1)轧制的带材厚度较薄, 带材的长度增加, 铸锭质量加大, 可达10多吨; 在铸锭质量相同的条件下, 机列的辊道长度可以减少。
2)带材在精轧机上卷轧制时, 因带材不与辊道接触, 可以避免机械损伤。
3)因卷带张力轧制, 可使轧出的带材平整, 与单机架轧机相比, 产品质量得到有效的提高。
“1+1”双机架热轧, 以大量工业试验实测数据为依据, 根据轧机的参数和原始轧制条件, 运用非线性接触有限元理论, 建立辊缝的高精度分析、 计算模型; 并以此为基础运用动态规划方法建立辊缝优化设计的系统软件, 预测轧机压下装置、 弯辊装置、 冷却系统、 张力系统等最佳运行参数, 由计算机进行在线控制, 以改善热精轧带材的板形和断面几何精度。但“1+1”配置的“热粗轧+热精轧”生产方式本身存在较大的局限性, 与现代热连轧生产的产品相比, 其产品精度、 性能稳定性较差, 生产效率较低, 成品率较低, 生产成本较高。国内“1+1”配置方式在多年的实际生产中遇到的主要问题有:
1)终轧温度波动大。单机架热精轧需对热粗轧坯料进行3~5道次可逆轧制, 易造成终轧温度波动大, 特别是制罐料终轧温度偏低, 达不到卷取后再结晶的目标。
]2)厚度波动大, 性能不稳定。由于多道次轧制, 造成多次升速、 减速, 升减速阶段属于不稳定轧制阶段, 这样必然造成头尾厚度波动大、 性能不稳定或不合格。
3)表面易损伤。由于多次卷取、 开卷, 造成热轧卷层间粘伤, 致使热轧表面产生深度缺陷, 严重降低PS版基板和铝箔表面质量, 造成PS版基板腐蚀后出现白条, 铝箔针孔多和轧制时易断带等问题。
4)板形和板凸度波动大。若热精轧无板形和板凸度的自动控制和检测装置, 将使热轧卷板形、 板凸度波动大或达不到技术要求, 从而造成冷轧板形差, 更难以满足铝箔坯料板形、 板凸度的要求; 同时由于板形差, 制约了冷轧机的高速轧制。
5)组织、织构控制难。因热精轧的速度一般只有4 m/s,且要多道次轧制,对于生产一些高质量要求的产品来说,每道次变形速率偏低,难以通过提高和控制终轧温度来保证必需的内部组织和织构,因而只能采取预先退火的办法,这就增加了工序,提高了成本。
6)精轧和粗轧能力难匹配。由于多道次轧制, 辅助时间增多, 生产效率较低, 使热精轧能力与热粗轧能力不匹配, 导致热粗轧能力不能充分发挥。
目前, 全球共有“1+1”式热轧生产线9条, 其中美国Athens公司的“1+1”生产线可轧制的最大铸锭规格重达25吨, 日本Furukawa Sky铝业的可轧最小厚度最小, 可轧至2.0 mm。“1+1”生产线轧制罐料虽然也取得了一些成功, 如澳大利亚的科马尔科(Comalco)铝业、 中国西南铝业以及日本的Furukawa Sky铝业, 但是产品性能的稳定性与制造成本都竞争不过多机架热连轧生产线。
3.多机架热连轧
所谓多机架热连轧是由可逆式热粗轧机和3~6台热精轧机串联起来构成多机架连续热轧生产线, 如图1-4所示。通过二辊或四辊可逆式热粗轧机往复轧制开坯至30~50 mm, 根据后续连轧机架数不同, 粗轧坯厚度不相同, 然后通过后面串联的多机架四辊连轧机组轧至所需要的厚度, 最后卷取成带坯。这种生产方式具有生产工艺稳定、 工序少、 产量大、 生产效率高、 产品质量稳定等特点, 且能有效地降低生产成本。同时轧制后热轧带坯具有厚度小, 厚度、 凸度及板形精度高, 组织稳定等优点, 是其他热轧方式无法比拟的。多机架热连轧特别适用于大规模生产在世界铝板带材产量中占有很大比例的制罐坯料以及优质铝箔毛料等。既可生产2×××、 7×××系等硬合金, 又可生产1×××、 3×××、 5×××系等软合金板坯, 最薄可轧至2.0 mm, 年生产能力30万~60万吨。
