铝箔轧制中的板形控制

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1、铝箔轧制中的板形控制板形控制是铝箔轧制中的核心技术，是提高箔材成品率和产品质量的关键操作，也是实现高速轧制的基本条件。笔者根据从事箔轧多年的实践，谈谈板形控制的原理及方法，供同行参考。　　1箔轧形状缺陷的产生和不平度的描述　　箔材平直度的好坏取决于轧件宽度方向上各点纵向延伸是否相等。当发生不均匀变形时，变形体内的应力分布也呈不均匀分布，导致附加应力产生，变形结束后留在变形体内形成残余应力。当变形体内残余应力间的相互作用不能抵消，且超过箔材维持箔面刚性平衡的应力水平时，轧制中的铝箔将发生形状失稳，出现

2、诸如中间波浪、两边波浪、单边波浪、或二肋波浪等形状缺陷，以松弛不均匀变形产生的残余应力，则箔面的平直度遭到破坏。由于轧制变形区内变形情况的复杂性，易受外部其他因素的影响而具有很大的随机性，轧件均匀变形的可能性并不大，因此实际生产出的铝箔或多或少都带有一定程度的不平度。　　平直度是衡量铝箔质量的重要指标，需要定量描述以界定平直度合格与不合格范围。目前常用的有两种方法：不平度和相对长度差。其前提是把板材或箔材轧制中出现的波浪视为正弦波形。　　1.1不平度　　该方法是取一条纵向试样置于平台上，测定波高、波

3、长。算出波高与波长比值百分数。该方法简单易行，但易受被测试样自重影响，波高、波长测量准确性不高，箔材轧制中很少采用。　　λ=h/L×100%(1)　　式中：λ—不平度;h—波高;L—波长。　　(1)式中当λ=1%时，波浪就较为明显。　　1.2相对长度差　　图1曲线部分和直线部分相对长度差由线积分求正弦曲线长度后得出：　　△L/L=(πh/2L)2(2)　　式中：△L/L—相对长度差;h—波高;L—波长。　　△L/L单位为I。相对长度差为10-5时为1个I单位，板形的不平度或板形偏差：Σ=105△L/

4、L，Σ单位为I。该方法是纵向取1m箔材，沿横向切取宽约20mm的窄条，展开后测量长度方向增量△L，纵向最短的窄条长度(其△L=0)视为L，把△L、L值代入(2)式求出△L/L。　　显然相对长度差与箔材宽向应力的分布相对应，由于前张力分布易于在线检测，这就使得板形的连续测量和控制成为可能。随着板形仪的使用，现在已基本使用相对长度差来描述箔材的形状缺陷。　　l.3不平度与相对长度差的关系　　把(1)式代入(2)式：△L/L=π2λ2/4(3)　　(3)式说明不平度与相对长度差存在着非线性关系，不平度的测

5、量计算可以换算为相对长度差。例如：当λ=l%代入(3)式，则△L/L=0.00025，根据I单位定义：0.00025=25×10-5=25I　　2板形和板凸度　　板带轧制中可能出现的截面形状大致有4种：矩形断面，凹形断面，凸形断面和楔形断面。矩形断面属于理想中的平直断面，实际生产中很难获得。楔形断面为生产中竭力避免的，因为镰刀状的带材将危及生产。凹形断面和凸形断面较为常见，但用于箔材轧制的坯料带材几乎毫无例外地使用凸形断面的带材，这也与铝箔轧制的特点有关。　　凸形断面的带材，其中部与边部存在着横向厚

6、度差，即板凸度。　　△H=Hc-Hg　　式中：△H—轧前带材横向厚度差;Hc—轧前带材宽向中部最大厚度;Hg—轧前带材宽向两个边部平均厚度。　　凸形断面带材轧制后的截面　　Δh=hc-hg　　式中：△h—轧后带材宽向厚度差;hc—轧后带材宽向中部最大厚度;hg—轧后带材横向两个边部平均厚度。　　根据体积不变条件忽略宽展，求得带材轧制前后横向厚度差与板形的关系：　　△l/l=△L/L+△H/H-△h/h(4)　　式中：△l/l—轧后板形;△H—轧前横向厚度差;H—轧前带材中部厚度;△h—轧后横向厚度差

7、;h—轧后带材中部厚度。　　轧制过程中总是力争板形良好，在接近理想平直情况下，可以认为△l/l=0，则：△h/h=△L/L+△H/H，假设轧前带材板形良好，同样可以认为△L/L=0则：　　△h/h=△H/H或△凡/△h/△H=h/H(5)　　(5)式说明当来料板形平整，轧后在获得良好板形的同时，也保持了轧材轧前轧后横截面形状的相似性，此时轧材宽向上各点的纵向延伸应该相等，这与上述假设条件相一致，轧件作均匀变形，不产生附加应力，横向厚度差只是按加工率大小比例地减小。从(5)式可以看出，轧后板形良好并不

8、等于轧后横向厚度差小，尽管△h始终小于△H，但由于△h是按相似原理比例地减小，轧后箔材横向厚度差大小仍然取决于来料的横向厚度差。　　若要消除横向厚度差，意味着改变来料的板凸度。假设来料的板形横向厚度差分别为：△L/L=0，△H/H=0.01，代入(5)式：△h/h=0.01。若要消除横向厚度差，即△h/h=0，代入(4)式，△l/l=0.01，0.01=1000×10-5=1000I，相对长度差不等于0，说明轧后箔材产生了不均匀变形。本例中△l/l=0.01=1000