拉弯矫直原理

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。
5—抗纵弯矫直辊； 6—导向辊；7—出口张力辊
在Scale Breaker中,Breaking Unit有延伸带钢 作用，Leveling Unit起矫直带钢作用．在这里把 Breaking Unit １＆２当作１＆２＃延伸，Leveling Unit当作１＃反弯．
1#反弯
2#延伸
1#延伸
带钢矫直处理原则
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
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。
沿横向残余应力的分布。板形的定量表示，即板形
的表示方法，既是生产中衡量板形质量的需要，也
是研究板形问题和实现板形自动控制的前提条件。
因此，人们依据各自不同的研究角度及不同的板形
控制思想，采取不同的方式定量描述板形。
常见的表示方法主要为相对长度差表示法和波形 表示法。
(1)相对长度表示法:
将轧后翘曲的带钢裁成若干纵条并铺平，则可清楚 的看出横向各点的不同延伸。一个比较简单的方法 就是取横向上不同点的相对长度差△L/L来表示板形。 其中L是所取基准点的轧后长度,△L是其它点相对基 准点的轧后长度差。相对长度差也称为板形指数ρ。
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）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。
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。
板形好的带材可能需要0.5%的带材延伸 率;一般的板形需要的带材延伸率可达到1%； 而板形严重的带材所需要延伸率可达到1.5%； 不论带材强度高低,带材的延伸率与带材的前 张力成直线关系;在带材延伸率不变的情况下， 随着矫直辊直径的增加带材的张力增加 .
为了控制对强度性能和时效的影响，就低 合金钢而言延伸率可达到2%。对机械除磷而 言带材的延伸率0.5~1.0%是足够的。
资料表明,氧化物受压时的剥落可通过两 个过程产生,通过哪一过程则取决于氧化铁皮 自身强度及其与基体界面结合强度之间的关 系。当界面牢固而氧化铁皮脆弱时为图2-1中 的路径1，反之当氧化铁皮与基体界面的结合 强度相对较小时，剥落通过路径2产生。
图2- 1压应力作用下的破坏形式
拉应力作用下的破坏形式
带钢拉伸弯曲矫直破鳞原理
矫原理
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
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。
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.
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。
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。
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；
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
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。
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。
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)。
拉矫破鳞工作原理
利用铁基体与氧化铁皮覆层材料性能的 巨大差异，采用机械方法反复弯曲，基体材料 受力后产生一定的弹塑性变形,表面氧化铁皮则 由一于不具有塑性且破均强度较低,同时与铁基 体附着力差,这样当氧化铁皮不能适应金属形状 变化而引起的内应力大于其破坏强度时,它便要 破裂。带材在经过弯曲辊时上下表面处于不同 的应力状态，最终产生不同形式的氧化铁皮剥 落，这就是拉矫机破鳞的原理所在。