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冷轧平整机工作原理简介

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  摘要:平整机在冷轧产品的生产过程中至关重要,文章从冷轧工艺原理入手,介绍了平整机的工作方式、工作原理和工艺的特点,阐述了平整机在提产冷轧产品质量上所起到的关键作用。
  关键词:平整机原理 作用
  
  通过冷轧而变成纤维状组织的带钢,在退火工序中由于再结晶而变为具有新的结晶组织的带钢。这种退火后的带钢几乎完全成为软质状态,因此不适用于加工,只要稍稍给予轻度冲压加工,带钢表面就会产生拉伸应变和不规则的滑移线,明显有碍外观。这种退火带钢办不能直接供给用户使用,必须进行平整轧制,即通过轻度的冷轧加工改善其材质、平整钢板形状。
  一、平整轧制的目的
  简单来说平整机的主要目的就是消除材料的屈服平台,防止加工时的拉伸应变;提高材料的屈服极限、降低屈服极限,以及扩大塑性加工范围;使带钢表面获得需要的粗糙度和光泽;矫正板材形状。
  经过冷轧和退火后的带钢表面会多少粘有一些脏物,其主要成分是铁、铁离子和碳,在干平整时这些脏物会污染环境。随着粘附程度的不同,在干平整时这些脏物会玷污工作辊。通常它们粘附在工作辊的端部,且以点状或凸斑状粘附在打毛的轧辊表面上,在平整时粘附了脏物的工作辊会在带钢边部留下周期性的压痕,最终导致带钢质量的降低。
  二、平整机工艺特点介绍
  带钢在平整时采用干平整及湿平整工艺。各自特点如下:
  (1)干平整特点
  所轧带材的表面可保持不受玷污;为下一步加工(渡锡)做准备;在轧辊与轧件间产生大的摩擦;保证只给轧件以有限延伸量和压下量;压下率一般为0.5%~6%。
  (2)湿平整特点
  不易压入杂质,或粘着杂质而产生辊痕缺陷,可以获得较大的压下量,确保延伸率;在平整后的带钢表面留下一层润滑的抗腐蚀或其他形式的薄膜;压下率可达10%。
  平整率
  由于平整压下率很小,难以测准其厚度差,因此用与压下率成比例的带钢长度变化率即延伸率来表示平整率,其表示式为:
  μ=(L1-L0)/L0*100%
  式中,μ-平整带钢延伸率;L0、L1-平整前、后带钢长度。
  延伸仪则是用对平整机前、后带速的测量来计算延伸率的,其公式为:
  μ=(Vh-VH)/VH*100%
  式中,μ-平整带钢延伸率;Vh、VH-平整前、后带钢速度。而带速可用与带钢同步的转动轮的转速来测量。
  张力测量
  开卷张力经入口张力辊后张力放大(见图1)。
  因 T1=T1eμ,T3=T2eμ
  式中,μ-带材与辊间的摩擦系数;T-包角,按弧度计算。
  卷取张力为开卷张力的1.4倍(见图2),经出口张力辊使张力缩小。
  因 T5=T6e",T4=T5e"
  结构说明
  以1450mm平整机为例,平整机主要由机架装配、工作辊辊系、支承辊辊系、轧辊弯辊装置、斜楔调整装置、推上缸、传动装置、底板、平台排烟罩及卷帘门等组成 。
  机架为闭式机架,机架上部由上横梁连接,下部由换辊轨道连接。工作辊和支承辊在机架窗口内,推上缸装于机架窗口下部,斜楔调整装置装于机架窗口上部。机架是构成轧机的主体部分,承受经轧辊传递的材料变形抗力,虽然机架受到轧制中的巨大拉力,但为进行精密的精轧轧制,机架必须具有低的延伸率和足够的刚度。工作辊辊系由上下工作辊、轴承座、轴承及油气润滑装置等组成。工作辊中心线对机架中心线向出口侧偏移5mm,使辊系稳定工作。轴承为四列圆锥辊子轴承。工作辊虽然不直接承受轧制力,但能使轧辊保持正确位置,并承受轧制动力和张力的反作用力,此外还承受来自轧辊平衡装置的压力,并且轧辊的轴推力也经常发生,因此工作辊的轴承必须相当兼顾。在平整轧制中,板形调整的手段是选择适当的轧辊凸度。在轧制操作用适当变换轧辊凸度的方法,是采用轧辊弯辊装置,也就是从外部靠油压力将轧辊加以弯曲的装置。轧辊弯辊装置由四个大缸块及四个工作辊弯辊缸块组成。大缸块固定在机架窗口两内侧面,工作辊弯辊缸块装于大缸块之中。每个大缸块上装有一个支承辊平衡缸和一个工作辊轨道升降缸。
  斜楔调整装置由两个斜度相反的上、下斜楔及液压缸组成,斜楔的角度为6°。斜楔用来补偿新旧轧辊的直径差,使轧制标高保持恒定。调整位置时,上、下斜楔同时动作。上、下斜楔各由液压缸带动,每个液压缸上都带有液压锁定缸,以保证平整时斜楔不动,轧制标高保持恒定。
  三、结语
  平整机实际上是采用小压下量的冷轧机,尽管轧制压力小,但工作辊直径做得比冷轧机稍大些,这样可以增加变形区长度,能显著改进带钢的平整效果。
  
  参考文献:
  1.王鹏,王社昌,李晓东等。新型平整机的技术特点及其应用。 重型机械2005(3)
  2.王业科。平整机及其在生产线上的应用。钢铁技术2002(3)
  注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文


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