第３６卷第２期２００７年４月有色金属加工ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＶｏＩ．３６Ｎｏ．２Ａｐｒｉｌ２００７铸轧板板形影响因素及控制方法潘军朋（华北铝业有限公司，河北涿州０７２７５０）摘要：研究了轧辊磨削凸度、轧辊表面粗糙度、轧辊冷却及铸轧工艺参数对铸轧板板形的影响机理和相应的控制方法。通过有效控制达到了改善铸轧板横向板形、纵向板形的目的，保证了后续生产的需要。关键词：铸轧板；板形；铸轧辊；冷却；工艺参数中图分类号：Ｔ０３３９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—６７９５（２００７）０２一００２８—０３在铝板带箔的生产过程中，板形控制十分重要。板形不良会造成轧制过程中的平直度超标，甚至频繁断带，严重时导致产品报废。不仅直接影响成品率，而且还会增加辅助生产时间。缩短轧辊使用周期，影响生产效率，增加生产成本。板形控制是一个系统工程，首先应从源头即铸轧板形抓起，因为铸轧板形直接影响着后续轧制过程的板形控制。通过对铸轧辊的预凸度、圆跳度、粗糙度、循环冷却水和铸轧工艺参数的有效控制，可以将铸轧板板形控制在理想状态，满足后续轧制对原始板形的要求。１横向板形特征曲线是指铸轧板的横向厚度分布，而铸轧板的凸度是指板宽中点的厚度值与两边部平均厚度的差值。轧辊磨削工艺、辊芯水道及铸嘴流场分布，均会造成相同板凸度值下不同的横向板形特征曲线。理想的横向板形特征曲线呈抛物线形状，厚度斜度不大于０．０１ｍｎｄｌ００２横向板形特征曲线ｎｔｎｌ。图１示出了理想横向板形特征曲线和几种常见的实际横向板形特征曲线。后续冷轧过程中板形的好坏取决于沿板带宽度方向上的纵向延伸是否相等。与轧前坯料横截面的厚度均板形概念本文中所谓的铸轧板“板形”是指铸轧板的厚度一性密切相关…。因此，良好的铸轧板板形是保证最终板形质量的重要前提。分布。铸轧板板形分为显性板形和隐性板形。显性板形就是铝板的外形轮廓（包括横向板形和纵向板形）。可以用千分尺等量具进行定量检测；隐性板形是指由于位错密度、晶粒度、合金元素、组织状态在铝板宽度、长度和厚度方向上的不均匀分布导致的不均匀的内应力分布，虽然短期内不足以使铸轧板产生形变，但在后续轧制过程中，随着不均匀内应力的释放，就会显著地影响并改变铝板的外形轮廓。从而造成不良板形。在实际生产过程中，影响显性板形的因素也会造成潜在的不良隐性板形，而影响隐性板形的因素同样也可能造成不良显性板形。孤立的单因对单果的对应理论在这里是不成立的。本文从影响板形的显性和隐性因素人手，对铸轧板板形的形成机理和控制方法进行论述。收稿日期：２００６—１１—１３铸轧板板形的影响因素及控制方法３．１轧辊磨削３．１．１轧辊凸度在轧制力的作用下，铸轧辊的轴线将产生一定程度的挠曲（图２），而且还会使轧辊产生弹性压扁，从而改变轧辊辊型，使铸轧板产生一定程度的凸度。７勰弱７／碴鞲７Ｍ盟。７嚣目７．２６喜，．２４鞲７．２２７．２万方数据 第２期有色金属加工｛醯鞲７．船目７·２６喜，．２４塔７．２２７．２６ｌｌ１６２ｌ铡量点（甸距‰ｍ）重１横向板形特征曲线图２轧辊挠度计算图由图２可以推导出弯矩和剪力在Ｃ点（板面边缘）引起的挠度…：厂＝器（１２口一７６）＋南式中Ｄ——轧辊直径／ｅｒａ；Ｅ——轧辊材料的弹性模量／ＧＰａ；Ｇ——轧辊材料的剪切模量／ＧＰａ；Ｐ——轧制力／Ｎ；口——两端轴承之间的距离／ｅｍ；６——板宽／ｎｕｎｏ从上式可以看出，轧辊挠度随轧制力增大而增大。因此，必须根据辊径、合金、板宽以及辊面的热膨胀和磨损情况采用相应的轧辊凸度，以保证铸轧板凸度的稳定。通常采用理论与实际相结合的方法摸索出这些因素的变化对轧辊凸度的影响。实际生产中。对新使用的轧辊必须测量板形状况。以利于下一次磨削修正，所要修正的凸度值等于所测板形值与所要求的板形值之差【ｌ】。轧辊经过一定时间的使用后需要进行重新车削，以除去轧辊的龟裂层；车削合格后根据要求进行磨削，并通过磨床凸轮的定位装置控制轧辊凸度。测量轧辊凸度时，以辊身中点为基点，以１００ｉｎｔｏ为间隔，分别在Ｏｏ、９０。