板带材纵向厚度精度控制

1.变形抗力及其影响因素

1.1变形抗力是指材料在一定温度、速度和变形程度条件下，保持原有状态而抵抗塑性变形的能力。变形抗力的大小与材料、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态有关，而实际变形抗力还与接触界面条件有关。

1.2化学成分的影响

化学成分对变形抗力的影响非常复杂。一般情况下，对于各种纯金属，因原子间相互作用不同，变形抗力也不同。同一种金属，纯度越高，变形抗力越小。组织状态不同，抗力值也有差异，如退火态与加工态，抗力明显不同。

合金元素对变形抗力的影响，主要取决与合金元素的原子与基体原子间相互作用特性、原子体积的大小以及合金原子在基体中的分布情况。合金元素引起基体点阵畸变程度越大，变形抗力也越大。

1.3组织结构的影响

结构变化。金属与合金的性质取决与结构，即取决与原子间的结合方式和原子在空间排布情况。当原子的排列方式发生变化时，即发生了相变，则抗力也会发生一定的变化。

单组织和多组织。当合金为单相组织时，单相固溶体中合金元素的含量愈高，变形抗力则愈高，这是晶格畸变的结果。当合金为多相组织时，第二相的性质、大小、形状、数量与分布状况对变形抗力都有影响。一般而言，硬而脆的第二相在基体相晶粒内呈颗粒状弥散分布，合金的抗力就高。

晶粒大小。金属和合金的晶粒越细，同一体积内的晶界越多，金属和合金的变形抗力就越高。

1.4变形温度的影响

由于温度升高，金属原子间的结合力降低了，金属滑移的临界切应力降低，几乎所有金属与合金的变形抗力都随温度升高而降低。但对于那些随着温度变化产生物理化学变化和相变的金属与合金，则存在例外。

1.5变形速度的影响

变形速度的提高，单位时间内的发热率增加，有利于软化的产生，使变形抗力降低。另一方面，提高变形速度缩短了变形时间，塑性变形时位错运动的发生与发展不足，使变形抗力增加。一般情况下，冷变形时，变形速度的提高，使抗力有所增加，而在热变形时，变形速度的提高，会引起抗力明显增大。

1.6变形程度的影响

无论在室温或高温条件下，只要回复和再结晶过程来不及进行，则随着变形程度的增加必然产生加工硬化，使变形抗力增大。

1.7变形抗力还受接触摩擦影响，轧制过程中摩擦力越大，变形抗力越大。

2.板带材纵向厚度精度控制原理

2.1影响纵向厚度的主要因素有：坯料尺寸与性能，轧制速度，张力，润滑等轧制工艺条件，以及轧机刚度等。

2.2坯料尺寸与性能的影响

当其他条件不变时，轧件原始厚度变化对轧出厚度有影响。轧件原始厚度增加，轧出厚度也随之增加。坯料厚度越不均匀，轧出厚度也越不均匀。如热轧坯料因头尾温降大，变形抗力增大，使轧出厚度增加，当冷轧时头尾通过轧辊要调整压下，减小辊缝以减小厚度偏差。对退火坯料轧第1、2道次，调整比较容易，认真控制厚度偏差相当重要，否则超差在往后道次中难以控制。

2.3轧制工艺条件的影响

前后张力、轧制速度及润滑等轧制工艺条件的影响，将影响轧制压力大小，从而引起厚度偏差。

张力是以影响变形区的应力状态，改变塑性变形抗力而起作用的。若原始辊缝不变时，张力增大则轧出厚度减小，张力减小则轧出厚度增大，而且后张力比前张力影响大。生产中，为防止张力波动引起的厚度不均，应保持恒张力轧制，或限制张力波动值不超过一定范围。如单机架带材轧机，当带材头部咬入至卷取前一段无前张力，或尾部将脱离开卷机至抛出轧辊一段后张力减小至消失。这种头尾段失张或张力减小会造成带材厚度增加，可采取调压下减小辊缝的方法，减小厚度偏差。

轧制速度是通过影响摩擦系数、变形抗力及轴承油膜厚度，以改变轧制压力或辊缝大小影响轧出厚度的。通常随轧制速度升高，摩擦系数减小，变形抗力降低。但轧制速度升高，引起变形速度增加，使变形抗力增大，二者作用相反。变形速度对冷轧变形抗力影响不大，对热轧比较显著。轧制速度变化对摩擦系数的影响，热轧较小而冷轧很显著。冷轧时，随轧制速度增加摩擦系数减小，轧制压力降低，则轧出厚度变薄。相反，轧制速度减小，轧出厚度增加。

轧制速度升高，轴承吸油量增加，油压增大，油膜变厚导致上下轧辊靠近，轧出厚度变薄。相反，轧制速度变小，油膜变薄，轧出厚度变厚。

2.4轧机刚度的影响

轧机刚度对轧出厚度的影响很大。分两种情况讨论，一种是与轧机外部条

件有关的工艺参数（坯料厚度、轧制温度、张力、摩擦系数、屈服极限等）变化，引起轧制压力波动造成的厚度偏差，轧机刚度越大，轧出厚度偏差就越小。另一种是与轧机内部条件有关的参数（轧辊偏心、轴承油膜厚度等）变化，引起原始辊缝变化所产生的厚度偏差。轧机刚度小的厚度偏差小，刚度大的反而厚度偏差大。

3.板厚控制方法

3.1 调整压下改变辊缝

调压下是板带材厚度控制最主要的方式。当来料厚度增加，要落压下螺丝，减小辊缝，当来料厚度减小，要提升压下螺丝，增大辊缝。如果来料退火不均，造成造成轧件性能变硬，或润滑不良使摩擦系数增大，都会使变形抗力增加，使轧出厚度增大，此时可以降压下螺丝，减小辊缝来控制厚度精度。

3.2调整张力

当来料厚度增加时，原始辊缝及其他条件不变，轧出厚度产生偏差。要使轧出厚度不变，可以加大张力，实现不改变原始辊缝使轧出厚度不变。调整张力控制板厚的方法，反应迅速、有效而且精确。但对较厚的带材并不适合，通常采用调压下与调张力相互配合的方法。当厚度波动较小，如成品轧制道次，能在张力允许变化的范围内调整过来，可采用张力微调。当厚度波动较大时，改用调压下的方法控制。

总之，生产中为了达到精确控制厚度的目的，往往要根据轧制设备、工艺条件等，将多种厚度控制方法结合起来使用，以便取得更好的效果。此外如轧辊偏心，应从提高轧机机械加工精度和轧辊研磨精度着手；合理合计4辊轧机工作辊相对于支撑辊的偏移量，保证轧辊工作稳定性，有利于提高纵向厚度精度；生产工艺过程，应重视各道轧制工序的厚度控制，尤其是轧制成品前的坯料，否则造成较大偏差，使轧成品时更难控制；铸锭加热或中间退火要保证温度均匀；铸锭或坯料铣面厚度要均匀；合理地进行冷却润滑，保持轧辊的适当温度，以提高产品的纵向厚度精度。