铝箔轧机论文中文资料文献综述.docx

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铝箔轧机论文中文资料文献综述

铝箔轧机论文中文资料文献综述

文献综述

一、课题国内外现状

我国铝箔工业起步较晚。

上世纪80年代,国内仅有几家铝箔生产企业,且属于开发生产阶段,国内铝箔需求主要依赖进口。

后来经过工艺技术与设备的研制开发,生产技术逐步走向成熟,为铝箔生产技术产业化推广创造了条件,加之改革开放后国外技术、设备陆续引进,铝箔生产在国内才逐渐形成规模,铝箔工业开始初具雏形。

上世纪90年代和本世纪初是铝箔工业的黄金发展时期,铝箔生产技术不断成熟,铝箔消费急剧增加,促进了铝箔工业的大发展。

特别是进入21世纪之后,受需求拉动和利益驱动,先后出现了持续数年的铝箔投资热潮,有的投资动辄就十几亿元甚至几十亿元,一批批技术起点高、投资规模大的铝箔企业相继建成,铝箔产能得到了大幅攀升。

从2001年到2008年,中国铝箔生产企业已发展到140家,生产能力达到160万吨（含VCV冷轧机厚箔产能）,7年平均增速达24%,占到了全球总产能的35%,铝箔实际产量达到130万吨,占到全球总产量的37%,为2001年的3.9倍,7年平均增速达24%。

从2006年起,中国铝箔产能、产量连续保持世界首位,一跃成为世界第一铝箔产量大国。

这一时期,铝箔工业技术进步显著。

首先是铝箔轧制技术和上工序的铸轧技术、冷轧技术日益成熟,轧制厚度控制、板型控制、精度控制、质量控制不断提高；其次自2002年起国内掀起了一场前所未有的铝热轧建设热潮。

另一个趋势是铝箔朝超薄宽幅方向发展,生产效率和铝箔质量不断提高,可以生产出具有国际竞争力的超宽、超薄高品质铝箔，铝箔工业完成了一步历史性跨越。

与此同时,铝箔工业发展呈现出良好的态势。

一是产业布局相对比较均衡,全国有140多家铝箔厂,平均分布在个23省区。

铝箔产量在1万吨以上的企业有33家,产量占到全国铝箔总产量的82.37%。

铝箔产量3万吨以上的有10家,占到全国铝箔总产量的47.2%,初步形成了几大铝箔产业区。

二是建成了一批重量级的铝箔企业,像河南明泰铝业有限公司、厦顺铝箔有限公司、江苏常铝股份有限公司、镇江鼎胜铝业有限公司、河南永顺铝业有限公司等,年产量均在5-6万吨左右,是有一定规模的专业化铝箔生产企业,有较强的市场竞争实力与抗风险能力。

三是国际化特征日益显现,产品大量走向国际市场。

自2004年起,中国成为铝箔净出口国。

2005-2007年以来,铝箔进口量递减,而出口量陡增。

铝箔工业整体呈现出较好的发展态势。

国外现代铝箔轧制生产起步较早，始于1905年最早在瑞士采用二辊轧机叠轧法轧得0.05mm厚的箔材，1910年开始为轧机装上自动卷取系统，采用这种轧机可生产0.03mm的铝箔。

二十世纪20年代初到二十世纪50年代末，在德国开始工业化轧制铝箔，铝箔轧制设备数量和产品产量逐年增加。

与此同时，在欧洲开始出现四辊铝箔轧机，其设计和制造取得了跨越式的发展，轧制速度达500mm/min。

到二十世纪70年代，铝箔轧制速度已提升到1500m/min，世界铝箔轧机从此步入现代化。

二十世纪80年代初，美铝公司投产1台2135mm的新型铝箔轧机，从而世界上能生产宽度达1890mm的铝箔产品。

国外的铝箔轧机已经向大型化发展，其现代化和自动化水平非常高。

世界著名的铝箔轧机制造商德国提出了铝箔轧机设计“更宽、更簿、更快”的新理念，并且已经成功用于德国VAW的现代化铝箔轧机上面，其Optiroll系统运行可靠，德国SMS.Oemag公司的CVCPlus技术也已经得到应用，世界先进铝箔轧机的重要指标是单张箔轧制速度已达到和超过1500米／分，双张箔轧制度已达到750m/min，卷重17吨，成品率85％以上，针孔数小于70个/m2，对于7微米厚铝箔，厚度分差±0.0～0.2微米，2米×6微米铝箔产品已经投放市场。

