拉矫机的组成和功能

拉矫机的组成和功能拉矫机的组成和功能 3 拉矫机的组成和功能 问 拉矫技术是如何发展起来的 在没有拉矫机之前 人们为了获得平直的板带产品 设计了各种各样的矫直机械 对于稍厚一些的板带采 用多辊矫直 如 19 辊 21 辊 23 辊矫直机使板带反复弯曲变形 最终获得较为平直的板带 对于较薄一些 的板带使用拉伸矫直机 如用钳口使板子拉伸 或使用张力辊将带钢获得较高的张力从而使板形得到一定程度 的改善 拉矫技术是在拉伸矫直机和辊式矫直基础上发展起来的 综合了两者的优点而又克服了部分局限性 成为带钢矫直最常用的方法 问 拉矫机有何作用和特点 拉矫机是拉伸弯曲矫直机的简称 其主要由发挥拉伸作用的前后张紧辊 发挥弯曲作用的弯曲辊组 发挥 矫直作用的矫直辊系组成的 拉矫工序的主要功能有两大方面 一是改善板形 通过使带钢拉伸并且进行弯曲矫直之后 可以部分消除 带钢的边浪 中浪等浪形和 C 形弯曲 L 形弯曲 从而改善了带钢的平直度 二是改善加工性能 通过拉伸 弯曲作用与光整一样会使带钢在后续的变形时减轻或不再有屈服平台 从而产生均匀变形 提高加工性能 拉矫机比传统的矫直方法有一系列优越性 与传动的辊式矫直机相比 其结构紧凑 重量轻 维修方便 操作容易 与传动的拉伸式矫直机相比 给带钢施加的张力小 不会断带 也不会影响带材质量 能耗也较小 因而拉矫机广泛应用于镀锌 彩涂 连退 酸洗等连续生产线 矫正厚度范围为 0 2 6 0mm 一般工作速 度为 30 700m min 问 拉矫机为何要设置拉伸装置 拉矫机前后的张紧辊是拉矫工序不可分割的最基本的组成部分 最早的拉伸矫直机就是一对张紧辊组 在 此基础上加上弯曲和矫直装置才发展成了拉矫机 所以其作用不可忽视 虽然拉矫工序的张紧辊组与生产线其 它张紧辊的原理 结构没有太大的区别 但其功能 驱动方式等与其它张紧辊却有本质上的不同 拉矫段是生产线张力最大的地方 生产线的张力除光整机和卷取机以外 其它地方大都为了保证带钢的正 常运行 而拉矫段的张力是为了使带钢产生塑性变形 因而需要较高的张力才能达到这一目的 拉矫机的前后 两对张紧辊都是速度控制模式的 其中入口侧的张力辊一般是作为生产线的速度基准辊 这也显示了拉矫张紧 辊在整个生产线中的特殊地位 问 拉伸装置是如何驱动的 在驱动控制技术不太成熟之前 拉矫机的驱动大多采用机械式的差动齿轮系统驱动 从而实现两个张力辊 组的速度差 并且可以无级调速 此系统有两台电机 一台主电机提供动力 另一台辅助电机控制两个辊组之 间的速度差 由于此方案机械系统复杂 而且磨损严重 故障率高 现已被直流或交流电机调速系统取代 图 8 拉矫机拉伸装置 如图 8 所示 拉矫机的张紧辊作用力的方向是两对张力辊相互对拉 因而一个辊组是电动状态 另一个辊 组是发电状态 看上去电动机的功率很大 但使用了直流母排之后只消耗很少的电能 通过连接两对辊组之间 的带钢可以将电动张紧辊的部分能量传递到发电辊上去 产生出电能 冲抵一部分从网上消耗的能量 问 拉伸装置张力辊辊径有何关系 对于电动状态的 3 号 4 号辊处于主动状态 辊子在电机的驱动下拖动带钢运转 带钢在辊子表面从出口侧 到入口侧张力逐步升高 弹性伸长也越来越大 速度越来越快 即 V V1 V2 对于发电状态的 1 号 2 号 辊处于被动状态 辊子被带钢动运转 