冷連軋拉矯機(jī)破鱗效果研究

陳壯

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司冷軋總廠，安徽馬鞍山 243000）

前言

隨著客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，在軋制前將酸洗后帶鋼表面的氧化鐵皮完全去除越來越重要。拉矯機(jī)廣泛應(yīng)用于冷軋生產(chǎn)線，拉矯機(jī)位于酸洗槽前，用于改善帶鋼的板形，并通過拉伸和彎曲來破碎帶鋼表面的氧化鐵皮，從而易于酸洗的進(jìn)行。通過研究冷連軋拉矯機(jī)工藝參數(shù)對破鱗效果的影響，分析了拉矯機(jī)工藝參數(shù)改變后的破鱗效果。

1 拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)及破鱗工作原理

拉矯機(jī)為無驅(qū)動(dòng)盒式，每個(gè)工作輥為剛性支撐，拉矯機(jī)為三輥式裝置，由兩個(gè)延伸單元（四個(gè)工作輥）和一個(gè)抗彎單元組成。拉矯機(jī)由機(jī)架和上下輥盒組成。上輥盒通過氣缸夾持在上機(jī)架上，下輥盒通過齒輪電機(jī)帶動(dòng)絲杠機(jī)構(gòu)升降。

拉矯機(jī)的工作原理是利用鐵基體與氧化鐵皮覆層材料性能的巨大差異，采用機(jī)械方法反復(fù)彎曲，基體材料受力后產(chǎn)生一定的塑性變形，表面氧化鐵皮則由于不具有塑性且破壞強(qiáng)度較低，同時(shí)與鐵基體附著力差，這樣當(dāng)氧化鐵皮不能適應(yīng)金屬形狀變化而引起的內(nèi)應(yīng)力大于其破壞強(qiáng)度時(shí)，便要破裂[1]。

所以當(dāng)帶鋼通過拉矯機(jī)的彎曲輥時(shí),帶鋼兩個(gè)表面變形情況不同，一個(gè)表面受到張力拉伸,氧化鐵皮受拉產(chǎn)生裂紋，而與彎曲輥相接觸的另一面受到壓縮力的作用，氧化鐵皮會(huì)被擠碎成網(wǎng)狀，有的不再附著于基體上，直至脫落[2]。

延伸率是拉矯機(jī)在生產(chǎn)過程中控制帶鋼力學(xué)性能的唯一形變指標(biāo)，不同鋼種、不同規(guī)格的帶鋼，其拉矯機(jī)使用的延伸系數(shù)不同，因此在拉矯機(jī)工作過程中必須合理設(shè)定延伸率，使帶鋼有適當(dāng)?shù)淖冃危拍艿玫捷^好的板形[3]。

拉伸變形降低了氧化鐵皮的致密程度，使得氧化鐵皮產(chǎn)生裂紋而容易剝落，同時(shí)酸液容易進(jìn)入到氧化鐵皮層的裂紋中，提高了酸洗的效果[4]。

2 拉矯機(jī)破鱗效果研究

為了提高拉矯機(jī)的破鱗效果，對機(jī)組的原拉矯工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，通過對比拉矯機(jī)參數(shù)優(yōu)化前后，單位面積質(zhì)量對比、氧化鐵皮厚度對比、帶鋼表面氧化鐵皮破裂程度對比，分析優(yōu)化前后的破鱗效果。

2.1 單位面積質(zhì)量對比

通過對比拉矯前后單位面積質(zhì)量見表1、表2，確定帶鋼過拉矯機(jī)時(shí)，氧化鐵皮剝落情況，分析拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化前后的破鱗效果。

