1)軋制的帶材厚度較薄, 帶材的長度增加, 鑄錠質(zhì)量加大, 可達(dá)10多噸; 在鑄錠質(zhì)量相同的條件下, 機(jī)列的輥道長度可以減少。

2)帶材在精軋機(jī)上卷軋制時(shí), 因帶材不與輥道接觸, 可以避免機(jī)械損傷。

3)因卷帶張力軋制, 可使軋出的帶材平整, 與單機(jī)架軋機(jī)相比, 產(chǎn)品質(zhì)量得到有效的提高。

“1+1”雙機(jī)架熱軋, 以大量工業(yè)試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)為依據(jù), 根據(jù)軋機(jī)的參數(shù)和原始軋制條件, 運(yùn)用非線性接觸有限元理論, 建立輥縫的高精度分析、 計(jì)算模型; 并以此為基礎(chǔ)運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法建立輥縫優(yōu)化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件, 預(yù)測軋機(jī)壓下裝置、 彎輥裝置、 冷卻系統(tǒng)、 張力系統(tǒng)等最佳運(yùn)行參數(shù), 由計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線控制, 以改善熱精軋帶材的板形和斷面幾何精度。但“1+1”配置的“熱粗軋+熱精軋”生產(chǎn)方式本身存在較大的局限性, 與現(xiàn)代熱連軋生產(chǎn)的產(chǎn)品相比, 其產(chǎn)品精度、 性能穩(wěn)定性較差, 生產(chǎn)效率較低, 成品率較低, 生產(chǎn)成本較高。國內(nèi)“1+1”配置方式在多年的實(shí)際生產(chǎn)中遇到的主要問題有:

1)終軋溫度波動(dòng)大。單機(jī)架熱精軋需對(duì)熱粗軋坯料進(jìn)行3~5道次可逆軋制, 易造成終軋溫度波動(dòng)大, 特別是制罐料終軋溫度偏低, 達(dá)不到卷取后再結(jié)晶的目標(biāo)。

]2)厚度波動(dòng)大, 性能不穩(wěn)定。由于多道次軋制, 造成多次升速、 減速, 升減速階段屬于不穩(wěn)定軋制階段, 這樣必然造成頭尾厚度波動(dòng)大、 性能不穩(wěn)定或不合格。

3)表面易損傷。由于多次卷取、 開卷, 造成熱軋卷層間粘傷, 致使熱軋表面產(chǎn)生深度缺陷, 嚴(yán)重降低PS版基板和鋁箔表面質(zhì)量, 造成PS版基板腐蝕后出現(xiàn)白條, 鋁箔針孔多和軋制時(shí)易斷帶等問題。

4)板形和板凸度波動(dòng)大。若熱精軋無板形和板凸度的自動(dòng)控制和檢測裝置, 將使熱軋卷板形、 板凸度波動(dòng)大或達(dá)不到技術(shù)要求, 從而造成冷軋板形差, 更難以滿足鋁箔坯料板形、 板凸度的要求; 同時(shí)由于板形差, 制約了冷軋機(jī)的高速軋制。

5)組織、織構(gòu)控制難。因熱精軋的速度一般只有4 m/s,且要多道次軋制,對(duì)于生產(chǎn)一些高質(zhì)量要求的產(chǎn)品來說,每道次變形速率偏低,難以通過提高和控制終軋溫度來保證必需的內(nèi)部組織和織構(gòu),因而只能采取預(yù)先退火的辦法,這就增加了工序,提高了成本。

6)精軋和粗軋能力難匹配。由于多道次軋制, 輔助時(shí)間增多, 生產(chǎn)效率較低, 使熱精軋能力與熱粗軋能力不匹配, 導(dǎo)致熱粗軋能力不能充分發(fā)揮。

目前, 全球共有“1+1”式熱軋生產(chǎn)線9條, 其中美國Athens公司的“1+1”生產(chǎn)線可軋制的最大鑄錠規(guī)格重達(dá)25噸, 日本Furukawa Sky鋁業(yè)的可軋最小厚度最小, 可軋至2.0 mm?！?+1”生產(chǎn)線軋制罐料雖然也取得了一些成功, 如澳大利亞的科馬爾科(Comalco)鋁業(yè)、 中國西南鋁業(yè)以及日本的Furukawa Sky鋁業(yè), 但是產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性與制造成本都競爭不過多機(jī)架熱連軋生產(chǎn)線。

3.多機(jī)架熱連軋

所謂多機(jī)架熱連軋是由可逆式熱粗軋機(jī)和3~6臺(tái)熱精軋機(jī)串聯(lián)起來構(gòu)成多機(jī)架連續(xù)熱軋生產(chǎn)線, 如圖1-4所示。通過二輥或四輥可逆式熱粗軋機(jī)往復(fù)軋制開坯至30~50 mm, 根據(jù)后續(xù)連軋機(jī)架數(shù)不同, 粗軋坯厚度不相同, 然后通過后面串聯(lián)的多機(jī)架四輥連軋機(jī)組軋至所需要的厚度, 最后卷取成帶坯。這種生產(chǎn)方式具有生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、 工序少、 產(chǎn)量大、 生產(chǎn)效率高、 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn), 且能有效地降低生產(chǎn)成本。同時(shí)軋制后熱軋帶坯具有厚度小, 厚度、 凸度及板形精度高, 組織穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn), 是其他熱軋方式無法比擬的。多機(jī)架熱連軋?zhí)貏e適用于大規(guī)模生產(chǎn)在世界鋁板帶材產(chǎn)量中占有很大比例的制罐坯料以及優(yōu)質(zhì)鋁箔毛料等。既可生產(chǎn)2×××、 7×××系等硬合金, 又可生產(chǎn)1×××、 3×××、 5×××系等軟合金板坯, 最薄可軋至2.0 mm, 年生產(chǎn)能力30萬~60萬噸。