带钢在辊子表面从出口侧到入口侧张力逐步下降 弹性伸长也越来越小 速度越来越慢 即 V V1 V2 这样 带钢在辊子表面各处的速度不一致 就会使带钢在辊子表面产生 打滑 为了减小这种打滑 保证带钢处于张紧状态 可适当改变辊径 使 D1 D2 D3 D4 从而补偿两只 辊子之间带钢速度之差 问 拉矫机为何要设置弯曲装置 若只靠张紧辊矫直带钢 就要使张紧辊产生的张力超过带钢的屈服强度 也就要消耗大量的能量 对传动 装置的要求很高 设备的磨损与故障率很高 在工艺方面 对于塑性较好的带钢会产生滑移线 带钢不是在整 个长度方向上各处均匀地被拉伸变形而是在局部区域产生较大的伸长 并且厚度减薄 这当然是很不理想的 另外 如此大的张力也会使带钢在边部开裂部位产生应力集中而被拉断 要克服这些问题就必须有弯曲辊组与 之相配合 有机的结合起来 等同发挥作用 弯曲辊组的主要功能是使带钢在辊子上产生弯曲 从而对矫直效果起到很大的促进作用 问 弯曲辊组是由哪几部分组成的 由于带钢在辊子上产生弯曲变形最大处是在与辊子的接触点 其最小曲率半径即与辊子相同 辊径越小 变形作用越大 因而弯曲辊径在保证适当的前提下尽可能做的比较小 为了使直径很小的弯曲辊有较高的刚度 不致在带钢的作用下自身产生弯曲变形 影响拉矫后的板形 对于带钢用弯曲辊一般都使用支撑辊 最简易 的支撑辊有两列 支撑辊分成数节 以安装支架将压力传递到机架上 保证支撑辊不产生弯曲 也就保证了工 作辊的刚度 但这种结构工作辊与支撑辊有的地方接触 有的地方处于架空状态 接触到的地方磨损大 而不 接触处磨损小 两者之间有一道比较明显的分界线 使工作辊上产生一道道印子 这些印子在与带钢作用时会 复印到带钢上形成辊痕 进一步的改进是将支撑辊设计成两层 在外层支撑辊与工作辊之间增加两根通长的中 间支撑辊 这就使一节节外层支撑辊造成的不均匀磨损转嫁到中间支撑辊上 减轻了工作辊的不均匀磨损作用 使带钢上的辊印减轻 近几年为了适应高精度的汽车板生产的需要 出现了四层弯曲辊组 使这种影响更为 减少 为了保证工作辊在工作中不产生任何弯曲变形 在弯曲辊组安装时必须使第一层支撑辊与第二层支撑辊以 及工作辊之间接触良好 间隙均匀 由于带钢板形的原因和有时带钢存在镰刀弯在辊子上游动前行等情况的影 响 工作辊可能产生轴向串动 必须使用止推轴承进行轴向定位 问 拉矫机为何要设置矫直装置 带钢在拉伸弯曲过程中消除了一部分波浪的同时 由于带钢在大张力作用下反复产生弯曲变形 也会对板 形带来新的影响 主要是经过最后一道弯曲辊后遗留下来的残余变形 这使带钢产生 L 形弯曲 还有在大张 力作用下带钢产生的 C 形弯曲 矫直辊组就是要分别消除带钢的 L 形弯曲和 C 形弯曲 消除 L 形弯曲是通过使带钢产生与在最后一道弯曲辊处产生的弯曲变形方向相反的变形来实现 此变形量 在数量要比原弯曲变形量小的多 所以其压入量必须与弯曲辊分开控制 在弯曲辊对应的位置设置了两只上矫 直辊 其作用是使带钢绷紧而且高度保持不变 同时又不能使带钢在其表面产生太大的变形 所以辊径较大 防止 C 形弯曲的方法是在拉矫机的出口设置了一个抗 C 形弯曲的辊子 使带钢进一步绷紧 在横向处于平 行状态 因而不致产生 C 形弯曲 抗 C 形弯曲辊处于拉矫机的最末端 不能让带钢在其辊面上产生较大的弯 曲 带来新的影响 