箔材与薄带材冷轧过程中板性控制的研究

箔材与薄带材冷轧过程中板性控制的研究

孙祯祺

本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司 118300

摘要：在对箔材与薄带材进行冷轧过程中，其中板形控制是十分重要的。本文以铝合金箔材与薄带材板形控制技术研究为背景，主要着重就箔材与薄带材冷轧的特点进行阐述，以及分析出影响并且探讨了箔材与薄带材冷轧板形控制的方法。希望笔者以下所阐述的内容，能够给与箔材与薄带材冷轧有关的人员能够带来些许帮助。

关键字：箔材；冷轧；薄带材；板性控制

前言：

箔材与薄带材是当前国民经济发展与人们生活中重要的产品，其被广泛运用到包装、医药、家电以及建筑等行业。而在对箔材与薄带材冷轧过程中，产品的宽厚比会很大，特别是箔材轧制，其宽厚比达到了350000左右，导致其板形问题十分严重，极大的影响到产品质量的提高，从而影响到市场市场竞争力。并且箔材与薄带材冷轧工艺基本一样，都是在常温下运用旋转的轧辊与轧件间所形成的摩擦力来将轧件拖入到辊缝，使其受到压缩，进而产生塑性变形的过程。然而，因为箔材轧制过程中轧件会更薄，工作辊直径也更小，轧制过程中工作辊产生的弹性变形也会很明显，并且也十分复杂。因此，对于箔材与薄带材在冷轧过程中板形控制的研究是十分有必要的。

箔材与薄带材冷轧的特点

箔材生产是板带材冷轧工艺的延续，并且其主要的工艺特点与冷轧带材很相似。但是箔材的的厚度极薄，对横断面上的变形不均会很敏感，金属固有的缺陷，例如含氢量、非金属夹杂物等的影响也是极为明显的。在轧制过程中，不但轧辊两端被压紧，并且在铝带、箔材以外的辊身部门也会被接触到。并且当箔材厚度少于某一厚度时，上、下工作辊便会在轧机空藏转动时就会有着压靠的现象出现，并且这是工作辊的弹性压缩量也会大于箔材的厚度，从而极大的增大辊制压力，最后只能是增大轧辊弹性压力，而后轧制压力会逐渐减小严重的还会失去箔材厚度的产生的作用，之后张力和轧制速度对压下量的影响也会增大很多，因此，使得张力和速度调节变成调控铝箱厚度的重要途径。 冷轧带材变形抗击力度强，在变形的加工硬化现象的出现下，会进一步增强带材的变形抗击力度。而冷轧薄带材在轧制过程中出现的板形问题尤为突出。因为在带材变形过程中，会造成构成带材的若干窄条的纵向延伸程度会有着极大额差异，使得各窄条的长短很不相同。并且其实带材是一个完整的个体，其材料上的每个纤维条之间会相互制约。还有，在延伸剧烈的区域会受到周遭延伸轻微的区域的作用，从而产生压应力，而延伸轻微的区域则会出现拉应力的作用，当这种应力到达一个特定值，便会出现板形不良的现象。

影响冷轧板形变形的主要因素

原料的影响

原料的板形会与横向厚差有着极大关联，在轧制变形区极端的时间内固体的流动性是极为有限的，这便会使得原料的不良板形最后会遗传给成品。并且轧制过程中，会使得轧板横向边部会比中部要厚的多，从而出现凹形断面与楔形断面。对于出现凹形断面的原料，则会很容易造成轧件两边凹凸不平，而楔形断面的原料，则会极易造成轧件单面凹凸不平。并且凹形断面与楔形断面的原料对于轧件板形状变化的影响最大。另外，来料板形越平整，轧件变形就越均匀，不会产生其他的附加应力，并且横向界面的厚度差也会根据加工比大小而相应的减少，因此，只有横向厚度差小的板形，才会有很大可能性轧出板形平实，并且厚度差小的箔材，但是因为箔材与薄带材厚度极薄，其板形会对受力不均的变形会极为敏感，因此保持轧制前后断面的形状的一致性是箔材与薄带材板形控制必须要遵循的重要原则。

