铝及铝合金板带材冷轧机设备简介课件.ppt
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1、2023-1-27铝及铝合金板带材冷轧机设备简介铝及铝合金板带材冷轧铝及铝合金板带材冷轧机设备简介机设备简介铝及铝合金板带材冷轧机设备简介提纲 轧制基本概念 核心控制对象和控制点 厚度控制及测厚仪 板形控制与板形仪 对中控制 冷轧机设备组成铝及铝合金板带材冷轧机设备简介轧制基本概念(一)轧制-轧辊与轧件相互作用时,轧件被摩擦力拉入旋转的轧辊间,受到压缩发生塑性变形的过程.道次-轧件从进入轧辊到离开轧辊,承受一次压缩塑性变形,称为一个轧制道次.变形区-轧制时金属在轧辊间产生塑性变形的区域.前滑-轧件的出口速度大于轧辊圆周速度的现象,称为前滑.后滑-轧件的入口速度小于轧辊圆周速度的现象,称为后滑.
2、铝及铝合金板带材冷轧机设备简介轧制基本概念(二)热轧-再结晶温度以上的轧制过程.冷轧-再结晶温度以下的轧制过程.铸轧-连续铸造连续轧制过程。铝及铝合金板带材冷轧机设备简介热轧优点 1.显著降低能耗(跟冷轧比较)。2.改善加工工艺性能。热轧能把低塑性铸态组织转变成较高塑性的变形组织。破碎粗大晶粒,减少或消除铸造缺陷。3.可采用大铸锭,大压下率轧制。提高了生产率。铝及铝合金板带材冷轧机设备简介冷轧优点 1.产品的组织与性能均匀,有良好的机械性能和再加工性能。2.产品尺寸精度高,表面质量和板形好。3.通过控制加工率或配合热处理,可获得各种状态的产品。4.能生产比热轧铸轧更薄的产品。铝及铝合金板带材冷
3、轧机设备简介铸轧优点 1.不需要铸锭锯切,铣面,加热等工序,缩短了生产工艺流程。2.节省能耗(比热轧节能30-50%)3.成品率高。几何损失和工艺废品少。4.设备简单,占地面积小,投资小。铝及铝合金板带材冷轧机设备简介轧机的刚度 轧机的刚度-轧机抵抗轧制压力引起弹性变形的能力,又称轧机模数.轧机刚度不是轧机固有的常数,它是随轧件宽度和轧制速度(影响轴承油膜厚度)等变化而改变.自然刚度-轧机本身抵抗弹性变形能力的刚度.可调刚度-轧制过程中因轧制压力波动引起辊缝变化,进行不同程度的补偿,称为可调刚度.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介轧机刚度的改善 轧机的刚度越大,消除纵向厚度偏差的能力越强.方法 改
4、善轧辊和机架材质,改进其结构和尺寸.采用液压压下实现板厚自动控制.采用预应力轧制.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介轧制硬化轧制硬化 随着轧制进行随着轧制进行,轧件不断被压薄而且不断产生轧件不断被压薄而且不断产生加工硬化加工硬化,此时轧件塑性变形所需施加外力需此时轧件塑性变形所需施加外力需不断增加不断增加.达到一定程度时达到一定程度时,轧件发生塑性变形轧件发生塑性变形所需的单位压力所需的单位压力,超过轧辊发生弹性压扁所需超过轧辊发生弹性压扁所需的单位压力的单位压力.结果只发生轧辊弹性压扁结果只发生轧辊弹性压扁,而轧件而轧件不发生塑性变形不发生塑性变形.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介最小可轧厚度最小
5、可轧厚度 h=3.58Df(K-q)/E=aD (斯通公式斯通公式)h:最小可轧厚度最小可轧厚度 D:轧辊直径轧辊直径 f:摩擦系数摩擦系数 K:轧件变形抗力轧件变形抗力 q:前后平均张力前后平均张力 E:轧辊弹性模树轧辊弹性模树 a:经验系数经验系数 a=1/2000-1/1000铝及铝合金板带材冷轧机设备简介带材的张力 带材的张力是通过开卷,卷取机与轧辊入口,出口带材速度差建立起来的,因速度差使带材被拉紧,产生弹性拉伸变形,建立了张力。张力达到稳定值后,速度差消除。前张力-卷取机与轧辊出口带材间的张力。后张力-开卷机与轧辊入口带材间的张力铝及铝合金板带材冷轧机设备简介张力的作用 1.使变形
