浅谈铝带拉弯矫直机组的国产化

八根
６０ ０
辊径（ ｍ ｍ ） 传动型式 电气方式 延伸控制方式
清洗脱脂
分别驱动
集中ｉ动 ｚ 直流控制
分别驱动
全数字直流控制
电气速差控制／ 张力控制 高压水清洗 ７ Ｐ 高压水 Ｍａ
点， 张力辊所提供的拉伸张力只是纯拉伸张力的３％ ０ 左右， 在一台矫直设备上能完成一定范围内各种厚度
卷材的连续矫直。张力辊组的关键在于各辊的传动 方式以及延伸率的控制方式。张力辊的传动主要分 为机械集 中驱动与电气分别驱动两种型式。机械集 中驱动的优点是传动电机功率低， 电气控制简单。其 缺点是机械结构复杂， 较难维护； 延伸率通过差速器 控制， 精度低； 整个张力辊系蠕变量大， 不能满足高表
矫直单元在拉弯矫直中的作用是产生弯曲， 只有 提供了足够的弯曲才能用较小的拉伸张力来完成较 大的延伸。其主要配置型式有三种： 三元六重式 （ 图
１）五元六重式（ Ｂ ， Ａ， 图１）四元（ 或五元） 六重加多辊矫
直式（ １） 图 Ｃ。从各种配置中可以看出， 各种矫直单元 都含有弯曲单元与矫正单元。由于延伸后的带材存 在横向与纵向的两重弯曲， 且用一根矫直辊 （ 即三元
３ 引进设备特点分析
铝带拉弯矫直机组主要有四大功能单元： 矫直单 元、 张力辊组单元、 清洗烘干单元 、 圆盘剪切单元。各 功能单元都是完成高质量铝带矫直不可缺少的环节。 上述三条引进生产线 的主要装备配置代表着三种不
第１ 期
有色金属加工
面 质量要求。随着当今电机数字化控制的快速发展， 电 机分别驱动已成为主流配置。电机分别驱动方式 的 延伸率控制精度高， 机械结构简单， 力矩分配灵活 可 带材与辊面的蠕变打滑量大大降低， 调； 对磨辊尺
１ ７检测平台 １ ８出口夹送剪切装置 １ ９出口导向送料装置 ２ 卷取机 ２ 卸卷小车及储料台 ２ ０ １ ２皮带助卷器
４． ２
４ 我院自主开发设计的铝带拉弯矫直
机组
依据我院在铝加工设备设计方面的技术优势， 从 １９ ９ 年便开始了铝带拉弯矫直机组的消化引进和 自 ９
设备组成 机组设备组成见图 ２ ０
２ ３ ４ ５
６ ７ ８ ９
供货厂商 引进年代
来料宽度（ Ｉ ｍ）
来料厚度（ ） ，
０． ０一２． １ ０
０． ５￣１ ５ １ ．
０． ０￣１ ５ １ ．
屈 极限（ ／ｍ） 服 ｋ ｍ ２ ｇ
机 列速度（／ ｉ ｍ ｍｎ ） 延伸率精度（ ％）
出料板形（ 来料４１ ０）
矫直单元
型式
３５
３０
３５
ｌ５０
３ｏ
３ｏ
四元六重 十 九辊矫直
１ １ １ ０ １ ２ １ ３
１ ７ １ ２ ８ １ ９ ０
２ １ ２ ２
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图 ２ ５ｍ １ ０ ｍ铝带拉弯矫直机组设备配里图 ８
使用单位
清洗单元是铝带拉弯矫直机组中较为独特又不
东北轻合金加工厂
美 国 Ａ Ｓ公 司 Ｄ １８ ９５年
表 １ 国内引进的铝带拉弯矫直机组主要工艺参数及主要设备组成
西南铝加工厂
德国 Ｕ Ｇ Ｒ公司 ＮＥ
１９ ９ ３年
瑞 闽铝板带有限公 司
美 国 Ｓｍ ｃ公 司 Ｔ １９ 年 ９３
２ 我国引进的拉弯矫直机组
在我国钢铁冶金行业 ， 带材拉弯矫直机组的引人 较早， 而铝加工行业由于行业本身的发展规模较小， 以及国内装备的设计制造能力有限， 致使铝带拉弯矫 直机组长期依靠进口， 且仅几家大型企业引进少数几 台。表 １ 是国内引进的三台铝带拉弯矫直组 的主要 工艺参数和主要设备组成。
寸 精度要求不高； 延伸率控制可采用速差控制与张力