工艺润滑以及冷却的影响

轧制过程中，铝箔变形会产生许多的变形热，而轧辊与铝箔摩擦也会产生摩擦热，而轧辊会吸收这些热量，从而使得轧辊温度上升产生热膨胀。因此，倘若想要得到极好的板形，就需要对辊型的变化做出及时有效的更正，而轧制油的分段冷却控制也可以调控轧辊热凸度。这是因为轧制油不但能够起到润滑作用，极大的减少轧辊摩擦力，从而使板形稳定下来，而且还能起到冷却作用，吸收工作辊所带的热量，来降低会产生过高的轧辊温度，使得轧辊的形状能够达到板形控制的要求。

轧制速度的影响

在铝箔轧制过程中，在轧制速度的增加下，会使得轧制变形区的温度变化会急增，从而使得轧辊的辊型会发生很大的变化，并且轧制出的铝箔板形也会在辊型的变化下发生相应的改变，而轧制温度越高，就是使得轧辊变形越快，从而导致跟不上板形控制的反应速度，这样板形就会极难控制。因此要想获得好的板形，就需要运用板形自动控制系统。在实际生产过程中，有经验的操作人员会在轧制速度低时，会先让铝箔产生微小的边部波浪，而后再提高轧制速度，这样便能在提高轧制速度下，来不断的提高轧辊热凸度从而达到高速轧制条件下的板形控制要求。

冷轧板形控制的方法

压下倾斜技术

压下倾斜技术的原理就是同步控制好轧机两侧的压下装置，并且对轧辊两端施加不同的压下量，从而让辊缝呈现出楔形，来消除带材非对称板形缺陷，比如“单边浪”“镰刀弯”等。另外，压下倾斜有着操作方面、结构简单以及方向速度快等特点，因此，其能够被广泛运用到四辊、六辊冷轧箔材与薄带材的实际生产过程中。

轧辊横移

轧辊横移指的就是通过横移液压缸使得一对轧辊能够在轴向移动一段距离，来借助横移来调控轧辊间的接触区长度，从而消除带材与轧辊接触区外的有害接触区，并且拓宽了带材凸度控制范围，以及调整了轧件强度，从而达到自由程序轧制、减轻了轧辊间有害接触弯矩对工作辊的影响以及减少了边部减薄的状况出现的效果。

工作辊分段冷却控制

工作辊分段冷却控制是借助工作辊热轧凸度来进行板形控制的方法。在实际操作过程中，就是将冷却系统沿着工作辊轴向划分为与板形测量度相对应的若干个区域，而后各个区域上都安装上相对应的冷却液喷嘴。紧接着就是对各个区域冷却液喷嘴开关的数量与时间进行相应的控制，并且通过调控沿辊身长度冷却液流量的分布来改变轧辊温度的分布，从而对热凸度的大小与分布进行调节，从而达到改变辊缝形状控制板形的效果。需要注意的是，当带材中部，边部以及局部区域出现波浪形状时，这时需要将对应的工作辊携带的喷嘴打开，来降低这一部分轧辊便面的温度，从而达到减小这一区域轧辊热凸度的效果。

结语

总的来说，在箔材与薄带材冷轧过程中，对于板形控制是十分重要的，因为只有将板形控制好，就能够将轧件制作出合乎要求的成品。而在实际生产过程中，原料、工艺润滑及冷却以及压下量等方面都会对冷轧板发生不同程度的变形。因此，需要采取有效的措施来控制好板形，使其都能够到轧件的相关要求，而压下横移艺术、轧辊横移以及工作辊分段冷却控制等冷却轧件的方法，都能够对其起到很好的板形控制的效果。

参考文献：

[1]傅作宝.冷轧薄钢板生产[M].北京:冶金工业出版社，2005. [2]齐克敏，丁华材料成型工艺学[M]北京冶金工业出版社，2006. [3]时旭.膊带钢冷轧过程的弹塑性有限元模拟[D]沈阳:东北大学，2005.