冷連軋拉矯機破鱗效果研究

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

隨著客戶對產品質量的要求越來越高，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。拉矯機廣泛應用于冷軋生產線，拉矯機位于酸洗槽前，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，從而易于酸洗的進行。通過研究冷連軋拉矯機工藝參數對破鱗效果的影響，分析了拉矯機工藝參數改變后的破鱗效果。

1 拉矯機結構及破鱗工作原理

拉矯機為無驅動盒式，每個工作輥為剛性支撐，拉矯機為三輥式裝置，由兩個延伸單元（四個工作輥）和一個抗彎單元組成。拉矯機由機架和上下輥盒組成。上輥盒通過氣缸夾持在上機架上，下輥盒通過齒輪電機帶動絲杠機構升降。

拉矯機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，采用機械方法反復彎曲，基體材料受力后產生一定的塑性變形，表面氧化鐵皮則由于不具有塑性且破壞強度較低，同時與鐵基體附著力差，這樣當氧化鐵皮不能適應金屬形狀變化而引起的內應力大于其破壞強度時，便要破裂[1]。

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

延伸率是拉矯機在生產過程中控制帶鋼力學性能的唯一形變指標，不同鋼種、不同規(guī)格的帶鋼，其拉矯機使用的延伸系數不同，因此在拉矯機工作過程中必須合理設定延伸率，使帶鋼有適當的變形，才能得到較好的板形[3]。

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

2 拉矯機破鱗效果研究

為了提高拉矯機的破鱗效果，對機組的原拉矯工藝參數進行了優(yōu)化，通過對比拉矯機參數優(yōu)化前后，單位面積質量對比、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 單位面積質量對比

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

表1 拉矯工藝參數優(yōu)化前單位面積質量

表2 拉矯工藝參數優(yōu)化后單位面積質量

板材在工藝參數優(yōu)化前后完成酸洗前，計算出單位面積質量進行比較。面積：S=(上底+下底）÷2×高（mm2）

單位面積質量為帶鋼基體與氧化鐵皮質量和，單位面積質量越小，則氧化鐵皮質量越小，破鱗效果越好。圖1 中可知參數優(yōu)化后單位面積質量較小，說明參數優(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。分析拉矯機工藝參數對破鱗效果的影響。

圖2 拉矯工藝優(yōu)化前驅動側氧化鐵皮厚度

圖3 拉矯工藝優(yōu)化前工作側氧化鐵皮厚度

圖4 拉矯工藝優(yōu)化后驅動側氧化鐵皮厚度

圖5 拉矯工藝優(yōu)化后工作側氧化鐵皮厚度

根據圖6 所示，拉矯工藝參數優(yōu)化后氧化鐵皮厚度小于拉矯工藝參數優(yōu)化前，說明拉矯工藝參數優(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下拉矯前后帶鋼表面氧化鐵皮厚度，分析工藝參數對拉矯機破鱗效果的影響。帶鋼經過拉矯之后，氧化鐵皮只有部分脫落，而未脫落的氧化鐵皮在拉矯機的張力作用下會產生裂紋的擴展而斷裂。利用光學顯微鏡分別觀察帶鋼拉矯工藝參數優(yōu)化前后帶鋼試樣的表面情況，所得結果如圖7、圖8所示。

圖7 延伸率為2%時氧化鐵皮破裂圖

圖8 延伸率為3%時氧化鐵皮破裂圖

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

表3 參數優(yōu)化前后氧化鐵皮破裂情況對比

破鱗拉矯機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生裂紋和使原有裂紋擴展，原氧化鐵皮層產生斷裂，變得疏松，從而使得酸液更加容易進入氧化鐵皮層，加快酸洗速度。如圖9中，可以看出，延伸率優(yōu)化后的裂紋數量比優(yōu)化前裂紋數量有明顯增加，說明拉矯工藝參數優(yōu)化后，破鱗效果較好。

圖9 氧化鐵皮裂紋數量對比圖

3 結束語

通過本文可以知道，拉矯機在冷連軋機組有著舉足輕重的地位，是機組必不可少的設備之一，通過測試帶鋼拉矯后板材單位面積質量、氧化鐵皮厚度、氧化鐵皮裂紋數量，可以得出拉矯機能有效地將熱卷氧化鐵皮進行剝離，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，延伸率對拉矯機的破鱗效果有著非常重要的作用，拉矯工藝參數優(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，不斷提高產品質量，可以從提高拉矯機延伸率進行考慮。