矯直機在冷軋精整中的應用

唐 波

（攀枝花鋼釩有限公司冷軋廠精成作業區，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和拉伸彎曲矯直機對來料進行板形矯直，兩臺輥式矯直機運行近20年，拉伸彎曲矯直機滿負荷運行2年多，板形矯直效果各有側重，在精整線生產中發揮了不可替代的作用。

2 矯直效果分析

2．1 矯直機配置

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

重卷線采用國產拉伸彎曲矯直機：兩彎一矯結構，干式拉伸矯直工作方式，矯直范圍0．5mm～2．0mm。

2．2 矯直效果

輥式矯直機利用上下交替布置的工作輥對帶鋼產生遞減的彎曲（彈塑性變形）使帶鋼原始曲率逐漸減小趨于零，對于圖1所示板形采用改變工作輥部分區域的撓度實現。由于帶鋼材質硬度高、板厚呈凸度分布等原因，來料板形極為復雜，在保證C形、L形單純彎曲得到良好矯直后，還對圖1所示復雜板形進行改善或消除，調整比較復雜。總體效能上，1#橫切線矯直機從結構形式到制造、控制精度均優于2#橫切，對圖1類似板形能得到良好矯直，而2#橫切則會有至少一種板形缺陷殘留。

圖1

拉伸彎曲矯直機是使帶鋼在一定高張力和彎曲輥的彎曲作用下，帶鋼斷面產生彈塑性延伸變形實現板形修正。［1］張力和彎曲輥切入量適當時，能獲得很好的矯直效果，調整極為簡單。

兩種類型矯直機均為連續矯直方式，必然有過度矯直或未矯情況，而拉矯在薄規格（0．7mm以下）矯直上效果明顯優于輥矯。但在局部大邊浪等類似板形下，輥矯因輥身有能撓度調節的優勢，改善效果和可調節度超過拉矯。兩種類型矯直機差異性還表現在對不同鋼種適應性上，輥矯對鋼種變化而采取的調整變化要求明顯少于拉矯，適當調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。對于拉矯在鐮刀彎、瓢曲等復雜三元狀彎曲缺陷上的調整優勢，輥矯在采用6重式結構、兩側差別調節及工作輥拋物線調整功能后，差距減小。

3 如何提高矯直效果

3．1 輥式矯直機

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

3．1．1 傾斜量大小與設備負荷的博弈

大傾斜量調整能使帶鋼在進入矯直機后迅速得到矯直，對于嚴重邊浪尤其明顯。但在大傾斜量情況下，從矯直機電流增高一半左右的結果可以看出負荷猛增，同時由于入口工作輥尤其是第3根工作輥受力過大［2］，工作輥、支撐輥均會出現溫度增高，在帶鋼表面會出現部分支撐輥輥痕。因此，把傾斜量設定為1．6mm－2mm的較小值，只在薄規格或邊浪嚴重時設定為較大值（2．5mm－3．1mm）能平衡板形和負荷的矛盾，是矯直機發揮長期穩定效果的保障。

3．1．2 降低矯直速度

矯直速度即機組的生產速度是長期運行中被忽略的因素。在生產率要求下，機組長期處于高速度運行，矯直機在不同的速度會表現出不同的矯直效果，低速度矯直效果優于高速度。

3．1．3 增加帶鋼彎曲次數

實際生產中，帶鋼被彎曲的次數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輥輥矯中實際彎曲次數和程度，可看出一般調整中彎曲次數較少，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，同時降低支承輥調節量，可在矯直機小負荷下取得良好效果。

3．1．4 縮小支撐輥之間差值

實際調整中，支撐輥之間的差值很大，不利于矯直機長期運行和矯直。第一，不利于設備，某組支撐輥由于調節量過大而致使軸承、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出現新的浪形。

圖2

3．1．5 機械維護

輥式矯直機機械維護有三項重點。其一，保持工作輥的平行度，雖能通過經驗用支承輥調整做補償，但復雜浪形不易改善；第二是工作輥與支撐輥之間的整體間距。此兩項都是矯直機調整能否到位的關鍵。第三，工作輥重磨后直徑排列，實際中不可能保證直徑大小絕對一致，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的可調整性，板形不易調節。

3．2 拉伸彎曲矯直機

3．2．1 正確設定張力

不同鋼種的屈服強度不同，單位張力和總張力就會不一樣，為獲得良好板形需要堅持隨鋼種、厚度、寬度變化設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對張力和延伸率影響較大，帶鋼表面有油污時延伸率會急劇增加，究其原因是帶鋼在張力輥表面打滑引起。要對有油污的帶頭、帶尾部分切除干凈，保證矯直機發揮作用。

3．2．3 彎曲輥切入適當

彎曲輥切入不恰當會產生新的浪形，實際生產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 機械維護

拉伸彎曲矯直機重點維護內容是各個工作輥之間，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）條件下產生塑形變形，若其一產生裝配超差，就會使帶鋼向一邊延伸。

3．2．5 定期標定延伸率

隨著設備長期運行，張力輥表面阻尼會下降，應定期標定參數值。

4 提高矯直能力的設計需求

4．1 輥式矯直機

4．1．1 不給安裝時留可調整余量

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整的至關因素，因此工作輥輥座和支承輥輥座位置在設計時必須定位精準，不能在安裝時留有任何可調節余量。

4．1．2 保證慢速調節

合理采用電機減速比和液壓位移時間，減少每一次動作位移量（工作輥壓下量、傾斜量和支承輥位置），稍許變動量便能引起矯直效果變化，否則會造成調節亂象。

4．1．3 檢測數據精確

調節量要有精確反饋，是矯直機發揮效能和自身保護的關鍵。精確的零位校正和輥子修磨后的自動補償也是控制系統必不可少的部分。

4．1．4 支承輥布置形式

在使工作輥局部產生撓度變形時，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生撓度變形時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，調節效果也受影響。

4．1．5 中間輥結構對調節有利

帶有中間輥的輥式矯直機即6重式結構在改善板形能力上遠優于4重式，且不會在帶鋼表面造成支承輥輥痕。

4．2 拉伸彎曲矯直機

4．2．1 不能省掉張力計

用于檢測帶鋼在張力輥組中張力的張力計是延伸率閉環控制的重要環節，能實時跟蹤反饋張力變化情況同時通知系統改變張力以保障延伸率穩定。延伸率的準確穩定性關系到板形調節好壞。

4．2．2 彎曲輥輥徑選擇

彎曲輥輥徑常規配置應能保障機組一般情況下不同板厚生產的浪形調節需要，對于極限厚度規格可臨時更換相應輥徑彎曲輥。

4．2．3 板形監控裝置

拉矯段處于高張力狀態，不能觀察到板形改善情況，應在拉矯段后小張力段設置監控裝置，及時調整板形。

5 總結

精整矯直機裝備水平決定冷軋成品最終成形狀態。前工序板形控制投入成本遠高于在精整裝備上改良矯直機，可考慮用有限成本投入到精整矯直設備升級換代上，能取得最終產品品質升級的良好效果。

［1］周家林．材料成型設備［M］．武漢：武漢科技大學，2006．

［2］黃華清．軋鋼機械［M］．北京：冶金工業出版社，1980．