一般建设热连轧生产线的目标就是为了实现高效、高质量、短流程热轧卷生产,因此多机架热连轧机组都是四辊轧机,而粗轧机则有二辊和四辊之分。二辊热粗轧+多机架热精轧的热连轧生产线设计比较早,目前全世界只有“1+2”和“1+3”式两种,共5条生产线,这些生产线目前可轧制最大铸锭不超过10吨,并且只能轧制软铝合金。现代化的紧凑式四辊可逆双卷取单机架热轧机完全可以取而代之,且降低了投资成本。因此,这种二辊热粗轧+多机架热精轧生产线难以继续发展,而四辊热粗轧+多机架热精轧的多机架热连轧线不断发展。四辊粗轧的热连轧生产线,“1+2”、“1+3”、“1+4”、“1+5”和“1+6”式都有,全球拥有包括“1+1”式在内的多机架热轧生产线近50条。
在这种多机架热连轧机的粗轧机上大多配有清刷辊, 以改善坯料表面质量; 有的还配有液压弯辊和液压AGC, 以改善板形和提高板坯厚度精度; 在轧机前后配有乳液喷淋装置以控制板坯温度; 轧机开口厚度一般为620 mm, 德国Alunorf加工厂的铸锭最大尺寸为610 mm×2200 mm×8650 mm, 热粗轧最终板坯厚度为30~50 mm。在精轧机上也配有清刷辊、 液压弯辊和液压AGC系统控制, 单点或多点扫描式板凸度仪, 非接触式温度检测实现了温度闭环控制。除采用弯辊和分段冷却控制凸度和平直度外, 有的精轧机还采用了CVC、 DSR、 TP等辊形控制方式, 同时在收集、 检测、 显示各种参数上都采用了自动管理系统。由于采用以上先进技术和方法, 使得热轧卷的质量大大提高, 厚度公差〈±1%, 平直度≤25 I, 板凸度率0.2%~0.8%, 终轧温度250~360 ℃, 温度偏差〈±10 ℃。 表1-2给出了全球典型三家公司对热轧板带质量的保证指标。
一般建设热连轧生产线的目标就是为了实现高效、高质量、短流程热轧卷生产,因此多机架热连轧机组都是四辊轧机,而粗轧机则有二辊和四辊之分。二辊热粗轧+多机架热精轧的热连轧生产线设计比较早,目前全世界只有“1+2”和“1+3”式两种,共5条生产线,这些生产线目前可轧制最大铸锭不超过10吨,并且只能轧制软铝合金。现代化的紧凑式四辊可逆双卷取单机架热轧机完全可以取而代之,且降低了投资成本。因此,这种二辊热粗轧+多机架热精轧生产线难以继续发展,而四辊热粗轧+多机架热精轧的多机架热连轧线不断发展。四辊粗轧的热连轧生产线,“1+2”、“1+3”、“1+4”、“1+5”和“1+6”式都有,全球拥有包括“1+1”式在内的多机架热轧生产线近50条。
在这种多机架热连轧机的粗轧机上大多配有清刷辊, 以改善坯料表面质量; 有的还配有液压弯辊和液压AGC, 以改善板形和提高板坯厚度精度; 在轧机前后配有乳液喷淋装置以控制板坯温度; 轧机开口厚度一般为620 mm, 德国Alunorf加工厂的铸锭最大尺寸为610 mm×2200 mm×8650 mm, 热粗轧最终板坯厚度为30~50 mm。在精轧机上也配有清刷辊、 液压弯辊和液压AGC系统控制, 单点或多点扫描式板凸度仪, 非接触式温度检测实现了温度闭环控制。除采用弯辊和分段冷却控制凸度和平直度外, 有的精轧机还采用了CVC、 DSR、 TP等辊形控制方式, 同时在收集、 检测、 显示各种参数上都采用了自动管理系统。由于采用以上先进技术和方法, 使得热轧卷的质量大大提高, 厚度公差〈±1%, 平直度≤25 I, 板凸度率0.2%~0.8%, 终轧温度250~360 ℃, 温度偏差〈±10 ℃。 表1-2给出了全球典型三家公司对热轧板带质量的保证指标。
