矫直过程/矫直机
矫直机结构示意图辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度，两个或三个大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一边的若干个小辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，矫直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后，不断地作直线或旋转运动，因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到矫直的目的。
技术参数/矫直机
二辊精矫滚光机
规 格 型 号
表面粗糙度
主电机功率
七辊式矫正机
主电机功率
型钢辊式矫正机
（千牛·米）
轧 件 的 最 大 尺 寸
开式或闭式
研究动态/矫直机
国内设备情况矫直机中国已有中厚板轧机31套，正在建设或计划建设中厚板轧机约24套，中厚板轧机合计约55套（未含台湾），中厚板年生产能力约六千多万吨。中厚板轧钢厂热矫直机有近一半已进行了技术改造，安装了新型四重式11辊、上辊或下辊可整体倾动、可快速换辊的恒辊距矫直机。还有一半热矫直机和多数冷矫直机是50~60年代的台式矫直机。国内外钢板矫直机均是恒辊距矫直机，或少数双恒辊距矫直机。发展状况国际知名的的冶金设备供应商（德国的MDS、SMS-Demag和日本的MHI 等）不断提高矫直机性能，使高刚度、全液压和自动化功能更强，对钢板的矫直效果更好。应用技术一般有预应力机架、液压平衡系统、换辊装置、压下系统（AGC）、弯辊系统（APC系统）、辊系分组传动或单独传动等。对于矫直机传动系统而言，普遍采用电机、减速齿轮分配箱、安全联轴器、万向联轴器到矫直辊的传动方式。矫直机矫直钢板时，由于长度方向发生塑性变形，导致钢板与矫直辊速度差可达到3%，因而产生附加扭矩，以往的整体传动易导致接轴和齿轮损坏，同时当矫直辊与钢板产生速差时，钢板打滑现象会损伤表面，为了避免这些现象的发生，矫直辊尽量采用单独传动或分组传动，同时还可用于控制张力。国内外宽厚板矫直机现状介绍，公司及产品发展简述国际上比较著名的轧钢设备生产商主要在德国、日本等西方发达资本主义国家。例如德国的德马克、西马克，日本的三菱重工等大集团。三菱重工矫直机⑴MDS 制造的矫直机MDS 是世界上制造矫直机最多的厂商，自1982 年以来为世界各地共提供22 台厚板矫直机，其中较典型的有9辊冷矫直机（1997年在奥地利投产）、15 辊冷矫直机（1998年在瑞典投产）和1993年在中国台湾的11 辊热矫直机。⑵SMS 制造的矫直机SMS 设计制造的宽厚板矫直机较少，仅6 台，且多为冷矫设备。90 年代以来，为宽厚板厂提供的冷矫直设备均为HPL (High Performance Leveller）型。⑶MHI 制造的矫直机MHI 自1984 年以来共为日本和韩国的3套宽厚板轧机提供3 台热矫直机，3台的型式各不相同（见表3），其中著名的川崎水岛厂的15 辊伸缩式矫直机，其最大矫直力达41000 kN，属当时世界第一重型矫直机。中国20世纪五、六十年代的大部分矫直机的辊系都采用大节距大工作辊，矫直厚度范围仅在4~5倍，支承辊承载能力低，使矫直能力低下，且工作辊轴承座是整体、固定不可调节的，造成矫直钢板质量低，产品成材率低。厚板矫直技术在中国起步较晚，且理论研究较生产落后的现象突出，经过近些年来工业的发展和自身技术的进步，矫直机的性能和各项参数都有了很大的改善。钢板的宽度、厚度及长度规格也在不断扩大。日投产的宝钢5m热矫直机由SMSD设计，是全液压9辊调节矫直机。最大矫直力可达44000KN，钢板的矫直温度范围也较宽：400~1100℃，钢板的厚度范围在10~80mm，宽度可达4800mm，矫直速度也达到0.5~2.5m/s。