箔材板形控制的探索

在雙零鋁箔生產過程中，為了使成品的板型達到用戶的使用要求，需要對鋁箔板型進行在線調整，并保證表面質量。該文從鋁箔板型在線調整因素出發，通過軋輥膨脹，輥縫、溫度控制、冷卻液噴射及張力、速度等工藝參數，從而保證了板型質量，能夠滿足用戶使用要求。

本文結合目前箔材生產現狀，對箔材板形不良的原因進行了探討，并從影響板形不良的因素中找出控制板形的方法。從而采取相應的措施，生產出板面平直合格的箔材產品。而目前生產的箔材板形平整度較差，經常出現中間松、二肋松的現象，用戶在使用過程中容易起皺、報廢。引發質量抗議，造成質量退貨。因此，必須對生產過程中箔材板形的控制手段進行研究， 找出影響板形的主要因素并加以控制。

1鋁箔軋制的特點

在粗軋道次中鋁箔軋制與鋁合金板材軋制具有一定的共通性，但隨著厚度的減薄，軋制壓力不再起主要作用，在箔材厚度軋至0.05mm以下后，上下工作輥在空載運轉時已經互相壓靠，鋁箔咬入后，軋件兩邊的輥面仍處于部分或全部壓靠狀態，軋輥發生嚴重的彈性壓扁。此時調整軋制力不能有效改變鋁箔的厚度，只能調整鋁箔的平整度。箔材軋制主要依靠速度和張力來調節鋁箔厚度，其中速度調節效果尤為顯著。這是因為速度的增加使鋁箔與軋輥接觸弧上的工藝潤滑劑的卷入量增加，潤滑狀態改善，摩擦系數變小，出口厚度減小。

2箔材板形不良產生的原因

軋制過程中軋件軋件在軋輥的作用下發生縱向伸長和橫向伸長。如果軋制時沿寬度方向上各部分的壓下量不一樣，壓下量大的部分縱向延伸就大，壓下量小的部分縱向延伸較小。輕微的內應力就很容易造成箔材產生板形不良的缺陷，如果來料中間或二肋偏厚，就會在軋制過程中產生中間松或二肋松的現象。嚴重時，產生中間波浪、二肋波浪等缺陷。因此對來料的板形有嚴格的要求。

3軋制過程中影響板形的因素

軋機加上載荷后，輥縫會發生變化，操作手應通過有效地控制和調節加載輥縫，來控制板形。

軋輥的彈性變形。在軋制力的作用下，軋輥產生彈性變形，使輥縫中部尺寸比邊部大，形成凸輥縫，從而導致生產出的箔材產生橫向厚度差，當其它條件一定時，軋制力越大，這種影響也越大。軋件寬度越小，這種影響越大。

軋輥的不均勻熱膨脹。軋制時軋件的變形能轉化成的熱能及摩擦產生的熱能都會使軋輥升溫，冷卻潤滑油、軋輥與空氣接觸的零部件又使軋輥冷卻，由于軋輥受熱條件和冷卻條件沿輥身長度是不均勻的，通常靠輥徑部分冷卻快，故軋輥中部比軋輥邊部熱膨脹大，導致軋輥產生熱凸度。

軋輥作用力的分布。在軋制過程中，工作輥與工作輥之間、工作輥與支撐輥之間均產生彈性壓扁，影響輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對值，而是彈性壓扁沿輥身長度方向的分布情況。

軋輥的原始輥型。軋輥原始輥型不同，輥縫的形狀也有變化，因此軋輥需磨削成一定的原始輥型，以補償上述的因素對輥縫形狀的影響。此外，來料橫向厚差與軋件橫向張力差等也會影響輥縫形狀。

4板形的控制方法

原始輥型。軋制時，由于軋輥的彈性彎曲與彈性壓扁、軋輥的不均勻熱膨脹及軋輥的磨損等影響使輥型變得十分復雜，嚴重影響軋制出的箔材的橫向差精度和板形，該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第565期2014年第33期-----轉載須注名來源因此必須合理地磨削軋輥的凸度，使軋輥在軋制力及不均勻熱膨脹的作用下，仍能保持平直的輥縫。帶卷的橫向厚差越大、軋輥直徑越大、輥身越長、軋件的屈服強度越高，軋輥所需要的凸度就越大。軋制速度越高，軋輥預磨凸度就越小。對各道次軋輥的磨削參數見表1。

表1 箔材工作輥磨削參數一覽表

軋制道次軋輥凸度（mm）軋輥粗糙度（μm）

10.060.20

20.060.20

30.060.20

40.060.085

50.060.085

60.100.03-0.04

4.2加載時的輥型調節

在軋制過程中，調節輥型常用的手段有以下三種：

液壓彎輥。液壓彎輥是改善板形的一項基本手段，對改善板形質量的作用十分顯著。通常分為正彎輥和負彎輥兩種。正彎輥是使上下工作輥軸承座受到與軋制壓力方向相同的彎輥力，減少軋制時的工作輥撓度。通常采用正彎輥可以消除粗軋道次對稱兩邊波浪及小二肋波浪。負彎輥是使工作輥軸承座受到與軋制壓力方向相反的作用力，增大工作輥的撓度。

冷卻液噴射流量及溫度控制。由于軋輥的不均勻熱膨脹破壞了原有的輥型，致使箔材變形不均。道次加工率大，溫度上升快，軋輥溫度凸度就大，通過控制冷卻液流量和溫度可很好的控制輥身熱凸度，當板帶寬度上某一區域因軋輥熱凸度大，壓下量偏大縱向伸長增大而使板面松弛時，可以增大對輥身這一部位的冷卻液流量，使軋輥在這個部位熱膨脹量減小，從而減小對軋件的壓下量。

通過控制分段冷卻液噴射流量來控制軋輥的熱凸度，達到消除局部板形缺陷，這是任何其他板形控制手段所無法比擬的。

軋輥的傾斜控制。箔材軋制中，改善板形除了采用彎輥、冷卻液噴射裝置等控制手段外，還可采用平衡負荷加載液壓缸來控制板形。這種方法不是通過改變軋輥輥型從而使輥縫發生改變來影響板形的，而是通過改變軋輥兩側的負荷，使之產生負荷差來影響板形的。當軋件的橫向厚度差過大或壓下量的分布沿寬度呈線性關系時，需要用這種控制方法來改善板形。通常在卷取時，調節幾率和調節量較大，正常軋制過程中，調節幾率和調節量較小。

由于箔材的軋制是在無輥縫的情況下進行軋制的。雖然軋制時給定的預加壓力較大，但對軋件的減薄作用卻不太明顯，為獲得所需要的厚度，就要使用“速度效應”的手段。隨著速度的提高，軋輥與軋件的摩擦熱增加，使軋輥的熱凸度增大，隨著熱凸度的增大，軋件中部松弛的可能性也隨之增大，因此，減小軋制速度可以消除中間波浪。

卷取張力的大小，直接影響到軋件的板形好壞，在實際操作過程中，如果影響軋件板形不良的因素不變，采用了不同的卷取張力值，則軋出的軋件板形也不同。張力增加，特別是后張力增大，會使軋輥的溫度凸度增大，所以軋件出現邊部波浪時，可用增加后張力的方法進行調節，反之，出現中間波浪時，可減小后張力以消除缺陷。

在箔材生產過程中，板形的好壞直接影響到產品的質量。因此對板性能高的控制應高度重視，嚴格執行軋輥的磨削工藝，正確使用液壓彎輥，冷卻液的噴射，壓力差控制等手段生產出具有良好板形的箔材產品。

（作者單位：中鋁西北鋁加工廠）