鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介課件

1、鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介2022/7/30鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介提綱軋制基本概念核心控制對象和控制點厚度控制及測厚儀板形控制與板形儀對中控制冷軋機設備組成鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋制基本概念（一）軋制-軋輥與軋件相互作用時,軋件被摩擦力拉入旋轉的軋輥間,受到壓縮發(fā)生塑性變形的過程.道次-軋件從進入軋輥到離開軋輥,承受一次壓縮塑性變形,稱為一個軋制道次.變形區(qū)-軋制時金屬在軋輥間產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域.前滑-軋件的出口速度大于軋輥圓周速度的現(xiàn)象,稱為前滑.后滑-軋件的入口速度小于軋輥圓周速度的現(xiàn)象,稱為后滑.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋制基本概念（二）熱軋-再結晶溫度以上的軋

2、制過程.冷軋-再結晶溫度以下的軋制過程.鑄軋-連續(xù)鑄造連續(xù)軋制過程。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介熱軋優(yōu)點1.顯著降低能耗(跟冷軋比較)。2.改善加工工藝性能。熱軋能把低塑性鑄態(tài)組織轉變成較高塑性的變形組織。破碎粗大晶粒，減少或消除鑄造缺陷。3.可采用大鑄錠，大壓下率軋制。提高了生產(chǎn)率。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介冷軋優(yōu)點1.產(chǎn)品的組織與性能均勻，有良好的機械性能和再加工性能。2.產(chǎn)品尺寸精度高，表面質量和板形好。3.通過控制加工率或配合熱處理，可獲得各種狀態(tài)的產(chǎn)品。4.能生產(chǎn)比熱軋鑄軋更薄的產(chǎn)品。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介鑄軋優(yōu)點1.不需要鑄錠鋸切，銑面，加熱等工序，縮短了生產(chǎn)工藝流程

3、。2.節(jié)省能耗（比熱軋節(jié)能30-50%）3.成品率高。幾何損失和工藝廢品少。4.設備簡單，占地面積小，投資小。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋機的剛度軋機的剛度-軋機抵抗軋制壓力引起彈性變形的能力,又稱軋機模數(shù).軋機剛度不是軋機固有的常數(shù),它是隨軋件寬度和軋制速度(影響軸承油膜厚度)等變化而改變.自然剛度-軋機本身抵抗彈性變形能力的剛度.可調(diào)剛度-軋制過程中因軋制壓力波動引起輥縫變化,進行不同程度的補償,稱為可調(diào)剛度.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋機剛度的改善軋機的剛度越大,消除縱向厚度偏差的能力越強.方法改善軋輥和機架材質,改進其結構和尺寸.采用液壓壓下實現(xiàn)板厚自動控制.采用預應力軋制.鋁

4、及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋制硬化 隨著軋制進行,軋件不斷被壓薄而且不斷產(chǎn)生加工硬化,此時軋件塑性變形所需施加外力需不斷增加.達到一定程度時,軋件發(fā)生塑性變形所需的單位壓力,超過軋輥發(fā)生彈性壓扁所需的單位壓力.結果只發(fā)生軋輥彈性壓扁,而軋件不發(fā)生塑性變形.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介最小可軋厚度 h=3.58Df(K-q)/E=aD (斯通公式)h:最小可軋厚度D:軋輥直徑f:摩擦系數(shù)K:軋件變形抗力q:前后平均張力E:軋輥彈性模樹a:經(jīng)驗系數(shù) a=1/2000-1/1000鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介帶材的張力帶材的張力是通過開卷，卷取機與軋輥入口，出口帶材速度差建立起來的，因速度差使

5、帶材被拉緊，產(chǎn)生彈性拉伸變形，建立了張力。張力達到穩(wěn)定值后，速度差消除。前張力-卷取機與軋輥出口帶材間的張力。后張力-開卷機與軋輥入口帶材間的張力鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介張力的作用1.使變形抗力減小，降低單位壓力，減小電機負荷。前張力使軋制力矩減小，后張力使軋制力矩增大。2.控制帶材厚度增大張力，使軋輥彈性壓扁和軋機彈跳減小，軋件被進一步壓薄。3.控制板形張力影響軋輥的彈性彎曲，從而改變輥縫形狀。張力促使金屬沿橫向延伸均勻，獲得良好板形。4.防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介核心（一）厚度控制系統(tǒng)鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介影響厚度的主要因素軋制過程各種因素對板