表1 拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化前單位面積質(zhì)量

表2 拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化后單位面積質(zhì)量

板材在工藝參數(shù)優(yōu)化前后完成酸洗前，計(jì)算出單位面積質(zhì)量進(jìn)行比較。面積：S=(上底+下底）÷2×高（mm2）

單位面積質(zhì)量為帶鋼基體與氧化鐵皮質(zhì)量和，單位面積質(zhì)量越小，則氧化鐵皮質(zhì)量越小，破鱗效果越好。圖1 中可知參數(shù)優(yōu)化后單位面積質(zhì)量較小，說明參數(shù)優(yōu)化后，延伸率增加后，帶鋼破鱗效果變好。

圖1 單位面積質(zhì)量比對比圖

2.2 帶鋼表面氧化鐵皮厚度對比

通過對比在帶鋼在拉矯前、拉矯后帶鋼試樣氧化鐵皮的厚度，分別見圖2～圖5。分析拉矯機(jī)工藝參數(shù)對破鱗效果的影響。

圖2 拉矯工藝優(yōu)化前驅(qū)動(dòng)側(cè)氧化鐵皮厚度

圖3 拉矯工藝優(yōu)化前工作側(cè)氧化鐵皮厚度

圖4 拉矯工藝優(yōu)化后驅(qū)動(dòng)側(cè)氧化鐵皮厚度

圖5 拉矯工藝優(yōu)化后工作側(cè)氧化鐵皮厚度

根據(jù)圖6 所示，拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化后氧化鐵皮厚度小于拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化前，說明拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化后，延伸率增加后，帶鋼破鱗效果變好。

圖6 氧化鐵皮厚度對比圖

2.3 帶鋼表面破裂程度對比

通過對比各工藝參數(shù)下拉矯前后帶鋼表面氧化鐵皮厚度，分析工藝參數(shù)對拉矯機(jī)破鱗效果的影響。帶鋼經(jīng)過拉矯之后，氧化鐵皮只有部分脫落，而未脫落的氧化鐵皮在拉矯機(jī)的張力作用下會(huì)產(chǎn)生裂紋的擴(kuò)展而斷裂。利用光學(xué)顯微鏡分別觀察帶鋼拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化前后帶鋼試樣的表面情況，所得結(jié)果如圖7、圖8所示。

圖7 延伸率為2%時(shí)氧化鐵皮破裂圖

圖8 延伸率為3%時(shí)氧化鐵皮破裂圖

通過對圖7 和圖8 氧化鐵皮單位面積內(nèi)，裂紋數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表3。

表3 參數(shù)優(yōu)化前后氧化鐵皮破裂情況對比

破鱗拉矯機(jī)的主要作用是使得小部分帶鋼表面氧化鐵皮剝落，并使帶鋼表面氧化鐵皮產(chǎn)生裂紋和使原有裂紋擴(kuò)展，原氧化鐵皮層產(chǎn)生斷裂，變得疏松，從而使得酸液更加容易進(jìn)入氧化鐵皮層，加快酸洗速度。如圖9中，可以看出，延伸率優(yōu)化后的裂紋數(shù)量比優(yōu)化前裂紋數(shù)量有明顯增加，說明拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化后，破鱗效果較好。

圖9 氧化鐵皮裂紋數(shù)量對比圖

3 結(jié)束語

通過本文可以知道，拉矯機(jī)在冷連軋機(jī)組有著舉足輕重的地位，是機(jī)組必不可少的設(shè)備之一，通過測試帶鋼拉矯后板材單位面積質(zhì)量、氧化鐵皮厚度、氧化鐵皮裂紋數(shù)量，可以得出拉矯機(jī)能有效地將熱卷氧化鐵皮進(jìn)行剝離，且能使大塊的氧化鐵皮破裂，為后續(xù)酸洗提供了便利的條件，延伸率對拉矯機(jī)的破鱗效果有著非常重要的作用，拉矯工藝參數(shù)優(yōu)化，延伸率增加，帶鋼的破鱗效果明顯更好。因此為了保證氧化鐵皮的完全剝離，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，可以從提高拉矯機(jī)延伸率進(jìn)行考慮。