新型中厚板全液压热矫直机技术分析
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摘 要：以一台3500mm中厚板全液压热矫直机为例，对设备进行了完整的技术分析，包括新型全液压矫直机的特性、机械结构、自动化控制、生产能力的计算。
一、前言
近几年来，随着控轧控冷与直接淬火技术的采用，轧后板温降低、板形变坏、屈服强度增大、板厚范围加大加之用户对钢板加工自动化程度的提高，要求钢厂交货钢板的平直度也更加严格。因此，新型全液压矫直机都要求能力强，刚度大，自动化程度高，经矫后的钢板平直度好，残余应力小且分布均匀，板材表面质量好且无压痕。而且要做到操作安全可靠、作业率高，一道次矫直，矫直速度快，自动化水平高，还要减少投资规模。
二、新型中厚板全液压热矫直机的主要特点
新型中厚板全液压热矫直机具有以下特点：
2.1液压伺服调节辊缝，操作灵活和容易，超载保护；液压调节系统允许在矫直全过程中进行多个方式的位置调整（高度调节、摆动调节、倾斜调节、辊缝快速闭合和打开），辊缝控制在所有矫直阶段都有效，从而保证板子的端部有良好的矫直质量；同时可以补偿机架的弹跳变化。
2.2矫直辊液压弯辊，上矫直辊的预弯变形可以通过液压缸调节剖分式上压力框架来实现。
2.3快速换辊系统，包括辊盒设计。
2.4过热保护设计，包括矫直辊内部空心水冷和上框架水冷，此设计主要针对长钢板的连续矫直。
2.5入口和出口的下矫直辊通过液压马达和蜗轮减速机来调节其位置高度，操作者可以调节出口矫直辊位置来提高钢板的平直度。
2.6机架辊单独安装在中间框架底座上，由齿轮电机驱动，用于在矫直辊和入口/出口辊道之间输送钢板。
2.7热矫直机设计满足下列标准给出的矫直产品：
单道次与多道次矫直（包括反向矫直）
塑性变形率在60％～80%
矫直高强度的钢板。
压下调整速度快，8 mm/s，可缩短钢板品种规格频繁变化时的调整时间。
2.8微张力传动控制，通过双电机的分组传动控制，实现矫直过程中的微张力传动控制。在厚板领域，通过微张力控制改善接轴受力状况，消除扭矩峰值。对薄规格中板矫直过程中张力、摩擦力、延伸率之间的关系的研究表明张力可使板材延伸，达矫直要求的0.1～0.3%的延伸率，有效改善板型。中厚板矫直过程中张力作用于多个连续的、动态的弯曲单元，此时张力是通过矫直辊由于速度差产生的，其张力大小与机型、板厚、摩擦、压弯量等因素有关，通过精确计算为基础的矢量控制达到矫直机张力控制。
以下以一台3500mm中厚板全液压热矫直机为例对新型全液压矫直机的以上特点进行介绍。
三、新型3500mm中厚板全液压热矫直机的基本技术参数：
矫直机型式：四重十一辊
工作方式： 可逆式。
矫直钢板规格（厚×宽×长）： 6～60×1500～3300×3000～33000 mm
矫直钢板温度：250～850 ℃
矫直钢板冷态下最大屈服强度：Max. ～850MPa
传动的矫直辊数：11根(包括入口和出口边辊)
上矫直辊数: 5根
下矫直辊数: 6根
矫直辊规格: φ285×3500mm
最大矫直力（单向）：30000 KN
矫直辊辊距: 300mm（矫直辊与边辊之间辊距 400mm）
支承辊规格: φ290×265mm/边辊支承辊φ290×860mm
数量：上部6×5=30根，下部6×4+3×2＝30根
支承辊排数: 矫直辊下6排/边辊下3排
矫直机最大开口度：-25～260mm
上辊系倾动量:±10mm (沿轧制方向)/ ±5mm (左右方向)
压下方式：全液压压下，液压伺服控制
矫直速度：0～2m/s；变频调速控制
压下速度：0～±8mm/s，（快速打开速度最大15mm/s）液压伺服控制
换辊速度：0.5～1.5m/ min，变频调速控制
主电机： 600 kW 2台
压下AGC缸： φ640/φ475X300 4台
换辊电机： 15kW， 1台
机架辊电机：37kW， 2台
边辊调整：采用液压马达传动螺旋升降机，垂直调整量：+10mm～-25mm
矫直辊传动方式:由2台电机通过齿轮机座分组传动，在每个电机与减速机之间安装有安全接手。
矫直辊公切线标高：+830mm（前后辊道辊面标高+800mm）
矫直辊冷却方式: 内部通水冷却
矫直辊换辊方式：采用电机驱动链轮链条拖动，上下矫直辊系（包括支承辊）整体快速换辊，换辊时接轴准确定位
矫直辊换辊时间：一次换辊时间小于1小时（不含辊系吊装时间）
辊缝标定时间：小于10分钟。
机架刚度: ≥10000KN/mm；
方式：工作辊、支承辊轴承采用油气
轮机座及减速机采用稀油。
油集中采用智能。
矫直后钢板平直度达到下表中指标。
钢板平直度保证值(单位：mm/m)（纵向、横向）
四、矫直钢板的钢种及标准
矫直钢板的钢种主要包括：碳素结构钢板、优质碳素结构钢板、低合金高强度结构钢板、造船钢板、舰艇板、海洋平台用钢板、桥梁板、耐侯板、压力容器板、管线钢板、工程机械用钢板、高层建筑结构钢板、耐磨钢板、不锈钢、模具钢板等。见下表。
矫直钢板的钢种及标准（产品大纲）
五、矫直能力计算曲线图
衡量一台矫平设备性能好坏的重要指标即板材矫后平直度，而平直度与板材在矫直过程中的塑性变形有关。以下曲线计算得出的设备力能参数均以板材在矫直过程中在横截面上沿高度方向（即板厚）分别产生60%、80%以上塑性变形区，并使板材上下表面变形应力均匀为依据。