因而辊径较大 由于镀锌带钢的 C 形弯曲对产品的使用性能的影响不太大 不少生产线 的拉矫机都设置抗 C 形弯曲辊 问 拉矫机的布置形式有哪些 除用于镀锌线外 连续拉矫机还用于酸洗 退火 镀锡 彩涂 重卷 钢材加工等生产线 为满足不同需 要设计成各种布置形式 一般上下两对同样的弯曲辊组成一个弯曲单元 上面两只上矫直辊和下面一只矫直辊 组 多用弯曲辊组代替 组成一个矫直单元 弯曲辊单元可以有一个 也可以有两个 而矫直单元一般只用一 个 所以有一弯一矫和两弯一矫之分 两弯一矫的两组弯曲辊可以同时使用 而大多一用一备 以保证在生产 线正常运转的情况下换辊 常见的弯曲辊组大多是两层支撑辊加一个工作辊 但也有一层支撑辊加一个工作辊 甚至也有只用一个工作辊的 这样就有了多种不同的组合 图 9 拉矫机的布置方式 4 拉矫机的工作原理 问 带钢在拉伸弯曲变形时的板形改善原理如何 拉矫机之所以能使带钢的板形改善其实质是原来纤维长短不一的带钢在高张力和弯曲辊的作用下产生弹性 和塑性变形 变形后原来长纤维和短纤维的长度基本趋于一致而实现的 如果带钢的总变形量足够大 足以使 原来处于浪形处的长纤维也开始产生塑性变形 就能起到改善板形的作用 在这种情况下 对于长短不等的纤 维而言 其弹性变形量是基本相同的 不同的是塑性变形量 在同时受到拉伸作用时 短纤维的塑性变形量大 因而在变形结束张力除去后长度伸长较多 长纤维的塑性变形量小 外力除去后长度伸长较少 这样就使长 短纤维的长度趋于一致 使浪形改善 如图 10 所示 图 10 带钢的拉矫原理 问 拉矫机能否完全消除带钢的浪形 带钢在拉伸弯曲时的变形如图 9 所示 图 a 是存在两侧边浪的带钢 其边部纤维长 中部纤维短 图 b 是 进入拉矫机的张力辊后 较高的张力使长短纤维均发生弹性变形 其变形后长度相同 图 c 是在进入弯曲辊后 拉伸和弯曲的共同作用使长短纤维均发生了塑性变形 总长度仍然相同 所不同的是原来的长纤维产生的塑 性变形量小 原来的短纤维产生的塑性变形大 图 d 是张力和弯曲应力全部去除去后带钢发生弹性变形恢复 只留下塑性变形 这时原来的短纤维比长纤维获得的永久塑性变形较大 与长纤维长度的差距缩小了 但长 纤维仍然较长 短纤维仍然较短 反映到板形上就是浪的高度减小或波长加长 即拉矫机只能减轻波浪 改善 板形 却不能从根本上消除波浪 获得十分理想的平整带钢 中国有句古话叫做矫枉必须过正 就是说要完全 消除波浪就必须对短纤维比长纤维施加更大的张力和弯曲作用 产生弹性和塑性变形后其长度大于原来的长纤 维一定的数量 从而在外力除去 弹性变形恢复后 长短纤维的长度一致 从而获得完全平整的板形 但是 在目前条件下的矫直设备 还不具备这样的功能 问 为什么通过弹塑性变形能改善板形 我们取带钢横截面中最长和最短的纤维对它们在拉力作用下的弹性变形和塑性变形作一分析 由于带钢在 拉矫过程中受到的外力除张力外 还有弯曲应力 而弯曲应力是由拉应力和压应力组成的 而且主要作用是拉 伸应力 所以通过拉伸变形的分析就可以代表带钢的主要变形规律 图 11 拉矫过程中带钢长纤维和短纤维应力应变图 为了分析简便 我们将带钢的标准拉伸曲线作一简化 将超过屈服点后的屈服和强化变形曲线简化为一条 直线 这样带钢的拉伸应变曲线就变成了两条斜率不等的直线 第一阶段直线的斜率为弹性模量 