其矫直机电动机功率为220KW。舞阳轧钢厂生产的最厚钢板能达到700mm（900mm厚钢锭生产，不保探伤）。厚板矫直机已由二重式发展到四重式，辊子为倾斜布置、成组换辊，并设过载保护装置，机架采用预应力框架结构，增大刚度。四重式矫直机，在结构和辊系布置上做了很大改进，改变了原有二重式热矫直机矫直质量不理想、辊距大、矫直能力低、维修不便等缺点，使矫直厚度范围扩大到10倍左右。使矫直机向自动化、全液压、高负荷、高刚度、多功能、强力矫直技术发展，即采用第三代矫直机，进一步提高钢板表面质量。
表1　中国 中厚板 轧制技术状况
轧机 规格（宽度×辊数）
热矫直机型式
切边剪 型式
定尺剪型式
宝钢厚板厂
5100×4（立辊四辊）
引进德国SMS技术，设备国内合作制造，引进技术交流
鞍钢厚板厂
1993/－2003
引进旧设备，引进技术交流
舞钢厚板厂
四重式11辊
国产，1998年引进双边剪技术投产，待改造
浦钢厚板厂
四重式11辊
轧机 、矫直机国产，2001年引进双边剪技术，待搬迁改造
秦皇岛中板厂
3500×4（立辊四辊炉卷）
主机部分引进西班牙旧设备，剪切线国产，待改造
济钢厚板厂
1998/－2001
引进荷兰旧设备，1998年投产，3500 轧机 和双边剪国产，2001年投产，粗轧机待改造
首钢中板厂
1989/－2003
引进美国旧设备，3500 轧机 改造国产，剪切线待改造
邯钢中板厂
四重式11辊
引进旧设备，待改造
柳钢中板厂
四重式11辊
双边斜刃剪
轧机 、矫直机国产，剪切线引进旧设备，待改造
武钢 中板 厂
四重式11辊
轧机 、矫直机国产，剪切线待改造
酒钢 中板 厂
四重式11辊
轧机 、矫直机等主要设备国产，快速冷却装置和其他电气引进
济钢 中板 厂
二重式11辊
天钢中板厂
二重式11辊
双边斜刃剪
剪切线待改造
韶钢中板厂
四重式11辊
改造全部国产，2003年达到82万吨
新余 中板 厂
四重式11辊
分开布置斜刃剪
轧机 、矫直机改造国产，剪切线待改造
营口 中板 厂
四重式11辊
马钢中板厂
四重式11辊
全部国产，剪切线待改造
鞍钢中板厂
二重式11辊
重钢中板厂
四重式11辊
引进双边剪技术
太钢中板厂
0×4+（1700炉卷
四重式11辊
钢卷产量27万吨/年，钢板产量22万吨/年
南钢 中板 厂
四重式11辊
分开布置斜刃剪/圆盘剪
轧机 、矫直机改造国产，1995年投产，2002年增加一条圆盘剪切线
安阳 中板 厂
四重式11辊
轧机 、矫直机改造国产，1996年投产
浦钢 中板 厂
二重式11辊
分开布置斜刃剪
待搬迁改造
昆钢 中板 厂
二重式11辊
临钢 中板 厂
二重式11辊
无锡中板厂
二重式11辊
新余厚板厂
四重式11辊
轧机 、矫直机引进德国SMS技术，滚切式定尺剪国产
南钢炉卷轧机
3500×4（立辊+四混
四重式11辊
引进奥钢联技术，钢卷产量25万吨/年，钢板产量75万吨/年
韶钢厚板厂
3500×4（立辊+四辊
四重式12辊
引进意大利DANIELI，钢卷产量20万吨/年，钢板产量80万吨/年，炉卷设备预留
安阳炉卷轧机
3500×5（立辊+四辊
四重式13辊
引进意大利DANIELI技术
临钢 厚板厂
3000×4+（3000×4
四重式11辊矫直机
全部国产，矫直机太重，双边剪沈重， 轧机 和定尺剪二重，AGC 北京理工大学 ，二期120万t/年
安阳永兴厚板厂
全部国产，暂停！
沙钢厚板厂
四重式9辊矫直机
滚切式双边剪+滚切式掊分剪
引进奥钢联技术，工厂设计重钢院
湘潭钢铁公司
3800×4（四辊+立辊）+3800×4（四辊
四重式9辊矫直机
引进德国SMS技术，工场设计重钢院
本溪北台厚板厂
四重式11辊矫直机
滚切式+圆盘剪（二线
