一种减少铝卷由于头部卷径厚跃造成表面起折粘伤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属压力加工技术领域，具体涉及一种减少铝卷由于头部卷径厚跃造 成表面起折粘伤的方法。
【背景技术】
[0002] 随着中国航天及铁路的高速发展，对高精度铝板带材的需求越来越多，目前热连 轧铝行业都在牺牲成材率来保证铝板带材的高质量，当采用热连轧轧机轧制厚规格时，头 部在大张力卷取过程中出现阶跃厚度容易出现压痕或起折，尤其比较软的合金，出现压痕 或起折的长度更长。这样就需要将头部很长的一部分铝板带材作为废料切掉，成材率大大 降低。
[0003] 经过分析发现：铝卷的头部卷取过程中，铝带头部在助卷器皮带张紧力作用下绕 卷筒一圈后，卷取机和精轧末轧机已经完成建张，卷取电机进入张力闭环。当第二圈开始卷 取时，铝带恰好经过铝带料头位置，此时卷径由卷筒直径D tl突然阶跃变化到D i，其中Dl = DQ+H。因此卷取第二圈铝带的下表面在卷径厚跃位置会产生压痕和/或起折；当第三圈开 始卷取时，铝带下表面对应在卷径厚跃位置会产生压痕和起折，因此铝卷内部可能有数圈 在料头位置都会出现压痕和起折现象。当铝带成品厚度H>6. Omm时，热轧铝卷的内部多圈 铝带在料头位置出现压痕和起折现象会非常明显，而且在后续冷轧工序的开卷和卷取过程 中，这些缺陷会被遗传和放大，最终导致铝卷头部的大量铝带因表面粘伤而成为废料。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种减少铝卷由于头部卷径厚跃造成表面起折粘 伤的方法，采用头部压薄，从薄到厚的变形区是一个楔形区，没有突变的厚度，减少减轻铝 热连轧厚卷（H>6. Omm)内部数圈在料头位置的压痕和起折，减少因此而产生的表面粘伤， 提尚错卷成材率。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种减少铝卷由于头部卷径厚跃造成表面起折粘伤的方法，该方法包括以下步 骤：
[0007] 1)生产成品厚度H>6. Omm的热乳错卷时，需要将料头位置压至厚度h，h〈6mm，通过 计算机系统设定两种厚度的规程，分别为料头压薄规程和成品厚度轧制规程，并对PLC控 制系统下发两套设定规程命令；
[0008] 2)PLC控制系统收到成品厚度轧制规程命令后，立即向压下控制系统和速度控制 系统发出执行成品厚度轧制规程设定命令；
[0009] 3)成品厚度轧制规程设定完成后，辊缝恢复过程中的秒流量失衡由速度控制系统 的AGC速度补偿功能来予以自动补偿。因此速度控制系统提前投入AGC补偿功能，一旦监 测到辊缝发生变化就改变上游轧机的速度来保证秒流量的相等；
[0010] 4)PLC系统向各轧机发出执行料头压薄规程辊缝的设定命令，其中F4末架轧机为 成品轧机；
[0011] 5)料头压薄规程辊缝设定完毕，根据各轧机设定出口厚度的不同确定各轧机在辊 缝恢复前需要轧出铝带的长度，当已加工长度大于所需加工的长度时，对应轧机的辊缝恢 复到成品厚度轧制规程设定的该轧机辊缝，根据变形区的长度和末轧机的辊轧的速度确定 辊缝的恢复时间，根据辊缝的恢复时间，计算出各轧机辊缝恢复速率，精轧机开始轧制；
[0012] 6)当末架轧机辊缝从料头压薄规程设定辊缝抬起恢复到成品厚度轧制规程设定 辊缝后，料头压薄规程完成，投入升速轧制，各轧机进入成品厚度轧制规程。
[0013] 进一步的，所述步骤1)设定两种厚度的规程分别为：
[0014] 成品厚度轧制规程：
[0015] 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机辊缝宽度分别为：GAPF1H，GAPF2H，GAPF3H，GAP f4h;
[0016] 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机辊轧速度分别为：SPDF1H，SPDF2H，SPDF3H，SPD f4h;
[0017] 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机出 口厚度分别为：XHF1H，XHF2H，XHF3H，XHf4h;
[0018] F1、F2、F3、F4 轧机刚度分别为：CF1，CF2, CF3, CF4;
[0019] Fl、F2、F3、F4 轧机材料塑性系数分别为：QF1，QF2, QF3, Qf4;
[0020] 料头压薄规程：
