冷轧板材连续生产过程中,普遍使用拉伸弯曲矫直机,在酸洗工艺中,为了提高热轧带锕表面酸洗质量,在连续酸洗线的入口段设置拉矫机破鳞,清除氧化铁皮和其他杂质;在连续热镀锌镀后处理工艺段中,为了获得良好板形,消除板面的浪边、浪形、瓢曲及轻度的镰刀弯,改善材料的各向异性,消除屈服平台,阻止滑移线形成,同样设置拉矫机以满足工艺要求。
拉伸弯曲矫直机应用于精整机组中,对簿带材进行矫直。目前,国外已经开发生产出多种机型,并已广泛应用。我国尚在研制开发阶段,需加速发展独立成套。由于冷轧带钢中存在较大的残余应力,使得板面产生波浪和翘曲,不能满足用户的使用要求,需要对其进行矫直。
辊式矫直机对中厚板矫直效果良好,而对于薄带材则效果较差;拉伸矫直机依靠夹紧装置或张力辊组产生拉伸变形,使带材产生一定的塑性变形而达到矫直的目的。但由于张力较大,会降低带材的机械性能。基于以上原因便产生了拉弯矫直机,它综合了拉伸矫直机和辊式矫直机的优点,用较小的张力使带材产生较大的塑性变形,达到矫直带材的目的。
早期的拉弯矫直机只是拉伸矫直机和辊式矫直机的简单组合,矫直效果并不显著。后来出现了拉弯矫直机,这种矫直机既减少了矫直辊的数量,又达到了较好的矫直精度。经过不断的开发研究,近年来又出现了多重拉弯矫直机,使用两组以上的矫直辊组,并且增加了支撑辊的数目,提高了矫直辊的抗弯刚度和强度,这样就可以矫直高强度的薄带材。因为拉矫过程涉及拉弯、弹复、反弯、张力矫直等方面,其变形关系十分复杂,通过对拉伸弯曲矫直机的原理和设计方法进行分析,其结果对拉矫机结构的设计及其工艺的制定将起到参考作用。
板材经过拉伸弯曲矫直机,在弯曲辊施加矫正力的作用下弯曲变形时,中性层以上的各层纵向纤维产生拉伸变形,中性层以下的各层纵向纤维产生压缩变形。矫正时,板材产生弹塑性变形,板材断面各纤维层的曲率自中性层向外逐次变化,应力等于屈服极限的弹性极限纤维层的曲率和变形率分别称为弹性极限曲率和弹性极限变形率。从中性层到弹性纤维层为弹性变形区,超过此极限纤维层则为塑性变形区。