全部国产，设备设计制造一重，工厂设计北钢院
天津厚板厂
四重式11辊矫直机
滚切式+盘剪（二线
全部国产，设备设计制造一种，工场设计北钢院
唐山 中厚板 公司
四重式11辊矫直机
全部国产，双边剪和定尺剪沈重设计制造； 轧机 、矫直机等其它设备二重设计制造，工场设计北钢院
秦皇岛厚板厂
引进德国技术
舞钢厚板厂
（3800×4）+3800×4+立辊（二期移到粗轧机）
四重式11辊矫直机
引进奥钢联技术，双边剪和定尺剪沈重制造；矫直机太重制造， 轧机 等其它设备一重设计制造，工厂设计北钢院
福建三明 中厚板 厂
3000×4+（3000×4）
四重式11辊矫直机
全部国产，设备二重设计制造，工场设计北钢院，二期120万吨/年
河北敬业 中板 厂
四重式11辊矫直机
全部国产，双边剪和定尺剪沈重制造；矫直机太重制造； 轧机 区设备二重设计制造，工厂设计包头钢院
河北邯郸文丰
首钢旧 设备改造
浦钢罗泾厚板厂
4200×4（R+E）+（F）4200×4
四重式11辊矫直机
滚切式（利旧）
引进德国SMS技术，工厂设计北钢院， 轧机 设备二重制造；矫直机、定尺剪常冶制造
鞍钢（营口）厚板厂
引进德国SMS技术
江阴 中板厂
河北邯郸普阳
设备设计制造一重，工厂设计北钢院
营口厚板厂
包钢 中厚板 厂
3800×4（四辊+立辊）+3800×4（四辊）
四重式9辊矫直机
莱芜厚板厂
江苏飞达 中厚板 厂
2500×4+（2500×4）
河北霸洲新利
（表格引自中国金属新闻网《国产3000中厚板轧机概述及技术展望》）由表1可见，中国中厚板轧机有约一半是引进国外设备和技术，部分设备由国内合作制造（西安荣光机电设备有限公司）。中厚板轧机成套设备技术有：带弯辊和AGC的强力四辊轧机、强力四重式11辊或9辊矫直机、滚切式双边剪或圆盘剪、滚切式定尺剪、控制轧制和控制冷却、计算机自动控制等。近几年中国自主设计制造中厚板轧机的数量在逐步增加，表明中国已经具有了自主建设和自主集成中厚板轧机的能力，技术水平与引进国外技术相当。
操作规程/矫直机
一、操作步骤⒈开机前，检查液压站的液压油、减速箱、传动箱的齿轮油是否蓄满。⒉主电机启动前，进行转角检查调整和液压系统工作压力调整。⒊各润滑点注入润滑油，检查机械传动部分的运转状况使其运装灵活。⒋操作人员穿戴好劳保用品，开机后不得离岗、串岗。⒌在液压站的油温、油压达到稳定后，上矫直辊抬起至初始位置。⒍人工受料，将钢管送过第三对矫直辊后上矫直辊压下夹紧。⒎开动主电机，钢管旋转前进同时被矫直。⒏电机停止，矫直辊停止矫直，上矫直辊抬起，送出矫直的钢管。⒐如需反转矫直，可通过操作台上的反转旋钮，使主机反转，进行反向矫直。⒑主电机停止，矫直辊停止矫直，钢管被退回到起始位置，待重复下一个矫直程序指令。⒒停机后，关好总电源，不能随意更改程序控制器。二、注意事项⒈认真观测钢管直度，初调整时确保钢管与矫直辊身四分之三接触，并保证其间隙不大于0.1mm。⒉矫直速度要根据钢管的弯曲程度以及被矫钢管的材质来合理调整。⒊根据钢管的材质、弯曲度及所要求的精度来调整上下辊之间的距离，保证矫直压下量。⒋矫管过程中严禁用手触摸矫直辊及运动中的钢管，并注意钢管表面质量，防止钢管表面划伤及压痕产生。
万方数据期刊论文
东北大学学报（自然科学版）
万方数据期刊论文
重庆大学学报（自然科学版）
万方数据期刊论文
农业机械学报
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张力矫直是指对轧件施加超过材料屈服极限的纵向拉力，使之产生塑性延伸而实现的形状缺陷的矫正，又称拉伸。主要用于矫直厚度小于0.6mm的薄板和薄壁管材。
张力矫直介绍
钳式纯拉伸矫直机生产效率低，且必须切除钳口印痕部分材料，很不经济。目前钳式拉伸矫直主要用于其他方法难以矫平的厚板。张力矫直能克服上述缺点，特别适用于矫平铝及铝合金薄带材。
