冷軋熱鍍鋅線拉矯機的升級改造

肖英杰 何立遠

（河北鋼鐵集團邯鋼冷軋廠，河北 邯鄲 056001）

0 引言

冷軋薄板經(jīng)過退火后，往往會產生不良的板形。為了達到后續(xù)加工要求，我廠冷鍍鋅生產線使用拉伸彎曲矯直機——即拉矯機來改善板形。拉彎矯直機的主要作用有兩大方面：一是改善板形，通過對鋼帶拉伸并且彎曲矯直之后，可以消除鋼帶的邊浪中浪等浪形缺陷；二是改善加工性能，消除材料的各向異性。通過拉伸彎曲作用以后，會使鋼帶在后續(xù)的變形時減輕或不再有屈服平臺，從而產生均勻變形，提高加工性能。拉矯機可以使薄板同時產生縱向和橫向變形，從而充分改善薄板的平直度和材料性能。

1 拉矯機設備介紹

我們的生產線采用的拉矯機設備包括兩組彎曲裝置和一組矯直裝置，俗稱兩彎一矯式拉矯機，以及一組換輥裝置。其中每組彎曲裝置包括一個可調節(jié)的下輥裝置和一個帶有快速打開/關閉液壓缸的上輥裝置。下輥裝置的嚙合量調節(jié)是通過AC齒輪電機（帶內置式抱閘）驅動絲杠機構來實現(xiàn)的，并配有絕對編碼器來控制下輥裝置的位置。矯直裝置由一個可調節(jié)的下輥裝置和固定的上輥裝置組成的。下輥裝置的嚙合量調節(jié)是通過AC齒輪電機（帶內置式抱閘）驅動絲杠機構來實現(xiàn)的，并配有絕對編碼器來控制下輥裝置的位置。換輥裝置是由一個裝有液壓缸驅動的導輪的框架來完成的。換輥是人工完成的，可以在機器運行過程中進行。

2 目前存在問題

對于固定的鋼種，帶鋼的延伸率是有極限的。為了留出帶鋼在以后加工過程中的延伸率，客戶要求生產線上帶鋼的延伸率盡可能的低。而延伸率越低，帶鋼表面的拉矯紋和云紋越明顯。為了獲得更好的板形，拉矯機必須設定較高的延伸率。客戶要求的低延伸率和板形需求的高延伸率產生了矛盾。

3 解決的思路

如果拉矯只是為了改善板形，則延伸率可根據(jù)鋼帶的波浪程度來設定，其基本原則是所選擇的有效延伸率只要大于鋼帶長短纖維，能使鋼帶的最長纖維也產生一定數(shù)量的塑性變形即可。拉矯工序的另一個重要作用是消除屈服平臺，防止加工時滑移線的產生。如果為了消除屈服平臺，只施加矯正板形所需的延伸率就夠了。根據(jù)試驗結果，延伸率越高，消除屈服平臺的效果越好，要完全消除屈服平臺，必須使延伸率提高到一定數(shù)值以上。當拉矯機延伸率提高到一定的程度，就等于給材料進行了一次拉伸試驗，卸載后材料獲得了冷作硬化，再次加載時材料變形則沿著卸載曲線變化，然后再直接進入強化區(qū)，不再有屈服點。帶鋼的屈服平臺沒有消除是產生帶鋼拉矯紋的主要原因。一般而言，采取光整機和拉矯機同時使用時，總延伸率控制在一定數(shù)值，適當增加光整機的延伸率，減小拉矯機的延伸率，就能獲得較好的加工性能。通常，改變拉矯機的延伸率有兩種方法，在張力不變情況下，減小包角可以降低輥面徑向壓力，從而降低延伸率；在包角不變情況下，通過降低張力措施來降低延伸率。而降低張力往往會影響拉矯機改善板形的能力，所以考慮通過減小包角來降低拉矯機延伸率。考慮加大輥組工作輥輥徑來減小包角，從而達到降低延伸率的目的，以解決上述問題。

4 需解決問題

假定工作輥直徑由30mm變?yōu)?0mm，壓下量不變的情況下，包角由30°減小到19°（如圖1所示）。

圖1

原則上對原設備盡量少做改動

理論計算（如圖2所示）：

其中：

S=行程（mm）

Z=固定行程=63.65mm（現(xiàn)場確認）

M=拉矯機預設嚙合量

C=補償輥子磨損的修正量

M（示值）=S-（Z+C）

其中：S=絕對編碼器值

總修正量：C=C1+C2≤5

C1=上部裝配量

C2=下部裝配量

圖2

其中：D1=74mm、D2=40mm、D3=30mm、BG=39.22mm、GI=12.03mm、BK=75mm、BC=78.45mm

得出BL=90.62mm

設計壓下輥直徑由30改為40

由上述公式得出BL=101.92

根據(jù)計算，可以直接將D3由30改為40

因為總行程發(fā)生變化，設定嚙合量以及設定輕度打開等功能均需對設定值進行修改，所以對程序設定需要進行修正，修正后運行情況正常。

5 改造效果

對換輥前后的延伸率和表面缺陷進行對比見表3。

表3

結論

經(jīng)過上述改造，產品延伸率有了明顯的降低，拉矯紋云紋等表面缺陷也有了明顯減少，達到了預期的目的，改造效果良好。