E 第二阶段 直线的斜率也称为强化弹性模量 E 如 11 图所示 在拉伸变形时 起初短纤维先沿 O1a1 线产生弹性变形 短纤维变形后的长度与长纤维一致 时 长纤维也开始沿 O2a2 线产生弹性变形 随着拉力的增加 短纤维受到的拉力先达到屈服极限 开始沿 a 1b1 线产生塑性变形和强化 随之长纤维也达到屈服极限 开始沿 a2b2 线产生塑性变形和强化 当短纤维的 弹性变形和塑性变形总量达到设定的延伸率时 变形停止 开始卸载 短纤维沿 b1c1 线产生回复 长纤维沿 b2c2 线产生回复 经过以上的拉伸变形回复以后短纤维的总塑性伸长量为 O1c1 长纤维的总塑性变形伸长 量为 O2c2 可见 O1c1 O2c2 最终长短纤维的差为 比原先的小了许多 但却不能为零 即经过拉矫后的 长短纤维长度仍有差距 板子仍有浪形 这与前面的分析结果基本上是一致的 问 矫直以后的板形与哪些因素有关 进一步通过几何运算可以得出 从上式可以看出 矫直以后的板形与原板的板形有关 原板的浪形严重 长短纤维的差越大 矫直以后的 长短纤维的差也越大 矫直后的板形还与带钢材料在屈服点以后的塑性和强化特性有关 越小 即塑性越好 强化作用越弱 则 拉矫后的板形就越好 越大 即塑性越差 强化作用越强 则拉矫以后的板形越差 对于塑性极好的超深冲板 的很小 通过拉矫很容易改善其板形 而高强度板的较大 拉矫后改善板形的效果也较差 只有当材料超过屈 服点后发生纯塑性变形 应变曲线变成一条水平线 0 时 才能使为零 获得理想状态的平整带钢 上式还可以看出 对于改善板形而言 只要使带钢产生的实际延伸率大于带钢长短纤维的长度差和带钢弹 性伸长量后一定数值即可 并不是越大越好 问 带钢在拉弯过程中是怎样获得塑性变形的 如果带钢受纯弯曲作用 而无拉力作用 拉应力与压应力转变的临界面即应力为零的中性面就是带钢的几 何对称面 即中心层 带钢在通过第二个弯曲辊产生的变形也同样如此 其拉应力或压应力基本相同而方向正 好相反 经过如此一个循环后变形叠加的结果是拉伸和压缩变形相消 不管是只产生弹性变形还是既产生弹性 变形又产生塑性变形都是如此 带钢不会产生伸长 更不会消除波浪改善板形 要改善板形就必须给带钢施加拉应力 在张力作用下的带钢在弯曲辊上产生变形的情况就大不一样了 其 最大不同点就是中性面产生了偏离 如图 12 所示 拉应力和压应力叠加的结果使应力为零的中性面偏向了下 方 使拉伸区域扩大了 而压缩区域减小了 如果张力与弯曲应力得到有效的配合 其叠加的拉伸应力超过了 带钢的屈服强度则会产生塑性变形 在强化弹塑性变形状态下 考虑屈服以后的强化 则应力曲线超过屈服点 后仍是一条斜线 只是斜率发生了倾斜 如果中性面偏向下方的程度足以使带钢的中心层也发生了塑性变形 就会发生总体上的塑性拉伸变形 也就是我们为了改善板形所希望的结果 也就是说 只有中心层产生了塑性 变形 才能使带钢在拉矫过程中产生永久性塑性变形 从而改善板形 问 为什么带钢在拉伸弯曲后还要进行矫直 带钢在经过两个弯曲辊后 虽然两个弯曲辊的方向相反 辊径也相同 但产生的变形量都不完全相同 这 是因为带钢通过第一个弯曲辊时张力使带钢产生弯曲和变形 给带钢做了功 消耗了一部分能量 这样就使得 带钢在通过第二个弯曲辊时所承受的张力也比第一个弯曲辊大 产生的应变也大一些 