供稿| 王麗敏，盧 銳，陳子剛，魯獻輝

高強韌性鋼板矯直工藝優(yōu)化

供稿| 王麗敏，盧 銳，陳子剛，魯獻輝

內(nèi)容導(dǎo)讀

針對近年來邯鋼中板廠高強韌性鋼板的比例大幅增加，但矯直機矯直能力不足的狀況，對十一輥矯直機矯直過程進行了分析，確定了對高強韌性鋼薄板實施大壓下量矯直方案，并采用矯直機輥系傾斜功能進行矯直，優(yōu)化了高強韌性鋼板的矯直工藝。

近年來，邯鋼中板廠高強韌性鋼板的比例進一步提高，工程建筑機械用鋼板以及容器板生產(chǎn)比例不斷增加，這些產(chǎn)品的屈服強度高，終軋溫度低，鋼板原始曲率不均勻，現(xiàn)有的矯直工藝不能滿足高強韌性鋼板不平度的質(zhì)量要求，本文通過對十一輥矯直機的矯直工藝過程進行分析，確定使用輥縫傾斜功能，從而對高強韌性鋼板的矯直工藝進行優(yōu)化，達到改善其不平度的目的。

矯直工藝現(xiàn)狀

§矯直設(shè)備§

邯鋼中板廠矯直機壓下部分由 2臺 22 kW交流變頻電機通過減速機、蝸輪減速機減速和出口、入口兩個電磁失電離合器，帶動4個壓下絲杠轉(zhuǎn)動使活動橫梁及上輥系沿機架內(nèi)側(cè)的滑板上下移動。

根據(jù)板材厚度、寬度、材料及原始曲率調(diào)整輥縫及開口度大小：兩臺電機聯(lián)動可實現(xiàn)上輥系整體上下調(diào)整；單獨調(diào)整入口或出口的壓下電機可實現(xiàn)上輥系的前后傾動；利用兩臺電機單動和電磁離合器的開關(guān)可實現(xiàn)4個壓下絲杠的單獨調(diào)整。

§工藝參數(shù)§

邯鋼中板廠矯直機為十一輥矯直機，入口與出口各有一根單獨傳動的導(dǎo)輥，上輥系可向出口、入口方向傾斜調(diào)整，鋼板的冷卻方式為內(nèi)部通水冷卻和外部冷卻。鋼板冷態(tài)下的最高屈服極限為550 N/mm2。矯直機具體工藝參數(shù)見表1。

表1 邯鋼中板廠矯直機工藝參數(shù)

§存在問題§

高強韌性鋼板屈服強度高，終軋溫度低，810～850 ℃，終冷溫度680～720 ℃，鋼板的原始板形曲率不均勻；12 mm以下的薄板，中間浪和邊浪極為嚴重；另外，控冷后冷卻不均勻也會導(dǎo)致板形惡化，使得鋼板矯直困難,矯直后仍存在不同程度的中間浪、邊浪及頭部翹扣,導(dǎo)致鋼薄板不平度在5 mm以上，高強韌性鋼的薄板不平度改判率居高不下。另外，由于高強韌性厚板的強度極大，而中板廠現(xiàn)有矯直機能力不足，矯直時對工作輥的沖擊極大，造成矯直機產(chǎn)生劇烈震動，甚至出現(xiàn)了將矯直機導(dǎo)輥撞斷的現(xiàn)象。

多輥矯直原理

輥式矯直機的矯直過程如圖1所示。

圖1 輥式矯直機的矯直過程

當(dāng)鋼板進入第一個輥子時，工作輥對鋼板不起彎曲作用，僅起到將鋼板導(dǎo)入的作用。當(dāng)鋼板進入第二個輥子時，鋼板的最大原始曲率仍為。從第二根輥子一直到第n-1根輥子，均對鋼板的矯直起作用。

如果反彎曲率（工作輥壓下量）足夠，經(jīng)過第二根輥子后，原始曲率為彎曲的部分被矯直，曲率由變?yōu)榱?。對于原始曲率為的上凸部分，由于受到同方向的彎曲，使彎曲變形很小，并且變形只在彈性范圍?nèi)，卸載后最大曲率仍為。鋼板是平直的部分（原始曲率為0）進入第二根輥后被彎曲到，發(fā)生了塑性變形，卸載后，殘余曲率為因此，第二根輥子消除了鋼板的負曲率，則進入第三根輥子的曲率范圍為

矯直工藝優(yōu)化方案

高強韌性鋼薄板的原始曲率較大，因此應(yīng)采用大壓下矯直方案，以消除原始曲率的不均勻度，使鋼板形成單值曲率；隨著鋼板向后移動，鋼板越來趨近于平直，不再需要較大的反彎力和反彎曲率，矯直機出口工作輥輥縫也應(yīng)當(dāng)隨之增大。

對于原始板形較差的10～20 mm的高強韌性薄鋼板，為了保證在矯后能有較小的不平度，初步確定采用大壓下量矯直方案和使用入口側(cè)輥縫小于出口側(cè)輥縫的輥系傾斜矯直方案。

§矯直機工作輥壓下量§

高強韌性鋼板受低終軋溫度、軋輥凸度等影響，鋼板原始曲率不均勻、變形抗力較大，因此應(yīng)根據(jù)不同屈服強度、溫度和鋼板規(guī)格來計算矯直機工作輥壓下量，并且對入口及出口工作輥壓下量進行優(yōu)化分配是提高鋼板矯直不平度的關(guān)鍵。

當(dāng)鋼板厚度小于20 mm時，采用傾斜矯直工藝，入口、出口工作輥壓下量計算公式：

當(dāng)鋼板厚度大于20 mm時，采用平行矯直工藝，壓下量計算公式：

其中，σs 為屈服強度，t為輥距，E為彈性模量，為矯直機的壓下過平衡系數(shù)，h為鋼板厚度。

根據(jù)計算公式,可以對不同厚度規(guī)格的高強韌性鋼板及高強度船板進行壓下量計算。以20 mm以下厚度 Q550D鋼板為例 ，計算結(jié)果如表2，并且給出了優(yōu)化后矯直壓下量分配情況。

表2 優(yōu)化后 10～20 mm Q550D矯直壓下量分配表

結(jié)束語

邯鋼中板廠針對高強韌性鋼板生產(chǎn)比例增加的現(xiàn)狀，對鋼板的矯直過程和矯直工藝性能進行了分析，確定了對高強韌性薄鋼板實施大壓下量矯直技術(shù)和采用入口側(cè)輥縫小于出口側(cè)輥縫的輥系傾斜矯直方案，并以Q550D為例對矯直機壓下調(diào)整方式進行了優(yōu)化和改進，顯著提高了高強度鋼板的矯直不平度，穩(wěn)定了高強韌性鋼板板形。

[1] 鄒家祥.軋鋼機械（第三版）.北京：冶金工業(yè)出版社，2000

[2] 劉鴻文.材料力學(xué)（上冊）.北京：高等教育出版社，1982

[3] 崔甫.矯直原理與矯直機械.北京：冶金工業(yè)出版社，2002

[4] 孫本榮 王有銘 陳瑛.中厚鋼板生產(chǎn).北京：冶金工業(yè)出版社，1993

Leveling Process Optimization of High Strength and High Toughness Steel Plate

WANG Li-min, LU Rui, CHEN Zi-gang, LU Xian-hui

book=53,ebook=27

邯鄲鋼鐵集團有限責(zé)任公司，河北 邯鄲 056000