 最具代表性的铝箔轧制技术还有先进的板型自动控制系统和厚度自动控制系统，轧辊偏心补偿，动力板型辊和激光测速仪等，都为生产优质高产铝箔奠定了基础。

二、研究主要成果

现代铝箔轧机通常是指辊面宽度不小于1000mm，并能轧制双零级铝箔的四辊轧机。

铝箔轧制是把厚度为0.3-0.7mm的胚料经过铝箔轧机几个道次轧制到所要求厚度的过程。

要完成这几个道次的轧制，可以在3台轧机上完成，也可以在2台轧机上完成，还可以在1台万能轧机上完成，这主要是由产品的规格，企业规模，用途以及设计制造厂家对铝箔轧制的认识和技术水平来决定，但无论采取何种方式，各台轧机的构造及原理基本上是相同的，各系统设备的作用和功能也相似，只是在生产0.01mm箔材或进行双合轧制时，系统才有区别，即要增加一台合卷机，或进行再线双合时在开卷侧增加一台副开卷机和一套双合油喷淋装置即可。

下图为常规铝箔厂铝箔轧机的配备示意图：

现代铝箔轧机最基本的组成仍由开卷机，卷取机，工作机座，传动系统和附属设备等几大部分组成。

其中工作机座包括机架，轧辊，轧辊轴承，轧制线调整装置等组成，附属设备包括卷材上料卸料系统，出入口装输送，工艺润滑，油雾润滑，液压气动系统，排烟系统，二氧化碳灭火系统，直流电机冷却，换辊系统等。

下图为现代铝箔轧机机构设计简图：

现代铝箔轧机的轧辊调整装置主要采用液压压上、液压弯辊、液压平衡和电动压下。

电动压下只起调整轧制线高度的作用，而不用来保证箔材厚度。

压上系统除提供所需轧制力外，与弯辊系统一起起到调整板形、调节厚度等作用，所以要求压上系统必须惯性小、反应快、控制准确、操作方便、显示直观。

现代铝箔轧机的另一特点是辅助时间短，如换辊、套筒的输送等。

如何把开卷机上的空套筒运到卷曲侧并装到卷曲机上，其布置方式有以下几种方式，一是从工作机座下部自动由开卷侧运送到卷曲侧;二是由工作机座侧面地面的轨道从开卷侧输送到卷曲侧；三是由安装在轧机顶部的单臂吊车从开卷侧输送到卷曲侧。

从布置形式、占用空间、设备结构等方面考虑，第一种布置方式是合理的。

整个系统由套筒升降机构、带有一定的斜度的滚道和套筒止动器组成，安全、适用。

换辊时间的长短直接影响生产效率的高低，对于万能轧机，其换辊频率更高。

为了节省换辊时间，现代铝箔轧机应设置工作辊快速换辊装置。

该装置之所以快、节省时间，主要是在于在换辊小车上预先装好了要换的新辊，换辊时间只需将旧辊从轧机中拉出，将新辊推入轧机即可投入工作，然后将旧辊从小车上调走，再把新辊调到小车上，一边下次换辊。

