鋁板帶精整工序控制方法探討

1、27鋁板帶精整工序控制方法探討胥福順 付利智 /Xu Fushun Fu Lizhi前言Foreword隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),鋁加工材的需求增 長(zhǎng)速度每年達(dá)7%,用途更加廣泛,其中70%的鋁板帶 必須經(jīng)過(guò)精整進(jìn)入下道工序或直接面對(duì)消費(fèi)者。鋁 板帶精整是鋁加工生產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)鍵工序,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì) 量有不可或缺的作用,日益成為鋁加工企業(yè)關(guān)注的重 點(diǎn)。精整設(shè)備通常包括拉彎矯直機(jī)、縱剪機(jī)、重卷切 邊機(jī)、除油清洗設(shè)備、輥式矯直機(jī)、橫切機(jī)、包裝設(shè) 備等。一條完整的精整生產(chǎn)線(xiàn)一般由幾種設(shè)備組合構(gòu) 成,板形矯直有拉彎矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)等,拉彎矯 直機(jī)由主要針對(duì)厚度小于1.0mm以下的卷材或帶材, 厚板一般采用輥式

2、矯直機(jī),如寬度需要調(diào)整,則增加 縱剪或厚箔剪則可。我公司的精整理設(shè)備由開(kāi)卷機(jī)、 切頭尾剪、輥式矯直機(jī)、旋轉(zhuǎn)平動(dòng)剪(飛剪、切邊機(jī) 或碎邊機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和垛板機(jī)組成,本文結(jié)合多年的生 產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)精整工序中常用的控制方法進(jìn)行探討。鋁板帶精整的控制內(nèi)容及原理Controlling content and principles for finishing step of aluminum plates, sheets and strips從示意圖1可知,鋁板帶的控制要點(diǎn)主要是板形、 幾何尺寸(定尺、表面質(zhì)量,下面對(duì)幾個(gè)控制要點(diǎn)的 控制進(jìn)行探討。板形既板面平直度,指在單位長(zhǎng)度內(nèi)板面的 波浪(波高與單位長(zhǎng)度的比

3、值,用“I”值來(lái)量化, 矯直原理是通過(guò)多組矯直輥使板帶反復(fù)彎曲拉伸和壓縮變形消除內(nèi)應(yīng)力和瓢曲部分,獲得良好的板面平 直度,板帶在1#、3# 輥時(shí)上板面受壓縮變形,下 板面受拉伸變形,板帶在2#、4# 輥時(shí)上板面受拉 伸變形,下板面受壓縮變形,依次前進(jìn)反復(fù)作用變形 (圖2為板形矯直示意圖,圖3為應(yīng)力應(yīng)變圖。幾何尺寸包括厚度、寬度、長(zhǎng)度和對(duì)角線(xiàn),其 中厚度由冷軋工序控制,寬度根據(jù)板帶材的成品厚度 可由冷軋或橫切控制,通過(guò)圓盤(pán)剪無(wú)級(jí)自由調(diào)整間距 實(shí)現(xiàn),精整工序主要控制板帶的長(zhǎng)度和對(duì)角線(xiàn),對(duì)角Discussion on controlling methods for nishing step of a

4、luminum plates, sheets and stripsTechnology & Equipment· Power Supply and Control28線(xiàn)控制一般在板形好時(shí),飛剪正常時(shí)做到抽查即可。 影響板形、定尺的因數(shù)及控制方法Factors and controlling methods for affecting shapes and sizing of plates and sheets根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和矯直原理,影響板形的因 數(shù)有坯料的原始板形、合金狀態(tài),機(jī)列的裝機(jī)檔次、 安裝質(zhì)量、張力設(shè)置、矯直機(jī)輥位水平度、輥縫值取 舍、操作人員對(duì)原始板形判斷準(zhǔn)確性

5、、操作技術(shù)水平 和操作經(jīng)驗(yàn)的合理運(yùn)用。板形分類(lèi),根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和現(xiàn)形習(xí)慣,鋁及鋁 合金板帶材的板形分為如圖4所示幾種:板形的形態(tài)不僅限于上述所列,或是其中的一種 或多種混合型,生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行判斷和調(diào)整 板形,達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足顧客用戶(hù)的需求。板形控制方法,從上述板形示意圖可知,板形 矯直最通俗的說(shuō)法為:在無(wú)波浪(圓圈或無(wú)瓢曲部 分對(duì)板面施加更大的力,使板帶在該部位產(chǎn)生盡可能 的(延伸變形,在有波浪(圓圈或瓢曲部分對(duì)板面 少或不施加外力,使板帶在該部位產(chǎn)生盡可能不(延 伸變形,最終讓整個(gè)板面的殘余應(yīng)力和變形趨向一 致、或稱(chēng)板帶的縱向織構(gòu)沿橫向分布趨向一致,得到 較平直的板形。具體的方法有以

6、下六種:.從根本上板形產(chǎn)生影響或改變,故常說(shuō)精整只 對(duì)板形起修復(fù)和矯正作用。當(dāng)然原始板形越好,經(jīng)過(guò) 精整后的板帶的板形、定尺精確度、表面質(zhì)量越好, 產(chǎn)品的檔次也越高。.合金狀態(tài)對(duì)板形的影響。合金越硬、供貨狀態(tài) 越硬,板形控制和調(diào)整越難,操作人員在控制調(diào)整時(shí) 應(yīng)根據(jù)料的原始板形由前面工序控制,橫切精整操作 人員需準(zhǔn)確判斷后合理運(yùn)用各種手段加以矯直,不可 能生產(chǎn)情況從輥縫值、張力、支撐輥位調(diào)節(jié)上適度加 大力度。.機(jī)列的裝機(jī)檔次、安裝的質(zhì)量對(duì)板形的影響較 大,裝機(jī)檔次是投資政策和投資成本決定,而安裝質(zhì)量應(yīng)在安裝水平度、機(jī)列中心線(xiàn)與設(shè)備中心線(xiàn)的垂直 度、設(shè)備固定穩(wěn)定性等方面加以重點(diǎn)關(guān)注。.矯直機(jī)的輥位

7、水平度不夠,一般是生產(chǎn)過(guò)程 中換輥調(diào)節(jié)時(shí)造成,原因可能是上下輥水平度同時(shí)不 夠,或其中之一水平度不夠,水平度不夠會(huì)使矯直后 的板面出現(xiàn)單邊或雙邊的邊浪,板帶跑偏導(dǎo)致定尺誤 差大或定尺不穩(wěn)。應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)和校正.輥縫值取舍,輥縫值由三部分組成:工作輥 的開(kāi)口度+擺角量+支撐輥升降量。工作輥的開(kāi)口度 由 來(lái) 料厚度 決定:擺 角 量 的大小一 般取3%8%, 當(dāng) 來(lái)料板形或卷芯板形變差時(shí),逐步增大擺角值可有 效改善板形:支撐輥位的升降應(yīng)遵循在無(wú)波浪(圓 圈或無(wú)瓢曲部分增大支撐輥對(duì)板面的壓力,在有 波 浪 (圓 圈 或 瓢 曲 部 分 減 少 支 撐 輥 對(duì) 板 面 的 壓 力。生產(chǎn)中要密切配合三者

8、,不可偏頗其一,當(dāng)其 中一項(xiàng)增大或減小時(shí),相應(yīng)的另外一項(xiàng)或兩項(xiàng)應(yīng)減 小或增大。.操作人員能力和素質(zhì)。人的主觀能動(dòng)性較大, 操作人員要在觀察判斷上力求準(zhǔn)確,操作調(diào)整要及時(shí) 果斷,要素、動(dòng)作要協(xié)調(diào)配合。從板帶定尺原理圖可知,定尺系統(tǒng)由操作設(shè)定 機(jī)構(gòu)、測(cè)速機(jī)構(gòu)、自動(dòng)處理系統(tǒng)(PLC和執(zhí)行機(jī)構(gòu) 四大部分組成,操作設(shè)定機(jī)構(gòu)分為內(nèi)控部分和外控部 分,內(nèi)控部分主要指電器原始的各項(xiàng)參數(shù),一般情況 不允許改動(dòng),外控部分指根據(jù)生產(chǎn)工藝需要由操作人 員調(diào)整設(shè)定的工藝參數(shù);測(cè)量機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)把測(cè)量數(shù) 據(jù)通過(guò)編碼器轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)傳輸?shù)阶詣?dòng)處理系統(tǒng) (PLC,經(jīng)過(guò)處理后的脈沖信號(hào)通過(guò)編碼器轉(zhuǎn)化為 數(shù)據(jù)傳送到操作機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)

9、構(gòu);執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收到的 信號(hào)轉(zhuǎn)化為飛剪(執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng),控制飛剪 的加速、減速和勻速運(yùn)動(dòng),執(zhí)行煎切任務(wù)。影響定尺的因數(shù)有機(jī)械、電氣、速度、張力、補(bǔ) 償、坯料的原始板形和狀態(tài)、操作的設(shè)定、熟練程度 和配合。技術(shù)與裝備 · 供電和控制29控制方法.保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定和良好的潤(rùn)滑效果,在生產(chǎn) 過(guò)程中加強(qiáng)巡視點(diǎn)檢,作好日常的維護(hù)保養(yǎng),否則會(huì) 影響各部分信號(hào)的精度、時(shí)效性和運(yùn)行穩(wěn)定性。.保持電器或傳輸部件的純潔性和抗干擾性,定 期對(duì)計(jì)算機(jī)及程序進(jìn)行殺毒或軟件重新安裝,防止程 序出現(xiàn)累計(jì)誤差。.機(jī)列速度保持相對(duì)的穩(wěn)定,生產(chǎn)過(guò)程中不宜頻 繁和跳躍式調(diào)整速度,否則會(huì)導(dǎo)致信息處理的滯后和 不穩(wěn)定。.開(kāi)

