用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法和设备，特别是用于拉伸弯曲矫直高强度的钢带，其中，带材行进穿过入口张紧辊组用于建立拉力以及行进穿过出口张紧辊组用于消除压力，带材在入口张紧辊组与出口张紧辊组之间首先交替地绕各自单独支承的拉伸辊被弯曲，与此同时延伸率被提高，并且，带材接着行进穿过在最后那个拉伸辊下游设置的包括多个矫直辊的多辊矫直组，绕这些矫直辊交替地弯曲带材以便减小带材曲率和/或残余应力。按照本发明专利技术，不仅利用所述拉伸辊而且部分份额利用所述多辊矫直组分摊地产生塑性延伸率。

【技术实现步骤摘要】
用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法和设备
本专利技术涉及用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法和设备。关于用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法，带材行进穿过入口张紧辊组用于建立拉力以及行进穿过出口张紧辊组用于消除拉力，其中，带材在入口张紧辊组与出口张紧辊组之间首先交替地绕各自单独支承的(亦即不摩擦锁合地相互连接的)拉伸辊被弯曲，与此同时延伸率被提高，并且其中，带材接着行进穿过在最后那个拉伸辊下游设置的包括多个矫直辊的多辊矫直组，绕这些矫直辊交替地弯曲带材以便减小带材曲率和/或残余应力。带材(总体上)塑性拉伸并因此延长的程度被称作延伸率。
技术介绍
利用这种拉伸弯曲矫直方法可以矫直不平的金属带材并因此消除非平面性。非平面性指的是例如带材波纹和/或带材镰刀弯，其由于带材纤维的长度差之故而产生于带材平面内。但非平面性也指沿纵向方向和/或横向方向的带材曲率，其因带材中的弯曲力矩而形成，例如当绕转向辊弹塑性弯曲带材时或在卷绕带材时由于弹塑性变形产生。纵向翘曲也称作为卷形(Coil-Set)，横向翘曲也称作弩弯(Cross-Bow)。在拉伸弯曲矫直的过程中，在拉应力(该拉应力处在带材材料的弹性极限RE或其工程弹性极限RP0.01之下)作用下，绕直径足够小辊子(交替地)弯曲非平面的带材，以便通过拉应力与弯曲的叠加在带材中产生一种弹性/塑性的变形。带材被塑性延长，其中，塑性拉延的大小被称作延伸率。在塑性拉延时相对较强地延长了那些原来短的带材纤维。在理想情况下，在矫直以后全部带材纤维具有相同的长度，从而基本上在理想矫直的带材中应该不形成波纹或带材镰刀弯。在由实践当中已知的拉伸弯曲矫直方法中，原则上由于在弹塑性范围内的交替弯曲，在矫直以后在带材中可能会保留残余弯矩，在带材加工线中作为横向拱曲可以看出该残余弯矩，并且在切出来的板片中可能会导致沿纵向方向和/或横向方向的塑性残余曲率。如果各个弯曲在其强度上不是最好地相互协调，便形成残余弯矩。弯曲半径取决于带材数据(厚度、弹性模量、循环的强度性能、横向收缩系数)、带材拉应力、各辊直径和绕各辊子带材运行的几何构形。后者按第一近似可以通过带材绕辊子的包缠角来描述。在包缠角足够大或拉应力足够时带材便会具备辊子的半径(弯度)。于是带材曲率达到其最大值并且在包缠角继续增大或拉应力继续增大时保持不变。但通常包缠角被调定为：使得带材不依循辊子半径。即使在预定的拉伸弯曲矫直机架得以最佳调整时，因过程参数的波动也会产生残余弯矩。原因是，实际当中，不仅拉应力并且因此延伸率还有带材的强度值和带材厚度原则上都要经受某些波动。包括仅三次弯曲的简单拉伸弯曲矫直工艺过程对于上述各参数中的波动反应较为敏感。因此，在带材中视应用情况保留有不许可的残余曲率。包括四个可各自单独调校之拉伸辊的拉伸弯曲矫直工艺过程带来了明显的改进(参见WO2011/032890A1)。例如，如果拉伸极限和所需要的延伸率很高，比如对于高强度的钢带，则提出了更高的要求。于是可能需要更多次弯曲，以便将残余曲率值保持在较小值之内，例如小于10-1(1/m)。