冷轧铝板带材生产的板形控制

冷轧铝板带材生产的板形控制

发表时间：2017-10-25T18:27:09.130Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：张洪岩

[导读] 摘要：随着经济技术的发展，冷轧铝板带材生产的板形控制越来越受重视。

东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨 150060

摘要：随着经济技术的发展，冷轧铝板带材生产的板形控制越来越受重视。本文讲述了冷轧板形的定义和控制方法，研究了铝铸轧坯料板形、轧制油、轧辊粗度、道次加工率的分配、张力分配、弯辊控制、热凸度等因素对冷板板形的影响机理和相应的控制方法，通过控制达到改善冷轧板形的目的。

关键词：冷轧铝板；板形；影响因素；控制方法

引言：冷轧铝板带材是建筑装饰板、PS印刷版、制罐板、铝箔等的上游产品，其板形质量好坏直接影响产品的档次，影响使用效果，特别是一些要求较高的行业，如PS印刷版、制罐板对板形质量的要求更严格，近年来铝板带应用范围的扩大和不断增强的质量需求对板形控制提出了更高的要求。我国的冷轧设备装机水平相对较低，板形控制技术水平与国外同行业存在差距。不断提高国产设备铝冷轧产品的板形控制水平，是目前铝板带加工厂家的共同追求。

一板形概念

板形是指板带的翘曲度，是衡量冷轧板带材平整情况的重要参数。铝板带材在轧制过程中，由于受到不同的局部应力，每一部分的延伸量都不一样，这种变形量的不均匀导致板带材变得凹凸不平。如果把铝板带材切成条状，可以直观地反映出不同切条在长度上的差异。差异小则说明板形良好。一般采用相对延伸分布Δ1/L来表示翘曲度，根据铝板带材宽度方向上各部分的相对延伸分布Δ1/L，可以测量铝板带材的翘曲度。对成品板带材的Δ1/L的指数为10-3～10-4，引入单位埃I=10-5则可以更方便地来表示翘曲度。目前国内市场的铝板带板形质量情况：优良板形为7～15I，中等板形为20～40I，大于40I为差板形。

二板形控制的主要因素

板形不良是指板面不平直，产生原因是轧件在轧制过程中，轧辊产生了过度变形，使辊缝形状不平直，轧件宽向上延伸不均而产生波浪。板形控制的实质就是减少这类过度变形，因此从铸轧坯料、板形控制手段和工艺措施等主要影响因素进行分析，从而达到控制板形的理想效果。

1.铸轧坯料

铸轧坯料板形对冷轧板形影响较大，衡量铸轧坯料板形主要参数有：中凸度、横向厚差、纵向厚差、翘边量等。冷轧生产理论上是纵向上延伸，横向上基本上没有金属流动，如果铸轧坯料板形不理想，冷轧时就只能相应的进行弥补性轧制，若铸轧坯料板形的偏差太大则冷轧工序也难以纠正。当铸轧坯料板形的中凸度大于1%，冷轧时易出现中部波浪过大的情况，造成板形不良；当铸轧坯料的横向厚差大于1%、纵向厚差大于1%，翘边量大于0.5%，根据相似性轧制原理，冷轧过程中很难通过弯辊、轧制油分段控制和轧辊倾斜值等手段来调整铸轧坯料所带有的板形缺陷，最终冷轧板易产生边部波浪，有时出现板形翘曲情况。因此，理想铸轧坯料的中凸度应小于1%，横向厚差小于1%、纵向厚差小于1%，翘边量小于0.5%，这样在冷轧生产时板形较好控制，易生产出板形良好的冷轧板。

2.冷轧轧制油

冷轧轧制油是冷轧时用的纯油冷却液，主要由高品质、粘温性能好的高粘度指数石蜡基础油和添加剂组成，它的作用主要是：（1）冷却轧辊和铝轧制料（2）将金属颗粒冲出系统（3）起润滑作用，将摩擦降至控制范围（4）避免过多金属由轧制金属传递到工作辊。它对板形的控制作用，主要是通过添加剂的影响和分段冷却的调整来体现。

3.轧辊粗糙度

轧辊粗糙度是描述轧辊表面光洁度的参数。一般认为，低粗糙度的轧辊表面将会轧出高表面光洁度的轧件。当轧辊粗糙度Ra小于0.35时，轧辊表面在生产过程中因不断磨损而变得光滑，轧制系统的摩擦系数也就相应减小，由于不能建立正常的摩擦条件，轧制系统也就无法正常工作，出现打滑产生震纹，甚至发生无法咬入或轧件不动而轧辊啃轧件的情况。而轧辊粗糙度Ra大于0.5时，轧制生产过程中会产生大量的摩擦热，导致整个轧制系统热量的不均衡，使轧辊热凸度发生大幅增加而无法有效控制，影响板形。通过生产实验分析，板带材的轧辊粗糙度Ra一般控制在0.35～0.5之间对生产工艺控制比较有利。当然，随着设备和工艺参数配置的不同，各厂家对轧辊粗糙度的控制也应根据自身的实际情况进行相应的调整。

4.张力配置

张力是指前后卷筒给带材的拉力，由卷筒出辊或入辊带材的速度差而形成。张力在冷轧生产中起到降低轧制力、加强塑性变形、建立稳定的轧制过程、使金属流动更均匀、防止跑偏等作用。一般来说后张力大可以防止跑偏、断带、降低轧制力、增大中凸度；前张力大则有利于金属流动的均匀性，但易造成断带。在生产实际中，前张力大产生的板形为中部松时瓢曲较大，后张力大中部松时标曲相对要小，相对均匀性要好得多，在横氏精整时可矫性较好。为避免下一道次开卷、卷取时层间错伤，本道次卷取的张力应小于或等于上一道次的开卷张力。生产中采用的张力分配一般是在遵循以上原则的基础上逐道次递减，具体数值根据道次的多少和道次加工率的分配梯度给定。对于普通的冷轧机列，成品道次使用较小的张力配置，操作手控制板形相对容易，前张力比后张力小5%～10%，板形调整比较理想，如果前、后张力差超过15%，会造成轧制系统的不稳定，使板带材在纵向上的厚度变化过大。

5.弯辊的使用

弯辊是利用安装在轧辊轴承座内的液压缸的压力，使工作辊产生附加弯曲，实现辊形调整的方法。弯辊分为轧辊正弯、负弯两种，是对称调整板形的比较有效直接的方式。正弯是指弯辊力与轧制力的方向相同的弯辊方式，它增大了轧辊中凸度，作用的重点是板带的中部，对边部过松有直接改善；负弯是指弯辊力与轧制力的方向相反的弯辊方式，它减小了轧辊中凸度，作用重点则是对称的两个边部，对中部过松有改善。相对于轧制油冷却对板形的调整而言，弯辊的作用可以说是立竿见影的。弯辊在板厚大于1mm时作用较明显，在板厚小于1mm时作用不如轧制油冷却效果好。

结语

综上所述，在冷轧生产中影响板形的因素较多，这些因素相互影响、相互干扰，必须视实际生产中的具体情况，综合协调好各项控制技术，充分发挥各自的特点，合理配置各种控制参数，实现最佳组合，满足对冷轧铝板带材生产的板形控制要求。我公司通过设备改造、