辊式矫直

冶金工程术语

辊式矫直是轧材从上下两排相互交错排列的辊子之间通过时因受到多次反复弯曲而得到的对形状缺陷的矫正。辊式矫直在辊式矫直机或斜辊矫直机上进行。辊式矫直机广泛地用于板带材和型材的矫直，斜辊矫直机则用于管棒材的矫直。

辊式矫直原理

在轧制产品中，除一些大断面轧件的形状缺陷表现为数值和方向都相同的初始状态曲率(原始曲率1/r0)以外，多数轧件的形状缺陷则表现为原始曲率的数值和方向都是不定的(在0～±1/(r0)min之间)。对于后一类轧件，在经过同一曲率的弹塑性反弯后，残余曲率有趋向一致的特性，并经适量的反弯后能实现矫直。理想弹性材料矩形断面轧件上两段方向不同的初始状态曲率经过3次反弯矫直的曲线如图1所示。

该图的横坐标是轧件曲率与屈服曲率(外力矩达到屈服力矩Mw时轧件的总变形曲率，以1/ρw表示)的比值，纵坐标表示弹性弯曲时的曲率1/ρy与屈服曲率1/Pw的比值(称弹复曲率Cy)。当m段的相对原始曲率(1/r0)/(1/Pw)=Cr0=1，n段的相对原始曲率Cr0=-1时，经相对反弯曲率Cρ=(1/ρ)/(1/ρw)=3的弯曲(图中位置1)并弹复后，其残余曲率值已很接近。这两个残余曲率将是下一次反弯的原始曲率。第2次反弯时的反弯曲率Cρ=3(图中位置Ⅱ)，弹复后残余曲率已相等，再选择一个合适的反弯曲率(例如图中选Cρ=1.44，位置Ⅲ)，弹复后轧件就被矫直了。

从辊式矫直原理可以看出，矫直原始曲率不均匀的轧件时，施加的弯曲总曲率越大，其残余曲率1/r的差值就越小，矫直效率可提高。按此原理，前面几个辊子采用大压下量，使轧件各部位的反弯曲率均达到较大数值，残余曲率不均逐渐减小，从第4个辊子后各辊压下量依次减小，则轧件能较快获得平直。这样可用较少辊数获得较好的矫直效果，提高矫直效率。薄板和带材的瓢曲、单双边浪形等二维、三维缺陷，可采用带有支承辊并具有工作辊挠度调整装置的矫直机矫直。斜辊矫直机与辊式矫直机工作原理相同，区别在于斜辊矫直机的矫直辊具有类似双曲线的空间曲线形状，且上下两排矫直辊轴线互相交叉，矫直时管棒材边旋转边前进。

矫直方案

在辊式矫直机上，按照每个辊使板材产生的变形程度和最终消除残余曲率的方法，可以有多种矫直方案。

（1）小变形矫直

小变形矫直，就是每个辊采用的压下量刚好能矫直前面相邻辊处的最大残余弯曲，从而使残余弯曲逐渐减小。由于板的最大原始曲率难以预先确定与测量，因而，小变形矫直方案只能在某些辊式矫直机上部分地实施。这种方案的主要优点是板的总变形曲率小，矫直所需的能量也小。

（2）大变形矫直

大变形矫直，就是前几个辊采用比小变形矫直大得多的压下量，使板材得到足够大的弯曲，以消除原始曲率的不均匀度，形成单值曲率，后面的辊接着采用小变形矫直。对于有加工硬化的板材，在采用大变形矫直时，由于材料硬化后的弹复曲率较大，故反复弯曲的次数应增多或加大反弯曲率值。

采用大变形矫直可以用较少的辊获得更好的矫直。但若过分增大板材的变形程度，则会增加内部的参与应力，影响产品品质，增大矫直机的能量消耗。

辊式矫直机调整

辊式矫直机的调整方法有：(1)上排工作辊可单独调整，一般5～9辊型钢矫直机用这种方法;(2)上排工作辊整体平行调整，一般用于7～11辊钢板矫直机，矫直中厚; (3)上排工作辊整体倾斜调整，此法符合矫直过程的变形特点，用于7～29辊钢板矫直机，矫直薄板和极薄板;(4)上排工作辊局部(单侧或双侧)调整，即矫直机在出口处或入口和出口处的局部上排辊可倾斜调整，上排其余各辊整体平行调整。此法集中了平行调整与整体调整的优点，适合矫直薄板带材。

现代辊式矫直机还可以通过数控系统对矫直辊进行精确的负荷调节，进出口辊可在带负荷的条件下进行单独调节。上矫直辊还可以横向倾斜，以消除板带的单边浪形。矫直机设计成对称的，轧件可从两端进入，以便进行多道次矫直。

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