除消除了第一个弯曲辊 产生的残余变形外 还会有新的残余应变产生 就必须用矫直辊来予以消除 通过建立带钢拉伸弯曲矫直过程中的计算机仿真模型 可以描述带钢在张力和反复弯曲作用下的变形工艺 过程 结果如下图 图 a 是经过第一次拉伸弯曲弹塑性变形 弯曲弹性变形回复后的残余变形图 留下了朝 着棍子方向弯曲的残余应变 图 b 是再经过第二次拉伸弯曲弹塑性变形又产生了反方向的残余应变 图 c 是 通过了矫直辊 施加适当的反方向变形后的残余变形图 基本得到了较为平直的板形 在一般拉矫机上虽然矫 直辊径与第一 二个弯曲辊相同 但由于其压入量 即变形量是独立于第一 第二个弯曲辊的 所以可以起到 矫直的作用 通过以上分析可知 通过两个弯曲辊和一个矫直辊正反交替作用就可以满足带钢拉矫工序的需要 而两弯 一矫的拉矫机的第二对弯曲辊只是对第一对弯曲辊变形过程的重复 所不同的是弯曲弹复后的带钢整体纵向残 余变形大体是一对弯曲辊的两倍 一般情况下只要使用一弯一矫就行了 5 拉矫机的操作工艺 问 如何确定拉矫延伸率 拉矫机设定的延伸率是前后张紧辊之间的相对速度差 其实它包含了以下几个部分 其中 矫平来料板形缺陷所需的塑性延伸率 考虑其它工艺要求附加的延伸率 带钢弹性变形所产生的延伸率 拉矫机本身的延伸率损失或误差 是指除消除带钢的波浪以外 还需要其它的工艺要求 如用于酸洗线的破鳞 是由于拉矫机组系统产生的 弹性变形 带钢在张紧辊产生的弹性滑移或过载打滑等现象所损失掉的延伸率 以及驱动和传动系统的误差 如交流变频驱动的拉矫机速度误差较大 必须设置较大的延伸率 如果拉矫只是为了改善板形 则延伸率可根据带钢的波浪程度来确定 其基本原则是所选择的有效延伸率 只要大于带钢长短纤维之间的长度差一定的数值 能使带钢的最长纤维也开始产生一定数量的塑性变形即可 拉矫工序的另一个重要作用是消除屈服平台 防止加工时滑移线的产生 如果要考虑这一点 只施加矫正 板形所需的延伸率就不够了 据试验结果 延伸率越高 消除屈服平台的效果越好 要基本消除屈服平台 必 须使延伸率提高到 1 2 以上 其实当拉矫时延伸率提高到一定的程度 就等于给材料进行了一次拉伸试验 卸载后材料获得了冷作硬化 再次加载时则沿着卸载曲线变化 然后再直接进入强化区 不再有屈服点 一般 而言 只采取拉伸矫直时 延伸率为 0 6 0 8 采取光整机和拉矫同时使用时 延伸率为 0 8 1 2 就可 以获得较好的加工性能 问 其它工艺参数之间有何关系 带钢在拉矫过程中是靠拉伸和弯曲共同作用使带钢整体发生延伸从而改善板形的 其中弯曲变形取决于两 只弯曲辊的压入量和弯曲辊的直径 弯曲辊直径减小 压入量增大和张力的增加都会使带钢获得的延伸率增加 上述三者之间又是相辅相成 缺一不可的 总的来说 张力在三者中对延伸率的影响最为明显 压入量的影 响次之 弯曲辊直径影响最小 对于某一特定的矫直机而言 弯曲辊的直径是固定的 主要是考虑压入量和张 力的匹配 而拉矫机前后的张紧辊是速度模式 即拉矫机是延伸率控制模式 不管多大的张力 多大的压入量 延伸率设定之后就是固定的 在生产中主要调整的是压入量 张力是在一定的压入量下为了获得设定的延伸 率系统自动输出的数据 是随压入量的变化而变化的 压入量小时 必须较大的张力才能保证必要的塑性变形 压入量大时 只要较小的张力就可以达到同样的效果 从变频器上电机的输出功率百分比或电流表上可以清 楚地看出 随压入量的增加电机的输出功率或电流随之下降 在实际中 两者的匹配如何选择呢 即是选择大 张力小压入量 还是小张力大压入量呢 问 如何确定上下弯曲辊之间的压入量 理论和实践均表明 采用大压入量小张力是比较好的策略 在较大的压入量下 仅要占带钢屈服强度 1 10 1 3 的张力 就可以使带钢充分地变形 起到了四两拨千斤的效果 这样不仅便于充分利用弯曲原理来减小 对驱动系统的要求 不致使设备过于庞大 也减小了能耗 提高了设备运行的经济性 另外 在生产实际中矫 直机还有矫平带钢上棍子压印的使命 提高压入量对消除压印的效果也有一定促进作用 但过大的压入量也是 不可取出 一方面随着压入量的增加 带钢在工作辊上的包角增加 张力损失也随之增加 另一方面压入量过 大会使带钢压缩变形增加 反而使板形恶化 另外过大的压缩变形对带钢的内部组织和镀层的结合也是不利的 总之 虽然在参数选择时倾向于大压入量小张力 但过小的压入量和过小的张力都是不可取的 问 什么是拉矫后的抬头纹 抬头纹特指带钢经过拉矫后在其上下表面发生的横向纹络 抬头纹较轻时的形态是间隔小 2mm 宽度 小 0 5mm 数量多 纹络不是联贯的 而是呈无规则的分布在整个带钢表面 抬头纹较严重时间隔距离 较大 达到 3mm 以上 宽度也较大 达 1mm 以上 数量较少 横向联贯分布在整个带钢表面 相互平 行 规律性很强 而且上下表面的纹络是对应的 而最严重的抬头纹要算是不用弯曲辊时只靠前后张力辊将带 钢拉伸到一定程度在带钢表面产生的横向拉伸痕 这种拉伸痕间隔在 20 30mm 之间 宽度达 5 10mm 大 体相互平行 也有分叉交叉的树枝状 将抬头纹部分的镀层腐蚀掉 就会发现带钢基体上也有同样的纹络 这是抬头纹与其它缺陷的根本区别 抬头纹处的镀层锌花光泽消失 与正常锌花中无光泽的部分一样 都是呈雾状 在显微镜下观察也分不清原来 有光泽的部分和无光泽的部分 只能看出锌花的晶界 而晶粒内部的形态都差不多 抬头纹不仅影响产品的美观 而且会影响抗拉强度 在抗拉试验时均从抬头纹严重处开裂 对于使用镀锌 板作为彩涂基板来说 彩涂以后仍能看出抬头纹的痕迹 抬头纹发生的规律是厚板比薄板严重 经完全退火后缓慢冷却获得的硬度低 塑性好的材料比硬度高 塑 性差的带钢严重 延伸率大时比延伸率小时严重 压入量小时比压入量大时严重 一弯一矫的拉矫机比两弯一 矫的拉矫机严重 普通材质的比 DQ 材质的严重 问 拉矫抬头纹发生的机理如何 关于抬头纹产生的机理没有公认的结论 抬头纹不但在一般企业多有发生 在某国有大型企业也被抬头纹 困扰了好长时间 本人通过大量的观察 试验和分析认为 抬头纹是在拉矫工序中带钢在弯曲辊上产生的局部屈服延伸现象 而上面本人将弯曲辊未用时的拉伸痕归结为抬头纹是因其产生的原因极为相似 所以一并加以研究 金属材料在被拉伸屈服时 并不是在整个拉伸方向上全面屈服 而是在某个局部产生屈服 其显微形态是 晶格之间发生滑移 这种滑移是变形能量最小的 也正是晶格之间发生了滑移才有了不可恢复的塑性变形 带钢在纯张力拉伸下是在组织薄弱处产生晶格滑移 所以没有太大的规律 一旦在某处产生了滑移 就会 在此处产生较大的变形 以致达到所设定的延伸率 其它地方只发生弹性延伸 不产生塑性变形 而有了弯曲 