趙 崠 吳慶君

(1.太原重工股份有限公司矯直機(jī)研究所，山西030024；2.淮南市石油化工機(jī)械設(shè)備有限公司技術(shù)部，安徽232033)

高強(qiáng)度寬厚板熱矯直機(jī)所需矯直鋼板溫度高達(dá)450～950℃，矯直板材厚度范圍廣、承受矯直力大，要求矯直精度高，為滿(mǎn)足矯直力能參數(shù)的要求，往往需選用較大的矯直輥徑；通常中厚板熱矯直機(jī)的輥數(shù)為九輥，因?yàn)檩^少的輥數(shù)和較大的輥徑值會(huì)降低板材的矯直精度，所以必須制定合理的矯直方案以達(dá)到矯直精度的要求。制定矯直方案要結(jié)合所需矯直板材的特點(diǎn)，矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也需符合矯直方案的調(diào)整要求，因此熱矯直機(jī)必須針對(duì)矯直鋼板溫度高、矯直精度要求高、矯直節(jié)奏快、輥縫參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)便快捷的特點(diǎn)制定相應(yīng)的矯直工藝，并按此工藝調(diào)整要求進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

為提高矯直效率，應(yīng)使板材殘余曲率的不均勻性迅速縮小，在滿(mǎn)足矯直力能參數(shù)條件下多采用大變形矯直方案，因此軋件在各輥下的壓彎量逐漸減小是矯直過(guò)程中的1個(gè)重要特點(diǎn)，由于矯直機(jī)的下排矯直輥固定，所以要實(shí)現(xiàn)各輥壓彎量逐漸減小，需通過(guò)對(duì)上排矯直輥的壓下量進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。

大變形矯直方案大致劃分為大變形線(xiàn)性遞減方案與大變形小殘差方案，這兩種方案在上排矯直輥調(diào)整方式上分別對(duì)應(yīng)于整體調(diào)整方式與各輥獨(dú)立調(diào)整方式。其中上排矯直輥整體調(diào)整方式的壓彎量是按較小的等差值逐漸減小的，其矯直過(guò)程比較緩慢，并且殘留曲率收斂規(guī)律不完全一致，所以此矯直方案在較少輥數(shù)條件下的矯直精度相對(duì)較低，但此矯直方案具有壓下參數(shù)設(shè)置方便快捷、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。另外，處于高溫狀態(tài)的板材屈服強(qiáng)度很低，屈服強(qiáng)度的降低也使材料的最小彈復(fù)曲率降低，從而降低了殘留曲率值，相應(yīng)的提高了矯直精度，因此大變形線(xiàn)性遞減方案是適用于寬厚板熱矯直機(jī)的。

1 矯直方案及其應(yīng)用

九輥中厚板熱矯直機(jī)的上矯直輥系調(diào)整方式如圖1所示。

圖1 上矯直輥系調(diào)整方式

1.1 矯直方案

因?yàn)樯吓懦C直輥為整體調(diào)整方式，所以在傾斜調(diào)整時(shí)壓下量是線(xiàn)性遞減的，其大變形矯直方案為：第2輥按相對(duì)反彎曲率5.5設(shè)定壓下量，第8輥按相對(duì)反彎曲率1設(shè)定壓下量，中間各輥壓下量按線(xiàn)性遞減自然形成。按此方案板材在各矯直輥下的曲率變化見(jiàn)表1。

表1 各矯直輥下的曲率變化Table 1 Curvature variation under each straightening roller

由表1可以看出，由于壓彎量是按較小的等差值逐漸減小，其反彎過(guò)程比較緩慢，加之寬厚板矯直機(jī)的輥數(shù)較少，所以此矯直方案最終的矯直精度相對(duì)較低。

1.2 矯直方案的應(yīng)用

以圖1所示九輥中厚板熱矯直機(jī)對(duì)矯直最為困難的薄板進(jìn)行矯直為例進(jìn)行說(shuō)明，矯直輥主要技術(shù)參數(shù)如下：

輥數(shù)n：9；

輥徑D：220 mm；

輥距t：260 mm；

下邊輥輥距t1：340 mm；

輥縫調(diào)整方式：上排矯直輥整體調(diào)整，下排邊輥可單獨(dú)調(diào)整；

板材厚度h：6 mm；

矯直鋼板溫度：450～950℃；

板材屈服強(qiáng)度Re：≤250 MPa(熱態(tài))。

壓彎量的設(shè)定如下：

(1)計(jì)算第8輥處壓彎量δ8：

δt6為厚度6 mm板材的彈性極限撓度，計(jì)算公式如下：

δt6=2l2Re3Eh=0.56 mm

式中，l為輥系內(nèi)零彎矩點(diǎn)到壓力作用點(diǎn)間的距離，l=0.25t=65 mm。

(2)計(jì)算第2輥處壓彎量δ2：

δ2=2δw2=3.808 mm

按以上計(jì)算結(jié)果設(shè)定上排第2輥與第8輥壓彎量后，就完成了輥縫值設(shè)定。

(3)按第8輥相對(duì)殘留曲率Cc8計(jì)算矯直精度：

ρc8為Cc8對(duì)應(yīng)的殘留曲率，ρc8=Cc8ρw=0.000 021 mm-1；

由上計(jì)算得出，矯直厚度6 mm的薄板，每1 m長(zhǎng)的工件有2.63 mm的撓曲度，作為熱矯直機(jī)這個(gè)矯直精度是相對(duì)較高的。另外，對(duì)于厚板的矯直精度在板材屈服極限滿(mǎn)足力能參數(shù)的條件下都會(huì)高于此例。

2 上排矯直輥整體調(diào)整裝置

為實(shí)現(xiàn)以上調(diào)整方案設(shè)計(jì)了上排矯直輥整體調(diào)整裝置，通過(guò)安裝在機(jī)架橫梁與活動(dòng)梁間的4個(gè)HAGC液壓缸的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)四缸同步調(diào)整可實(shí)現(xiàn)上輥系的垂直調(diào)整，分組調(diào)整可實(shí)現(xiàn)上輥系的傾斜調(diào)整。

3 結(jié)論

采用大變形線(xiàn)性遞減矯直方案，具有上排矯直輥整體調(diào)整功能的中厚板熱矯直工藝參數(shù)設(shè)定便捷，針對(duì)高溫板材的性能特點(diǎn)滿(mǎn)足矯直精度要求。為了提高大變形壓下量的入口咬入條件，第1輥與第9輥采用大輥距，并設(shè)有獨(dú)立調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過(guò)特定的“咬入控制”解決了最小板厚的咬入條件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄板進(jìn)行矯直，再配有液壓HAGC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和上輥系整體預(yù)彎技術(shù)將極大的提高成品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。