[0021] 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机辊缝宽度分别为：GAPFlh，GAPF2h，GAPF3h，GAP F4h;
[0022] 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机辊轧速度分别为：SPDFlh，SPDF2h，SPDF3h，SPD F4h;
[0023] 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机出 口厚度分别为：XHFlh，XHF2h，XHF3h，XHF4h;
[0024] 其中轧机Fl、F2、F3、F4顺次排布，F4为末轧机。
[0025] 进一步的，所述步骤3)具体通过以下方法实现：
[0026] 锁定成品厚度轧制规程的设定辊缝GAPFiH作为F i轧机AGC速度补偿的基准辊缝 GAPpi L〇cK；
[0027] 锁定成品厚度轧制规程的设定出口厚度XHFiH作为AGC速度补偿的出口厚度基准 XHFi L0CK;
[0028] 根据实时反馈辊缝GAPFiAet和锁定辊缝GAP _〇^的偏差值Λ S Fi计算出各轧机出 口厚度的绝对变化量Λ hFi，从而根据秒流量平衡公式计算出应对其上游轧机速度调节量 A Vf(H)
[0029] Δ Spi= GAP FiAct-GAPFiL0CK (I)
[0030] Ahpi = A S Fi*(CFi/(CFi+QFi)) (2)
[0031] Δ Vpm = Δ h Fi/XHFiL0CK*SPDFiH (3)。
[0032] 进一步的，所述步骤5)各轧机在辊缝恢复前需要轧出铝带的长度通过以下方法 计算：
[0033]
【主权项】
1. 一种减少铝卷由于头部卷径厚跃造成表面起折粘伤的方法，其特征在于：该方法包 括以下步骤： 1) 生产成品厚度H>6. Omm的热乳错卷时，需要将料头位置压至厚度h，h〈6mm，通过计算 机系统设定两种厚度的规程，分别为料头压薄规程和成品厚度轧制规程，并对PLC控制系 统下发两套设定规程命令； 2. PLC控制系统收到成品厚度轧制规程命令后，立即向压下控制系统和速度控制系统 发出执行成品厚度轧制规程设定命令； 3) 成品厚度轧制规程设定完成后，辊缝恢复过程中的秒流量失衡由速度控制系统的 AGC速度补偿功能来自动予以补偿，因此速度控制系统提前投入AGC补偿功能，一旦监测到 辊缝发生变化就改变上游轧机的速度来保证秒流量的相等； 4. PLC系统向各轧机发出执行料头压薄规程辊缝的设定命令，其中F4末架轧机为成品 轧机； 5) 料头压薄规程辊缝设定完毕，根据各轧机设定出口厚度的不同确定各轧机在辊缝恢 复前需要轧出铝带的长度，当已加工长度大于所需加工的长度时，对应轧机的辊缝恢复到 成品厚度轧制规程设定的该轧机辊缝，根据变形区的长度和末轧机的辊轧的速度确定辊缝 的恢复时间，根据辊缝的恢复时间，计算出各轧机辊缝恢复速率，精轧机开始轧制； 6) 当末架轧机辊缝从料头压薄规程设定辊缝抬起恢复到成品厚度轧制规程设定辊缝 后，料头压薄规程完成，投入升速轧制，各轧机进入成品厚度轧制规程。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)设定两种厚度的规程分别 为： 成品厚度轧制规程： 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机辊缝宽度分别为：GAPF1H，GAPF2H，GAPF3H，GAP f4h; 设定 F1、F2、F3、F4 轧机辊轧速度分别为：SPDf1h，SPDF2H，SPDF3H，SPD f4h; 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机出 口厚度分别为：XHf1h，XHF2H，XHF3H，XHf4h; F1、F2、F3、F4 轧机刚度分别为：CF1，CF2, CF3, CF4; Fl、F2、F3、F4轧机材料塑性系数分别为：QF1，QF2, QF3, Qf4; 料头压薄规程： 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机辊缝宽度分别为：GAPFlh，GAPF2h，GAPF3h，GAP F4h; 设定 F1、F2、F3、F4 轧机辊轧速度分别为：SPDFlh，SPDF2h，SPDF3h，SPD F4h; 设定 Fl、F2、F3、F4 轧机出 口厚度分别为：XHFlh，XHF2h，XHF3h，XHF4h; 其中轧机Fl、F2、F3、F4顺次排布，F4为末轧机。