熱軋平整分卷機(jī)組帶鋼張力測試分析

許鳳蓮 杜劍清

(北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司 北京100029)

1 引言

熱軋廠平整分卷機(jī)組主要由開卷機(jī)、矯直機(jī)、平整機(jī)、切分剪、張力裝置、卷曲機(jī)組成，如圖1 所示。

圖1 平整分卷機(jī)組示意圖

機(jī)組開卷張力設(shè)計(jì)值如下:

當(dāng)帶厚1.2mm≤t≤4.5mm 最大約36kN

當(dāng)帶厚4.5mm ＜t≤12.7mm 最大約100kN

目前在分卷生產(chǎn)過程中，開卷張力與系統(tǒng)設(shè)定值偏離較大。當(dāng)板厚為2.75mm 時(shí)，按照設(shè)備能力，投入約50kN張力進(jìn)行分卷，鋼卷邊緣嚴(yán)重不齊，出現(xiàn)塔形或齒形。當(dāng)繼續(xù)加大張力至80 ～100kN 時(shí)，鋼卷可以卷齊。由于系統(tǒng)投入的張力數(shù)值是控制系統(tǒng)根據(jù)傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值，在實(shí)際生產(chǎn)中，帶鋼所承受的張力是否真正達(dá)到設(shè)定值是未知的。以上的生產(chǎn)數(shù)據(jù)使人懷疑帶鋼實(shí)際所承受的張力小于設(shè)定值，因此有必要對帶鋼實(shí)際承受的開卷張力與張力分布進(jìn)行測試，為機(jī)組順利生產(chǎn)提供依據(jù)。

2 測試與標(biāo)定

2.1 張力測試

帶鋼承受張力后，基本可以作為單向受拉狀態(tài)，加載過程穩(wěn)定后，其橫截面上均勻分布著拉應(yīng)力，可以采用應(yīng)變法測量。為消除材料受拉后橫向變形效應(yīng)與溫度影響，將沿張力方向的測量片與垂直于張力方向的補(bǔ)償片制成組合測拉傳感器，連接成半橋進(jìn)行測量，以便提高測量精度。傳感器如圖2 所示。測試系統(tǒng)如圖3 所示。

圖2 拉力傳感器示意圖

圖3 測試系統(tǒng)示意圖

測點(diǎn)位置選在切分剪后第二輥處。沿帶鋼寬度方向均布7 個(gè)測點(diǎn)，測點(diǎn)間距200mm。測點(diǎn)分布如圖4 所示，圖中左側(cè)是傳動(dòng)側(cè)，測點(diǎn)編號1，右側(cè)是操作側(cè)，測點(diǎn)編號7。

圖4 測點(diǎn)分布圖

2.2 張力標(biāo)定

利用與被測鋼卷同卷的切頭料切割出拉伸試件，在試件上安裝與測量傳感器相同的組合片，在材料試驗(yàn)機(jī)上加載測量試件的應(yīng)變值。加載量按照與面積成比例的原則模擬測試工況的理論負(fù)荷。標(biāo)定系統(tǒng)如圖5 所示。標(biāo)定結(jié)果如下:

實(shí)測張力(kN)= 0.27 × 實(shí)測應(yīng)變量(με)

圖5 標(biāo)定系統(tǒng)示意圖

2.3 測試工況

由控制系統(tǒng)按理論設(shè)定值加載，加載值為50kN，100kN，150kN。再由控制系統(tǒng)按理論設(shè)定值卸載，卸載值為100kN，70kN，50kN。在以上各加載載荷穩(wěn)定后，連續(xù)記錄應(yīng)變曲線。

3 測試結(jié)果分析

實(shí)測張力值如表1 所示，測點(diǎn)7 數(shù)據(jù)不可信，未采用。由表中數(shù)據(jù)可知，同樣載荷的加載張力與卸載張力基本一致。因此帶鋼張力與加載順序無關(guān)。圖6 ～圖8 是加載過程50kN、100kN、150kN 的張力分布圖。由圖可知，張力基本按照邊緣小中部大的規(guī)律分布，且向操作側(cè)略有偏載。實(shí)測張力最大點(diǎn)是測點(diǎn)5，而具有代表性的測點(diǎn)是處于帶鋼中點(diǎn)的測點(diǎn)4，圖9 是測點(diǎn)4 的實(shí)測張力與設(shè)定張力的關(guān)系，由圖可知，實(shí)測位置的張力未達(dá)到設(shè)定張力。

4 結(jié)論

帶鋼實(shí)際張力未達(dá)到設(shè)定張力。張力基本按照邊緣小中部大的規(guī)律分布，且向操作側(cè)略有偏載。生產(chǎn)廠據(jù)此要求設(shè)備供應(yīng)商修改了控制參數(shù)并重新調(diào)試，使設(shè)備順利投產(chǎn)。

表1 設(shè)定與實(shí)測張力(kN)

圖6 加載50kN 時(shí)各點(diǎn)張力(kN)

圖7 加載100kN 時(shí)各點(diǎn)張力(kN)

圖8 加載150kN 時(shí)各點(diǎn)張力(kN)

圖9 測點(diǎn)4 的實(shí)測張力與設(shè)定張力的關(guān)系

［1］中國金屬學(xué)會(huì)熱軋板帶學(xué)術(shù)委員會(huì). 中國熱軋寬帶鋼軋機(jī)及生產(chǎn)技術(shù). 北京:冶金工業(yè)出版社，2002.

［2］黎景全. 軋制工藝參數(shù)測試技術(shù). 北京:冶金工業(yè)出版社，1984.

［3］盧文祥. 機(jī)械制造中的測試技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1981.