传统的机械技术解决方案(借其可以实现许多次弯曲)是一种具有固定的下轧辊箱或可调校的上轧辊箱的多辊矫直组，其包括多个矫直辊和多个支承辊。上轧辊箱通常是竖直位置控制地可调校的并且可调整倾斜度。这样可实现从辊到辊线性递减的包缠角，其中，第一个和最后那个矫直辊分别只具有一半的包缠角，并且它们主要是具有通过线路辊子的功能。在这种传统的解决方案中不利的是：各矫直辊在轧辊箱内通过各支承辊相互摩擦锁合地耦联，也就是说，全部矫直辊都以相同的速度运转。但由于带材中在拉伸弯曲矫直时所产生的拉延(亦即延伸率)，带材相应地从辊到辊越来越快地运行。由此在多辊组中产生滑差并且因此导致振动，其可能在带材上导致所不期望的振颤痕。振颤痕的危险随着延伸率而增长，因而在实践当中主要是在小延伸率情况下采用该结构形式。出于上述原因，已有人建议：将传统的拉伸弯曲矫直机架与多辊矫直单元组合起来。开头所述形式的这种拉伸弯曲矫直方法例如由EP0665069B1或DE69514010T2是已知的。利用控制/调节系统设定各辊子的调校量，该系统以一种数字模型工作。在此，利用成对可彼此调校的拉伸辊来产生延伸率。然后，在多辊组中，在不显著提高延伸率的情况下只实现对纵向拱曲缺陷的校正。拉伸弯曲矫直机架与多辊矫直单元相组合的优点也已由KeijiYamamoto和Abe在“JournaloftheResearchGroupofFlattenedMetalTechnology31(1992)，24-31”中描述于专业论文“AdvancesinLevellingMachines(矫直机的改进)”中。在那里，延伸率也是利用成对可彼此调校的拉伸辊来产生。然后在多辊组中实现对拱曲缺陷的校正。
技术实现思路
从已知的现有技术出发，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种拉伸弯曲矫直方法，其在设备技术花费很少的情况下确保实现最佳的平整结果，特别是对于高强度的带材和大的要求延伸率亦是如此。为实现该目的，对于开头所述形式的同类方法，本专利技术教导了：不仅利用各拉伸辊而且部分份额利用多辊矫直组分摊地产生塑性延伸率。在此，本专利技术是从这样的认识出发，即，若并不仅仅或基本仅仅利用各拉伸辊产生延伸率，而是使多辊矫直组也完全有针对性地共同参与实现一个显著的延伸率份额的产生，则可以明显地改进矫直结果。这样，在本专利技术的范围内，利用设置于下游的多辊矫直组产生塑性延伸率的至少5％，优选塑性延伸率的至少10％。对此特别适宜的是，利用多辊矫直组的第一个矫直辊或利用其第一双矫直辊产生该延伸率的一个显著的份额。于是优选规定：利用多辊矫直组的第一矫直辊产生塑性延伸率的至少5％、优选塑性延伸率的至少10％。本专利技术对此已认识到：特别是多辊矫直组的第一个辊子可以较大程度地参与实现延伸率的产生。于是在多辊矫直组的该第一辊的区域内实施带材显著拉延的事实并不导致可能出现的振颤痕问题，因为在第一矫直辊上后继的第二矫直辊并不摩擦锁合地连接于第一矫直辊。直到多辊矫直组的第三矫直辊才是同一轧辊箱如同第一矫直辊那样的构件，从而在第一矫直辊区域内显著较大的延伸率并不导致所不期望的振颤痕。按照本专利技术的另一建议，特别重要地规定：至少在各拉伸辊和第一矫直辊上、但优选在全部矫直辊上的包缠角从辊到辊递减。因此例如可以规定：在各拉伸辊以及必要时至少还有第一矫直辊上的包缠角从辊到辊分别递减至少5％(相对于各自前面的那个辊子的包缠角而言)。对此本专利技术已认识到：在已知的设计形式中不利的是，利用一些拉伸辊对工作，其中，在一个这样的拉伸辊对的每一拉伸辊上近似存在相同的包缠角。事实上，对于残余应力的平衡有利的是：包缠角乃至带材曲率从辊到辊递减。在此特别有利的是，包缠角在产生延伸率的第一弯曲时从辊到辊较强地递减而在其他继续弯曲时只是很弱地递减。按照这种方法工作的设备关于残余曲率是特别不敏感的。在机械技术上这一点可以特别经济地实现，因为不必用许多个单体轧辊箱来工作，而是因为以所描述的方式首先设置各个拉伸辊、然后是多辊矫直组，它们以本专利技术提出的方式工作。