热轧机铝板带轧制过程中勾翘头现象控制方法研究应用

丁卫华（新疆众和股份有限公司　乌鲁木齐　830013）



热轧机铝板带轧制过程中勾翘头现象控制方法研究应用

丁卫华
（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）

摘要随着我国铝加工行业的转型升级，更加关注于铝加工轧制设备的自动过程控制能力。本文针对热轧机铝板带轧制过程中勾翘头现象进行了较为深入的研究和总结，设计应用了铝板带勾翘头自动处理控制程序功能，希望对同行业在以后处理热轧机铝板带勾翘头时有所帮助。

关键词热轧机勾翘头过程控制

1　热轧机铝板带轧制过程中勾翘头现象描述

金属加工行业的热轧机铝板带轧制过程中勾翘头是一个共性问题，某铝加工厂热轧机铝板带在轧制过程中出现不同道次不同程度的勾翘头现象，中间道次铝板带勾翘头易撞坏喷淋梁、导板等硬件设备，严重影响设备生产效率的发挥，成品道次勾翘头需要退回进行二次咬入，易造成开卷侧铝卷松层导致箔面擦伤等表面质量缺陷，影响铝加工产品成品率。前期在出现铝板带轧制过程中勾翘头现象时，主要是通过更换工作辊、调整喷淋、改变轧制工艺去缓解铝板带勾翘头现象，但并不能满足不同道次不同程度勾翘头的有效控制。

2　热轧机铝板带轧制过程中勾翘头技术分析

2.1上下工作辊系速差

⑴对于上下工作辊由同一组电机共同驱动的热轧机，上下工作辊系的速差主要是由上下工作辊的直径偏差造成，由联轴器与减速箱导致的工作辊系速差属于特例，因此要保持上下工作辊系线速度一致，就必须保障上下工作辊直径一致，如果上下工作辊直径不一致，就容易出现铝板带箔轧制过程中勾翘头现象。

⑵而对于上下工作辊由不同组电机独立驱动的热轧机，上下工作辊系如果存在速差有3个方面的原因：①上下工作辊直径手工测量不准确、上下工作辊直径在传动系统中人工录入不准确，导致计算后的上下辊给定速度就存在偏差。②上下工作辊给定速度与反馈速度的跟随性不一致，导致上下工作辊实际速度存在偏差。③机械传动装置磨损等因素，导致传递到轧辊的线速度存在偏差。在最初出现铝板带箔轧制过程中勾翘头时，已确认上下工作辊系线速度一致，排除了以上因素的影响。

2.2设备机械精度

⑴上下工作辊系中心线误差：如果上下工作辊系中心线不在同一垂直面，有可能导致铝板带箔轧制过程中出现勾翘头现象，因此于对热轧机上下工作辊系中心线进行检测确认。

⑵轧制基准线偏差：如果轧制基准线过高或过低，使轧件相对于轧辊存在一个较大的倾斜角，也会导致铝板带箔轧制过程中出现勾翘头现象。根据轧制线的基准和设计标准，并且将轧制基准线调高和调低实验时，铝板带箔轧制过程中勾翘头现象没有缓解，已排除目前轧制基准线对铝板带箔轧制过程中出现勾翘头现象的影响。

2.3工艺问题

⑴压下量：轧制工艺中压下量对铝板带箔勾翘头起关键作用，如热轧机在某些特定的道次出现勾翘头现象，轧制工艺中压下量起主要作用（在易发生翘头道次的前道次尾部将料再下延一点，翘头道次的翘头现象就会得到改善。）。

⑵轧辊粗糙度：虽然轧制过程中会有大量铝粉附着于轧辊表面，但上下工作辊磨削的原始粗糙度最好保持一致，并在合理的范围内在轧制过程中的间隙时间投入刷，辊清刷辊面也会缓解勾翘头持续恶化的程度。

⑶铝板带上下表面温差：如果铝板带上下表面或上下轧辊存在较大温差，也会导致铝板带在轧制过程中出现勾翘头现象。由于喷淋冷却润滑也会使铝板带上下表面形成温差，因此喷淋冷却润滑的不匹配也是产生勾翘头因素之一。

3　热轧机铝板带轧制过程中勾翘头控制设计应用

针对于某铝加工厂热轧机铝板带轧制过程中不同道次不同程度勾翘头现象，开发设计了适用于处理铝板带勾翘头现象的自动控制程序，使工作辊系在铝板带咬入时实现可变速比差控制，通过补偿找到平衡点后可以有效控制和改善铝板带箔勾翘头现象。

⑴热轧机铝板带勾翘头现象自动控制处理程序：

①铝热轧机铝板带不同道次的自动匹配程序起始段。

②热轧机铝板带不同程度的自动匹配程序起始段。

图1

图2

热轧机通过采用铝板带勾翘头现象自动控制程序后，可实现不同道次不同程度的勾翘头进行自适应补偿控制，可以有效控制和改善热轧机铝板带勾翘头现象。

⑵热轧机铝板带勾翘头现象有效改善措施：

①在易产生铝板带勾翘头的道次，在轧制过程中将上一道次尾部进行下延轧制，使当前道次头部咬入厚度少于辊缝厚度，可以有效控制铝板带勾翘头现象。

②设计热轧机铝板带斜坡轧制控制程序，使铝板带在轧制过程中厚度渐变，呈头部厚、尾部薄的趋势，可减少后序道次咬入的压下量，可以有效改善铝板带勾翘头现象。

③增加热轧机上下辊独立润滑控制功能，可通过控制调节上下辊温差，可以有效改善铝板带勾翘头现象。

④投入工作辊刷辊控制，上下作辊不仅要求磨削的原始粗糙度保持一致，在轧制过程中也会有大量铝粉附着于轧辊表面，在轧制咬入前投入刷辊清刷辊面，使轧制过程中上下工作辊面粗糙度基本一致，可有效改善铝板带勾翘头现象。

⑤对轧制工艺进行调整优化，使各道次压下量、咬入速度等工艺控制参数处于与设备最佳匹配状态。

⑥对轧制基准线进行调整，将轧制基准线进行调高和调低实验，改变轧件与轧辊咬入时的状态，可有效改善铝板带勾翘头现象。

4　热轧机铝板带轧制过程中勾翘头控制方法总结

⑴设计应用热轧机铝板带勾翘头现象自动控制处理程序。

⑵设计应用热轧机铝板带尾部下延控制功能程序。

⑶设计应用热轧机铝板带斜坡轧制控制功能程序。

⑷增加热轧机上下辊独立润滑控制功能。

⑸投入工作辊刷辊自动控制功能程序。

⑹轧制工艺匹配性调整优化控制。

⑺轧制基准线调整优化控制。

⑻调整工作辊系辊径。

参考文献

［1］Siemens AG.S7-300/400的系统软件和标准功能2010.12.

［2］Siemens AG.STEP 7编程使用手册.2010.12.

［3］王士政.电气工程师手册中国水利水电出版社，2001.02.

收稿：2016-03-28

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.039