方向检测轧辊凸度曲线是否符合要求。３．１．２轧辊圆跳动轧辊圆跳动主要影响铸轧板的纵向厚差。控制万 方数据轧辊圆跳动。一是保证辊颈的圆跳动，二是保证轧辊辊身圆跳动。在轧辊制造过程中，是以基准面进行加工的，基准面的精度直接影响轧辊圆跳动。轧辊制造时有意保留基准面，就是为了应对使用过程中出现异常状况时，可以根据基准面将轧辊修复正常。轧辊使用一定时间后，必须将其表面的裂纹车掉，然后根据要求进行磨削，磨削后轧辊必须进行轴向和周向打表测量，测量其周向跳动值是否在规定范围内。磨削后，辊身跳动值不得大于０．０２ｆｉｌｍ，轧辊的同轴度、椭圆度和圆锥度也均不得大于０．０２ｎ珊，轧辊两端直径差不得大于０．４ｎｌｌＩｌ，配对轧辊的直径差不得大于１ｎ＇ｌｌｎ。３．２轧辊表面粗糙度从微观来看，任何物体的表面形貌都是粗糙不平的，因此两个物体相互接触时，真实接触面积仅是名义接触面积的一部分。当热流通过两物体的接触界面时。会导致热流线收束，交界面会产生明显的温度降，形成接触热阻。因而两接触表面上会出现温度不连续现象。固体与液体相互接触时，真实接触面积不仅与固体表面粗糙形貌有关，还与液体与固体间的表面张力（即浸润程度）有关。这些因素的变化都会影响热量的传递和扩散。在铸轧过程中。同时存在液体与固体接触以及固体与固体接触的情况，因此保持铸轧辊表面粗糙度均匀一致是获得良好板形曲线和内部组织质量的重要措施。铸轧辊表面粗糙度应控制在Ｒａ＝０．８—１．０ｐｍ，Ｒａ的波动范围应控制在０．０１０—０．０１２／ｚｍ。３．３轧辊冷却连续铸轧过程中，铝的热量绝大部分是通过铸轧辊辊套传输给辊套内流动的冷却水。为了获得良好的铸轧板板形，必须保证辊套外表面温度分布均匀。冷却水或循环冷却方式不当，容易造成铸轧辊辊芯水道腐蚀、结垢和粘泥，严重时还会造成水道阻塞。由于水垢、铁锈的导热性能很差，从而阻碍热交换，大大降低冷却效果；另外，由于垢下腐蚀的原因。轧辊辊芯与辊套之间容易形成较大的间隙，从而造成辊套打滑。这些都会造成板形特征曲线偏离理想状态。铸轧辊冷却系统最好使用软化水。但成本较高。因此工业生产中多采用自然水。使用自然水时，必须严格控制水质指标…：Ｆｅ、Ｍｇ的质量分数均小于１．５×１０。％；氯化物、硫酸盐的质量分数均小于１．５×１０≈％；水的硬度＜５ｍｇ／Ｌ；清澈度（悬浮物质量分数）＜３×１０一‘％。冷却水循环方式主要有敞开式和密闭式二种。相对而言，敞开式循环水系统有以下缺点：蒸发浓缩有色金属加工第３６卷导致水垢加速形成；水在冷却塔内和空气充分接触而溶解氧，水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因；水在冷却塔中蒸发，使含盐量逐渐增加，加上二氧化碳在塔中解析逸散，增加了传热面上碳酸钙的结垢析出倾向。因此，铸轧辊冷却应采用密闭式循环水系统，并使用加有化学剂的软化水，以防止腐蚀、结垢和粘泥等问题的产生。水垢的控制办法是向循环水中投入阻垢剂，如木质素、聚磷酸钙、有机磷酸钙、聚丙烯酸等；加入盐酸或ＧＳＰ一１１杀菌灭藻剂可消灭微生物，以防藻类和细３．４．３卷取张力在铸轧生产中，一定的张力不仅可以减轻粘辊现象，还可起张力矫平的作用。３．４．４前箱温度及液面高度前箱温度主要影响金属变形抗力，从而影响厚差；前箱液面高度影响液穴深度，进而对板形产生重要影响。保证稳定的前箱液面高度，才能生产出纵向厚差合格的铸轧板。３．４．５轧制力凡是使轧制力增大的因素，都会使板凸度增加。速度降低、温度降低、液穴深度减小、轧制区增长、接触面积增加等，都会引起轧制力增加，从而增加铸轧板凸度。３．４．６其他因素辊缝设定、轴承箱垫片尺寸、液压装置工作状态、轧机刚性等因素对铸轧板形也有一定影响。４菌等微生物粘附或堵塞辊芯水道；添加缓蚀剂可减少腐蚀，常用的缓蚀剂有亚盐、硼酸盐、磷酸盐及有机锌盐等。３．４铸轧工艺参数合理、稳定的工艺参数是保证良好板形的必要条件。铸轧区长度、铸轧速度、卷取张力、前箱温度、前箱液面高度、轧制力等参数之间必须合理匹配，才能生产出板形合格的铸轧板。３．４．