陳甲學(xué)　劉順鋒　胡東方

【摘要】板帶箔在軋制過程中常出現(xiàn)邊浪、中浪、雙邊浪的板形缺陷，經(jīng)過對(duì)“人、機(jī)、料、環(huán)、法”各個(gè)因素的分析，總結(jié)出控制缺陷的方法：良好的設(shè)備精度和控制優(yōu)化系統(tǒng)及來料板形的產(chǎn)品質(zhì)量是重要保證；合理的軋制工藝、完善的工作環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)、熟練的操作工。在生產(chǎn)實(shí)際中，根據(jù)缺陷原因，迅速采取針對(duì)性措施，來獲得最好的板形質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】板形缺陷；板形控制；軋輥；變形量

前言

板形的好壞是板帶箔產(chǎn)品重要的外觀質(zhì)量指標(biāo)之一，特別是在板帶箔產(chǎn)品用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高的今天，板形控制更是一個(gè)收到高度重視的課題。所謂板形缺陷，是刨除帶箔材加工過程中常見的孔洞、輥印、褶皺、邊裂、凝膠體雜質(zhì)、擦傷、刮傷、凸點(diǎn)、凹坑等表面缺陷，即通常所說的的帶箔材由于軋制過程中沿寬度方向延伸不均勻，單位時(shí)間內(nèi)延伸量大的受到壓應(yīng)力的作用，單位時(shí)間內(nèi)延伸量小的受到拉應(yīng)力的作用，從而產(chǎn)生邊浪、中浪、雙邊浪等板型缺陷。

1、影響板形的主要因素

一般來說，軋制時(shí)出現(xiàn)邊浪、中浪和兩肋浪是由于軋制時(shí)帶材橫斷面各部分的延伸率不一致引起的。因此，板形的控制就是沿寬幅方向分布的延伸率的控制，其主要因素有：軋輥因素、軋制工藝因素、坯料因素、環(huán)境控制水平及人工因素等。

1.1軋輥因素主要包括：

軋輥原始凸度；軋輥熱凸度；支承輥、（中間輥）、工作輥的彈性撓曲；支承輥、（中間輥）與工作輥的彈性變量，工作輥與軋制坯料之間的彈性變量。

軋輥的表面質(zhì)量

1.2軋制工藝因素主要包括：軋制道次及負(fù)荷分配；沿寬幅方向溫度分布；冷卻油溫度、流量；帶材張力；軋制速度。

1.3坯料因素包括：材質(zhì)；厚度、寬度；坯料板形。

結(jié)合箔帶材軋制過程中邊浪類不合格材料較多、箔帶材卷取成型后由于橫斷面方向厚度不均勻（即一邊偏厚、一邊偏?。┑默F(xiàn)象，分析出此類問題的產(chǎn)生原因，進(jìn)而研究糾正缺陷的方法。

2、軋輥結(jié)構(gòu)差異對(duì)板形的影響

傳統(tǒng)軋輥以實(shí)心軋輥為主，這種軋輥的缺點(diǎn)是在軋制力作用下，軋制過程中產(chǎn)生一個(gè)整體撓度無法消除。20世紀(jì)70年代引進(jìn)的新型軋機(jī)—VC（Variable Crown Roll）輥形軋機(jī)，對(duì)普通實(shí)心軋輥進(jìn)行了優(yōu)化更新。VC輥形軋機(jī)的關(guān)鍵特點(diǎn)是由輥芯和套筒兩部分組成，在輥身內(nèi)部增加了一個(gè)可以進(jìn)出壓力油的腔體，軋制過程中可以通過控制軋輥腔體內(nèi)壓力油的壓力連續(xù)變化，來實(shí)現(xiàn)輥面上獲得的連續(xù)凸度變化，從而達(dá)到板型控制的目的。VC軋輥在壓力油的作用下，基本可以消除軋制力作用下出現(xiàn)的類似于實(shí)心軋輥的整體撓度，但由于軋輥內(nèi)部空腔的存在，同時(shí)在軋制受力區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)塌陷變形量，這就導(dǎo)致在軋制薄規(guī)格的帶、箔料時(shí)，產(chǎn)生雙邊浪的板形。

3、軋輥直徑及軋輥凸度對(duì)板形的影響

在軋輥材料不變的前提下，軋輥直徑大小直接決定著軋輥剛度，當(dāng)軋輥直徑增大時(shí)，在軋制變形過程中抵抗軋輥撓曲變形的能力增強(qiáng)，有利于保持原始輥縫形狀，實(shí)現(xiàn)帶材板型的精確控制。同時(shí)，支承輥直徑通常是工作輥直徑的1～3倍，支承輥對(duì)減小軋輥撓曲變形起著關(guān)鍵的作用。