对此有利的是，在各拉伸辊和矫直辊上的包缠角从辊到辊首先以较大的差值递减、接着以小的差值递减。这一点可以例如这样实现，即，包缠本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法，特别是用于拉伸弯曲矫直高强度的钢带，其中，带材行进穿过入口张紧辊组(E)用于建立拉力以及行进穿过出口张紧辊组(A)用于消除压力，其中，带材(B)在入口张紧辊组(E)与出口张紧辊组(A)之间首先交替地绕各自单独支承的拉伸辊(1‑5)被弯曲，与此同时延伸率被提高，并且其中，带材(B)接着行进穿过在最后那个拉伸辊(5)下游设置的包括多个矫直辊(6‑11)的多辊矫直组(V)，绕这些矫直辊交替地弯曲带材(B)以便减小带材曲率和/或残余应力；其特征在于，不仅利用所述拉伸辊(1‑5)而且部分份额利用所述多辊矫直组(V)分摊地产生塑性延伸率。

【技术特征摘要】
2013.06.14 DE 102013106243.11.用于拉伸弯曲矫直金属带材的方法，其中，带材行进穿过入口张紧辊组(E)用于建立拉力以及行进穿过出口张紧辊组(A)用于消除拉力，其中，带材(B)在入口张紧辊组(E)与出口张紧辊组(A)之间首先交替地绕各自单独支承的拉伸辊(1-5)被弯曲，与此同时延伸率被提高，并且其中，带材(B)接着行进穿过在最后那个拉伸辊(5)下游设置的包括多个矫直辊(6-11)的多辊矫直组(V)，绕这些矫直辊交替地弯曲带材(B)以便减小带材曲率和/或残余应力；其特征在于，不仅利用所述拉伸辊(1-5)而且部分份额利用所述多辊矫直组(V)分摊地产生塑性延伸率，其中，至少在所述拉伸辊(1-5)和第一矫直辊(6)上的包缠角从辊到辊递减。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，塑性延伸率的至少5％利用所述多辊矫直组(V)产生。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，塑性延伸率的至少5％利用所述多辊矫直组(V)的第一矫直辊(6)产生。4.按照权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于，在全部矫直辊(6-11)上的包缠角从辊到辊递减。5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述拉伸辊(1-5)以及至少还有第一矫直辊(6)上的包缠角从辊到辊分别递减至少5％。6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述拉伸辊(1-5)和矫直辊(6-11)上的包缠角从辊到辊首先以较大的差值递减、接着以较小的差值递减。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，包缠角由第一拉伸辊(1)直至第一矫直辊(6)从辊到辊以恒定的第一差值递减并且由第二矫直辊(7)直至最后的矫直辊(11)从辊到辊以恒定的第二差值递减。8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，包缠角由第一拉伸辊(1)直至第一矫直辊(6)以从辊到辊变得越来越小的差值递减。9.用于按照如权利要求1至8之一项所述的方法拉伸弯曲矫直金属带材的设备，至少包括：一个入口张紧辊组(E)用以建立带材拉力，一个出口张紧辊组(A)用以消除带材拉力，多个在入口张紧辊组(E)与出口张紧辊组(A)之间设置的各自单独支承的拉伸辊(1-5)，带材绕这些拉伸辊交替地弯曲，同时提高延伸率，一个在最后那个拉伸辊(5)下游设置的多辊矫直组(V)，其包括多个矫直辊(6-11)，带...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·诺埃，
申请(专利权)人：矿山机械和轧钢机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE