拉弯矫直原理(精)

1）双边浪:这主要是因为冷轧过程中，负弯 辊力过大，轧制力过高，轧辊凸度太小，工作辊 和支承辊的磨损，轧辊发热等因素造成两边延伸 大于中部。
2）单边浪:这是因为工作辊磨削时凸度曲线 不对，有横向差(直径一头大一头小)出口卷取机 轴承与支承间有间隙，使卷筒摆动，弯辊故障影 响，液压漏油等原因造成的带材一边延伸较其他 部分大。
易拉断σs=σb的带材。与此相反，拉伸弯曲矫直
机组中带材的张应力小得多，不会断带，也不会 影响带材质量，能耗比拉伸矫直机要小得多。
5) 在酸洗机组中作为机械破鳞装置。通过对热 轧来料的拉弯矫直处理，不但能改善板形，同时可 获得有效的破鳞效果，从而降低酸液消耗并显著提 高整个酸洗线的生产效率及带钢质量。
上式中当辊子直径不一样时：d (d1 d2 ) / 2 在
入口和出口辊子上： 。在交错布置的其他中
间辊子上： 2 。
Elongation与Intermesh之间关系 图1-7 Elongation与Intermesh之间关系
无论带材为何种材料,带材延伸率与带材 的前张力成直线的正比关系;为了消除带材的 “马鞍形”板形缺陷在矫直机的后部需要增加一 组直径逐渐增大的辊子用于最后的矫直。
ρ = △L/L
1-2
(2)波形表示法
在翘曲的钢板上测量相对长度来求出相对长度差
很不方便,所以人们采用更为直观的方法,即以翘曲 波形来表示板形，称之为翘曲度。将带材切取一段 置于平台之上，如将其最短纵条视为一直线，最长 纵条视为一正弦波，如图，则可将带钢的翘曲度λ 表示为：
λ =(R/L)*100%
连续式拉伸弯曲矫直技术是在拉伸矫直和辊 式矫直的基础上问世的,发挥了两种工艺的优点, 又打破了其局限性。具有以下特点：
1)厚度δ<2mm的板形缺陷，辊式矫直机很难 使带钢矫平，特别是δ< 0.5mm的带钢，在辊式 矫直机上几乎无法矫平。而（连续）张力矫正机 对瓢曲也无能为力，拉弯矫直机则能消除带材的 瓢曲、边浪和镰刀弯等三维形状缺陷。
结论
1)拉伸弯曲矫直机组对改善板形和破鳞都有很 好的效果，是目前薄板带矫正的最好方法。
2)只有带材的中心层发生了塑性流动(即原始中 心层的应力必须超过材料的屈服应力σs )才能真正 达到改善板形的作用。
3)影响矫直后带材板形的因素有来料板形、板 带厚度,各辊的切入深度,辊径,张力的大小及延伸 率等,尤其是各辊的切入深度的影响较大。
张力辊辊及其传动系统
张力辊组负责提供矫直所需的张力,它由入口张 力辊组和出口张力辊组组成。两个辊组都是驱动的， 但出口张力辊组的线速度高于入口张力辊组.张力辊 组常采用四辊式,即入口和出口辊组各由四个张力辊 组成.由于带材以“S”形经过这些辊子传导出来,所以 又称四辊式“S”辊组.
目前张力辊组常用的传动系统主要有集中传动 与单独传动两大类.在张力辊组的集中传动方式中,前 后张力辊组中的各个张力辊通过齿轮箱、行星齿轮差 动机构由一台主传动电机集体驱动，并由差动调速装 置产生带材矫平所需的延伸率。单独传动是指入口和 出口张力辊组中每个张力辊组都单独由直流电机或交 流变频电机传动。
带钢拉伸弯曲矫直破鳞原理
矫直原理
板形简述
带钢的板形问题包括带钢的横向厚差和带钢的平
直厚度度等hc与两轧个件方边面部。厚板度带h横e之向差厚来差表δh示t一,即般以轧件中部
δht= hc- he
1-1
直观上讲，所谓带钢的平直度是指其翘曲程度，
就其实质而言，是指带直观上讲，所谓带钢的平直
度是指其翘曲程度，就其实质而言，是指带钢内部
结论
(1)带通过拉矫后板形会发生显著的变化，通过 控制相关工艺参数的设置可以达到改善板形、 消除翘曲的目的，不同的辊子切入量搭配方案 将产生不同的带钢翘曲结果。 (2) 延伸辊组的辊径较小，因而，在切入量不大 时即可使带材产生较大的延伸。延伸辊组主要 是消除来料板带的浪形。平直的带钢经过1# 延 伸以后，产生下L翘和下C翘，经过1# 延伸和 2# 延伸以后，同样产生下L翘和下C翘，必须 通过后续反弯辊组消除这种缺陷。
连续拉弯矫直机的原理是弹塑性拉弯矫直理论。 带材在轧制及平整工序中由于不均匀延伸使内部产 生应力，当其值达到一定程度时，会造成板形的瓢 曲或浪形，拉弯矫直机改善板形正是利用了内应力 的存在。
需矫平的带材在张力辊组施加的张力作用下,连 续经过上下交替布置的多组小直径的弯曲辊剧烈弯 曲,如图1-4。
图1-4 连续拉伸弯曲矫直机示意图 1—入口张力辊； 2—导向辊；3—预弯矫直辊；4—抗横弯矫直辊；
带钢拉伸弯曲矫直破鳞原理
破鳞原理
氧化铁皮的破坏形式
压应力作用下的破坏形式
考虑一个性质均一的氧化铁皮在外载迅 速作用下的破坏形式，此时可忽略蠕变的作 用，而这时氧化铁皮在外力作用下的失效形 式通常为形成贯穿氧化物的裂纹(源于原本存 在的微裂纹).对于受侧向压缩作用的氧化物， 其破坏取决于沿氧化物与金属界面方向或平 行于此方向裂纹的增长。
1-3
L R
图1-1 板形表示法
另外,根据参考文献,可以得到和最长,最短纵
条相对长度差之间的关系为:
△L/L=π2 * λ2/4
1-4
上式表明带钢波形可以作为相对长度差的代 替量，因此只要测出带钢波形，就可以求出相对 长度差。
基于带钢矫直的特点，在矫直中的板形问题 主要是指平直度问题。它通常有如下几类：双边 浪，中浪，单边浪，肋浪，L翘和C翘。
应力与应变分析
资料表明:弹塑性体在弯曲和弹复的全过程中, 中性面都移向受压缩的一侧,带材的几何中间面被 拉伸,在反复弯曲过程中，其延伸率可以用叠加法 计算。
图1-5 拉伸弯曲应变和应力分布
图1-５ 给出了带材在两次拉伸弯曲过程中的 应力和应变分布.明确地表示了中性轴相对于中间 轴的偏移 .中心层发生了相对移动，也即是中心层 发生了塑性流动（即原始中心层的应力必须超过材
氧化物在受到拉应力作用时，由于应力 只能通过金属基体传给氧化铁皮，因此如果 基体自身的应变已超过屈服应变，此时氧化 铁皮将不能被施加更大的应力，当金属基体 的应变继续增加时，氧化物将变成一个个“孤 岛”，但其并不剥落，如图2-2所示。
图2-2 拉应力作用下的破坏形式
拉矫机工艺参数对破鳞的影响与控制
料的屈服应力σs）才能达到改善板形的作用．
包角
包角的示意图如下:
图1-6 包角示意图
关于包角根据几何关系可以得到:


