摘要：主要探析了铝合金热精轧5连轧5182合金2.5mm厚度规格热轧卷头尾跑偏、起浪轧断问题，通过工艺参数及设备的调整，提高了该产品头尾板形的稳定性。文章针对该产品头尾板形不良产生的原因和解决措施进行了阐述。
关键词：铝合金；热精轧；5连轧；板形不良
中图分类号：TG335.11 文献标识码：B
Head and tail shape problem of 5182 aluminum alloy hot rolled thin specification
HaoJianpeng1,DuMin2,LiWenpei3
(1.Shandong Nanshan Aluminum Co., Ltd,Yantai 265700,China;2.Shandong Nanshan Aluminum Co., Ltd,Yantai 265700,China;3.Shandong Nanshan Aluminum Co., Ltd,Yantai 265700,China)
Abstract：This paper mainly discusses the deviation and breaking of the head and tail of 5182 alloy 2.5mm hot-rolled coil in the hot finish rolling of aluminum alloy. Through the adjustment of process parameters and equipment, the stability of the head and tail shape of the product is improved. This paper expounds the causes of the bad shape of the head and tail of the product and the solutions.
Key words：aluminium alloy;Hot finish rolling;Five continuous rolling;Bad shape
1 引言
5182铝合金具有较强的强度、可塑性以及耐腐蚀性，被广泛应用于易拉罐罐盖。随着全铝易拉罐减薄及轻量化发展，5182易拉罐盖料使用厚度由原来的0.265mm逐渐减薄至0.220mm，导致铝加工冷轧工序道次增多、压下率，生产效率降低，风险增加。为提高冷轧生产效率，降低风险，采取了降低相应热轧坯料厚度的措施，热轧坯料由原来的3.0mm逐渐减薄为2.5mm。但热轧产品的减薄也同样带来了一些风险，主要问题就是头尾跑偏、起浪拍停，成品率及轧制效率低。为了提高板带在热轧过程中的稳定性，改善头尾板形及甩尾情况。本文通过对比分析了各轧制参数对头尾板形对影响。
2 提出论点
铝合金热轧成品厚度由3.0mm减薄致2.5mm，导致5连轧精轧机头尾跑偏、起浪拍停率高，成品率及轧制效率低。探究优化热轧粗轧机、精轧机工艺参数对头尾气浪跑偏的影响。
3 问题分析
经调查，热轧5连轧精轧机在轧制2.5mm规格5182罐盖料时，主要因单边浪严重而失控，导致轧制失败、拍停情况。而导致卷材出现边浪的因素主要有以下几点：
3.1生产准备：
3.1.1辊缝偏差：
五连轧精轧机各机架间辊缝水平偏差过大，导致在轧制过程中各机架间的带材水平方向上产生扭曲而起浪。
3.1.2轧辊温度：
更换新工作辊后，由于初始辊温较低。随着轧制的进行辊温逐渐升高，导致热凸度不稳定而起浪，在薄规格产品上尤为明显。
3.2中间坯镰刀弯：
在热轧连轧生产过程中，粗轧中间坯的镰刀弯是热粗轧阶段板坯不对称缺陷的主要表现形式。由于5连扎工作辊为cvc轧辊，初始辊缝一般均带有一定凸度，且辊缝在轧辊长度方向上两侧对称。当中间坯中心线控制良好的情况下，板带在进入精轧机各机架时，板带在精轧机各架间与轧辊接触的两侧实际辊缝是相同的；当中间坯出现镰刀弯时，板带在精轧机架间与轧辊接触的两侧实际辊缝不一致，带材两侧轧制力偏差大而导致单边浪，严重影响精轧的轧制稳定性。
3.3轧制过程控制：
3.3.1 头尾温度：
头尾与空气接触面广，且在粗轧轧制过程中头尾与乳液接触面广散热快，头尾温度低，导致头尾的轧制力大而引起起浪。由于热轧中间坯长度长达150mm以上，尾部进入精轧机的时间晚，损失的热量更多，因此尾部更难控制。
3.3.2 精轧辊缝差预设：
辊缝差预设是设定5连扎精轧机各机架两侧初始辊缝的差值，辊缝差预设不合理，两侧辊缝料的延伸率不同而导致跑偏、起浪。
3.3.3 窜辊预设：
窜辊也是决定了精轧机初始辊缝凸度，窜辊使用不当将直接导致板形出现中浪或边浪。
3.3.4 机架间张力：
机架间张力起到保证带材在机架间保证板形平直的作用，机架间张力过大会导致带材拉断，张力过小容易导致机架间失张起浪。
4 解决方案
针对以上各影响因素，逐一进行调整优化：
4.1生产准备：
4.1.1机架水平：
调整水平间隙，对精轧机各机架水平辊缝进行测量并调整，并计算出各机架间两侧辊缝差，测量结果表1所示：
