CN113118215B - 一种宽幅带箔轧制设备 - Google Patents

Abstract

一种宽幅带箔轧制设备，包括轧机、机前调整辊组和机后调整辊组，在轧机的一对工作辊中，某一工作辊的辊径大于另一工作辊的辊径；在机前调整辊组或机后调整辊组中，靠近轧机的调整辊，其辊径大于其余调整辊的辊径，且通过调整该辊径较大的调整辊的高度，使带箔包覆在某一工作辊的辊面上，形成包覆弧。本发明采用具有不等径工作辊的轧机对带箔进行轧制，并通过包覆弧使前张力在入口侧包覆弧的横截面上均匀分布。本发明既有利于带箔的减薄，又有利于获得较佳的板形，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。此外，本发明的不等径调整辊有利于消除残油和带箔原先存在的缺陷。

Description

一种宽幅带箔轧制设备

技术领域

本发明涉及轧制技术领域，尤其是涉及一种用于轧制高精宽幅金属带材、箔材的轧机。

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，但在高精宽幅带箔的轧制技术方面仍面临诸多的技术障碍。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，而对于带箔，尤其是厚度极小的箔材，因缺乏后续的板形修正手段，只能依赖轧制来控制。特别是对于铜及铜合金、不锈钢等变形抗力较大的带箔，受板形控制能力的制约，难以实现稳定的生产。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，而且轧制的板形都不是很好，若继续增加幅宽，板形会变得更差，其主要原因在于张力在带箔横截面上分布的不均匀性。

如图1所示，在理想的情况下，在带箔的横截面上，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2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。公知的，张力的分布不均会对轧制板形带来不良影响。

如图3所示，这是目前带箔轧制的典型布置方式，无论国内还是国外，带箔5都是经过机前的调整辊10前张后，沿轧制中心线6水平地进入辊缝，然后再经过机后的调整辊10后张后流出。由图3可知，带箔5在进入辊缝前，位于下工作辊2与前后调整辊10之间的这两段带箔是始终处于悬空绷紧状态的，解决此处带箔横截面上张力的不均分布至关重要，直接影响到高精宽幅带箔轧制的成败。由图3还可以得知，机前与机后的各调整辊10的辊径相等。这样的设计是为了简化结构，便于实现各调整辊之间的互换，但实际的使用效果并不理想。调整辊的主要作用是展平，次要作用是挡油。由于调整辊的辊径相等，不能兼顾最佳的展平作用和挡油作用，带箔要么因展平不佳而产生轧制缺陷，要么因挡油效果不佳而出现表面残油过多，这也给轧制带来了困扰。

此外，如图4所示，无论是国内还是国外，轧机的上工作辊1和下工作辊2都是等直径设计的，从两辊轧机到二十辊轧机都是如此。这样的设计有利于工作辊的维护和互换，对于轧机来讲，其传动结构因此而得到了简化。工作辊直径的大小对带材的轧制是有影响的。周知的，工作辊直径越小，越有利于带箔5的轧薄，但是也带来了问题：在图4中，左侧工作辊的直径小、刚度小，对带箔5的咬入角大，轧制力的侧向分力大，因此，其侧向弯曲倾向大。此外，左侧工作辊对带箔5的咬入弧长短，不利于润滑介质均匀带入辊缝，造成压延弧区油膜厚度的不均匀。这些因素导致压延弧面沿带箔宽度方向的弧长波动性大，最终造成轧制板形产生缺陷。在相同的条件下，右侧工作辊的直径大、刚度大，对带箔5的咬入角小，轧制力的侧向分力小，因此，其侧向弯曲倾向小。此外，右侧工作辊对带箔5的咬入弧长更长，有利于润滑介质均匀带入辊缝，使压延弧区油膜的厚度更均匀。这些因素均有利于减小压延弧面沿带箔宽度方向的弧长波动性，从而获得更好的轧制板形。综上所述，小直径的工作辊有利于轧薄，却受限于轧制板形难于控制，因此轧宽不宜过大；而大直径的工作辊有利于轧制板形的控制，适合轧宽，但不适合轧薄。对于厚度小于0.3mm的宽幅带箔来说，工作辊的直径必须足够小（通常直径在25-50mm），才能得到较大的轧制减薄量，而此时的板形将非常难以控制。