10、卷機(jī)張力設(shè)定,張力是由矯直機(jī)與開(kāi)卷機(jī)的 速率差產(chǎn)生的,合適的張力能防止卷材的跑偏,保證 定尺的精度,也能起到一定的張力矯作用(特別對(duì)于 較薄和軟態(tài)的帶材,張力過(guò)大,帶材與矯直輥或開(kāi) 卷軸易出現(xiàn)打滑,不能保證定尺的精度,經(jīng)過(guò)反復(fù)的 驗(yàn)證,張力設(shè)定可用公式(1計(jì)算:公式(1:(10 15h/100*max 式中 設(shè)定張力 max 額定張力 h板厚.補(bǔ)償極性及補(bǔ)償系數(shù)的選擇,補(bǔ)償極性用N, 補(bǔ)償系數(shù)用表示,有如下的量化關(guān)系設(shè)定 N為正(+ 10 L 1mm 10 L 1mm N為負(fù)(- 10 L 1mm 10 L 1mm其中 L= L0+L L補(bǔ)償后實(shí)測(cè)量 L 0補(bǔ)償前實(shí)測(cè)量 L補(bǔ)償變化值.其他因數(shù)

11、對(duì)定尺的影響:板形突變或變化調(diào)整 過(guò)程、合金狀態(tài)、板與輥間的摩擦潤(rùn)滑條件的變化、 板厚與剪刃間隙大小等都對(duì)定尺有影響,在此不詳細(xì) 贅述。精整設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)Development trend of nishing equipment隨著客戶(hù)對(duì)鋁及鋁合金板帶材質(zhì)量特性和綜合性 能要求也越來(lái)越高,目前的單機(jī)人工手動(dòng)控制也很難 滿(mǎn)足要求,精整設(shè)備不斷向精確化、智能化和復(fù)合化 發(fā)展。從設(shè)備關(guān)鍵部件的材質(zhì)選取與表面處理,控制 的智能化,自動(dòng)化程度,制作安裝精度等方面不斷提 高要求。對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)線(xiàn),可通過(guò)改造來(lái)滿(mǎn)足要求, 根據(jù)產(chǎn)品檔次、品種規(guī)格、市場(chǎng)需求來(lái)搭配復(fù)合原有 的單機(jī)組,如電機(jī)改為交流變頻式,使其在

12、整體控制 和設(shè)備性能、生產(chǎn)效率得到提高;各種“矯直輥”的 材質(zhì)選取和表面處理方式;輥式矯直機(jī)選用八重以上 輥系、上下支撐輥均單獨(dú)自由調(diào)整;在橫切機(jī)、縱剪 機(jī)等上復(fù)合拉彎矯直或除油清洗系統(tǒng)裝置等。結(jié)束語(yǔ)Conclusion鋁及鋁合金板帶材的精整設(shè)備較多,控制工序 較為繁瑣,有其自身的規(guī)律和一定的難度,本文對(duì)其 相互影響和機(jī)理作了闡述。操作人員應(yīng)了解掌握其工 作原理,控制特點(diǎn)、要點(diǎn),還需掌握每臺(tái)設(shè)備的性能 特點(diǎn)和優(yōu)劣,充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性,理論結(jié)合實(shí) 際,從來(lái)料情況、工藝配置、產(chǎn)品要求、設(shè)備特點(diǎn)等方 面融會(huì)貫通,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高實(shí)作水平和應(yīng)對(duì)能 力,不斷提高精整后的板形質(zhì)量。潘 文 舉 副 秘 書(shū) 長(zhǎng) 受 邀 參 加 智 利 銀 行 股 份 有限公司北京代表處成立招待會(huì)暨晚宴2006年9月21日晚18:0021:00,中國(guó)大飯店 一層宴會(huì)廳熒光繚繞、人聲鼎沸,來(lái)自國(guó)內(nèi)外銀行屆 重要領(lǐng)導(dǎo)等近300余人參加了智利銀行股份有限公司 北京代表處成立招待會(huì)暨晚宴,宴會(huì)已中國(guó)的獅舞開(kāi) 幕,使會(huì)議融合了兩國(guó)的友誼與美好的合作精神。中國(guó)有色金屬協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)潘文舉在本刊記者等 兩人陪同下應(yīng)邀參會(huì)