文章來源于LW2016論文集——作者胡冠奇(河南永登鋁業(yè)有限公司,河南 登封 452477)

    摘要:本文討論了鑄軋輥型、軋制壓力、張力、冷軋壓下量、冷卻強度及正負彎輥等工藝因素對板形的影響,合理搭配各工藝參數(shù)以獲得良好的板形控制.

    板形是板帶材產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標之一,因此,生產(chǎn)過程中的板形控制是至關(guān)重要的問題.隨著HC六輥軋機、VC變凸度軋機的誕生和板形控制技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)了板形的高度自動化控制,提高了板形精度.但是這些軋機投資較大,對于普通軋機必須通過各工藝參數(shù)的合理調(diào)整以達到有效控制的目的.我公司技術(shù)人員通過多年的實際生產(chǎn)經(jīng)驗逐漸總結(jié)出了一系列行之有效的方法.下面主要探討用鑄軋坯料在Ф380/Ф1050×1800四輥不可逆軋機上板形控制的幾個因素.

    一  影響鑄軋板坯板形的幾個因素

    1.鑄軋輥型的影響.鑄軋輥內(nèi)通有連續(xù)的冷卻水,帶走鋁液凝固時散出的熱量.目前國內(nèi)大部分連鑄連軋機采用的是開放式冷卻循環(huán)系統(tǒng),水質(zhì)沒有達到軟化要求或水中的機械雜質(zhì)有可能堵塞輥芯的冷卻水道,造成鑄軋輥橫斷面上冷卻強度不均勻,從而影響鑄軋坯料橫向板差(如圖1所示).因此,在鑄軋生產(chǎn)中,在保證鑄軋輥裝配精度和車磨精度的同時,要盡可能采用密閉的軟化冷卻水系統(tǒng),以避免輥芯堵塞而影響板形.

    鋁及鋁合金板帶材壓延過程中的板型控制研究

    2.鑄軋輥套和輥芯的配合間隙不均勻.機械加工精度低或在使用過程中的輥芯腐蝕都會造成其間隙不均勻,從而使冷卻不均勻,這種情況下要脫套堆焊輥芯.

    3.鑄軋輥軸承間隙要適中,一般控制在0.3mm——0.35mm,若間隙過小,影響軸承使用壽命,若間隙過大則會影響到鑄軋坯的縱向板差.

    4.鑄咀口腔開口度和咀唇厚度要盡可能均勻.對于水平式連鑄連軋機,在安裝鑄咀時壓板受力要均

    5.立板前保持一定的預(yù)應(yīng)力,以消除牌坊的彈性變形.預(yù)應(yīng)力的設(shè)定一般為額定軋制壓力的三分之二.

    6.驅(qū)動側(cè)和操作側(cè)的軋制壓力.通過一定范圍內(nèi)的壓力調(diào)整可使鑄軋板坯橫向厚差控制在規(guī)定的范圍,從而保證板形的有利控制,對不同軋機和不同規(guī)格牌號的產(chǎn)品,軋制壓力的大小對鑄軋板坯的厚度影響不同.

    7.張力.適當?shù)膹埩梢栽谝欢ǔ潭壬蠈Π逍芜M行張力矯平,減輕粘輥現(xiàn)象并改善板形.

    二  影響冷軋板形的幾個因素

    1.坯料板形要合乎使用要求.坯料的斷面形狀是獲得良好板形的主要條件,具體控制前面已闡述.

    2.工作輥原始凸度的影響.工作輥原始凸度的選定要依據(jù)輥身長度、剛度、合金狀態(tài)、坯料寬度、壓下量及軋制時的熱凸度等綜合因素而定,原則是盡可能不用或少用液壓彎輥系統(tǒng)而能達到良好的板形,因此,選定工作輥原始凸度時要綜合考慮.

