[发明专利]一种能够实现张力均匀分布的轧制方法

说明书

一种能够实现张力均匀分布的轧制方法，在辊缝的入口侧和出口侧，使金属带箔包覆在同一工作辊的辊面上，形成入口侧包覆弧和出口侧包覆弧，通过工作辊对金属带箔的背撑，使张力在入口侧包覆弧和出口侧包覆弧的横截面上均匀分布，实现了对带箔的均张轧制，突破了制约带箔向更宽、更薄、更理想板形方向上发展的瓶颈，解决了行业内的技术难题。本发明在带箔轧制的成型初期就消除了波浪、皱褶等缺陷的产生，从而获得较佳的板形。本发明的减薄机理与传统的不同，即有挤压减薄的效果，又有搓轧减薄的效果，更有益于板形的控制。此外，本发明还突破了行业内对轧制中心线的认知，工程化地实现了带箔中性面的稳定，从而保证了带箔力学性能的均匀性。

技术领域

本发明涉及轧制技术领域，尤其是涉及一种用于消除金属带材、箔材在其幅宽范围内单位张力的分布不均，对金属带材、箔材进行张力均匀分布的轧制方法，以获得良好的板形。

背景技术

随着科技产业的进步，市场对高精宽幅薄带材、箔材（以下简称带箔）的需求越来越急迫。在当前的技术背景下，对于宽幅厚带材来说，其轧制技术已基本成熟，但在高精宽幅更薄带箔的轧制技术方面已显现出技术瓶颈，急需突破。对于较厚的带材，轧制后即便存在板形缺陷，仍可以通过拉矫或其他平整手段来精整修正板形，而对于更薄的带箔，尤其是极薄箔材，因缺乏后续的板形修正手段，原始轧制板形即为产品的最终板形。特别是对于铜及铜合金、不锈钢等变形抗力较大的带箔，受现有轧制技术板形控制能力的制约，难以实现稳定的高质量生产。据已知信息，目前纯铜箔量产所能达到的最薄轧制厚度为0.006mm、最大宽度为650mm，不锈钢箔量产所能达到的最小轧制厚度为0.02mm、最大宽度为600mm，而且轧制板形都不是很好，若继续增加幅宽，板形会变得更差。

轧机稳定轧制的三大基础条件分别是辊系精度、润滑条件和张力精度。对于极薄带箔的轧制，压下量的减薄作用减弱，基本依靠工作辊压扁反弹量、轧制速度以及较大的单位张力来实现带箔厚度的减薄。较厚带材轧制所选用的张力通常不超过带材屈服强度的16%，因此张力对带材的减薄作用并不明显，其主要作用是建立稳定的轧制运行状态。而极薄厚度的带箔轧制则有较大的区别，为了充分利用张力对带箔的减薄作用，采用的单位张力甚至达到材料屈服强度的60%。既然大张力对带箔的减薄作用大，自然对轧制板形的影响也大，则该张力对板形的影响主要表现为张力在其宽幅范围内单位张力分布的均匀程度。

如图1所示，在理想的情况下，在带箔的横截面上（包括边部），单位宽度上所受的张力均匀、大小一致，但是，在实际生产中并非如此。实际的张力分布如图2所示，图中张力在带箔横截面上的分布并不均匀，带箔两边缘的张力值最大，而中间部位的张力值偏小，图中的ΔT为张力沿带箔宽度B方向分布的最大值与最小值的差值，可以将比值ΔT/B称为张力的不均匀度。造成带箔在横截面上张力不均匀的因素很多，一类因素来自于材料成份、组织及退火的不均性，这类因素是随机的；另一类因素来自于轧制条件，这类因素是有规律可寻的，如带箔在多次减薄轧制过程中出现的边部厚度骤减现象，这种现象在论文《冷轧板带变形的三维分析》中有所记载，该论文通过有限元法模拟计算出了板材轧后边降和横向流动随板边距变化的情况，详见《轧钢》1999年第三期。根据轧辊压力公式：可知，区域厚度的波动伴随着金属材料的横向流动（在宏观上表现为板形异常），金属材料的横向流动导致区域内轧制力P1的波动，而轧制力P1的波动则导致区域内的张力S1波动。那么反过来，区域内的张力S1波动会导致轧制力P1的波动，而轧制力P1的波动又会对金属材料的横向流动造成影响，互为因果。这说明在轧制过程中，施加在带箔横截面上的张力是不均匀的，而且这个张力的不均匀性是普遍存在的。