cos1

p

p2 H 2 2d(H 2t) (2t)2 (d 2t)(d H )
p2 (d H )2

1-5
其中：２t为带钢的厚度；p为弯曲辊的间距； H为辊子的相对交错量。
3）中间浪: 这是因为在轧制过程中轧制力 过小，正弯太大，卷取张力过大弯辊给错了，轧 辊原始凸度不合理等因素造成中部延伸比边部大 而形成。
4）肋浪: 也称“眼睛”，这是因为冷轧时由 于各种原因造成局部延伸过大，位置既不在中间 ，也不在两边。板带材中晶粒度的不均匀分布在 压力加工时也可能引起这种缺陷。这种板形缺陷 很不好消除，这是平整所不希望见到的一种板形 缺陷。
连续式矫直机的入口和出口均设有张力辊, 带钢可以在较大的张力下进行更高速率的运行. 需矫平的带材在张力辊组施加的张力作用下， 连续经过上下交替布置的多组小直径的弯曲辊 剧烈弯曲，如图1-3。
Unit 2
Unit 1
4# B/R
图1-3 连续拉矫机组示意图
3# B/R
带材各条纵向纤维在拉伸和弯曲应力的联合 作用下,沿长度方向产生了不同程度的塑性延伸， 各条纵向纤维的长度趋向于一致，从而减小内应 力的不均匀分布，由纵向纤维长度差造成的板形 缺陷得以消除。其根本特点是在张力水平远低于 材料屈服极限的情况下（T=σs /10- σs /3）使带材 产生永久塑性延伸。
拉伸弯曲矫直的根本特点是在张应力水平远低
于材料屈服极限的情况下(T=σs /10- σs /3)使带材产 生了塑性延伸.金属带材拉伸弯曲矫直的主要问题有 以下三个：
(1)确定矫直不良板形所需要的带材延伸率。 (2)确定实现上述延伸率所需要的张力和矫正辊的半 径和数量。
(3)对工艺参数进行合理的调整，消除反复弯曲之后 带材产生的纵向卷曲(Curl)和横向卷曲(Gutter)。
5）L翘 在轧制时由于各种原因，造成带钢上 下表面的延伸不一致，从而使带钢沿长度方向呈现 向上或是向下的翘曲，这种翘曲在实际矫直中很难 消除 。
6）C翘: 带钢沿宽度方向呈现向上或是向下 的翘曲。
图1-2 板形示意图
连续拉伸矫直机组
按矫直方式，板带材矫直机可分为辊式矫直 机、张力矫直机、连续张力按矫直方式，板带材 矫直机可分为辊式矫直机、张力矫直机、连续张 力矫直机和连续拉弯矫直机等四类。这里介绍连 续张力矫直机.
6) 带钢退火后进入拉伸弯曲矫直，获得相应的 延伸，减小或消除退火屈服平台（即屈服点延伸 Yield Point Elongation），机械性能和板形有了明 显改善，其某些性能的改善超过冷平整的效果。
7) 用于热镀锌机组，可以使锌花更细致，镀层 更均匀。
8) 适用于几乎所有的带材加工作业线和各种金 属材料,矫正厚度范围广,尤其是厚度δ=0.1~2mm 的薄带效果更好,而且矫直速度高，一般工作速度 为30~700 m/min，最大可达1000 m/min。
拉伸弯曲矫直原理
半形缺陷的产生机理一般认为板形缺陷来源于 带钢横截面上各点沿轧制板形缺陷的产生机理一般 认为板形缺陷来源于带钢横截面上各点沿轧制方向 的延伸不相同，延伸较大的部分被迫受压，而延伸 较小的部分则被迫受拉。拉伸作用不会引起板形问 题，但是当压缩应力超过一定的临界值时，该部分 板材将产生不同形式的屈曲，边部延伸大就产生边 浪，中部延伸大就产生中浪，浪形产生的部位取决 于带钢局部延伸量偏大处。