拉矫机破鳞原理的研究.doc

拉矫机破鳞原理的研究 王建国　李同庆 　　摘要　分析总结了拉矫机破鳞理论，研究了拉矫机工艺参数与破鳞效果之间的关系，提出了酸洗拉矫机工艺参数优化的准则，同时就拉矫在破鳞方面的发展提出建议。 　　关键词　拉矫机　破鳞原理　带钢 RESEARCH ON THE DESCALING FUNCTION OF TENSION LEVELLER Wang Jianguo　Baotou Institute of Iron Steel? Li Tongqing　University of Science Technology Beijing 　　Abstract The descaling theory of tension leveller was analyzed， and the connection between the descaling result and the varyings of technological parameter of the equipment was approached．The rule to optimize the function of tension leveller was given， furthermore， the application tendency of the tension leveller to descaling process was described． 　　Key Words Tension Leveller， Descaling， Strip 1 前　　言 　　随着经济发展及技术的进步，国内外市场对冷轧薄板质量的要求越来越高，因此如何在各工序采取措施来提高其质量便成为冷轧厂的当务之急。酸洗拉伸弯曲矫直机作为热轧、冷轧之间承前启后的一台设备，在除鳞的高速、高效化以及对板形的改善方面起到了举足轻重的作用，特别是对近年发展起来的酸洗—冷轧联机技术的实现，更成为一种决定性的因素。以往人们研究的重点集中于其对板形质量的改善，这一点已取得了明显的效果，但如今已逐步感受到充分发挥拉矫机破鳞功能对于提高带材表面质量进而提升带钢总体质量水平以及生产顺行的重大意义。生产实践也表明，近年来随着板形质量水平的逐渐提高，带材表面质量问题日益凸显。如何使酸洗拉矫机在实际应用中更好的兼顾改善板形与破鳞的双重功能，这实际上是一个拉矫机工艺性能的优化问题，这一问题的解决亦有赖于拉矫机破鳞理论的研究。 2 氧化铁皮的破坏形式［1］ 2．1　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。EVANS的研究结果表明，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1　压应力作用下的破坏形式 2．2　拉应力作用下的破坏形式　　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所示。 图2　拉应力作用下的破坏形式 3　拉矫机工艺参数对破鳞的影响与控制 3．1　拉矫机破鳞工作机理　　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，表面氧化铁皮则由于不具有塑性且破坏强度较低，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。较典型的拉矫机如宝钢的酸洗拉矫机的工艺示意见图3。 图3　宝钢酸洗拉矫机工艺简图 3．2　延伸率的影响　　用拉矫机进行机械除鳞处理时，若使带钢产生一定的延伸率，则对以后的酸洗效果有很大影响。因为带钢酸洗速度的快慢直接取决于带钢表面氧化铁皮的破碎程度，而一般随延伸率的增大，带钢表面的氧化铁皮破碎程度会增加，因此破鳞效果也就越好，除鳞速度也越高。但这一趋势却不是一直有效的，尽管对饱和点的位置还有不同看法，但形成共识的却是酸洗速度将随着延伸率的提高到某一值时趋于饱和，即超过这一点后破鳞效果将不再随延伸率的增大而再有明显的改善。文献［2］提出除鳞速度的上升，当延伸率达到约1%时出现了大致饱和的倾向。另一