    3.正負彎輥.彎輥的作用是改變輥縫的形狀,采用正彎時工作輥的撓度將減小,相當于增加了工作輥的原始凸度;采用負彎時,工作輥的撓度將增加,相當于減小了工作輥的原始凸度(如圖2所示).一般情況下,開坯道次由于絕對壓下量較大,工作輥的彎曲變形大,而且軋制速度較低,工作輥熱膨脹小,這時應(yīng)使用較大的正彎,之后道次隨著速度的增加,工作輥的熱凸度增加,這時應(yīng)逐漸減小正彎,直至采用適當?shù)呢搹?

    鋁及鋁合金板帶材壓延過程中的板型控制研究

    4.張力對板形的影響.根據(jù)軋制理論我們知道張力能使軋制力減少,這樣可以減輕主電機的負荷.同時張力的大小還影響到板形,因為張力改變了軋制壓力,影響了軋輥的彈性彎曲,從而改變了輥縫形狀.此外,張力促使金屬沿橫向延伸均勻,因此,在生產(chǎn)過程中適當調(diào)整張力,可以獲得良好的板形.

    5.壓下量對板形的影響.為了最大限度地提高生產(chǎn)率,在合金塑性和設(shè)備能力允許的條件下應(yīng)盡可能使用大壓下量,一般第一道次絕對壓下量較大,以充分利用合金的塑性,以后道次絕對壓下量適當減小,分配時要根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)、裝機水平和坯料情況綜合考慮,壓下量越大,軋輥的彎曲變形就越大,輥縫的形狀會發(fā)生變化,同時要注意正負彎輥的恰當調(diào)整,以利于板形的控制.

    6.軋制油冷卻的影響.由于軋件和軋輥之間的磨擦和軋件自身變形產(chǎn)生的熱量會使軋輥的溫度不斷升高,而且加工率大,軋制速度高時更為突出.為了保持連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn),必須及時把這部分熱量帶走,冷軋生產(chǎn)中常用軋制油冷卻.但是由于軋輥受熱和冷卻條件沿輥身長度方向是不均勻的,如果不及時調(diào)整軋制油在輥身不同部位的強度和流量就會產(chǎn)生不同的波浪.生產(chǎn)過程中當出現(xiàn)中間波浪時可適當加大中間部分或減小兩端的冷卻量;當出現(xiàn)兩邊浪時,可適當增大兩端部或減小中間部位的冷卻量;當出現(xiàn)二肋浪時,可適當減小軋輥中間部位的冷卻量或加大二肋部位的冷卻量.這樣,通過調(diào)整軋輥不同部位軋制油的分布達到控制板形的目的.

    7.中間道次消除軋件內(nèi)部應(yīng)力以控制板形.如果坯料橫斷面厚度不均勻,在軋制過程中軋件沿寬度方向上的縱向延伸會不均勻,出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力.延伸較大部分的金屬被迫受壓,延伸較小部分的金屬被迫受拉,當延伸較大部分所受附加壓力超過臨界時,就會形成不同的波浪現(xiàn)象,如果通過中間退火消除內(nèi)壓力,將會使板形到一定程度的控制,但是這樣勢必會增加能耗,因此,這種方法在生產(chǎn)過程中一般不可取.

    三  結(jié)論

    板形的好壞取決于板帶沿寬度方向的延伸是否相等,這一條件是由軋前坯料橫斷面厚度的均勻性及輥型或?qū)嶋H輥縫開口形狀所決定的.在生產(chǎn)過程中,首先要控制鑄軋坯料的板形,同時在冷軋過程中要根據(jù)設(shè)備狀況合理搭配工作輥原始凸度、壓下量、正負彎輥、軋制速度、張力和冷卻強度等工藝參數(shù).

    參考文獻

    [1]  傅祖鑄主編.《有色金屬板帶材生產(chǎn)》.長沙:中南工業(yè)大學出版社.

    [2]  馬錫良著.《鋁帶坯連鑄連軋生產(chǎn)》.長沙:中南工業(yè)大學出版社.

    [3]  王祝堂,田榮璋主編.《鋁合金及其加工手冊》.長沙:中南工業(yè)大學出版社.