由于工作輥凸度能夠直接改變輥縫原始凸度，在其他外部條件相同的前提下，工作輥原始凸度越大，軋制變形前后帶材凸度變化就越大，對(duì)板形的影響程度就越大。由于支承輥凸度不直接改變軋輥輥縫的原始凸度，一般認(rèn)為支承輥凸度恒定，軋輥凸度的影響主要是通過橫向移動(dòng)工作的輥相對(duì)位置，進(jìn)而改變輥縫的原始凸度來實(shí)現(xiàn)帶材的板形控制。

4、軋制力及橫斷面載荷分布對(duì)板形的影響

軋制力受許多因素影響，例如變形抗力、來料厚度、摩擦系數(shù)、帶材張力等。實(shí)際生產(chǎn)中，軋制力波動(dòng)對(duì)板形的影響主要表現(xiàn)在實(shí)際軋制力與設(shè)定軋制力之間的偏差導(dǎo)致的板形問題。當(dāng)設(shè)定軋制力小于實(shí)際軋制力時(shí)，由于軋輥實(shí)際撓度增加導(dǎo)致帶材出現(xiàn)邊浪；反之，撓度減小出現(xiàn)中浪（如圖1），只有在軋制力P點(diǎn)帶材板形能實(shí)現(xiàn)較好控制。

5、噴淋冷卻因素

薄板、帶、箔軋制一個(gè)重要的特點(diǎn)就是隨著帶材厚度的變薄，在軋制過程中上下工作輥之間相互接觸發(fā)生彈性變形，這樣就對(duì)細(xì)長的工作輥來說，高速軋制過程中產(chǎn)生的變形熱會(huì)導(dǎo)致工作輥輥身的溫度產(chǎn)生變化。為了解決工作輥排除熱量的問題，沿工作輥輥體均勻地噴射冷卻液，優(yōu)質(zhì)的冷卻液不僅起到軋制潤滑作用，通過實(shí)行軋制油分段冷卻可實(shí)現(xiàn)工作輥輥縫的優(yōu)化調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)板形的有效控制。

軋制油分段冷卻控制的目的是為了調(diào)節(jié)液壓彎輥系統(tǒng)控制不能消除的橫向張應(yīng)力分布曲線中的高次分量及輥身因溫升產(chǎn)生的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)板形誤差的糾正控制。但分段冷卻裝置反饋控制程序相對(duì)較復(fù)雜，往往會(huì)因?yàn)橛布蜍浖栴}，出現(xiàn)個(gè)別區(qū)域的板形值不隨該區(qū)域的紊亂噴淋量變化而變化，即個(gè)邊區(qū)域噴淋控制失效造成厚度消差失效。這就要求對(duì)工作輥噴淋冷卻系統(tǒng)進(jìn)行定期的維護(hù)清理，以保證消差功能的正常實(shí)現(xiàn)。

6、軋制力與載荷因素

軋制工程中由于某種原因引起軋制力波動(dòng)，也會(huì)使帶材板形發(fā)生變化，特別是在裝有板形測(cè)量控制系統(tǒng)的軋制機(jī)組中，因其控制的原理就是根據(jù)板形反饋信息，不斷調(diào)整軋制力大小來彌補(bǔ)板形缺陷的，所以這種軋制壓力波動(dòng)幾乎是一直存在的。也就是說，從另一個(gè)角度看，板形儀反饋回來的軋制力波動(dòng)也可以被看做是外界對(duì)理論軋制力的干擾，也是要在生產(chǎn)實(shí)際中加以消除的。另外，對(duì)帶材板形影響較大的因素還包括軋制料受力變形過程中沿帶材橫斷面截面載荷的分布情況。截面載荷分布不均主要是由于帶材橫斷面變形量不同造成的，所以提高來料板形質(zhì)量對(duì)成品板形控制也非常重要。

結(jié)論

板帶箔板形控制技術(shù)的革新是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，他涉及到軋制機(jī)械裝備、電氣系統(tǒng)、檢測(cè)反饋和控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件硬件支持、高清潔標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境保持、軋制生產(chǎn)工藝、人工操作等等各個(gè)方面，筆者結(jié)合工作實(shí)際，分析闡述了板形缺陷產(chǎn)生的現(xiàn)象、原因，并探討了部分缺陷解決的辦法，以期對(duì)后續(xù)的研究突破有所幫助。