摘要:拉弯矫直机(简称拉矫机)能有效地消除带材的波浪和翘曲等板型缺陷,在不锈钢带材的生产中应用广泛。随着冷轧不锈钢连轧机的出现,一些生产厂中出现两种不同工艺的带材板型,这给带材拉矫带来一定的影响。冷轧不锈钢带材的平直度是反映产品的重要指标之一,随着下游工序平板、磨砂、压花、磨8K等对板带材平直度的要求日趋严格,在轧制退火酸洗后对带材进行矫直,已是越来越多生产厂的必备工序。不锈钢带材在冷压延过程中,由于辊型不良、辊缝形状不良等原因引起带钢产生板型缺陷。这些缺陷的产生是因带钢在宽度方向上的纵向延伸不均匀,轧制应力紊乱的结果。钢带经过再结晶退火、酸洗和平整后,为了消除带钢的板型缺陷,使内应力趋于均匀,需要对带钢进行拉矫,进一步改善带钢平整度。一、拉矫机的工作原理
当带钢在小直径辊子上弯曲时,同时施加张力,由于弯曲和变形的同时存在,使得带钢在远低于材料屈服极限的张力下,带材中心层产生塑性延伸,因而可以改善带钢板型。带钢在拉矫机中经过多次拉伸、弯曲,使得内部纤维长度经塑性变形后趋于平等,使得带钢获得很好的平直度。二、拉矫机(1550 型)的结构组成(如图1)
(1)1#、2#弯曲辊组:各包含上、下两组φ32mm弯曲辊组:每组φ32mm辊系包括工作辊φ32mm×1550mm(一根)、中间辊φ40mm×1550mm(两根)、支撑辊φ74mm×192mm(三列、每列6个共18 个)。(2)防横弯矫直辊组:包含两个φ200mm×1550mm的上矫直辊和一组φ50mm的下矫直辊组,其中φ50mm的下矫直辊组由工作辊φ50mm×1550mm(一根)、中间辊φ40mm×1550mm(两根)、支撑辊φ74mm×192mm(18 个)组成。主要用于对出口板形横向变形的精整。(3)防纵弯矫直辊组:防纵弯辊组由工作辊φ70mm×1550mm(一根)、支撑辊φ74mm×192mm(两列、每列 6 个共 12个)组成。主要用于对出口板形纵向变形的精整。三、常见板型缺陷调整方法
带钢经过拉矫机以后,出现板型质量问题的原因大多都是因为拉矫机和前、后张力辊组安装精度不够引起的。当带钢出现质量问题的时候,首先要检查拉矫机各工作辊、各矫直辊组的水平度和与板带生产线垂直度,检查前、后张力辊组的水平度和张力辊组与带钢生产线垂直度。当拉矫机和前、后张力辊组安装精度满足安装要求的时候,拉矫机调整原则就是通过改变工作辊的切入量和带钢延伸率来改善板型质量。下面为几种典型板型缺陷调整方法(如图2):
注:以下各种调试方法,是在保证拉矫机和前、后张力辊组安装精度满足安装要求的时候应用的。(一)带钢经过拉矫机后单侧边浪比较明显时的调试方法
带钢经过拉矫机后单侧边浪比较明显,可以通过改变工作辊的水平度来弥补这一缺陷,就是设法抬高没有边浪侧工作辊。通过增大没有边浪侧的板带弹塑性变形,改善带钢表面纤维长度一致性,起到消除带钢单侧边浪的作用。(二)带钢经过拉矫机后两侧边浪比较明显时的调试方法
带钢经过拉矫机后两侧边浪比较明显,首先要分析延伸率是否合适。延伸率过小,带钢板型改善作用不明显;延伸率过大,拉矫的延伸变形太大,这样就也会引起两侧边浪。因而必须根据原板板型和实际延伸率加以分析。其次,就是要考虑带钢自身的影响,如果在其他带钢正常的情况下,突然发现某一卷带钢两侧有边浪,则很可能是带钢本身厚度或者带钢中部不完全退火所致。(三)带钢经过拉矫机后中浪比较明显时的调试方法
带钢经过拉矫机后中浪比较明显时,可以通过增大延伸率来消除。当原有延伸率已经很大时,可以通过增加工作辊插入量来消除。(四)带钢经过拉矫机后翘曲比较明显时的调试方法
