摘要: 簡(jiǎn)要介紹了矯直機(jī)的應(yīng)用狀況，分析了二輥、多輥矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，比較了幾種矯直機(jī)的輥縫的調(diào)節(jié)方法。

結(jié)合石鋼公司軋鋼廠使用棒材矯直機(jī)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了二輥、多輥矯直機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)、彎曲度適應(yīng)性等因素，為同行業(yè)

棒材矯直設(shè)備選型提供參考。

關(guān)鍵詞: 棒材；輥矯直機(jī)；應(yīng)用；比較

0 引言

矯直機(jī)是圓鋼精整中必備的精整設(shè)備，其主要作用是滿足探傷設(shè)備和下游用戶對(duì)圓鋼平直度的需求，矯直機(jī)的穩(wěn)定性極大

地決定了精整及探傷的產(chǎn)量。隨著特鋼市場(chǎng)需求的發(fā)展，特別是一些大規(guī)格高合金鋼棒材，其屈服強(qiáng)度高，經(jīng)過(guò)緩冷收集

后端部彎曲度較大，因此對(duì)于精整矯直的需求越來(lái)越多，同時(shí)對(duì)矯直機(jī)設(shè)備性能的要求也越來(lái)越高。

目前，常見(jiàn)的棒材矯直設(shè)備有二( 斜) 輥矯直機(jī)、多( 斜) 輥矯直機(jī)。針對(duì)這兩種矯直機(jī)的特點(diǎn)和使用情況，結(jié)合石鋼公司

的應(yīng)用狀況，分析各種矯直機(jī)的適用環(huán)境。

1 二( 斜) 輥矯直機(jī)

二輥矯直機(jī)上下輥型分別為凹凸輥，中心對(duì)應(yīng)。多數(shù)理論認(rèn)為，二輥矯直機(jī)的矯直原理在斜輥矯直中獨(dú)具特點(diǎn)，它對(duì)棒材

的矯直作用不是依靠各輥之間的交錯(cuò)壓彎，而是依靠一對(duì)輥縫內(nèi)部彎曲曲率的變化，不斷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓彎，使棒材產(chǎn)生塑性

彎曲變形，從而達(dá)到全方位矯直［1］。許多研究理論認(rèn)為，二輥矯直機(jī)的輥型曲線中真正起到矯直作用的是輥腰段、輥

胸段以及輥腹段［2］，其矯直原理是先統(tǒng)一殘留彎曲，再進(jìn)行矯直。從力學(xué)接觸的角度看，二輥矯直機(jī)的實(shí)質(zhì)是利用凹

凸面曲形的接觸形成三點(diǎn)折彎，棒材進(jìn)入矯輥時(shí)的咬入位置影響棒材的矯直盲區(qū)，一般國(guó)外品牌的矯直機(jī)矯直盲區(qū)大約為

輥長(zhǎng)的四分之一。

長(zhǎng)期以來(lái)，使用者更多地從矯直原理出發(fā)關(guān)注二輥矯直機(jī)所承受的矯直力以及驅(qū)動(dòng)功率。

矯直力矩: M0 = 0． 1d3RE

其中，RE———屈服強(qiáng)度，MPa；

d———棒材直徑，mm；

M0———矯直力矩，Nm。

彈朔變力矩: MP1 = 1． 69M0

其中，1． 69———矯直圓棒所取標(biāo)準(zhǔn)值( 歐標(biāo)) 。

矯直力: F = 3 × MP1 /t

t = h /cosβ

h = 1 /2L

其中，L———上工作輥的長(zhǎng)度；

β———工作輥夾角的一半。

由以上參考公式可知，矯直力矩是確定的，矯直力分別與棒材直徑、屈服強(qiáng)度成正比，與上輥輥長(zhǎng)及工作輥夾角成反比

關(guān)系。用于黑皮材矯直的二輥矯直機(jī)，其輥長(zhǎng)較短而矯直力比較大。

矯直輥實(shí)際驅(qū)動(dòng)功率P 的影響因素較多，主要有速度V、屈服極限Re、棒材直徑d 、工作輥尺寸LD( 主要是長(zhǎng)度尺寸L )

