铝板带冷轧机紧边板形控制的技术及策略

机械加工与制造
M achining and manufacturing
铝板带冷轧机紧边板形控制的技术及策略
孙连勇
（中铝瑞闽股份有限公司，福州　３６４０００）
摘 要：分析了铝板带冷轧机轧制过程中紧边产生原因；研究热油喷射及电磁感应加热的作用原理、结构位置，对两种边部加热方式的效果及经济对比。

关键词：紧边板形控制；热油喷射加热；电磁感应加热
中图分类号：ＴＧ３３９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）０５－００４０－２
Technology and strategy of shape control of aluminum strip cold mill
SUN Lian-yong
（Ｃｈｉｎａｌｃｏ　Ｒｕｉｍｉｎ　Ｃｏ　Ｌｔｄ，　Ｆｕｚｈｏｕ　３５００１５，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｔｉｇｈｔ　ｅｄｇｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｔｒｉｐ　ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｍｉｌｌ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｏｔ　ｏｉｌ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｈｅａｔｉｎｇ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．
Keywords: Ｔｉｇｈｔ　ｅｄｇｅ　ｓｈａｐｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ；　Ｈｏｔ　ｏｉｌ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｈｅａｔｉｎｇ；　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｈｅａｔｉｎｇ
随着铝板带加工业高速发展，铝板带质量要求也日趋严格，板形是铝板带最重要的判定标准之一。

目前对铝板带边部板形控制有热油喷射加热及电磁感应加热两种常见措施。

现对两种措施从工作原理、板形控制效果及经济方面进行比较，从而实现提高控制板形精度、改善带材板形的目的。

1 铝板带紧边板形原因分析
铝板带轧制速度快，最高轧制速度达到1200m/min；轧件变形程度大，特别是3104合金产品压下率达到50%，加工硬化明显。

因此铝板带轧制过程中，带材与轧辊接触区域产生大量摩擦变形热，使得与带材直接接触轧辊区域热膨胀明显；未与带材接触轧辊区域摩擦热量低，且热量易传递至空气中，导致热膨胀不明显。

轧辊横向上受热不均匀，辊形也不均匀，中部凸度明显，两边凸度变化小。

轧辊轴向上的温度梯度导致了辊形凸度，导致带载辊缝中间小，两边大，边部带材厚度高于中部，继而产生紧边板形[1]。

为改善紧边板形，需对带材边部轧辊区域进行加热，降低局部温度梯度，当前铝板带加工厂常用轧辊局部加热有热油喷射加热及电磁感应加热两种方式。

2 热油喷射加热方式
热油喷射加热方式是冷轧边部板形控制中较为成熟的一种板形控制手段，其技术在铝板带加工业得到广泛使用。

热油喷射加热原理就是将加热至高温的轧制油以一定的压力和流量通过喷嘴喷射至带材边部轧辊区域，利用热油与辊面温差，提高轧辊局部温度，降低带材边部温度梯度，达到改善辊型进而改善紧边板形目的[2]。

具体工作方式是通过增加一个热喷油箱，将净油箱的油抽取到热喷油箱后，经热喷油箱加热器加热至110℃[3]。

根据板带宽度计算带材边部位置，开启带材边部区域2~3个喷嘴，将加热泵加热后的油以4bar~6bar的压力，一个喷嘴50L/min的流量喷射在辊面上。

热喷嘴安装在轧机本体入口，上下辊各一排喷嘴，每侧各安装27个喷嘴，每侧喷嘴覆盖轧辊边部700mm范围，可加热1000mm~2100mm 宽度带材。

图1 热油喷射位置
3 电磁感应加热方式
电磁感应加热方式，是近几年开始投入使用的一种板形控制手段，目前在使用的有中铝瑞闽冷轧机及南山铝业冷轧机。

电磁感应加热工作原理就是在工作辊与带材接触的边部区域增加一套加热装置，对该区域进行局部加热，减小带材边部温度梯度，使得工作辊温度在带材宽度范围内尽量保持一致，从而改善紧边板形[4]。

边部加热系统由加热器、滑动导轨、液压缸、加热器控制柜、加热控制人机界面组成。

加热器包括内部加热元件、外部防护装置两部分，加热器通过特制电缆与加热电源连接，电源输出功率0KW~12KW，单个加热器可加热覆盖宽度120mm。

加热器安装在轧机本体，下工作辊两侧，通过加热器移动装置可实现轧辊轴向及径向移动。

加热器移动装置主要用于加热器的位置调整，主要部件有液压缸、导轨及支架等部件，其中加热器轴向位置的调整采用两个液压缸，通过位移传感器来保证工作辊局部加热区域的准确定位，加热器在轧辊轴向上覆盖
收稿日期：２０２０－０２
作者简介：孙连勇，男，生于１９９１年１１月，江西人，学士学位，工艺工程师，研究方向：冷轧工艺。

世界有色金属 2020年 3月上
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宽度900mm~1800mm；沿带材长度方向位置的调整采用
一个液压缸，采用位移传感器闭环控制，距离工作辊辊面约
5mm，可根据轧辊的实际直径大小变化并进行自动控制。

图2 电磁感应加热器位置
4 两种加热方式对比
紧边改善效果方面，热油喷射将加热后的轧制油喷射在轧辊表面上，利用热油与辊面温度差，达到提高带材边部局部辊温，改善紧边目的。

