铝箔板型控制

28.5.1 概述
28.5 铝箔轧制的辊型与板型控制
铝箔轧制过程的辊型与板型控制是铝箔生产的核心技术之一，现代化的铝箔轧机，都配 备了先进的板型自动控制系统，其目的，就是为了使产品获得良好的板型质量。铝箔产品的 板型质量，是衡量铝箔产品质量的一项重要指标，尤其是在当前的情况下，铝箔产品的使用 者对铝箔产品的板型质量要求越来越高，这就要求生产者在生产时，要保证产品的板型质量。 本章内容在阐述板型概念的基础上，重点介绍铝箔轧制板型控制技术，并简要介绍铝箔板型 仪的控制原理，并通过对实际生产中板型控制的实例，帮助广大的铝加工生产者更深入的了 解铝箔的板型控制技术。
中，由于轧制过程的过程的复杂性，其板型质量的影响因素是多方面的。 （1）辊型
辊型对板型质量的影响是决定性的，辊型控制也是冷轧技术的核心之所在，所有的板 型控制手段，归根结底，都是为了控制辊型。为了获得产品的良好板型，辊型是否合适是至 关重要的。
轧辊的辊型，包括原始辊型及在线辊型，原始辊型是通过轧辊磨床的成型机构来实现 的，一般铝箔轧制工作辊的凸度为 50-65‰，辊型曲线是准抛物线或正弦曲线。原始辊型的
1I=10-5（L-l）/L=10-5△L/L 式中：△L：最长与最短的纵条之间的相对长度差。 （3） 板型缺陷的表现形式
产品的板型缺陷，主要表现为产品在离线时，或低张力作用下，用肉眼可见的局部波 浪，以波浪出现的位置划分，可分为中间浪、二肋浪、边浪三种，如图 1-2 所示
（a） （a）：中间浪
图 28.5.3
由上表可见，原始辊型和抛特线的误差，除第 1、2 点之外，都小 3%，第 1、2 点因绝 对值较小，受测量精度影响，相对误差较大。因此可以说，这台磨床磨出的轧辊的原始辊型 其辊型曲线是一条抛物线。
28.5.3 铝箔生产辊型及板型控制
28.5.3.1 铝箔板型质量的影响因素 从理论上分析，对产品板型质量影响最直接的，就是轧辊的辊型，但在实际生产过程
部分拉平，从宏观上看，是平坦的。而在离线后，弹性变形消失，在内应力的作用下，就会 出现明显的板型缺陷。在工艺上，这种缺陷叫做“潜在板型缺陷”。板型控制的目的，就是 要最大限度的消除材料的潜在板型缺陷，保证产品“离线板型”良好。 （2） 板型的定量表示方法
板型从宏观讲，只是一个定性的概念，要将其量化，有一定的难度。但从衡量板型的 好坏，以及实现板型自动控制的角度来讲，则必须将这一概念量化。
（3）设备精度 设备的精度对产品的板型质量也有直接的影响，如辊系的平行度、轧制油喷淋系统是
否正常等，都会影响板型控制的质量。因此，在实际生产中，必须经常对轧机辊系的平等度 及轧制油的喷淋系统进行检查，发现问题，及时进行处理，以保证产品的板型质量。 （4）轧制工艺参数
轧制工艺参数，如压下道次分配、轧制力、轧制速度、轧制油流量等，也会对产品的 板型产生影响，这是由于这些因素都直接或间接的影响着轧制过程中轧辊的热凸度。合理的 使用这些工艺参数，会在提高生产效率的同时，保持产品良好的板型。 （5）无辊缝轧制影响板型的因素
（b） 板型缺陷的表现形式
（b）：二肋浪
（c） （c）：边浪
在实际生产过程中，实际遇到的板型缺陷要复杂得多，它有可能是这三种形式之中的一
种，也有可能是这三种形式的组合，这就需要我们的实际生产中，要具体问题，具体对待。
28.5.2.2 辊型
（1） 辊型的概念
辊型，就是辊的形状，其中包括轧辊、导辊、压平辊、张紧辊等，而我们在铝加工中
板型的定量表示方法有很多种，目前最常用的，是加拿大采用的“I”单位表示方法。 其含义如下：
假设一段铝板的长度为 L，其存在板型缺陷，将其分割成若干等宽度的纵条，并将其铺 平，如图 28.5.2 所示，
L
图 28.5.2
在分割的纵条中，长度最大的一条，其长度为 L，长度最小的一条，其长度为 l，则一 个 I 单位的定义如下：
平台
铝箔
图 28.5.1 箔材波浪示意图
轧制过程，是一个十分复杂的物理过程，它主要是通过将具有一定断面尺寸及形状的 坯料，在轧辊的轧制压力以及前后张力的作用下，发生纵向的延伸变形，同时，可能伴有少 量的宽展。轧制过程的基本要求，就是要求轧制材料沿整个宽度方向具有均匀的纵向变形， 否则，就会产生板型缺陷，如波浪、飘曲等。这是由于在轧制过程中如果因为某种原因，造 成纵向延伸不均匀，则各部分的延伸量不一致，而由于轧制材料是一个整体，各部分之间相 互牵制，相互影响，延伸量小的部分对延伸量大的部分施加压力，当压应力超过某一限度时， 延伸量大的部分发生弯曲，从宏观上看，这时就形成了波浪。
精确与否，主要取决于辊型曲线的选择是否正确以及轧辊磨床成型机构的运行精度。 轧辊的在线辊型，是指在生产过程中的辊型，由于在轧制过程中，变形区受热不均匀，