辊的作用后 延伸不只是由张力产生的 而弯曲应力的作用更大 只有在弯曲辊处的应力才能超过屈服极限 才能产生晶格之间的滑移 也就形成了屈服区 带钢不断通过弯曲辊 也就不断有屈服区产生 在一定的延伸 率下 如果弯曲作用较强 能产生屈服的区域较多 就会产生密而窄的屈服区 就是我们看到的较轻的抬头纹 如果弯曲作用较弱 只有少数薄弱处才能产生屈服 屈服区就少 而为了达到一定的延伸率 单个屈服区的 塑性伸长就比较大 在整个带钢表面横向上连成了线 这就是我们所看到的通贯状抬头纹 可见弯曲辊的作用 不但使产生相同延伸率的张力减小了 还使原来产生的屈服区量较少 变形量较大的屈服变形变成了屈服区数 量较多 变形量较小的屈服变形 这对改善材料的加工性能是很有积极意义的 需要进一步说明的是 如果带 钢先通过下弯曲辊 在其屈服区上表面产生拉伸屈服 在下表面产生压缩屈服 到了第二个弯曲辊时 原先的 受压屈服处晶格发生了滑移 又变成了受拉最薄弱的地方 又会被拉伸屈服 所以对于通贯的抬头纹而言 拉 伸 压缩变形都是出现在同一处 也就是抬头纹正反面位置一致的原因 问 拉矫抬头纹的发生说明了什么 这也解释了为什么拉矫工序能够改变材料加工性能的原因 对于没有拉矫过塑性带钢 在冲压变形时 变 形不只是在材料应该变形的所有点同时产生的 而是在某些薄弱处产生屈服 变形量较大 而其它地方变形量 较小 甚至不变形 类似于没有弯曲作用的纯弯曲变形 其结果是形状不够圆顺 存在一些折弯点或折弯线 经过拉矫工序的带钢在加工产生变形时 就会在所有已在拉矫过程中产生屈服变形的点上产生变形 由于这些 拉矫屈服点数量较多 因而在各点处的变形量也较小 所有变形较为均匀 过渡处较为圆顺 没有折弯点或折 弯线 根据这个原理就可以判断带钢有无经过拉矫 如果我们用力折弯带钢的角部 经经过拉矫的带钢则会产生 较为均匀圆顺的变形 而未经拉矫的带钢则会产生一道道硬的折痕 问 如何减轻拉矫抬头纹 抬头纹是无法根本消除的 只能减轻到不致有太大的影响 减轻抬头纹的方法有 1 增加弯曲辊的压入 量 这样可以提高弯曲作用效果 增加屈服区域的数量从而减小屈服区域的宽度 即减轻抬头纹 2 适当 减小拉矫延伸率 这就是减小总体塑性变形量 如拉矫是为了改善板形 则只要能使浪形改善就可以了 没有 必要采用较大的延伸率 如拉矫是为了改善加工性能 可以适当增加光整机的延伸率而减小拉矫机的延伸率 因为光整机是在工作辊的压力下变形的 不会产生局部变形 也就不会有抬头纹产生 3 设法减小材料的 屈服平台 如使用低碳和低杂质含量的材料 对加工要求高的场合必须使用 IF 钢 4 适当提高材料退火后 的强度硬度 材料的强化作用大 屈服点不明显就不会产生严重的抬头纹 比如镀铝锌板冷却速度快 硬度高 抬头纹比较不太明显 瓶盖铁是不完全退火板 弹性很好 所以就不会出现抬头纹 5 使用辊径尺寸较小 的工作辊 使带钢在辊子上弯曲变形的长度减小 变形的梯度加大 单个屈服区宽度减小而总屈服区数量增多 问 浪形对称的原板拉矫后的板形如何 原板的板形有多种多样 对拉矫的难度和拉矫以后的效果也不一样 下面对典型板形拉矫以后的板形进行 分析 a 对于存在中浪的原板 在通过拉矫时 边部极易被拉伸伸长 使边部的短纤维长度与中部的长纤维长度 一致 所以原板有中浪经拉矫后较易消除 板形较好 这一点与加热过程对板形的影响相似 