以上因素是目前制约带箔向更宽、更薄、更理想板形方向上发展的技术瓶颈，也是行业内长期以来难以解决的技术难题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种宽幅带箔轧制设备，其目的在于：克服背景技术中的技术难题，打破技术瓶颈，使带箔得到宽幅高精轧制。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种宽幅带箔轧制设备，包括轧机、机前调整辊组和机后调整辊组，机前调整辊组设置在轧机的入口侧，机后调整辊组设置在轧机的出口侧，所述轧机包括一对工作辊，其特征是：在一对工作辊中，某一工作辊的辊径大于另一工作辊的辊径；在机前调整辊组或机后调整辊组中，靠近轧机的调整辊，其辊径大于其余调整辊的辊径，且通过调整该辊径较大的调整辊的高度，使带箔包覆在某一工作辊的辊面上，形成包覆弧。

进一步地改进技术方案，通过调整机前调整辊组和机后调整辊组中辊径较大的调整辊的高度，使金属带箔包覆在同一或不同工作辊的辊面上，形成入口侧包覆弧和出口侧包覆弧。

进一步地改进技术方案，所述金属带箔包覆在辊径较大的工作辊的辊面上。

进一步地改进技术方案，所述包覆弧的包覆角为α，0°＜α≤90°。

进一步地改进技术方案，辊径较大的工作辊的辊径是辊径较小的工作辊辊径的1.5-5倍。

进一步地改进技术方案，辊径较小的工作辊的辊径为25-100mm。

进一步地改进技术方案，所述机前调整辊、所述机后调整辊，均由辊径较小的挤油辊和辊径较大的展平辊组合构成。

进一步地改进技术方案，所述展平辊的辊径是所述挤油辊辊径的1.5-3.5倍。

进一步地改进技术方案，所述挤油辊的辊径为30-90mm。

进一步地改进技术方案，所述挤油辊的数量为奇数个。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在不等径工作辊辊缝的入口侧，使带箔在工作辊上形成包覆弧，通过工作辊对带箔的背撑，使前张力在入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，从而获得较佳的板形。由实施例2可知，本发明在不等径工作辊辊缝的出口侧，使带箔在工作辊的辊面上形成包覆弧，实现了后张力在出口侧包覆弧上的均匀分布，在带箔轧制关键的成型初期就消除了波浪、皱褶等缺陷的产生，然后再通过工作辊对带箔的背撑，使带箔的板形在轧制成型的后期得以稳定，从而获得较佳的板形。由实施例3及实施例4可知，本发明综合了入口侧包覆弧和出口侧包覆弧的均张作用，在实施例1和实施例2 有益效果的基础上，克服了不等径工作辊轧制所带来的缺点，不仅解决了带箔的卷曲变形问题，还意外地解决了带箔上下板面明亮度不同的问题。尤其重要的是，本发明的滑移减薄即有挤压减薄的效果，又有搓轧减薄的效果，而且使中性面稳定在带箔的中层部位，从而保证了带箔力学性能的均匀性。

2、本发明采用辊径较小的挤油辊，其挡油的效果好，有利于挤掉多余的润滑油，提高生产效率；采用辊径较大的展平辊，其对带箔的展平效果好，能够减轻带箔原先存在的缺陷，使带箔能够以平展的状态进入辊缝内。

3、本发明采用不等径工作辊轧制带箔，总体有利于带箔的减薄，也有利于获得较佳的板形。虽然牺牲了一部分对带箔的减薄量，少许增加了轧制道次，但重要的是使板形保持了稳定，避免或减少了因幅宽的增大而引起的轧制缺陷的发生，这是现有等直径工作辊所不能够达到的技术效果。这对于已长期陷入技术瓶颈的高精宽幅带箔的轧制来说，无疑是一种技术上的突破，也为宽幅高精带箔的轧制提供了新的技术解决方案。