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)具体通过以下方法实现： 锁定成品厚度轧制规程的设定辊缝GAPFiH作为F i轧机AGC速度补偿的基准辊缝 GAPpi L〇cK； 锁定成品厚度轧制规程的设定出口厚度XHFiH作为AGC速度补偿的出口厚度基准 XHFi L0CK; 根据实时反馈辊缝GAPFiAc;t和锁定辊缝GAP ^^的偏差值Λ S Fi计算出各轧机出口厚度 的绝对变化量Λ hFi，从而根据秒流量平衡公式计算出应对其上游轧机速度调节量Λ νρ(^ Δ SFi - GAP FiAct-GAPFiL0CK ⑴ Ahpi = A S Fi*(CFi/(CFi+QFi)) (2) A Vf(H) = Δ h π/ΧΗΠΙ?α?*3Η)ΗΗ ⑶。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)各轧机在辊缝恢复前需要轧 出铝带的长度通过以下方法计算：
其中：StripLi--棍缝恢复前i乳机需乳出错带的长度； Lh一一料头压薄的长度； XHfih一一 i轧机的出口厚度； XHf4h一一F4轧机的出口厚度。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)辊缝的恢复时间通过以下方 法计算： 其中：f4--K4乳机的丽涫值；
V4--F4乳机的棍乳速度； 1变-变形区的长度； Th 棍缝恢复的时间。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)辊缝恢复速率通过以下方法 计算： NRMpi= (GAPFiH-GAPFih)/Th(6) 其中：NRMFi-一i轧机的辊缝恢复速率； GAPfih--成品厚度乳制规程i乳机的棍缝宽度； GAPpih--料头压薄规程i乳机的棍缝宽度； Th一一辊缝恢复的时间。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)具体如下： 当Fl轧出铝带长度大于
NFl轧机启动抬辊过程，在Th内将Fl辊 缝从料头压薄规程设定辊缝GAPnh按照辊缝恢复速率NRM F1#起到成品厚度轧制规程辊缝 GAPfih，其中 NRMfi = (GAP F1H-GAPFlh) /Th; 当F2轧出铝带长度大吁
'，F2轧机启动抬辊过程，在Th内将F2辊 缝从料头压薄规程设定辊缝GAPp2h按照辊缝恢复速率NRM F2#起到成品厚度轧制规程辊缝 GAPf2h，其中 NRMf2= (GAP F2H-GAPF2h) /Th; 当F3轧出铝带长度大彳
1寸，F3轧机启动抬辊过程，在Th内将F3辊 缝从料头压薄规程设定辊缝GAPrah按照辊缝恢复速率NRM F3#起到成品厚度轧制规程辊缝 GAPf3h，其中 NRMf3= (GAP F3H-GAPF3h) /Th; 当F4轧出铝带长度大于Strii
F4轧机启动抬辊过程，在Th内将F4辊 缝从料头压薄规程设定辊缝GAPp4h按照辊缝恢复速率NRM F4#起到成品厚度轧制规程辊缝 GAPf4h，其中 NRMf4= (GAP F4H-GAPF4h) /Th〇
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述料头压薄的长度Lh优选为2. 5-3. 5m。
9. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述变形区的长度1 $优选为4-6m。
【专利摘要】本发明公开了一种减少铝卷头部卷径厚跃造成表面起折粘伤的方法，在轧制成品厚度H≥6.0mm的热轧铝卷时，先将铝带料头压薄至6mm以下，根据各轧机加工的铝带长度算出何时将辊缝抬升至设定厚度的辊缝，本发明的有益效果在于在铝带轧制过程中将铝带料头位置压薄，并将铝带从薄到厚的变形区加工为没有突变厚度的楔形区，没有突变的厚度，可以有效地解决因铝卷头部太厚度而造成的压痕或起折问题，大大提高成材率，而且不需要增加硬件设备，只需要在原有程序上进行修改，成本低，实用性强。
【IPC分类】B21B37-72
【公开号】CN104646433
【申请号】CN201510024009
【发明人】宗胜悦, 郭强, 荆丰伟, 李新, 赵德琦
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月16日