带钢经过拉矫机后翘曲比较明显时,可以通过增大或减小防横弯矫直辊来消除,具体调整幅度视带钢中部分切取样片而定。(五)带钢经过拉矫机后 翘比较明显时的调试方法
带钢经过拉矫机后C 翘比较明显时,可以通过增大或减小防纵弯矫直辊来消除,具体调整幅度可以通过带钢检测平台目视或中部分切取样而定。来料板型很好,经过拉矫机以后,板型质量反而变差了。能引起这种现象的首先是带钢在炉内加热保温时间不够,造成不完全退火引起的。还有一种原因就是带钢冷却时边缘与中心冷却效果不一致,造成中部强度高、韧性差,边部强度低、塑性好,在拉矫的时候受相同的作用力,产生了不同的变形量所引起的。当带钢厚度不均匀的时候,也会引起这种现象。要解决这个问题,只能通过改进带钢退火工艺,提高来料质量可以解决。四、不同轧制工序对板型的影响
随着冷轧连轧机的出现,一些冷轧厂内既有连轧机也有单轧机,所以退火酸洗需要应对两种不同工艺的来料板型。在这种情况,如何调整拉矫参数,以保证获得客户满意的板型至关重要。下面对连轧机与单轧机产出带钢的板型,对酸洗拉矫可能出现的影响进行说明:(一)连轧机和单轧机对原料板型纠正能力的差异
原料(一般指白皮卷)所遗留下来的板型问题,单轧机通过多道次往复轧制,出入口均有板型辊及时反馈时时板型情况,操作人员可以每道次调整板型,一个道次调整不好,还可以在下一个道次进行调整,可以有效地改善原料板型缺陷。而连轧机,虽然在出入口也配置板型辊,但由于为连续轧制,一次过,纠正板型的时效性不高,在轧制厚料的时候,通常还没有调整好板型,带钢就已经轧制完成。因此,连轧机对原料的板型问题纠正能力相对单轧机的较差。(二)连轧与单轧工序板型控制的差异
由于冷轧连轧机支架(一般五支架、六支架)数量的限制, 轧制的道次一般都比单轧机少,如果遇到某个支架故障,还会出现抛支架生产的情况,这样轧制的道次就更少了。因此,连轧机为了获得较高的轧下率,第一支架的轧下率至关重要,一般都要在25%~30%之间。当带钢通过第一支架的时候,在如此大轧下率轧制的情况下,就会出现中浪,而中浪的程度会随着带钢厚度的递增而递增。经过第一支架大轧下率的加工硬化后,在高速运行的情况下,后续支架对板型矫正能力十分有限。而单轧机就不存在这个问题,它可以通过操作人员在每一个道次对板型进行调整,让最终板型趋于合理。(三)不同轧机板型的对拉矫机调整的影响
由于不同轧制工艺生产出来的带钢板型存在一定差异,因此,同一拉矫机对板型的调整也有一定的差异。不同轧制工艺生产的带钢,边浪、中浪、1/4浪、翘曲等缺陷经过拉矫机的调整方法基本一致,但连轧机由于第一支架是带钢出现的中浪,经后面支架轧制后会形成向非基准面的C翘。因此,拉矫机在调整防纵弯矫直辊时要给予带钢一个反向弯曲作为补偿,拉矫机调整出来的板型以向基准面C翘(如图3所示)为参考,才能使得带钢获得需要的平直度。而单轧机生产的带钢不存在C翘问题,拉矫机调整出来的板型以直线型(如图3所示)为参考,就可以获得带钢获得需要的平直度。由于连轧使带钢产生的C翘有随厚度递增而递增的关系,那么在调整拉矫机翘度H时,也要随成品厚度递增而递增。目前一般的宽板冷轧厂的常规成品厚度在0.3~3.0mm之间,调整的翘度H是也在10~40mm之间,具体的厚度区间定多少翘度视实际调试而定。
五、结论
不锈钢带钢经不同冷轧工艺的遗留或自身产生的板型问题,会给拉矫工序的调整带来一定的影响。边浪、中浪、1/4浪、翘曲等缺陷经过拉矫机的调整方法基本一致,而连轧工序导致带钢产生的C翘需要区别调整,调整的翘度H 随带钢成品的厚度递增而递增,以确保最终带钢的平整度。