4、本发明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，解决了行业内长期以来难以解决的技术难题，因此具有重大的应用价值和经济价值。

5、本发明突破了国家标准中对轧制中心线的严苛要求，真正工程化地实现了中性面的稳定性，解决了现有技术所不能够解决的技术难题，具有创造性。

附图说明

图1为理想状态下施加在带箔横截面上的张力分布示意图。

图2为实际施加在带箔横截面上的张力分布示意图。

图3为目前带箔轧制的典型布置方式。

图4为现有轧机工作辊的结构示意图。

图5为本发明在实施例1中的结构示意图。

图6为皮带传动的示意图。

图7为包覆弧上某体积单元的受力分析图。

图8为带箔处于无背撑状态时某一体积单元的受力分析图。

图9为带箔处于背撑状态时某一体积单元的受力分析图。

图10为实施例1中，辊缝入口侧包覆弧上某体积单元在厚度方向上的张力分布图。

图11为带箔上下层在压延区的流速分布图。

图12为小直径辊、大直径辊对油层挤出效果的对比图。

图13为本发明在实施例2中的结构示意图。

图14为实施例2中，辊缝出口侧包覆弧上某体积单元在厚度方向上的张力分布图。

图15为本发明在实施例3中的结构示意图。

图16为实施例3中，辊缝出口侧包覆弧上某体积单元在厚度方向上的张力分布图。

图17为滑移减薄的原理示意图。

图18为本发明在实施例4中的结构示意图。

图19为图18的局部放大结构示意图。

图20为八辊轧机的结构示意图。

图中：1、上工作辊；2、下工作辊；3、展平辊；4、挤油辊；5、带箔；6、轧制中心线；7、主动带轮；8、皮带；9、体积单元；10、调整辊；11、小直径辊；12、大直径辊；13、油层；14、支承辊；15、中间辊。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一种宽幅带箔轧制设备，用于铜合金带箔的轧制，铜合金带箔的最终轧制厚度为0.1mm，幅宽为1000mm。带材与箔材的分界厚度为0.15mm，该铜合金带箔（以下简称带箔）的厚度已属于箔材。由于铜合金的变形抗力较大，要保证其板形的平整还是比较困难的。

如图5所示，在辊缝的入口侧设置有一根展平辊3和一根挤油辊4，靠近辊缝的展平辊3的辊径为60mm，远离辊缝的挤油辊4的辊径为30mm，展平辊3的辊径是挤油辊4辊径的2倍。展平辊3的辊面低于轧制中心线6，带箔5经过展平辊3前张后，倾斜向上进入由一对工作辊构成的辊缝中。其中，上工作辊1的辊径为40mm，下工作辊2的辊径为80mm，下工作辊2的辊径是上工作辊1辊径的2倍。为了防止带箔5上下板面因轧制的线速度差而造成板形卷曲，上工作辊1与下工作辊2的辊面在轧制时的线速度相同。由于带箔5在进入辊缝前与轧制中心线6呈一定的夹角，因此,使带箔5在下工作辊2的辊面上形成入口侧包覆弧，入口侧包覆弧的包覆角为α，α为30°。由于入口侧包覆弧的存在，使下工作辊2对带箔5产生背撑，并使张力在入口侧包覆弧的横截面上均匀分布，其原理如下：

如图6所示，在皮带8传动中，主动带轮7顺时针带动皮带8转动，A点为皮带8进入主动带轮7的切入点，B点为皮带8脱离主动带轮7的切出点。从A点到B点的入口侧包覆弧内，主动带轮7对皮带8产生的摩擦力是累积增加的，因此皮带8在B点处的张力F2要小于其在A点处的张力F1，而且入口侧包覆弧的包覆角越大，F1与F2之间的差值就越大，这就造成了B点一侧的皮带8始终处于松弛的状态，而A点一侧的皮带8始终处于张紧状态。