 、兩輥夾角β、摩擦力f、矯直力F。

石鋼公司軋鋼廠應(yīng)用多臺(tái)二輥矯直機(jī)，均為合資品牌，各家設(shè)備在輥形尺寸、導(dǎo)板調(diào)整、矯直輥平衡、冷卻液清理等方

面各有不同。二輥矯直機(jī)的入口和出口均設(shè)有夾送輥，夾送輥與矯直輥、水平導(dǎo)板系統(tǒng)共同構(gòu)成合理的矯直輥縫系統(tǒng)，

從而實(shí)現(xiàn)棒材大小規(guī)格的生產(chǎn)。

結(jié)合軋鋼廠大棒線與小棒線多輥及二輥矯直機(jī)設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)，以Φ 100 mm 規(guī)格為界限，總結(jié)二輥矯直機(jī)有以下優(yōu)

缺點(diǎn):

( 1) 小規(guī)格棒材，來(lái)料彎曲度＜ 8‰的棒材，矯直速度快、矯直精度高。

( 2) 大規(guī)格棒材，導(dǎo)板消耗過(guò)大。

( 3) 經(jīng)過(guò)緩冷后的棒材適應(yīng)多輥矯直。

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)緩冷收集的GCr15 軸承鋼，彎曲度最大可達(dá)到30‰，二輥矯直機(jī)根本無(wú)法進(jìn)入。

而彎曲度在8‰ ～ 15‰的棒材，二輥矯直機(jī)也無(wú)法保證理想的矯直精度。

二輥矯直機(jī)在銀亮設(shè)備方面有精矯壓光作用［3］，軋鋼廠也有應(yīng)用。以同一家合資品牌機(jī)型對(duì)比來(lái)看，二者機(jī)型結(jié)構(gòu)

相似，用于銀亮精矯壓光的二輥矯直機(jī)，矯輥尺寸較大，調(diào)角范圍較寬，矯輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率較小，考慮棒材橢圓度的

影響，對(duì)銀亮材是矯直圓整，其矯直力相對(duì)較小，精矯后的表面精度更高。

2 多( 斜) 輥矯直機(jī)

多輥矯直機(jī)與二斜輥矯直機(jī)都屬于斜輥矯直法。多斜輥是利用上下多個(gè)傾斜的矯直輥交錯(cuò)布置并旋轉(zhuǎn)，使棒材在矯直

輥的摩擦帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，產(chǎn)生超出彈性極限時(shí)的周向應(yīng)力變形從而達(dá)到全方位矯直［3］。多輥矯直機(jī)有六輥、七

輥、九輥、十輥等等，下面主要是對(duì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的幾個(gè)九輥、十輥主流機(jī)型進(jìn)行討論分析。

國(guó)外九輥矯直機(jī)型的下橫梁設(shè)有3 個(gè)驅(qū)動(dòng)輥，由1 臺(tái)主電機(jī)集中驅(qū)動(dòng); 上橫梁設(shè)有6 個(gè)從動(dòng)上輥，這6 個(gè)上輥分為3 個(gè)

壓下輥和3 個(gè)折彎輥，其中折彎輥徑較大。上下輥角度均可調(diào)節(jié)，3個(gè)壓下輥和3個(gè)折彎輥的角度不同。輥縫的調(diào)節(jié)是

通過(guò)上輥的壓下來(lái)完成的，上輥裝有碟簧用以補(bǔ)償壓下機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)間隙; 其矯直原理是在矯直過(guò)程中形成3 個(gè)折彎的

矯直三角，從而形成多次連續(xù)矯直，其矯直示意見(jiàn)圖1。上輥具備過(guò)載保護(hù)功能，從而防止棒材尺寸超差或彎曲度過(guò)

大。