拉矫机对酸洗带钢板形的影响

拉矫机对酸洗带钢板形的影响

适用于清洁生产线的拉紧机构，可以机械破决方案，提高清洁效率。另一方面，它可以改善加热原材料的形状。改善板形不仅可以提高成品板形质量,而且可以降低带钢在运行中发生跑偏的几率,大大减少因板形不好对设备的损害。因此,拉矫机作为热轧、冷轧之间承前启后的设备,对酸洗带钢表面质量和板形质量都有举足轻重的作用。国内某厂酸洗线安装了一台引进的拉矫机,在它工艺参数应用表中,对所有钢种、所有规格的带钢延伸率和压下量均设为3.0%和40mm,这显然是不合理的。按照这样的参数设定,2#、3#电机的负载率可以到甚至超过100%,设备运行存在较大安全隐患。因此,必须对拉矫机的工艺参数设定进行优化。1反复弯曲和拉伸拉矫机通过其入口和出口的张紧辊装置使带钢承受拉伸应力,同时通过弯曲、矫直单元使带钢承受弯曲应力。经过反复弯曲和拉伸在带钢表面产生反复的压缩和延伸应力。由于铁基体及氧化铁皮覆层材料在性能上有巨大差异,基体材料受力后产生一定的弹塑性变形,而表面的氧化铁粉由于不具有塑性且破坏强度较低,同时与基体的附着力差,在拉矫过程中,上下表面的氧化铁皮处于不同应力状态,最终导致了氧化铁皮的裂纹和剥离,从而提高了酸洗的效率。2拉矫机作用下的板形拉矫机的板形矫正原理就是依靠张紧辊及弯曲辊的共同作用,使带钢在所承受的张力小于屈服极限的情况下,产生局部塑性延伸,从而达到改善板形的目的。带钢板形缺陷是由于残留应力的不均匀分布引起的,拉矫机就是使带钢在大张力的作用下,连续经过上下交替布置的小直径弯曲辊产生剧烈弯曲,其纵向纤维在拉伸、弯曲应力的联合作用下,在长度方向上产生不同程度的塑性延伸,从而减小内应力不均匀分布,达到改善板形的目的。图1所示分别为纯弯曲时的应力分布、纯拉伸时的应力分布、拉伸和弯曲应力叠加后的应力分布。从图中可以看出,叠加后,带钢的中性层发生了偏移。只有当中性层发生塑性流动时才能真正达到改善带钢板形的作用。换言之,其原始中性层的应力必须超过材料的屈服应力。3胶辊及张紧辊的传动该拉矫机的最大设计张力为35t,最大设计延伸率为3%。拉矫机的辊系如图2所示。拉矫机前后各有一组张紧辊装置,张紧辊为∅1250mm×1900mm带凸度的胶辊。拉矫机由两组弯曲单元和一组矫直单元组成,其工作辊和支撑辊的直径分别为80mm和120mm,导向辊直径为250mm。张紧辊装置的传动系统如图3所示。3#电机通过行星齿轮箱直接驱动3#张紧辊,直接控制带钢运行速度。4#电机通过行星齿轮箱直接驱动4#张紧辊,并由两个电机的速度差在辊子之间产生一个特定的张力。1#和2#辊子由电机和一套差动系统驱动。通过控制2#辊和3#辊的相应速度,来满足实现设定延伸率的要求,同时产生拉矫机工作所必需的张力。4延伸率、压下量对带钢负载率的影响如图2所示,3#、4#张紧辊产生向前的张力(Z3>Z5)。1#、2#张紧辊产生向后的张力(Z2>Z1)。当增大弯曲辊的压下量时会产生张力的变化,如Z3增大的同时Z2减小,这样可以更好的改善带钢的平直度并提高除鳞效果,同时也降低了1#、2#辊的扭矩。从图3可以看出4个电机中3#辊的电机作为主电机功率最大为350kW,1#、2#辊电机的功率分别为35kW和70kW。如表1所示,HMI上显示的3#、4#电机负载率小于20%,而1#、2#电机的负载率相对较大。因此降低1#、2#辊的扭矩,就可以降低1#、2#电机的负载率,这将有利于电机的安全、稳定运行。同时,在机械方面,1#、2#行星齿轮箱各有两个输入端,其结构相对而言要复杂、精密的多。降低1#、2#辊的扭矩,就降低了齿轮箱的负载,这有利于行星齿轮箱的稳定运行。从表1还可以看出,对于同规格、同材质的带钢,在保持工艺段速度不变的情况下,当压下量不变,只提高延伸率时,4个电机的负载率均会增大;当延伸率不变,只提高压下量时,1#、2#电机的负载率有明显的下降,而3#、4#电机的负载率只有小幅的上升。因此,要保证设备安全稳定运行,要求在使用中必须遵循小张力、大弯曲的工艺参数设定原则。当工艺段速度变化时各电机的负载率均有波动,尤其在加速和减速阶段,主传动电机和延伸率电机都在变速过程,两者很难保证相互关系。在现场的实际情况也证明了这一点,在速度发生变化时,4个行星齿轮箱都有短暂且不同程度的振动,同时可以听到齿轮撞击的噪音,在速度稳定后恢复正常。因此为了保证设备的安全稳定运行,必须尽量稳定工艺段速度,避免频繁改变工艺段速度。工艺段速度变化对电机负载率的影响见表2。延伸率、压下量变化后对带钢破鳞效果影响的试验数据见表3。试验时,工艺段速度为70m/min,压缩空气吹扫压力设定为0.2MPa在2#弯曲单元的操作侧放入一块250mm×300mm的钢板用来收集破鳞产生的氧化铁粉,每次收集时间均为10min,使用电子天平称量收集的氧化铁粉重量。从表3中可以看出,延伸率和压下量的变化都会对破鳞有一定影响,当延伸率不变时,增大压下量可以加强破鳞效果。延伸率的增大也可以增强破鳞效果,但延伸率增大到一定程度后,破鳞效果提高不再明显。从上述试验可以看出,拉矫机工艺参数设定时应该遵循“小延伸率、大压下量”的原则。综合考虑各种因素的影响,SPHC热轧带钢制定出延伸率及压下量的工艺参数见表4。5拉矫机的延伸率设置通过大量的分析和试验,对拉矫机工艺参数进行了优化,使拉矫机设备能够更加安全、稳定的运行,并且拉矫后的板形质量也较高。试验证明,拉矫机的延伸率设置并非越大越好。延伸率必须根据热轧原料情况及自身的