6、帶材縱向厚度的影響，總的來說有兩種情況：一是對軋機彈性特性曲線的影響；二是對軋件塑性特性曲線影響。結果使兩線之交點位置發(fā)生變化，產(chǎn)生縱向厚度偏差。影響厚度的主要因素有：坯料尺寸與性能，軋制速度,張力,潤滑等軋制工藝條件，以及軋機剛度等。從P-H圖可看出，無論什么軋制因素變化，要得到軋出厚度h相等的產(chǎn)品，必須使軋機的彈性曲線和軋件塑性曲線，始終交到從h所作的垂直線上。這條垂直線相當于軋機剛度為無窮大時的彈性曲線，又稱等厚軋制線。 鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板厚控制板厚控制有調(diào)整輥縫、張力、軋制速度等方法.在我公司冷軋機板厚控制設計規(guī)定：如果帶材的厚度不大于150um時，將采用速度張力優(yōu)化來控

7、制帶材的厚度；如果帶材的厚度大于100um時，將采用調(diào)整壓下改變輥縫來控制帶材的厚度。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板厚控制方法(一)一.調(diào)整壓下改變輥縫-最主要的厚控方式.-調(diào)整軋機彈性曲線的位置,不改變曲線斜率.-對軋輥偏心等周期性高頻變化量無能為力.-對鋁箔精軋(零輥縫或負輥縫)無效.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板厚控制方法(二)二.調(diào)整張力-主要用于薄板,尤其是鋁箔.-通過調(diào)節(jié)前后張力,改變軋件塑性曲線的斜率.-調(diào)整范圍較小,一般不單獨使用.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板厚控制方法(三)三.調(diào)整軋制速度-主要用于薄板,尤其是鋁箔.-調(diào)整范圍較小,只適用于微調(diào).-改變軋制速度,引起摩

8、擦系數(shù)的變化而改變了軋制壓力,使軋件塑性曲線的斜率發(fā)生變化.-與調(diào)整張力原理類似.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板厚自動控制原理板厚控制系統(tǒng)方塊圖放大元件調(diào)節(jié)元件執(zhí)行元件測量元件控制對象比較元件擾動被控量-給定量鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介液壓輥縫自動控制（AGC）AGC系統(tǒng) (auto gauge control)借助于軋機剛度可調(diào)原理,以輥縫位置(位置傳感器)和軋制壓力(壓力傳感器)作為主反饋信號,以入口測厚儀作為預控,出口測厚儀作為監(jiān)控.通過伺服閥調(diào)節(jié)壓下(壓上)液壓缸的油量和壓力,控制軋輥的位置.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介測厚儀及厚控測厚儀及厚控系統(tǒng)鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介

9、測厚儀結構雙頭C型架結構發(fā)射與接收頭結構放射源 輕頭同位素為鍶，其半衰期為19.9年，輻射種類為（beita) 重頭同位素為镅,其半衰期為470年，輻射種類為（gaima) 鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介壓下（上）缸產(chǎn)生軋制力控制輥縫大?。ㄎ恢脗鞲衅鞣答仯┱{(diào)節(jié)輥縫形狀（傾輥）鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋制線調(diào)整裝置作用調(diào)整軋制線到固定（同一）高度位置。補償因磨削造成的輥徑減小。更換軋輥時，加大空間。結構形式上部懸掛式下部支撐式鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介核心（二）板形控制系統(tǒng)鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板形概念板形:板帶材的平直度.波形:板帶材沿縱向起伏的波浪.中波:中部延伸大于兩邊.