所以说存在一定 中部浪形的镀锌原料板最终能在生产线上消除掉 对镀锌产品的影响较小 b 对于存在两边对称边浪的原板 在通过拉矫产生塑性变形时 中部拉伸变形较为困难 因而即使拉矫机 调到最佳状态 特别是强度较高 塑性较差的带钢 仍存在一定的边部浪形 要获得较为理想的板形就必须从 改善带钢的机械性能上做文章 问 浪形不对称的原板拉矫后的板形如何 对存在单边边浪和单边 1 4 浪的原板 在通过拉矫机张紧辊时 会出现带钢一边紧一边松的现象 即一边 张力大 一边张力小 使拉矫机所有机件都会产生受力不均匀 从而变形也不均匀 结果发生塑性变形以后的 长度也不一样 有浪的一侧仍然较长 无朗的一侧仍然较短 所以对拉矫来说是最为麻烦的 也是拉矫效果最 不好的 另外 这种情况往往会使带钢拉矫以后波长变长 在生产线上运行时飘动较大 加上光线折射的影响 反而会使人们产生拉矫之后板形变差的错觉 特别是原板有 1 4 浪时 原来边部没有浪 但拉矫之后边部受 力部位截面积较小 易于产生变形 边部反而产生了浪形 更容易让人误认为拉矫之后板形恶化了 其实这就 是镰刀弯 这样的镀锌板经彩涂之后若用于制作夹心板 在生产线上锁边时会运行一般距离一边边部就长出一 些 带来较大的困难 这就是拉矫带来的负作用 问 材料的性能和差异对拉矫后的板形有何影响 有的原板虽然板形很好 但由于厚度偏差或在炉内加热保温时间的不够 造成中心不完全退火 也有的带 钢冷却时边缘与中心冷却效果不同 中心部位强度高塑性差 边缘部位强度低 塑性好 在拉矫过程中虽然拉 应力和弯曲应力都一样 但产生的应变却不同 边缘部位大 中心部位小 拉矫的结果是原来边缘部位没有浪 拉矫以后反而有了浪 这确实是拉矫以后板形恶化的实例 但根本原因不在拉矫机 而在前边的退火冷却过 程 对于工艺要求不完全退火或高强度板的拉矫是较为困难的 这样的材料没有明显的屈服点或屈服点较高 应力超出弹性极限后的强化作用较强 较大 在拉矫时必须施加很大的张力才能达到所设定的延伸率 而且所 产生的总延伸率中以弹性延伸为主 能发挥矫直作用的塑性延伸较小 所以对板形改善的效果较差 而且在弯 曲以后储存的能量较大 在后续的矫直时很难准确地消除残余的弯曲变形 可能会矫直不够 也可能会过矫直 这样就会给带在横截面的厚度方向上存在较大的内部应力 有时在生产线上看上去很平直 但剪成板以后就 会翘曲变形 矫机的调整方法 拉矫工艺不同于其它工序 没有十分固定的工艺参数选择方法 大多靠现场的调整 即根据拉矫后的板形 调整参数 而且调整也只有大体的方向 没有太大的规律 问 如果经过拉矫以后的板形存在单侧边浪如何调整 如果经过拉矫以后的板形普遍出现一侧边浪 可以通过有意改变工作辊的水平度来弥补着一缺陷 也就是 使单侧压入量增加 促使塑性变形量增加 达到与另一侧长度相同的目的 方法是如果操作侧带钢有浪 则设 法抬高驱动侧弯曲工作辊 反之亦然 但一般拉矫机弯曲辊两侧的上下调整都是靠同一个电机来驱动的 所以 必须采用卸去驱动轴联轴器的办法 即如果要使操作侧压入量大一些就在同时达到一定压入量以后 拆去联轴 器 再使驱动侧下降一定的位置即可 要使驱动侧压入量大一些 则在拆去联轴器后 再使驱动侧上升一些 如果是两弯一矫的拉矫机 可以将两对弯曲辊组设置成不同的平行度以对付不浪浪形的钢板 案例 某公司镀锌线的产