同样的道理，如图7所示，在轧制过程中，带箔5从左侧进入辊缝，中性点P在压延弧内，在中性点P的左侧，工作辊辊面的线速度大于带箔5进入辊缝的线速度，这就产生了速度差和摩擦力F3，即下工作辊2带动带箔5沿入口侧包覆弧转动，就如皮带8传动那样。图中在入口侧包覆弧上任取一个体积单元9，由于摩擦力F3的作用，作用在这个体积单元9上的近端张力F2小于其远端张力F1，这里表述的近端张力和远端张力是相对于距离辊缝的远近而言的。而对于该体积单元9右侧的下一个体积单元9来说，由于摩擦力F3的累积增大，作用在这个体积单元9上的远端张力的大小等于F2，而其近端张力的大小则小于F2，依次类推。由此可以得出，摩擦力F3从A点（入口侧包覆弧的起点）到B点（入口侧包覆弧的终点）是累积增加的，相应的，带箔5在体积单元9上所受的近端张力F2，从A点到B点是逐渐减小的。

如图8所示，图中在带箔5上任取一个体积单元9，由于张力的不均匀性，体积单元9C、D两边部的张力大于中间E部的张力，E部隆起而形成波纹。带箔5在悬空张紧的情况下，近端张力F2等于远端张力F1，此时，体积单元9在宽度方向上是向内收缩的，其内力F4是负值。

如图9所示，当该体积单元9进入入口侧包覆弧后，下工作辊2对其施加了背撑力T，使体积单元9弯曲变形。由于近端张力F2逐渐减小，使作用在该体积单元9宽度方向上的内力F4由负转正，并逐渐增大。内力F4的增大，使得体积单元9沿宽度方向向外延展，就像松弛的皮筋在宽度方向上变宽一样，进而展平带箔5的波纹部分。在展平过程中，作用在体积单元9C、D两边部的近端张力迅速减小，C、D两边部沿宽度方向向外延展，使得位于中间的E部与下工作辊2的辊面接触，E部与下工作辊2接触后，相应地增大了体积单元9中间部位的近端张力，进而实现近端张力F2在体积单元9横截面上的均匀分布。由图6可知，位于辊缝压延区的近端张力F2则为轧制的前张力，此处的前张力最小，分布在此处横截面上的前张力最均匀。还可以得知，入口侧包覆弧的包覆角越大，位于辊缝压延区的前张力越小，前张力分布得越均匀。

在轧制中，较大的前张力有利于板形的控制。入口侧包覆弧的存在，虽然使前张力在带箔5的横截面上均匀分布，但损失了部分前张力，因此需要卷取机或展平辊3对带箔5增加适当的前张力以补偿损失。在轧制时可以将入口侧包覆弧前端的张力增加到材料屈服强度的50-60%，充分利用张力对带箔5的减薄作用拉薄带箔5。对于带箔5的轧制来说，基本是无缝轧制，工作辊对带箔5的轧制过程可以看作是对带箔5的反复碾薄碾宽过程，卷取机和展平辊3可以看作是对带箔5的反复拉长拉窄过程，因此适当增加对带箔5的前张力更有利于带箔5的减薄和板形的控制。

应当注意的是，近端张力F2在厚度方向上是呈梯度变化的，如图10所示，入口侧包覆弧与下工作辊2接触的一面，其张力小，远离下工作辊2的一面，其张力大，这在一定程度上补偿了前张力的损失，特别是对于较厚的带材来说，补偿效果更加明显。

如图11所示，当带箔5进入辊缝的压延区时，带箔5受工作辊挤压开始变形，由于入口侧包覆弧的存在，带箔5上层的形变量大于下层的形变量，上层板面质点在中性点P处的线速度与上工作辊1辊面的线速度达到一致，而下层板面滞后，质点在E点处的线速度才与下工作辊2辊面的线速度达到一致，致使带箔5上层的流出速度大于带箔5下层的流出速度，带箔5向下工作辊2的一侧卷曲，这说明压延区存在着层移现象。层移现象使带箔5的中性面偏向下层，而且会使带箔5会产生卷曲变形。卷曲变形在较大板厚的带材上表现得较为明显，但在厚度小于0.3mm的带材、箔材上表现得并不明显，可通过后续的展平矫直等工序得以矫正。