三、发展趋势

1、产品厚度更薄

目前，国产铝箔轧机能够生产出满足欧共体EN546和美国ASTMB479要求的0.006mm铝箔产品。

其中值得一提的是：

郑州铝业股份有限公司在2005年使用上海捷如制造的1450铝箔轧机生产出了0.004mm的超薄铝箔。

2、加工技术向高效率、低成本、低能耗、短流程发展。

为了减少消耗、降低加工成本，提高产品质量，国际上铝箔加工工艺不断改善，流程不断缩短。

美国铝业公司推出的3毫米厚铝板的水平连铸及连轧工艺，生产出的薄铝板可直接用于冲制饮料罐体。

意大利FATA工程公司开发出的新型超薄高速辊式铸轧机用于生产厚为1mm-1.5mm、铸轧速度在7.6m/min-23m/min的铝散热片和铝箔毛料。

可降低连续铸轧铝板坯厚度，改善铸轧板内部组织和细化晶粒，提高产品质量，同时能进一步节能降耗，提高生产效率、降低成本。

3、新工艺、新设备不断涌现。

采用强磁场、超高温、超高压、快速凝固、低温大变形量加工等特殊条件制备新材料已成为开发高性能材料的一个重要途径。

电磁铸造、电磁铸轧可以明显改善铸锭或铸坯质量；超薄高速铸轧技术是连续铸轧技术的二次开发。

 4、铝 箔轧机的设计制造向高速、宽幅、大卷重方向发展，轧机速度和生产效率进一步提高。

VAI公司开发了解决铝箔轧机穿带和卷取问题的工艺技术，在一定程度上解决了产品质量因素与轧机的速度和产量难以兼顾的矛盾。

重点对轧机的机械部件，如熨平辊、带材干燥系统、箔材喂料系统进行了改进。

成功解决了熨平辊随着铝箔轧制速度的提高，在铝箔卷取过程中，由于空气进入导致卷材松卷，进而限制带材的轧制速度，使轧机的生产能力不能充分发挥等问题。

开发的控制软件可精确控制熨平压力，整套干燥系统保证了成品卷的质量。

在冷却系统优化喷射方式，加强喷射区域面积控制，以保证冷却效果和箔材的板形。

喂料系统以及在轧机出口侧的浮动平台，有效减化和加快了穿带过程。

这项新技术也可用于现有轧机的更新改造。

5、提高生产过程的稳定性、可靠性、降低生产成本，生产过程向自动化和智能化发展。

计算机技术在铝加工行业中的广泛应用，使生产过程自动化程度越来越高，从而提高了产品的稳定性。

先进的超薄高速辊式铸轧机采用铸轧辊缝电动控制，铸嘴电动定位，通过计算机实现控制系统和测厚仪与铸轧主传动机相连，进行在线连续监控，确保高速铸轧产品的尺寸精度和组织结构。

随着加工过程计算机模拟技术的发展和控制软件的开发。

加工过程的最优化控制得到了进一步提高。

使铝箔加工过程逐步向着智能化发展。

 6、生产与市场紧密结合。

实现规模大型化和产品专业化。

产品开发紧密依托市场，周期短，更新换代快。

力求做到应用一代、储备一代、研究一代。

为进一步降低生产成本和稳定产品质量，铝加工产业向着大型化、专业化、规模化发展，国外新建铝板带加工企业规模都在20万吨～50万吨，大型的达60万吨～70万吨，并形成了一些专业化的铝箔厂。

 7、开发高性能铝箔合金新材料和热处理状态。

铝箔越薄，生产的技术难度便越大，经济效益也越可观。

减少厚度和提高质量一直是铝箔工业的努力方向。

但当调节铝箔加工工艺参数对产品质量进行控制的潜力发挥到极限时，通过改善铝箔组织来提高质量尤为重要。

通过改变材料的合金体系、微量元素固溶度以及加工和热处理过程中合金相的形成及转变、数量、尺寸和分布，进而改善铝箔的性能、生产工艺、组织控制和质量评价、相变对铝箔组织和性能的影响、工艺参数对铝箔性能的影响等进行系统研究与分析，可为组织控制和工艺优化提供理论依据。

四、存在问题

在铝箔工业快速发展的背后也存在诸多问题,有些问题已经凸显出来,一定程度上制约了铝箔工业的发展,我们必须本着科学发展的理念给予重视并着力加以解决。

1、上下游协调发展问题是一个突出问题。

近些年,铝箔上游工业发展很快,2007年国内原铝产量达到了1256万吨,铝加工材产量达到1250.8万吨,作为铝箔直接生产坯料的铝板带材产量约为360万吨,与铝箔发展的增长量与增长率较为接近。