一般建設(shè)熱連軋生產(chǎn)線的目標(biāo)就是為了實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量、短流程熱軋卷生產(chǎn),因此多機(jī)架熱連軋機(jī)組都是四輥軋機(jī),而粗軋機(jī)則有二輥和四輥之分。二輥熱粗軋+多機(jī)架熱精軋的熱連軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)比較早,目前全世界只有“1+2”和“1+3”式兩種,共5條生產(chǎn)線,這些生產(chǎn)線目前可軋制最大鑄錠不超過10噸,并且只能軋制軟鋁合金。現(xiàn)代化的緊湊式四輥可逆雙卷取單機(jī)架熱軋機(jī)完全可以取而代之,且降低了投資成本。因此,這種二輥熱粗軋+多機(jī)架熱精軋生產(chǎn)線難以繼續(xù)發(fā)展,而四輥熱粗軋+多機(jī)架熱精軋的多機(jī)架熱連軋線不斷發(fā)展。四輥粗軋的熱連軋生產(chǎn)線,“1+2”、“1+3”、“1+4”、“1+5”和“1+6”式都有,全球擁有包括“1+1”式在內(nèi)的多機(jī)架熱軋生產(chǎn)線近50條。

在這種多機(jī)架熱連軋機(jī)的粗軋機(jī)上大多配有清刷輥, 以改善坯料表面質(zhì)量; 有的還配有液壓彎輥和液壓AGC, 以改善板形和提高板坯厚度精度; 在軋機(jī)前后配有乳液噴淋裝置以控制板坯溫度; 軋機(jī)開口厚度一般為620 mm, 德國Alunorf加工廠的鑄錠最大尺寸為610 mm×2200 mm×8650 mm, 熱粗軋最終板坯厚度為30~50 mm。在精軋機(jī)上也配有清刷輥、 液壓彎輥和液壓AGC系統(tǒng)控制, 單點(diǎn)或多點(diǎn)掃描式板凸度儀, 非接觸式溫度檢測實(shí)現(xiàn)了溫度閉環(huán)控制。除采用彎輥和分段冷卻控制凸度和平直度外, 有的精軋機(jī)還采用了CVC、 DSR、 TP等輥形控制方式, 同時(shí)在收集、 檢測、 顯示各種參數(shù)上都采用了自動(dòng)管理系統(tǒng)。由于采用以上先進(jìn)技術(shù)和方法, 使得熱軋卷的質(zhì)量大大提高, 厚度公差〈±1%, 平直度≤25 I, 板凸度率0.2%~0.8%, 終軋溫度250~360 ℃, 溫度偏差〈±10 ℃。 表1-2給出了全球典型三家公司對(duì)熱軋板帶質(zhì)量的保證指標(biāo)。

一般建設(shè)熱連軋生產(chǎn)線的目標(biāo)就是為了實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量、短流程熱軋卷生產(chǎn),因此多機(jī)架熱連軋機(jī)組都是四輥軋機(jī),而粗軋機(jī)則有二輥和四輥之分。二輥熱粗軋+多機(jī)架熱精軋的熱連軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)比較早,目前全世界只有“1+2”和“1+3”式兩種,共5條生產(chǎn)線,這些生產(chǎn)線目前可軋制最大鑄錠不超過10噸,并且只能軋制軟鋁合金。現(xiàn)代化的緊湊式四輥可逆雙卷取單機(jī)架熱軋機(jī)完全可以取而代之,且降低了投資成本。因此,這種二輥熱粗軋+多機(jī)架熱精軋生產(chǎn)線難以繼續(xù)發(fā)展,而四輥熱粗軋+多機(jī)架熱精軋的多機(jī)架熱連軋線不斷發(fā)展。四輥粗軋的熱連軋生產(chǎn)線,“1+2”、“1+3”、“1+4”、“1+5”和“1+6”式都有,全球擁有包括“1+1”式在內(nèi)的多機(jī)架熱軋生產(chǎn)線近50條。

在這種多機(jī)架熱連軋機(jī)的粗軋機(jī)上大多配有清刷輥, 以改善坯料表面質(zhì)量; 有的還配有液壓彎輥和液壓AGC, 以改善板形和提高板坯厚度精度; 在軋機(jī)前后配有乳液噴淋裝置以控制板坯溫度; 軋機(jī)開口厚度一般為620 mm, 德國Alunorf加工廠的鑄錠最大尺寸為610 mm×2200 mm×8650 mm, 熱粗軋最終板坯厚度為30~50 mm。在精軋機(jī)上也配有清刷輥、 液壓彎輥和液壓AGC系統(tǒng)控制, 單點(diǎn)或多點(diǎn)掃描式板凸度儀, 非接觸式溫度檢測實(shí)現(xiàn)了溫度閉環(huán)控制。除采用彎輥和分段冷卻控制凸度和平直度外, 有的精軋機(jī)還采用了CVC、 DSR、 TP等輥形控制方式, 同時(shí)在收集、 檢測、 顯示各種參數(shù)上都采用了自動(dòng)管理系統(tǒng)。由于采用以上先進(jìn)技術(shù)和方法, 使得熱軋卷的質(zhì)量大大提高, 厚度公差〈±1%, 平直度≤25 I, 板凸度率0.2%~0.8%, 終軋溫度250~360 ℃, 溫度偏差〈±10 ℃。 表1-2給出了全球典型三家公司對(duì)熱軋板帶質(zhì)量的保證指標(biāo)。