制。因而可以认为德国 Ｕ Ｇ Ｒ公司与美国 ＳＩＥ ＮＥ ＴＭ Ｇ 公司采用的张力辊电机分别传动方案是最为合理的， 并且可以预见， 全交流传动将以更高的速度精度， 更 良 好的控制特性， 更少的设备维护， 逐步取代直流传
动。
控 两种方式， 制 带材性能波动较大时可选用张力控
院铝带拉弯矫直机组的创新升级打下了基础。以下 介绍最近我院为某公司提供的 １５ｍ ８０ ｍ铝带拉弯矫直
机组的主要工艺参数、 设备组成及设计特点。
４． １
式，Ｎ Ｅ Ｕ Ｇ Ｒ圆盘剪采用手轮丝杠螺母连续无级可调方 式， 侧隙精度一般都能达到ＯＯｍ ．ｌｍ以下， 而刀盘重叠
量的调整基本都是采用偏心套调节。虽然效果基本 相当， 但由于 Ｕ Ｇ Ｒ圆盘剪采用的是连续无级可调 ＮＥ
主要工艺参数 来料材质 ： 纯铝及软铝合金
来料厚度：．一 ．ｍ ０１ ２５ ｍ
来料宽度： ０ ６０ ８ 一１ ｍ ４ ６ ｍ
方式， 可进行在线调整， 以求达到最佳的剪切效果。 所以， 圆盘剪的配置应采取这种调节方式， 力求达到 与之相同的精度。当然， 刀轴部件各项控制精度也都
应符合要求。
屈服极限： 不大于３０ ｍ ４ Ｎｍ ２ ／ 最大卷径： ２ ｍ １ ０ ９ ｍ 最大卷重：１ １ｔ
正辊后再加一组多辊矫直， 通过反复弯曲来达到去除
内应 力。由此 可 见 在 矫 直 单 元 配 置 中 当属 德 国
ＵＧＲ Ｎ Ｅ 公司设计的矫直单元为最优。 张力辊组在拉弯矫直中的作用是提供拉伸张力， 没有拉伸张力带材将无法产生延伸， 辊式矫直机即是
如此。拉弯矫直结合了辊式矫直与纯拉伸矫直的优
迅速发展和推广。据资料介绍， １ ５ 在 ９ 年至 １ ０ ６ ９ 年 ８ 的十五年间， 本住友重工就为其本国提供了将近 仅日
五十条拉弯矫直生产线， 其发展速度可见一斑。
六重式） 不能将两种弯曲同时矫正， 因此后来在矫直
单元中采用了辊径不同且弯曲方向相反的两组辊子 （ 即五元六重式） 来进行矫正， 从而在理论上可以完全 将带材矫平。但由于同一卷带材的板形不尽相同， 要 想使整卷带材矫正后的内应力基本趋于零 ， 则应在矫
全数字交流控制 电气速差控制 化学溶剂清洗
四氯化碳 热风烘干 静电涂油
２０ ０
机械差速器式速差控制
蒸汽清洗 ０４ ． ａ ０６ Ｐ 蒸汽 ．一 Ｍ 气刀
无
３０ ５
清洗方式 清洗介质
摘 要： 拉弯矫直是带材矫直的一项新技术， 在国外已发展多年， 国内的铝加工企业也引进了为数不多的几台 铝带拉弯矫直机组。随着对铝带材平直度要求的不断提高， 国内中小型铝加工企业对矫直装备的国产化要求 日 益迫切。我院装备所抓住这一有利时机对铝带拉弯矫直机组进行了国产化开发。本文通过对国内引进的三台 不同机型的铝带拉弯娇直机组设备特点的分析， 探讨我院自主设计的拉弯矫直机组的进一步发展方向， 同时也 对我院新近开发的一台 １ ０ ｍ铝带拉弯矫直机组的主要工艺参数及设备配置进行简要介绍。 ８ｍ ５
三元六重式
２ ５
五元六重式
３ ５
工作辊辊径（ｍ ｍ）
张力辊组 数量
３， ， ， ， （ ５２ ３ ５ ４ 九辊） ５５ ５２
八根
９０ ０
四根
７０ ５
而 损伤带材表面及引成辊系振动， 因此带材矫直前必 须 行清洗。另外， 进 由于对铝带产品本身的高表面质 量 要求， 也使得清洗功能不容忽视。传统的物理清洗
一定量的添加剂。这种方式设备简单， 效果基本满足 要求， 但容易造成表面擦伤或表面腐蚀。传统的有机
溶剂清洗， 由于不易满足环境保护、 防火、 防爆方面的 严格要求而不再使用。德国 Ｕ Ｇ Ｒ公司采用的高压 ＮＥ 水射流清洗技术是当代最为先进的清洗技术之一， 该
１ 卸套筒装置 ２ 上卷小车及储料台 ３ 开卷机 ４人口 夹送直头装置 ５圆盘剪及展平装置 ６缝合机 ７ 挤千绳（） １ ８高压清洗机
９ 刷辊装置 １ 挤干Ｍ（） 低压清洗机 １ 挤千Ｍ（） 烘干单元 １ 人口张力辊组 巧矫直单元 １ 出口 ０ ２ １ １ ２ ３ ３ １ ４ ６ 张力辊组
有色金属加工
第３卷 ２
技术采用 ７ ２Ｍ ａ 一 ５ Ｐ 的高压水， 通过高速（ ０ ２０ １ 一０ 米 ０ ／ 喷射造成对带材表面极高的冲击力， 秒） 从而达到洗 去带材表面油脂和污物的作用。此项技术， 因其清洗 效力高、 对材料无损伤、 无二次污染， 被广泛应用于钢 铁除磷、 高压容器清洗、 输送管道清洗、 煤炭除灰等多
弯曲 元 单
矫 单 正 元
弯曲 元 单
矫 单 正 元
图 １ 三种矫直单元示意图
可 缺少的一个重要环节。由于铝带表面多残存有铝
方式多为热水或蒸汽清洗， 并施 以辊刷刷洗， 或加上
灰 及轧制油， 在拉弯矫直过程中常常会大幅度降低张 力 辊面的摩擦系数， 辊 并使矫直单元矫直辊系粘灰从
关键词： 铝带拉弯矫直机组； 矫直单元； 张力辊组； 带材清洗； 引进设备； 国产化
中图分类号：Ｇ ３ ．＊ Ｔ ３３２ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号： ７ 一 ７５２０）１ 《３ 一 ４ １ １ ６９（０３０ 一） ６ ０ ６ ０
１ 前
言
同水平的典型配置。下面通过对这三台机组各主要 单元的配置分析， 明确我院铝带拉弯矫直机组的发展 方 向。
第 犯卷 第 １ 期
２０ ０ ３年 ２月
有色金属加工
Ｎ ＯＮＦ ＲＲＯＵ ＭＥ ＡＬ Ｐ ＯＣＥ Ｓ Ｎ Ｅ Ｓ Ｔ Ｓ Ｒ Ｓ ＩＧ
Ｖ ｌ ２ ｏ Ｉ ｏ． Ｎ ． ３
Ｆ ｂ ｊｒ ０ ｅ ｎａ ２ ３ ｙ ０
浅谈铝带拉弯矫直机组的国产化
蔡 钢， 张京诚
（ 洛阳有色金属加工设计研究院， 河南洛阳４１ ９ ７０ ） ３
烘干方式
自循环加热气刀
静电涂油
涂油设备
圆盘剪
刀盘直径（ｍ ｍ）
调刀方式
２０ ８
手动在线可调
加垫可调
加 垫可调
弯 单 矫 单 曲 元 正 元
Ａ Ｂ Ｃ
种领域。 圆盘剪切单元虽然不是拉弯矫直机组中独有的 功能单元， 但却是拉弯矫直机组必不可少 的重要环 节。剪切质量的优劣将直接影响到矫直效果与成品 质量。上述引进机组中圆盘剪 的主要区别是在圆盘 刀的侧隙调整上。ＳＩＥ Ｔ Ｃ圆盘剪采用加垫调整方 Ｍ
主设计开发工作， ０ 年研制成功我院首台 １ ０ｍ ２（ ０） ４ｍ ５ 铝带拉弯矫直机组， 并立即投人生产， 为厂方产品质 量的升级和市场竞争力的提高作出了很大贡献。经 过近三年的持续开发与改进， 我院的铝带拉弯矫直机 组的机型配置已从最早的三元六重式矫直单元逐渐 发展到了现在的四元六重 ＋九辊矫直的较优配置型， 清洗方式从低压刷辊清洗改为高压水射流清洗， 为我
随着我国国民经济的快速发展， 各行各业对铝板 带材的平直度要求 日益严格。家用电器业、 民用建筑 装饰业、 印刷业的极大发展， 迫切需要高质量的铝板 带材， 对板带材矫直设备提出了更高要求， 同时也给 我院铝带拉弯矫直机组的发展带来了楔机。 带材的拉弯矫直是二十世纪六 十年代首先在钢 铁领域发展起来的带材矫直新技术， 并在国外得到了
机组最大速度： ０ ｍｎ ２ ｍ ｉ ０ ／ 最大延伸率 ： ３％ 延伸率控制精度： ００ ％ 士 ．１ 板形控制精度： １ ．３ 板面清洁度 ： 来料最大 Ｌ ｒ ｄ，料ＳＷｄ Ｓ杯ｃ 出 ％ ｄ （ ｋ
来料最大 ＳＷｄ ，料３Ｗｄ ｍ Ｏ ｒ出 ０ ｚ ｒ ｒ ｒ ？ ｒ ｒ