中性面的偏移会造成带箔力学性能的不均，由背景技术可知，在实际生产中实现中性面的稳定是很难做到的，既然很难做到，就没有必要非得按国标的要求来规定带箔进入辊缝的方式。对于某些应用领域来说，对于带箔力学性能的要求并不高，如使用铜带箔用来导电、或用于装饰、防腐等，完全没有必要对带箔力学性能的均匀性作过高的要求。因此，在本发明中，带箔5没有沿轧制中心线6水平地进入辊缝，其本身就已经打破了行业内的认知，因此具有创造性。

由图11可知，上工作辊1的辊径小，对带箔5的压入量大，特别有利于带箔5的轧薄，能够减少轧制的总道次，但是上工作辊1的侧向弯曲倾向大，不利于润滑介质均匀带入辊缝。而下工作辊2的侧向弯曲倾向小，有利于润滑介质均匀带入辊缝，叠加包覆弧对带箔5的均张作用，从而使带箔5能够获得较佳的板形，但是下工作辊2的辊径大，对带箔5的压入量小，不利于带箔5的轧薄。本实施例结合了大直径工作辊和小直径工作辊的优点：相对于与上工作辊1等径的传统工作辊来说，下工作辊2辊径的增大，有利于获得更好的板形；相对于与下工作辊2等径的传统工作辊来说，上工作辊1辊径的减小，对带箔5的压入量大，有利于带箔5的轧薄。相应的，本实施例也集中了大直径工作辊和小直径工作辊的缺点：相对于与上工作辊1等径的传统工作辊来说，下工作辊2辊径的增大，不有利于带箔5的轧薄。相对于与下工作辊2等径的传统工作辊来说，上工作辊1辊径的减小，不利于获得更好的板形。可以说，大辊径工作辊和小辊径工作辊的优缺点是一组不可调和的矛盾。

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。在辊系精度无法继续提高的情况下，改善润滑条件和张力精度则对板形的稳定起到了至关重要的作用。由图11可知，润滑条件与咬入角的大小相关。在变形区的入口处，下工作辊2的咬入角小，与带箔5下板面形成的楔形缝隙更有利于润滑油的进入，产生油楔效应，并建立起稳定的承载能力。此外，下压延弧长较长，接触面大，沿带箔宽度方向的弧长波动性小，这些都有利于板形的稳定。相对于下工作辊2，上工作辊1与带箔5上板面形成的楔形缝隙虽然不利于建立稳定的承载能力，但是带箔5下板面板形的稳定对上板面起到了牵制作用，从整体上有利于板形的稳定。综上所述，小辊径工作辊的主要贡献在于对带箔的减薄，而大辊径工作辊的主要贡献在于使带箔的整体板形稳定，减少波浪、褶皱等缺陷的产生。总体来说，虽然牺牲了一小部分减薄量，但是对于整体板形的稳定是有利的。

对于0.1mm及以下厚度的薄带箔来说，压下量已不再起决定性的作用。加之变形区的反弹，使用较大辊径的现有等径工作辊已经无法有效实现对带箔的减薄，只能采用更小辊径的工作辊。而如果采用现有的更小辊径的等径工作辊，则不能实现带箔的轧宽，轧宽则会造成板面缺陷，这是目前制约高精宽幅带箔轧制的瓶颈。带箔越薄，轧制板形就越难控制是行业内的公知。目前行业内为了突破极限，无所不用其极，但是还都没有找到有效的解决方案。本发明使用不等径工作辊的意义在于，虽然牺牲了一部分对带箔的减薄量，少许增加了轧制道次（往复轧制的次数），但重要的是使板形保持了稳定，避免或减少了因幅宽的增大而引起的轧制缺陷的发生，这对于宽幅带箔的高精轧制来说，其意义重大。

