(duì)于極限厚度規(guī)格可臨時(shí)更換相應(yīng)輥徑彎曲輥。

4．2．3 板形監(jiān)控裝置

拉矯段處于高張力狀態(tài)，不能觀察到板形改善情況，應(yīng)在拉矯段后小張力段設(shè)置監(jiān)控裝置，及時(shí)調(diào)整板形。

5 總結(jié)

精整矯直機(jī)裝備水平?jīng)Q定冷軋成品最終成形狀態(tài)。前工序板形控制投入成本遠(yuǎn)高于在精整裝備上改良矯直機(jī)，可考慮用有限成本投入到精整矯直設(shè)備升級(jí)換代上，能取得最終產(chǎn)品品質(zhì)升級(jí)的良好效果。

［1］周家林．材料成型設(shè)備［M］．武漢：武漢科技大學(xué)，2006．

［2］黃華清．軋鋼機(jī)械［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，1980．