冷軋板材連續生產過程中,普遍使用拉伸彎曲矯直機,在酸洗工藝中,為了提高熱軋帶錒表面酸洗質量,在連續酸洗線的入口段設置拉矯機破鱗,清除氧化鐵皮和其他雜質;在連續熱鍍鋅鍍后處理工藝段中,為了獲得良好板形,消除板面的浪邊、浪形、瓢曲及輕度的鐮刀彎,改善材料的各向異性,消除屈服平臺,阻止滑移線形成,同樣設置拉矯機以滿足工藝要求。
拉伸彎曲矯直機應用于精整機組中,對簿帶材進行矯直。目前,國外已經開發生產出多種機型,并已廣泛應用。我國尚在研制開發階段,需加速發展獨立成套。由于冷軋帶鋼中存在較大的殘余應力,使得板面產生波浪和翹曲,不能滿足用戶的使用要求,需要對其進行矯直。
輥式矯直機對中厚板矯直效果良好,而對于薄帶材則效果較差;拉伸矯直機依靠夾緊裝置或張力輥組產生拉伸變形,使帶材產生一定的塑性變形而達到矯直的目的。但由于張力較大,會降低帶材的機械性能。基于以上原因便產生了拉彎矯直機,它綜合了拉伸矯直機和輥式矯直機的優點,用較小的張力使帶材產生較大的塑性變形,達到矯直帶材的目的。
早期的拉彎矯直機只是拉伸矯直機和輥式矯直機的簡單組合,矯直效果并不顯著。后來出現了拉彎矯直機,這種矯直機既減少了矯直輥的數量,又達到了較好的矯直精度。經過不斷的開發研究,近年來又出現了多重拉彎矯直機,使用兩組以上的矯直輥組,并且增加了支撐輥的數目,提高了矯直輥的抗彎剛度和強度,這樣就可以矯直高強度的薄帶材。因為拉矯過程涉及拉彎、彈復、反彎、張力矯直等方面,其變形關系十分復雜,通過對拉伸彎曲矯直機的原理和設計方法進行分析,其結果對拉矯機結構的設計及其工藝的制定將起到參考作用。
板材經過拉伸彎曲矯直機,在彎曲輥施加矯正力的作用下彎曲變形時,中性層以上的各層縱向纖維產生拉伸變形,中性層以下的各層縱向纖維產生壓縮變形。矯正時,板材產生彈塑性變形,板材斷面各纖維層的曲率自中性層向外逐次變化,應力等于屈服極限的彈性極限纖維層的曲率和變形率分別稱為彈性極限曲率和彈性極限變形率。從中性層到彈性纖維層為彈性變形區,超過此極限纖維層則為塑性變形區。