10、雙邊波:兩邊延伸大于中部.側彎(鐮刀彎):一側延伸大于另一側.瓢曲:波浪在縱橫向同時增大,面積較大,板形凸凹輪廓近似橢圓或圓形.雙側波浪(二類浪):兩邊緣與中間的兩側均有波浪.翹曲:軋件離開軋輥后向上或向下,或者沿寬向出現(xiàn)的弧形彎曲.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介單邊波浪1.坯料一邊厚一邊薄，或退火不均，兩邊性能有差異。2.兩邊壓下調(diào)整不一致，喂料不對中，或軋件跑偏。3.兩邊冷卻潤滑不均。4.軋輥磨削不一致?；蜉佇椭悬c偏離軋制中心線。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介中間波浪1.坯料中間厚兩邊薄。2.輥型太大。3.道次壓下量太小或張力太大。4.軋制速度高，冷卻潤滑流量不足，冷卻強度小使輥型增大。鋁

11、及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介兩邊波浪1.坯料兩邊厚，中間薄。2.輥型太小，或磨損嚴重。3.道次壓下量太大，或張力太小，頭尾失張，斷帶張力減小。4.冷卻潤滑中部量太大，或輥冷，兩端輥徑發(fā)熱。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介雙側波浪1.坯料橫斷面厚度不均，或性能不均。2.輥型凸度呈梯形，與板寬不適應。3.冷卻潤滑不均。4.軋輥磨損嚴重，或軋完窄料改軋寬料易出現(xiàn)。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介翹曲1.工作輥徑不相同。下輥徑大向上翹，上輥徑大向下彎。2.壓下量分配不合理。壓下量小易上翹，壓下量大易下彎。3.上下輥轉速不一致，或上下輥軸向錯動。4.上下輥潤滑不均，或輥溫不一致。鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡

12、介板形的表示波形表示法: =h/L*100%相對長度差表示法: L/L=(h/2L)2= 2/4*2I單位:I=105 * L/L:帶材不平度h:波高L:波長L:相對長度差鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介橫向厚差(凸度)板帶材橫斷面厚度偏差,稱為橫向厚差(凸度)在獲得良好板形的同時,無法消除原有的橫向厚差.橫向厚差只能與壓下率成比例的減小,不能完全消除.板形好,橫向厚差不一定小;反之亦然.熱軋(鑄軋)以控制橫向厚差為主,冷軋以控制板形為主.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板形控制輥型控制輥型磨削控制(原始加工凸度控制)輥型調(diào)溫控制(熱凸度控制)輥型液壓控制(壓力凸度控制)輥型變彎矩控制(彎輥控制)

13、輥縫控制傾輥控制鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介輥型控制凹型輥常用于熱軋輥.有利于軋件咬入,減少軋件邊部拉應力造成的裂邊傾向,而且防止軋件跑偏,增加軋制穩(wěn)定性.凸型輥常用于冷軋輥.軋制力較大,軋輥撓度比熱膨脹影響大.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介輥型控制方法HC(hign crown)六輥軋機中間輥為平輥,根據(jù)板寬竄動,減少工作輥在板寬之外的有害彎矩.VC(variable crown mill)四輥軋機的支撐輥(內(nèi)置液壓油),凸度可瞬時改變.FFC(flexible flatness control mill)五輥軋機,應用較少.CVC(continuously varible crown)連

14、續(xù)可變凸度輥,可用于中間輥或工作輥.輥型曲線為全波正弦曲線,可在線竄動.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介彎曲與凸度板形正負凸度輥型正負彎曲 工作輥彎輥 中間輥彎輥鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介板形測量測量原理接觸式板形輥壓電式壓磁式非接觸式板形輥渦流式鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介六輥板形控制（AFC）傾輥 (一次曲線板形) 彎輥 (二次曲線板形) CVC竄動 (正弦曲線板形) 分區(qū)冷卻 (高次曲線板形) 鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介帶材對中系統(tǒng)對中 CPC常用于冷軋機，精整設備開卷機糾偏 EPC常用于精整設備開卷機隨偏 EPC常用于精整設備卷取機鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介閉環(huán)控制Guid

