不銹鋼是高強度、高耐蝕性的鋼種。因高強度,其熱處理后矯直時的設備負荷非常高,在以往奧氏體鋼板使用的矯直機上,由于矯直道次增加導致處理能力下降以及矯直能力不足引起了平坦度不良率惡化。此外,由于高強度,難以切割,因此有時需要等離子切割,因為產量增加,等離子切割處理能力不足。不銹鋼Cr含量高,用酸洗清除熱軋和熱處理生成的表面氧化鐵皮時,在與奧氏體鋼同等的處理條件下,每塊鋼板的處理時間延長,大幅度降低了酸洗處理能力。
為了解決這些問題,增設了專業的強力矯直設備、可以高效酸洗的新型酸洗設備和等離子切割機,通過這些新設備的合理布局改善了物流,使不銹鋼厚板的生產能力增加到原來的3倍多。以下詳細介紹這些措施中作為重點的矯直和酸洗設備。
普通的不銹鋼中厚板需要通過冷態矯直熱軋或熱處理產生的浪形、翹曲等不良形狀,以確保目標的平坦度。在線冷矯直,主要采用鋼板在鋸齒形配置的矯直輥之間通過,對材料反復施加彎曲進行矯直的冷矯直(CL)。但是,厚板廠現有CL的矯直反作用力只有1250t,可矯直范圍很窄。加之,不銹鋼材料強度高,因此不得不同時采用離線液壓式沖壓工序。沖壓矯直機容易殘留間隔性的小浪形,而且作業效率也不如CL。為了解決上述問題,引進了當時專業的強力CL(矯直反作用力5000t)。
由于材料的高強度化、加厚化,矯直時的負荷增大,引起矯直機變形。如圖1所示,矯直機機架分為縱向伸長產生的“縱向撓曲”和框架及矯直輥在板寬方向變形產生的“橫向撓曲”。為了降低鋼板內的殘余應力,獲得良好的平坦度,需要適當地校正這兩種撓曲。引進的強力CL中,縱向撓曲用載荷傳感器經常測量矯直反作用力,并計算校正量,通過主壓下氣缸進行位置控制來校正。另一方面,橫向撓曲通過設置在CL機架下部的傳感器測量撓曲,并通過寬度方向配置的多臺凸面氣缸進行校正。在矯直過程中這兩種校正方法同時進行,可以始終保持目標的輥間隙,在鋼板的全長全寬范圍內實現均勻的壓下。
為了快速測量矯直后的平坦度,并判定是否合格,在CL出口側引進了在線形狀測量儀。該形狀測量儀是利用激光測量鋼板的浪形高度,通過非接觸的方式掌握鋼板整體平坦度的設備。據此,操作人員可以及時掌握矯直后的平坦度,假設殘留有形狀不良時,可以通過追加道次和微調壓下設定量修改形狀,大幅度降低檢查工序的再處理量,對改善整個工廠的物流做出很大貢獻。
通過引進強力CL,矯直后的平坦度大幅提高。40mm厚度的SUS304材的平坦度測定結果與引進設備之前的結果對比發現,在引進強力CL之前,該尺寸的矯直采用沖壓矯直,在傳統的沖壓矯直材料中,由于殘留了大量小浪形,形狀改善效果僅為矯直前的一半左右,而采用強力矯直機的材料大幅改善了平坦度,即十分之九的形狀問題得到了改善。而且,由于殘余應力的降低,客戶再切割加工時的形狀變化也大幅降低,大大提高了客戶滿意度。