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X

胥福顺1,李全1,杨钢2,杨鹏1

(1.云南铝业股份有限公司,云南昆明650502, 2.云南冶金集团总公司,云南昆明650051)

摘要:阐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

中图分类号:TG33518文献标识码:A文章编号:1006-0308(2006)01-0053-03

Plate S hape C ontrol in Cold Rolling of Alu minum Sheets

X U Fu-shun1,LI Quan1,YANG Gang2,YANG Peng1

(1.Yunnan Aluminium Co.Lte.,Kunming,Yunnan650502,China

2.Yunnan Metallurgy Group Co.,Kunming,Yunnan650051,China)

A BSTRACT:The con trollin g meth od s and defin ition of plate s hape of rolling aluminu m are d escrib ed.The i nfluen ces of fac tors such as p late shape of blan k,rollin g oil,rou ghnes s of roller,dis trib ute of proces s rate on rolling pass,ten sion dis trib ution,roller bend ing,thermal crown an d corresp on din g con trol meth od s are stud ied s o as to improve the plate s hape.

KEYWORDS:cold rolli ng aluminu m plate;plate s hape;influ ential factors;con trol method s

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。

我公司现有的冷轧机列为涿神公司生产的5 1400不可逆冷轧机,于2000年10月试车投产,有广泛的市场和知名度,产量突破设计能力。本文结合我公司多年来冷轧铝板带材的生产经验,对板形控制过程中所采用的主要措施进行了综合分析。

1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[1]。一般采用相对延伸分布$1/L来表示翘曲度,如图1示。

X收稿日期:2005-10-08

作者简介:胥福顺(1974-),男,云南富源人,工程师。

图1 铝板带材

Fi g.1 Plate shape of aluminum strip

根据铝板带材宽度方向上各部分的相对延伸分布$1/L,可以测量铝板带材的翘曲度。

对成品板带材的$1/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。

2 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[2],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。211 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015%,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015%,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。212 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[3]。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。21211 添加剂

轧制油中添加剂的含量一般控制在4%~8%的范围。

当添加剂含量小于4%时,轧制过程中易产生的大量的热,随着轧制过程的进行,轧制系统的热量迅速上升,温度由220e 迅速上升到340e 左右,

整个轧制过程系统的热量不平衡,轧辊受热产生的热凸度变化较大,生产出的板形在1/3卷后中松程度迅速变大,难于控制;轧制系统温度过高,会使轧制油发生化学反应,产生化合物粘附在金属表面而难于除去,严重时会出现打滑或颤动现象,使板面产生横向震纹;轧制系统温度过高还会使轧制油的粘度和油膜强度降低,改变了轧制摩擦状态,严重时会形成干摩擦,使轧辊和金属直接接触,导致轧辊的粘铝,对轧辊表面和金属表面造成伤害,加剧轧辊表面的磨损。

当添加剂含量大于8%时,由于其价格昂贵,使生产成本大幅提高;同时随着轧制油添加剂含量的增加,轧制油的粘度相应提高,其在板面上的附着量增加,加剧轧制油及添加剂的损耗,加大了后续除油工序的难度,铝板带材退火后易产生大面积黄油斑。长期实验表明,添加剂含量控制在618%~712%时,冷轧生产工艺控制比较容易,对板形有利,性价比较好。21212 轧制油分段冷却

轧制油在冷轧生产中起到润滑和冷却轧辊的作用。主要通过轧制油在单位时间内高压力、高流量的喷淋,大量带走轧辊上积累的摩擦热、变形热,控制轧辊受热后产生的不均匀的热膨胀,使轧辊在轧制过程中保持相对理想的辊形。轧制油在调整使用时必须遵循一定的基准油位,这指的是在刚开始轧制时轧制油喷淋量必须处于临近中等的状态,以