15、e糾偏裝置Detector探測器Web帶材偏差信號運行偏差Correction(Velocity) Actuator Speed設定點Controller控制器鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介伺服閥站液壓原理圖SERVO VALVEPRESSURERETURNDRAINFIELD PIPING(BY OTHERS)DIRECTIONAL VALVESOL “A”FIELD PIPING(BY OTHERS)7 MIRON NON-BYPASSINGFILTER WITH MECHANICALINDICATORBASYSTEMPRESSURESERVOFLOWCONTROLMANUALFLOWCO

16、NTROLPILOTOPERATEDCHECKVALVESSOL “C”SOL “B”鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介伺服閥結構簡圖鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介冷軋機設備組成（一）開卷機入口側(機前設備)軋機本體出口側(機后設備)卷取機換輥裝置機械裝置鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介冷軋機設備組成（二）液壓系統(tǒng)氣動和吹掃系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)排油煙裝置軋制油系統(tǒng)板式和真空過濾裝置CO2滅火系統(tǒng)輔助系統(tǒng)鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介潤滑潤滑系統(tǒng)鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介摩擦,磨損,潤滑兩個相互接觸的物體,發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時,表面會產(chǎn)生摩擦.物體克服摩擦阻力作反復運動時,導致表面物質不斷減少

17、,稱為磨損.為降低摩擦減少磨損,常在摩擦副間添加潤滑劑的方法,稱為潤滑.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介摩擦的分類干摩擦接觸面沒有潤滑劑的摩擦.流體潤滑摩擦接觸界面存在一層較厚流體潤滑膜,摩擦發(fā)生在潤滑膜內(nèi).邊界摩擦接觸界面存在一層較薄流體潤滑膜,摩擦發(fā)生界于干摩擦和流體潤滑摩擦之間.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介潤滑系統(tǒng)工藝潤滑（軋制油）集中油潤滑（齒輪箱潤滑）油及油氣潤滑（軋輥軸承座）楔塊潤滑（軋制線調(diào)整）鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介潤滑分類固體潤滑石墨，二硫化鉬等流體潤滑干油（黃油等）稀油（機械油，齒輪油等）油霧油氣鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介冷軋工藝潤滑目的一.降低軋制金屬變形時的能

18、量損耗使用有效的潤滑劑,可使金屬表面間的相對滑移剪切過程在潤滑層內(nèi)部進行,大大降低摩擦力和由于摩擦阻力造成的金屬附加變形抗力,節(jié)約了能耗.二.提高產(chǎn)品質量潤滑劑起到防粘降摩作用,有利于提高產(chǎn)品的表面質量和內(nèi)在質量.三.冷卻軋輥和帶材減少軋輥磨損,延長使用壽命.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介工藝潤滑劑(軋制油)基礎油礦物潤滑油分子中只含碳,氫兩種元素,是非極性物質,只能形成是非極性物理吸附膜,潤滑性能較差.添加劑油性劑與極壓劑具有很強的極性,能與礦物油很好結合,促使這些分子也呈定向排列,并吸附在金屬表面,形成耐壓,耐溫能力強的潤滑油膜.冷軋機采用全油型工藝潤滑油,基礎油為輕質潤滑油,添加劑為2-8%的油性劑（我公司6-7%）.鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋制油（循環(huán)）系統(tǒng)凈油箱（140M3）污油箱（50M3）主油泵（85公斤）過濾泵（5-6公斤）真空過濾器板式過濾器磁性過濾器系統(tǒng)的組成鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介軋制油（噴射）系統(tǒng)基礎潤滑噴嘴間距104mm主要作用：工藝潤滑和冷卻分區(qū)分段冷卻噴嘴間距52mm主要作用：輥形控制鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介帶材吹掃系統(tǒng)作用清除帶材表面軋制油，正常軋制油含量：100mg/m2中心吹掃（5公斤）輥縫吹掃（1.2-1.5公斤）上偏導板吹掃（ 5公斤）防護擋板吹掃（ 5公斤）鋁及鋁合金板帶材冷軋機設備簡介排油煙系統(tǒng)煙道翻