轧辊热凸度的变化是比较复杂的。而辊型控制的目的，应是在保证轧辊原始辊型合理的前提 下，在轧制过程中，通过各种工艺手段，合理控制轧辊的热凸度，从而达到产品板型良好的 目的。 （2）毛料的原始板型
——Cw=0.05 ------Cw=0.06-
宽度（mm） 图 28.5.6 辊凸度对无辊缝轧制过程板型的影响
如果辊型曲线的正弦角度发生了变化，或是在磨削过程中，由于辊型控制不好，使辊型 形状发生了变化，这时，就会对板型产生较大的影响。图 28.5.7 示出了不同的正弦角度所 对应的板型值，从中我们可以看出，即使轧辊的凸度不变，而辊型发生变化，会使板型发生 较大的变化。因此，在控制精轧制过程的板型时，精确控制轧辊的辊型是十分重要的。
——P=8.0Mpa ------P=7.5Mpa
宽度(mm) 图 28.5.4 无辊缝轧制中轧制力对板型的影响
由上图可见，在其它条件不变的情况下，轧制力大，由边部板型值小，中间板型值大， 但板型曲线的基本形状并无本质上的改变，轧制力对板型的影响是极其微小的。因此，铝箔
板型△ε/I
板型△ε/I
的精轧过程一般都是恒压力轧制。 2．弯辊力对板型的影响 弯辊力对板型的影响如图 28.5.5 所示
轧辊的辊型曲线是很难的。表 28.5.1 给出了某台轧辊磨床磨出来的凸度为 65‰的工作辊的
原始辊型。
表 28.5.1 65‰凸度工作辊原始辊型(单位:μ)
检测点 7 6
5
4
3
2
1
01
2
3
4
5
6
7
辊型
原始辊型 65 48.5
33.5
21.5
12 5
1
01
5
12
21
32.5 46.5 64.5
抛物线
65 47.9
铝箔轧制的精轧道次，其特点是在轧制过程中轧辊相互压靠，产生弹性压扁，形成无 辊缝轧制。与普通的板带材轧制相比，无辊缝轧制过程在厚度控制、板型控制等方面均有期 有其特殊的规律，作为铝箔生产者，必须熟悉和掌握这些规律，否则，就很难生产出高质量 的铝箔产品。
1．轧制压力对板型的影响 无辊缝轧制过程中轧制力对板型的影响如图 28.5.4 所示。
28.5.2 板型与辊型的概念
在介绍板型控制技术之前，首先介绍一下板型与辊型的概念。
28.5.2.1 板型
（1） 板型的一般概念
板型，就是轧制材料的平直度。为了直观的说明板型的概念，我们可以把一张铝箔放
在平台上进行检查，如果铝箔与平台能够完全吻合，则说明这张铝箔板型良好，如不能完全
吻合，只有一部分相互接触，则说明其具有板型缺陷。如图 28.5.1 所示
成具有一定凸度的轧辊，我们将轧辊沿辊身各点的直径所绘成的曲线称为辊型曲线。一般来
讲，对于铝箔轧辊，有两种曲线，一种是正弦曲线，一种是抛物线。当凸度和辊身相比相当
小时，抛物线与正弦曲线之间的差别很小，可以忽略不计。
在轧制过程中，轧辊产生弹性变形和热变形。弹性变形包括三部分，即：支承辊挠曲、
工作辊挠曲及工作辊弹性压扁，由于变形条件比较复杂，要用简单的工作来计算轧制过程中
——F=0.10Mpa ------F=-0.10Mpa
宽度（mm） 图 28.5.5 无辊缝轧制过程弯辊力对板型的影响 由上图可见，弯辊力对铝箔中间与边部的板型有影响，但影响程度极小，当弯辊力变 化范围在±200Kpa 内时，边部及中间的板型仅在±1I 左右的范围内波动，这种影响是几乎 可以忽略不计的。因此，在精轧过程中，弯辊对板型的影响是很小的。 3．辊型曲线对板型的影响 工作辊辊型曲线为正弦曲线，如图 28.5.6 所示，如辊型曲线的正弦角度不发生变化， 即形状不变，凸度增大，则铝箔中间板型值减小，边部板型值增大。在这种情况下，如果工 作辊凸度在±5μm 范围内变化，板型值中部及边部仅有±1I 左右的变化，因此，在精轧制 过程中改变轧辊凸度，对板型的影响不大。
另外，轧辊表面粗糙度的均匀性对产品的板型质量也会产生影响。如果轧辊表面的粗 糙度不均匀，就会导致材料的不均匀变形，从而产生板型缺陷。因此，在轧辊磨削的过程中， 一定要保证轧辊表面粗糙度的均匀性。
在磨削轧辊时，还应注意，刚刚从轧机卸下的工作辊，不能立即进行磨削，因为这时 的轧辊辊身温度很高，轧辊的辊型与常温下差别很大，如果这时进行磨削，会影响辊型的控 制精度。正确的方法，应该是将辊身温度冷却至室温后，再进行磨削。
28.5 铝箔轧制的辊型与板型控制 28.5.1 概述 28.5.2 板型与辊型的基本概念 28.5.2.1 板型 28.5.2.2 辊型 28.5.3 铝箔生产辊型及板型控制 28.5.3.1 铝箔板型质量的影响因素 28.5.3.2 铝箔轧制时的辊型及板型控制 28.5.4 板型自动控制
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