实际上加热至110℃的油在管道及喷射过程中存在大量热量损失，喷射至辊面油温与轧辊表面温度差较小。

热油喷射加热方式加热时间长，对辊面温度提[1] 肖亚庆.铝加工技术实用手册［M］．北京:冶金工业出版社，2005.
[2] 张俊芳.浅析铝板带冷轧机热喷系统[J].有色金属加工，
2014,43(4):43－46．
[3] 张俊芳.冷轧机热喷系统原理机构及应用［J］．有色金属加工，2013，
42(2):43-45．
[4] 闫学良.电磁加热在铝板带冷轧机的应用［J］．机电工程技术，2018，
47(10):184－186．
高作用小，整体改善效果不足。

电磁感应加热利用12KW功率的加热器，根据带材宽度及轧辊辊径调整加热器位置，对轧辊带材边部局部加热；通过调整加热电源功率控制加热温度，最高温度可达150℃。

电磁感应加热方式，升温速度快，对辊面温度提高作用明显，紧边板形改善效果好。

两台冷轧机分别采用热油喷射及电磁感应加热两种方式，对比两种方式在电费上的支出：热油喷射平均每月耗电99587度，电耗按均值每度0.5822元，每月加热器电耗5.798万元，全年电耗69.576万元；电磁感应加热每月耗电8760度，每月电耗0.51万元，全年电耗6.12万元。

电磁感应加热电费支出远低于热油喷射方式。

5 结论
热油喷射、电磁感应加热两种方式均能通过对轧辊局部加热，降低带材边部温度，进而改善紧边板形。

对两种方式从工作原理、作用效果、经济三个方面对比，电磁感应加热方式对紧边板形控制效果较明显，且经济支出更低。

（上接39页）
现代测绘仪器和技术正是围绕着空间信息技术处于快速发展之中。

遥感技术在矿山测量中的应用历史较久，已经积累的非常丰富的测量经验，比如有传统的测图方法，利用遥感资料进行测图，具有成本低、速度快、精度高的特点，被大力推广和应用。

其次还有航空遥感技术，航空遥感资料可作为进行矿区地形图测绘的资料源，通过象片校正、目视判读、野外调绘等工作，完成地形图的测绘。

利用GPS测量，能够随时观测水文情况、矿点的移动，帮助形成矿区控制网，轻松完成二次检测，并帮助改造。

正是因为GPS测量的众多优点和强大的功能，已经被大众广泛应用，前景非常广阔。

（3）提升测量人员的专业能力。

当下，矿山测量人员大都测绘专业院校，测绘人员文化层次高，理论知识都比较丰富。

但是设计到实际应用，还有待增强将理论知识转化为实践应用的能力，提高发现问题，解决问题水平。

测绘工作一般比较艰苦，要培养测绘工作人员吃苦耐劳的精神；测绘工作与数据打交道，一个小数点酒影响极大的精度，甚至出现严重错误，要培养认真负责的态度，并进一步巩固测绘理论知识，同时加大对专业知识的应用实践。

只有不断加强工作人员的实战工作经验，才能确保测量工作效率的大幅度提升。

（4）定期校验仪器。

《矿山测量规程》第4条规定：“为了保证测绘成果的质量，对测绘仪器、工具应加强管理，精心使用，定期检验、校正和维修。

在进行重要测量工作前，对所使用的仪器、工具亦必须检验和校正。

”但是在实际工作中，有的测量人员嫌麻烦，图省事，对所使用的仪器没能按规定进行定期检验和校正，使仪器在非正常状态下工作，这就难以保证测量结果的质量。

在目前电子水准仪、全球定位系统、全站仪、CORS在矿山测量工作中得到推广应用的条件下，对高精度测量仪器的定期检验校准尤为重要。

（5）严格执行国家法律法规、标准规范。

国家测绘法律法规及技术规范是国家对测绘工作的强制性要求，是测绘工作必须遵循的标准。

要经常性的组织学习《测绘法》《保密法》及国家规定的测绘技术规范和标准，严格使用国家规定的测绘基准和测绘系统，严格执行国家规定的技术规范和标准。

健全质量保证体系和测绘成果和及资料成果管理制定等。

（6）合理准确的数据平差。

为了提高测量结果的准确性和有效性，一般会采用一些措施处理这些误差，一般观测值的个数往往要多于确定未知量所必须观测的个数，也就是要进行多余观测。

经过多余观测，再进行测量平差消除不同数据的差异，获得最后的精确结果。

4 结语
综上所述，矿山测量作为矿山开采的基础工作，能够影响到矿山内保护措施的建设，对于矿山的顺利、高效开采具有重要意义。

所以提高矿山测量工作的效率与精准度是十分有必要的，只有通过图纸将矿山中的各项数据显示出来，才能确保矿山开采工作的顺利进行。

在进行测量工作时，相关人员一定要做好各项工作，要面面俱到，从而使矿山测量工作的效率得到提升。

[1] 刘坤.提高矿山测量工作效率方法探讨研究[J].能源技术与管
理,2018,43(02):186-187.
[2] 初歧,孙耀伟,张虎.提高矿山测量工作效率的方法探析[J].世界有色
金属,2018(08):29+31.
2020年 3月上 世界有色金属41。