目前总体看,铝箔工业与上游工业发展基本是协调同步的。

由于原铝工业（电解铝、氧化铝）是高投入、高能耗、高污染产业,受现有技术条件和国家产业政策限制,今后不可能完全放开发展,而铝箔投资建设热潮并没有真正冷下来。

另外从下游企业发展情况看,近些年铝箔用途得到了广泛拓展,国内需求增长较快。

铝箔下游产业的发展,带动铝箔消费量的提升。

目前国内这些铝箔生产企业并没有像美铝、加铝这些跨国集团一样,把生产、业务与市场真正向国外拓展,成为具有较强竞争实力与抗衡实力的大的跨国企业,这在一定程度上削弱了中国铝箔企业在国际同行业中的市场地位。

另外,由于政府缺乏有效的政策引导和宏观调控,在铝箔投资建设上,存在“村村点火、处处冒烟”问题。

据统计,在140家铝箔企业中,年产量万吨以下的占了107家,比重占到76%。

铝箔生产技术含量较高,许多小企业匆忙上马,工艺落后,设备简单,竞争力差,很难生存和发展,更谈不到参与国际竞争,一定程度上影响到了铝箔工业的整体发展。

铝箔是技术密集型产品,对设备、工艺、生产要求非常高。

我国铝箔工业近些年速度规模得到了较快发展,但没有很好地解决发展质量问题,除近几年投产的企业技术起点较高外,许多铝箔企业设备陈旧老化,技术发展滞后,只能生产中低端产品,很难满足下游产业发展需要。

此外,轧制速度、轧制精度、生产效率等问题也很突出。

这些问题决定了我们还只是一个产量大国,在全球性的市场博弈中缺乏技术优势,铝箔工业的整体技术进步问题不容忽视。

2、防止高速轧制时断带着火

目前国外高速铝箔轧机的轧制速度已达到2000m/min以上,国内铝箔轧机的轧制速度也已达到1200~1800m/min。

轧制速度越高、铝箔的变形率越大,所产生的高温油雾就越多。

如果在轧制过程中由于某种原因引起断带,在轧机没有设置断带保护装置的情况下,很容易由于断带摩擦产生静电或者已经具备其它某种起火条件而引起着火。

而铝箔轧机安装断带保护装置就可在断带时迅速打断铝箔,从而避免由于断带堆料引起着火。

3、防止断带塞料损坏轧辊和主传动

铝箔高速轧制过程中突然断带,由于箔带在辊缝处塞料堆积,会破坏轧辊表面质量,使轧制无法进行,严重影响铝箔的产量和质量。

如果在铝箔粗轧道次轧制中断带,由于箔带相对较厚,塞料后使用轧辊和所联接的主传动轴产生较大的瞬间力矩,造成主传动轴万向联轴节螺丝扭断,严重时会使主传动轴扭转变形。

因此铝箔轧机不安装断带保护装置,将会影响铝箔的正常生产,造成设备损坏,降低铝箔的质量和产量。

4、避免断带堆料造成金属浪费

铝箔高速轧制过程发生断带,如果没有断带保护或断带保护失灵,在轧机入口侧和出口侧有不同程度的堆料现象,造成金属浪费,降低了铝箔成品率。

5、工作辊四点接触球轴承损坏频繁

铝箔轧机的工作辊轴承为四列圆柱滚子轴承和四点接触球轴承，见图1。

四列圆柱滚子轴承能承受很大的径向负荷，且旋转精度高；四点接触球轴承能承受双向轴向负荷，旋转精度也很高。

这种轴承组合有利于轧机的高速运行，但在调试过程中曾有几台轧机在轧制速度并不高的情况下（500～600m／min）出现四点接触球轴承频繁损坏的现象。

损坏的周期不等，有的3～4天，有的1周左右。

损坏的形式是高温烧毁，滚动体表面焦化、直径变小，保持架磨损严重。

其实这不仅仅是一个轴承的问题，更为重要的是火灾隐患。

6、轴承润滑问题

轴承如果得不到良好的润滑，发生烧结现象是完全可能的。

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