１铸轧区长度结论①根据辊径、板宽和合金的不同，磨削合适的铸铸轧区长度偏小时，铸轧速度变慢，铸轧板的加工率小，其他工艺参数的调整范围也小；增大铸轧区长度，既可提高铸轧速度，又可增大加工率，提高铸轧板的组织性能，其他工艺参数的调整范围也较大。铸轧区长度变化时，铸轧辊的压力及板凸度也随之改变。铸轧区长度对铸轧板凸度的影响比较大，在其它铸轧工艺参数不变的情况下，铸轧区越长，板凸度越大。３．４．２铸轧速度轧辊凸度，并保证圆跳度符合要求，是生产凸度和纵向厚差符合要求的铸轧板的先决条件；②铸轧辊粗糙度均匀一致，是板形曲线和内部组织质量的重要保障；③采用添加高效缓蚀阻垢剂的软水作为轧辊冷却循环水，可防止轧辊水道中产生铁锈和水垢以及由其造成的铸轧辊辊套表面温度不均和不良板形；④合理、稳定的铸轧工艺参数，是保证良好板形的必要条件。参考文献［１】肖亚庆．铝加工技术实用手册［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００５：４６４—５２Ｉ．铸轧速度的高低影响金属熔体在铸轧区的停留时间，从而影响金属温度及变形抗力，导致铸轧板厚度和凸度发生变化。在其它铸轧工艺参数不变的情况下，铸轧速度越大，板凸度越小。但实际生产中决不能单靠调整铸轧速度来控制板形，必须和其他工艺参数合理配合才能更好地调整板形并保证正常生产。ＩｎｆｌｕｅｎｃｅＦａｃｔｏｒｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｓｏｆＣａｓｔｉｎｇ－－ＲｏｌｌｉｎｇＡｌｕｍｉｎｕｍＳｈｅｅｔＳｈａｐｅＰＡＮＪｕｎ——ｐｅｎｇ（ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＡ］ｕｎｌｉｎｌｕｍＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｏｚｈｏｕ，Ｈｅｂｅｉ，０７２７５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｖａｄｏｕｓｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈ鹅ｒｏｌｌａｓｃｒｏｗｎａｎｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒａｎｄｃａｓｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｎｔｈｅｃａｓｔｉｎｇ－ｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｌｅｎｇｔｈｗｉｓｅａｌｕｍｉｎｕｍｓｈｅｅｔｓｈａｐｅａｓｗｅｌｌｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｈａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｈｅｅｔｓｈａｐｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｓｉｄｅｗｉｓｅｓｈａｐｅｓｈａｐｅｏｆｃａｓｔｉｎｇ—－ｒｏｌｌｉｎｇａｌｕｍｉｎｕｍｓｈｅｅｔｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｔｉｎｇ－—ｒｏｌｌｉｎｇｓｈｅｅｔ；ｓｈｅｅｔｓｈａｐｅ；ｃａｓｔｉｎｇ—·ｒｏｌｌｉｎｇｒｏｌｌ；ｃｏｏｌｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ万方数据 铸轧板板形影响因素及控制方法
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
潘军朋， PAN Jun-peng
华北铝业有限公司,河北涿州,072750有色金属加工
NONFERROUS METALS PROCESSING2007,36(2)
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