乔·亨特于1958年研制出了工业上第一台矫直宽幅914mm卷材的张力矫直生产线。在1968年他又把这种生产线与张力辊矫直相结合，开发出了第一台连续张力矫直生产线。
现在张力矫直在铝加工工业中是最重要的板带材精整工序之一。目前纯张力矫直和较通用的张力矫直设备常与板带材的加工线（卷材的酸碱洗生产线、涂层生产线、气垫退火生产线）并为一体。
张力矫直张力矫直机理及作用
薄板带的纵向及横向弯曲可由辊式矫直机矫直。但辊式矫直对于中间及边缘浪形一类的缺陷 （即三维缺陷）矫直效果不理想。这类缺陷与轧制时因沿板带材宽度方向的延伸不均匀而产生的残余应力有关。当残余应力值超过材料的屈服极限时会产生二次变形，形成浪形。若中间延伸大而两边延伸小，就形成了中间浪形；反之则形成边部浪形。
若残余应力未超过材料的屈服极限，虽不产生宏观缺陷，但潜在的残余应力会影响板带材的使用性能。矫直时，在张力矫直机上对带有波浪形缺陷的板带材，前后施以超过材料屈服应力的张应力。该张应力与板带原有的残余应力叠加，在残余压应力处（即原延伸较大的波浪处）一部分张应力被抵消，使实际变形应力减小，矫直时塑性延伸小。在残余拉应力处（即原延伸较小处）实际变形应力由于张应力的叠加而增大，矫直时塑性延伸大。结果经过张力矫直后的轧件，各部分延伸均匀了，波浪形缺陷因此而得到消除。
张力矫直设备与工艺
张力矫直按对板带施加的张力的方法不同分为钳式张力矫直和连续拉伸矫直。
钳式张力矫直时由两个钳口将被矫轧件两端紧紧夹住（图a），一个钳口固定不动，另一个钳口在移动时对金属施加超过其屈服极限的拉应力，使之产生塑性延伸。这种方法只能用于单张板材的矫直，生产率低，端部易留有较大的废料头，金属消耗大。
连续拉伸矫直（图b）时由两个张力辊靠摩擦对带材形成张力。主要用于有色金属带材的矫直。
张力矫直常与辊式矫直或平整联合进行。张力矫直机与平整机组成张力平整机组，用于成卷板带的矫直 （图c）。张力矫直与辊式矫直组成联合机组，用于成卷薄板带的矫直 （图d）。
此外在连续式拉伸矫直和辊式矫直基础上发展起来的拉伸弯曲矫直综合了拉伸矫直和弯曲矫直的特点，它主要由两组张力辊和位于中间的弯曲辊及矫平辊组成（图e）。轧件通过矫直机时，由张力辊形成的张力与由弯曲辊形成的弯曲应力相叠加，其合应力使带材形成一定的塑性延伸并经过矫平辊获得矫平。此种形式的矫直比连续拉伸矫直所消耗的能量少，且矫直质量好，一般用于连续作业线上，用于矫直包括高强度带材在内的各种金属材料；也可用在酸洗机组上，在酸洗前破鳞和矫直，以提高酸洗速度和除鳞效果。
张力矫直操作流程
以钛板材为例，它是在板材钳式矫直机上作业的。它的操作要点是：
（1）准备。它先应将需要矫直的钛板在辊式矫直机上矫直，也可以在轧机上给以小压下量轻微轧制，使钛板较为平整。特别是对消除板材横向瓢曲是有利的。将矫直机整理并清洁干净。将钛板组装在该机的夹钳上，并保持钳口夹持一定的余量。
（2）操作。作业时钛板在矫直机前两端要平行，其4个角要成90。。夹持钛板时，要对准中心线，不允许歪斜。运转后如产生纵向波浪时，必须调整矫直机的夹持器的结构，以避免产生波浪。钳式矫直是间隙作业，它是一张钛板矫直完毕后才可矫直第二张。操作时是边矫直边检查，每一张钛板合格后方才停机卸料。
（3）停机。停机后必须清理整洁，应保持夹持器无钛屑、无污垢。并对每块矫直后的钛块复检和进行有针对性的处置，使之变成合格的产品。
刘阳等编著,轻有色金属及其合金板带箔材生产,冶金工业出版社,2013.04,第191页
中国冶金百科全书总编辑委员会《金属塑性加工》卷编辑委员会,冶金工业出版社《中国冶金百科全书》编辑部 编.中国冶金百科全书·金属塑性加工.北京：冶金工业出版社.1999.第909页.
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