表1 机架水平间隙：
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从测量结果看，确实存在各机架间水平偏差大的情况。经调查F5机架偏差较大，对F5机架下支撑轴承座进行调整，目前水平差值为0.84，减少两侧偏差有利于过程调整。
4.1.2 规范调零：
轧制前对轧机进行调零，并根据轧制力偏差调整穿带辊缝预摆减少因跑偏导致起浪情况。
4.1.3热辊料：
轧制2.5mm罐盖料前，先轧制3块3.0mm规格热辊料，增加轧辊稳定性。
4.2中间坯头尾跑偏控制：
产生镰刀弯的根本原因是轧制时中间坯两侧压下不同，使中间坯两侧长度方向上的延伸不不同导致。在轧制过程中发现确实存在很多中间坯头尾跑偏的情况，针对该问题，采取了以下两种措施：
4.2.1 粗精轧对中导尺标定：
对粗精轧的对中导尺位置进行测量并标定，保证粗轧板带中心线位置。
4.2.2 轧辊缝差补偿：
粗轧后3道次轧制，派专人实时监控板材跑偏情况，通知粗轧操作手及时补偿，并将中间坯跑偏情况告知精轧操作手，以便于精轧操作手合理预设精轧辊缝差。
4.3轧制过程调整:
4.3.1 头尾温度：
调查发现，卷材在生产过程在各机架间轧制力在长度方向上分布如图1所示：
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图1轧制力在卷材长度方向上的分布
Fig.1 Distribution of rolling force in the direction of coil length
从图1中可以看出头尾的轧制力明显高于中间稳定轧制阶段，证实其前期的猜想。针对头尾温度低的问题，主要采取调整乳液压力，减少头尾带材冷却的措施。目前乳液压力的设定为：头部350Kpa、中间稳定轧制段450Kpa、尾部250Kpa；调整后压力为：头部300Kpa、中间稳定轧制段450Kpa、尾部150Kpa。
4.3.2 辊缝差预设：
辊缝差的预设比较考验操作手的能力，既要考虑中间坯的跑偏情况，又要考虑目前精轧机各机架的辊缝水平。
4.3.3 窜辊预设：
在热辊料后第1块2.5mm规格卷材，各机架窜辊设定值可参考表2所示：
表2 窜辊设定
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后续根据该窜辊的实际起浪情况合理进行窜辊预设。
4.3.4调整张力：
保证张力稳定，各机架在穿带过程中必须通过拉张力来减小浪形，轧制过程中F45间张力不得低于10兆帕，抛尾时需手动增加各机架张力。
4.4补充方案：
经以上方案调整后，头尾起浪问题得到明显改善，经过进一步分析和跟踪生产情况，在此基础上我们又作出了以下优化：
4.4.1辊缝补偿：
增加尾部辊缝补偿，使尾部厚度增加，降低起浪可能性，原设定值如下表3所示：
表3 原辊缝补偿设定值
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经调整后F4厚度补偿设定在0.25mm以上，F5设定在0.35mm以上，增加轧制稳定性。
4.4.2抛尾速度：
降低抛尾速度，抛尾速度由2.0m/s降低为1.5m/s，增加操作手调整的空间。
5 效果验证
将以上各项措施逐一落实后，将调整前后的5182合金2.5mm规格罐盖料生产情况进行对比，结果如表4及图2所示：
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图2调整前后拍停率趋势图
Fig.2 Trend chart of beat stop rate before and after adjustment
6 结论
通过本次实验，得出以下结论：
6.1 头尾起浪、跑偏是多个因素相互影响的结果，单独调整其中一项效果不理想；
6.2 通过控制中间坯头尾跑偏、轧制过程中头尾温度、精轧辊缝差预设、窜辊预设、拉张力、安排热辊料、增加辊缝补偿、降低甩尾速度等措施相互配合，可以改善5182合金2.5mm规格罐盖料头尾起浪跑偏情况。
参考文献：
[1]贲洪艳, 辛达夫, 吕 岩.热轧铝板带坯的凸度及其控制.轻合金加工技术.[J]2007，35（1）31-33
[2]郑永春.包钢2250mm热轧薄规格带钢轧制技术.轧钢.[J]2016，33（6）81-84
[3]李中江.薄规格热轧带钢甩尾原因分析.四川冶金.[J]2013，35（4）28
[4]徐冬，杨荃，王晓晨等.基于机器视觉的热轧中间坯镰刀弯在线检测系统.中南大学学报（自然科学版）[J]2018，49（7）1658
[5]李岩杰，何立新，宋进英.1450轧机热轧带钢甩尾原因分析及预防.河北冶金[J]2013，215（11）50-53
[6]李祥，王刚，杨轶博.热连轧机甩尾的原因分析.山西冶金[J]2001，82（2）28-30
[7]王延薄.轧制工艺学.北京：冶金工业出版社[M]1989：40-75
[8]庄钢.精轧机甩尾问题探究.钢铁研究[J]1992，66（3）20-24