6、抗力减小,降低单位压力,减小电机负荷。前张力使轧制力矩减小,后张力使轧制力矩增大。2.控制带材厚度 增大张力,使轧辊弹性压扁和轧机弹跳减小,轧件被进一步压薄。3.控制板形 张力影响轧辊的弹性弯曲,从而改变辊缝形状。张力促使金属沿横向延伸均匀,获得良好板形。4.防止带材跑偏,保证轧制稳定。铝及铝合金板带材冷轧机设备简介核心(一)厚度控制系统铝及铝合金板带材冷轧机设备简介影响厚度的主要因素 轧制过程各种因素对板带材纵向厚度的影响,总的来说有两种情况:一是对轧机弹性特性曲线的影响;二是对轧件塑性特性曲线影响。结果使两线之交点位置发生变化,产生纵向厚度偏差。影响厚度的主要因素有:坯料尺寸与性能,轧制速
7、度,张力,润滑等轧制工艺条件,以及轧机刚度等。从P-H图可看出,无论什么轧制因素变化,要得到轧出厚度h相等的产品,必须使轧机的弹性曲线和轧件塑性曲线,始终交到从h所作的垂直线上。这条垂直线相当于轧机刚度为无穷大时的弹性曲线,又称等厚轧制线。铝及铝合金板带材冷轧机设备简介板厚控制 板厚控制有调整辊缝、张力、轧制速度等方法.在我公司冷轧机板厚控制设计规定:如果带材的厚度不大于150um时,将采用速度张力优化来控制带材的厚度;如果带材的厚度大于100um时,将采用调整压下改变辊缝来控制带材的厚度。铝及铝合金板带材冷轧机设备简介板厚控制方法(一)一.调整压下改变辊缝-最主要的厚控方式.-调整轧机弹性曲
8、线的位置,不改变曲线斜率.-对轧辊偏心等周期性高频变化量无能为力.-对铝箔精轧(零辊缝或负辊缝)无效.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介板厚控制方法(二)二.调整张力-主要用于薄板,尤其是铝箔.-通过调节前后张力,改变轧件塑性曲线的斜率.-调整范围较小,一般不单独使用.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介板厚控制方法(三)三.调整轧制速度-主要用于薄板,尤其是铝箔.-调整范围较小,只适用于微调.-改变轧制速度,引起摩擦系数的变化而改变了轧制压力,使轧件塑性曲线的斜率发生变化.-与调整张力原理类似.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介板厚自动控制原理板厚控制系统方块图放大元件调节元件执行元件测量元件控制对象比较
9、元件扰动被控量-给定量铝及铝合金板带材冷轧机设备简介液压辊缝自动控制(AGC)AGC系统(auto gauge control)借助于轧机刚度可调原理,以辊缝位置(位置传感器)和轧制压力(压力传感器)作为主反馈信号,以入口测厚仪作为预控,出口测厚仪作为监控.通过伺服阀调节压下(压上)液压缸的油量和压力,控制轧辊的位置.铝及铝合金板带材冷轧机设备简介测厚仪及厚控 测厚仪及厚控系统铝及铝合金板带材冷轧机设备简介测厚仪结构 双头C型架结构 发射与接收头结构 放射源 轻头同位素为锶,其半衰期为19.9年,辐射种类为(beita)重头同位素为镅,其半衰期为470年,辐射种类为(gaima)铝及铝合金板带
10、材冷轧机设备简介压下(上)缸 产生轧制力 控制辊缝大小(位置传感器反馈)调节辊缝形状(倾辊)铝及铝合金板带材冷轧机设备简介轧制线调整装置 作用 调整轧制线到固定(同一)高度位置。补偿因磨削造成的辊径减小。更换轧辊时,加大空间。结构形式 上部悬挂式 下部支撑式铝及铝合金板带材冷轧机设备简介核心(二)板形控制系统铝及铝合金板带材冷轧机设备简介板形概念 板形:板带材的平直度.波形:板带材沿纵向起伏的波浪.中波:中部延伸大于两边.双边波:两边延伸大于中部.侧弯(镰刀弯):一侧延伸大于另一侧.瓢曲:波浪在纵横向同时增大,面积较大,板形凸凹轮廓近似椭圆或圆形.双侧波浪(二类浪):两边缘与中间的两侧均有波浪
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