对CRS辊式矫直机大压力矫直方案的研究与应用

杨居民

摘 要：无论何种生产设备，都有它设计能力的极限值。在钢铁轧制工艺流程中，对H型钢精整工序部分，辊式矫直机是产品在线精整的主要设备。大H型钢线生产H400×400规格系列中的H400×400、H400×408、H414×405、H428×407产品时，当钢种的屈服强度大于345MPa时，采用小压力矫直方案无法控制产品的侧弯；采用大压力矫直时，矫直机的矫直扭矩就会超过矫直能力极限值，矫直机就会自动跳电而无法正常工作。虽然优化了矫直机的扭矩保护值和升级了矫直机的万向接轴，但是大压力矫直还是存在自动跳电问题。为了解决这个问题，对CRS辊式矫直机进行了大压力矫直方案的研究工作。

关键词：CRS辊式矫直机；大压力矫直；低速矫直；矫直扭矩

1 矫直弯曲的原因及解决方案

1.1 矫直弯曲影响因素

（1）精轧轧件终轧形状。

①外观形状：轧件的左右、上下弯曲。其原因是精轧来料上下腿部金属量不均匀，导致轧件在切分轧制中金属流动不均衡，造成轧件翘头或扣头，并且上下腿部金属延伸不同。

②尺寸形状：轧件腹板横向、纵向断面尺寸偏离，轧件偏心。其原因是精轧机前、机后提升辊道高度与轧机中心线不匹配。

（2）精轧机孔型的不均匀磨损，由于轧辊冷却以及变形方式的不同，轧辊在轧制过程中的磨损也不同，使其轧机的孔型发生变化造成后期的轧件与矫直机矫直辊工艺参数、装配参数不匹配。

（3）矫直机设备能力，矫直机的矫直能力是设备顶层设计的问题。

（4）矫直机的矫直工艺参数即矫直压下量设置不合适。

1.2 针对以上影响轧件弯曲的预防措施

（1）研究精轧机孔型的微调技术，使金属塑性流动均匀及精轧机前后提升辊道与轧机中心线匹配。

（2）优化精轧机轧辊的冷却方式和轧制润滑技术，减小轧辊的磨损程度使其能和矫直机矫直辊的工艺参数相匹配。

（3）研究提升矫直机的最大能力，包括硬件的升级和优化控制软件的参数。

（4）优化矫直机压下规程，提高矫直质量以及研究利用矫直机前机后侧导辊对侧弯进行辅助矫直的调整方法。

2 提高矫直能力的主要措施

（1）矫直机采用大压力低速矫直，把矫直速度降到1m/s。随着矫直速度的降低钢材的变形抗力减小，矫直力随之也减小，这样矫直机的矫直扭矩同时减小。

（2）减小咬入矫直加速度，把矫直咬入速度设置为0.8m/s，矫直速度为1m/s，矫直加速度为0.2m/s2。这样可以减小从轧件咬入到正常矫钢瞬间增加的矫直扭矩，使矫直扭矩缓慢地增加，使矫直扭矩增加更缓和。

（3）冷床输出辊道速度稍大于矫直机速度，这样可以减小因矫直机的拉钢造成的附加矫直扭矩。

（4）放大矫直机扭矩保护的延时时间，由原来的0.2s增大到1.5s。

（5）優化矫直机大压力矫直的压下规程，如原来H400×400规格系列Q345B，大压力矫直的压下规程，如表1所示。

此时的大压力矫直压下规程，可以消除轧件的弯曲缺陷，但是矫直机工作时会自动跳电无法实现正常生产。

优化矫直机大压力矫直的压下规程，如表2所示。

此时的大压力矫直压下规程，可以安全消除轧件弯曲缺陷，并且矫直机能够正常工作，不再跳电，使生产更加顺畅。

3 优化大压力矫直压下规程的研究思路

大压力矫直方案的研究思路：矫直机自动跳电的根本原因是轧件的矫直扭矩超过矫直机的矫直扭矩能力。在轧件矫直时，轧件所需要的总矫直压力一定，即所需的总矫直扭矩一定；相对的放大矫直机的矫直扭矩是实现大压力矫直的关键。矫直时当轧件咬入到3号辊时跳电，说明2号辊压下太大，1号、2号、3号辊的矫直扭矩小于轧件矫直所需要的矫直扭矩；解决方法是适当减小矫直机2号辊压下值，增大4号、6号、8号辊的压下值，这样当轧件咬入矫直到3号辊时矫直机的1号、2号、3号辊的带动电机扭矩大于轧件的矫直扭矩，矫直机不跳电，轧件继续前进当运动到4号辊时，4号辊的矫直扭矩也起到带动作用。虽然1号、2号、3号、4号辊的矫直扭矩增加了，但随着4号辊的矫直扭矩的加入，矫直机的矫直扭矩是大于轧件所需要的矫直扭矩的，所以矫直机不跳电正常工作。以此类推，轧件运动到以后的各个矫直辊时，矫直机的总矫直扭矩的增加值大于轧件所需要的矫直扭矩增加值，矫直机正常工作。调整时，千万注意8号辊的压下值，不要超过该规格轧件钢种的塑性屈服极限压下值，否则轧件上弯。这种调整思路可以概括为：降大增小提扭矩，上下侧弯解决好。

4 结束语

无论何种设备在制造时有它的设计能力极限，在当时是能够满足生产需要的。但是随着市场对产品级别的不断升高，原来的设备就会出现设计能力不足的现象。我们总不能把原来的设备重新设计制造，这样新建工期不允许，投资也会很大。我们只有把原来的设备进行局部升级，优化设备的生产工艺参数，才能满足产品升级的需求。特别是优化设备的工艺参数，这项措施是低成本又及时的，所以从事工艺技术的工作人员，要深入生产现场掌握实际情况，深入研究各种设备的工艺参数，把现实的瓶颈问题解决好。

参考文献

[1]杨双成.辊式矫直机矫直方案的优选与压下量的计算[J].重型机械，2000，（6）：27-29.

（作者单位：山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂）