3104易拉罐罐体用铝合金精整技术概述

3104易拉罐罐体用铝合金精整技术概述

摘要：对易拉罐体料3104铝合金的市场应用、发展前景、精整工序介绍进行了比较简单的概述，重点对罐体料精整工序的技术控制做了较全面的阐述。

关键词：3104合金、精整工序、技术控制

目前市场上大部分易拉罐采用铝合金制成，其中罐体料广泛采用3104铝合金，它是目前产量最大的薄板产品,在国外，该产品早已是较为成熟的品系,而我国还处于需求快速增长的阶段。近几年随着经济水平的提升,我国也已进入了易拉罐体料国产化和批量工业化生产的阶段,当前轻合金有限公司已经开始批量的生产3104易拉罐铝合金。随着制罐技术地不断提高,对铝卷的表面性能要求也越来越高,其中精整则是比较重要的一个控制带材表面质量的工序。

1 精整关键工序介绍

1.1拉矫工序

板带材在冷轧加工时，由于辊型与辊缝的形状等原因引起的板带材板形不良，即板带材产生波形（双边波浪、单边波浪、中间波浪、两肋波浪）、翘曲、侧弯及瓢曲和潜在板形不良等。这些缺陷的产生是因轧件在宽度方向上的纵向延伸不均匀，出现了内应力的结果。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[1]。

为了消除板带材的板形不良，使板带材内应力趋于均匀，需要对板带材进行矫正，矫直机便应运而生。

矫直机分为辊式矫直和拉伸弯曲矫直两种类型，南山轻合金精整厂的拉矫工序采用的是连续拉伸弯曲矫直机，其原理是张力辊组给带材施加张力作用，连续通过上下交替布置的多组小直径弯曲辊，在拉伸和弯曲的联合作用下，沿长度方

向产生了塑性延伸，使带材各条纵向纤维的长度趋于一致，改善带材平直度。然而，来料的各项参数，如宽度、厚度、不平度等的变化，均会影响实际操作中各种参数的设定和最终矫直效果。因此，操作人员的经验、操作技巧和判断能力，往往在实际控制中起着关键作用。

连续拉弯矫直机多设计成8辊张紧形式，这样既增大了整个机组的张力调节范围，减小了开卷—卷取张力，又降低了每根张力辊上的扭矩载荷，提高了张力调节精度，如图2。

图2 拉伸弯曲矫直机

带材在较小的开卷张力情况下进入入口张力辊组，绕张力辊身形成包角，在带材与辊面之间摩擦力的作用下，带材张力逐级放大，在R1.4与R2.4之间达到最大值，然后再通过出口张力辊组逐级减小，在卷取段恢复到较小的张力值。拉弯矫直机列张力的设定值是以带材延伸率设定值的大小为基础，而延伸率的选择取决于输入带材的平直度状况。在实际生产中，操作人员针对不同来料平直度状况，施加不同的延伸变形，才能获得不同情况的带材平直度。由于在实际生产中，带材的来料情况千差万别，延伸率的设定也不是一成不变的，带材的拉伸弯曲矫直过程是一个十分复杂的力能转变过程。在拉伸弯曲状况下，带材的延伸变形包括弹性变形和塑性变形两部分。在实际生产中考虑到屈服极限情况以及张力辊速度偏差、打滑因素，延伸率的设定一般在0.3%以下[2]。

为了进一步提高铝带材的表面质量，在连续拉弯矫直机列中装设了清洗机和烘干机，这样就可以实现边拉矫、边清洗，去掉轧制过程中粘附在铝带表面的油污和脏物，可得到表面平整、光洁的铝卷。

1.2切边与纵切工序

切边机用于冷轧带材的剖分剪切，高精度剪切设备的剪切精度代表设备的整体加工精度[3]。精整厂安装有3台佛洛林的切边机，其中两台带有静电涂油机并具备切边中剖功能。用于生产1×××、3×××、5×××、8×××系列产品罐体料、罐盖

料、铝箔坯料成品分切，最大切边速度可达1500m/min，厚度范围在0.15-1.0mm，宽度范围在950-2100mm/850-2080mm，设计产能15万吨/年；1台佛洛林活套式纵切机，最大运行速度为800m/min，厚度范围在0.1-1.0mm，宽度范围在950-2100mm/10-2080mm，也用于生产1×××、3×××、5×××、8×××系列产品罐体料、罐盖料、铝箔坯料成品分切，设计能力在10.6万吨/年。

2 精整缺陷分类及产生原因

图3 部分缺陷类型

(a) 矫直辊印(b) 漏凃(c) 切边不良(d) 串层

(a) 矫直辊印

产生原因：矫直压下量太大；矫直辊组装配质量不好，工作时矫直辊有抖动等现象。

防治措施：合理调节矫直机；正确装配矫直机组。

(b) 漏凃

产生原因：喷油嘴阻塞。

防止措施：做好预涂油循环管路清洁控制，同时避免外部环境引入污染物。

(c) 切边不良

产生原因：圆盘剪的间隙和重叠量调整不当；刀刃有卷刃和缺刃，不锋利；刀具在剪切时润滑效果不好。

防止措施：合理调节圆盘剪间隙；更换圆盘剪，加强对刀具的润滑。

(d) 串层

产生原因：中途突然停机或自动对中系统失灵；来料板形很差或突然变差；卷取张力控制不当。

防止措施：定期维修机列，检查自动对中系统是否好用；优化工艺参数；合理调整张力。

3 板形控制的影响因素

1. 原始板形的影响。冷轧来料板形越好，精整后板带的板形、表面质量越好。

2. 合金状态对板形的影响。合金越硬，板形的调整和控制越难。操作人员在调整控制时应根据来料的原始板形进行准确判断后，设定合理的参数加以矫直，边调整边观察。

3. 机列的装机档次、安装的质量对板形的影响较大。装机档次是投资政策和投资成本决定，而安装质量应在安装水平度、机列中心线与设备中心线的垂直度、设备稳定性等方面加以重点关注。

4. 操作人员能力和素质。人的主观能动性较大，操作人员要在观察判断上力求准确，操作调整要及时果断，班组人员要协调配合。

4 结束语

3104铝合金罐体带材的精整设备较多，控制工序较为繁琐，本文对重点设备特点和工作机理作了简单阐述。操作人员应在了解工作原理和控制特点的基础上，充分发挥人的主观能动性，理论结合实际，从来料情况、工艺制定、客户要求、设备特点等方面，不断总结经验，提高操作水平和应对突发问题的能力，不断提高罐体料精整后的质量控制。