张力精度的一部分因素取决于调整辊组对带材的展平作用，调整辊组能够平展带材，减轻带材原先存在的波浪、褶皱等缺陷，使带材能够以平展的状态进入辊缝内，为带材的轧制建立稳定的张力条件。如图12所示，图中小直径辊11与大直径辊12对带箔5的包角相等。由图3可知，小直径辊11对油层13的挤出角α较大，而在同种情况下，大直径辊12对油层13的挤出角β较小。挤出角越小，越容易出现油楔效应，将带箔5从辊面上浮起，从而使润滑油进入辊面的另一侧。由此可知，挤油辊4的辊径较小，对润滑油的挤出角越大，越不易产生油楔效应，挡油的效果越好，有利于挤掉多余的润滑油，不仅可以减少无谓的油耗和工作环境油污，还有利于提高轧机机组的运行速度，提高生产效率。由图3还可得知，在同样的包角下，包覆在小直径辊11上的带箔5，其弧长小、曲率大，不利于对带箔5的展平。而包覆在大直径辊12上的带箔5，其弧长大、曲率小，有利于对带箔5的展平。由此推知，在图5中，展平辊3的辊径越大，其对带箔5的展平效果越好，能够减轻带箔5原先存在的波浪、褶皱等缺陷，使带箔5能够以平展的状态进入辊缝内。值得注意的是，挤油辊4也可为多个，优先选择奇数个，这样能够保证带箔5在卷取端与轧制中心线6重合。

由实施例1可知，本发明在辊缝的入口侧，使带箔5在下工作辊2上形成入口侧包覆弧，通过下工作辊2对带箔5的背撑，使张力在入口侧包覆弧的横截面上均匀分布，实现了对带箔5的均张轧制，突破了制约带箔5向更宽、更薄、更理想板形方向上发展的瓶颈，解决了行业内长期以来难以解决的技术难题，因此具有重大的应用价值和经济价值。本发明采用具有不等径工作辊的轧机对带箔进行轧制，既有利于带箔的减薄，又有利于获得较佳的板形。辊径较小的挤油辊4的挡油的效果好，有利于挤掉多余的润滑油，提高生产效率；辊径较大的展平辊3对带箔5的展平效果好，能够减轻带箔5原先存在的缺陷，使带箔5能够以平展的状态进入辊缝内。

实施例2：

如图13所示，本实施例与实施例1不同的是，带箔5沿轧制中心线6水平地进入辊缝，在辊缝的出口侧设置有一根展平辊3和一根挤油辊4，展平辊3的辊面高于轧制中心线6。展平辊3对带箔5进行后张，使带箔5在上工作辊1的辊面上形成出口侧包覆弧，出口侧包覆弧的包覆角为β，β同样为30°。由于出口侧包覆弧的存在，使上工作辊1对带箔5产生背撑，并使张力在出口侧包覆弧的横截面上均匀分布，其原理如下：

如图14所示，从辊缝流出的带箔5包覆在上工作辊1上，形成出口侧包覆弧。由于带箔5流出的线速度V大于上工作辊1辊面的线速度，因此上工作辊1对出口侧包覆弧上任一体积单元9产生反向的摩擦力F4，在体积单元9上还作用有近端的张力F5和远端的张力F6。根据实施例1中的阐述可知，摩擦力F4从M点到N点是逐渐增大的，同样的，远端张力F6也相应增大。远端张力F6在N点达到最大，而此处的远端张力F6即为后张力。后张力不仅能防止带箔5跑偏，还有能降低轧制压力，有助于带箔5的高速轧制。由于带箔5在流出辊缝时，其流出线速度是大于工作辊辊面的线速度的，因此可以将带箔5理解为皮带，将上工作辊1理解为从动皮带轮，那么，带箔5带动上工作辊1旋转，就如皮带带动从动皮带轮旋转，出口侧包覆弧越大，传动的力矩就越大，因此降低了上工作辊1的转矩，减少了主电机的能量消耗。

尤为重要的是，带箔5从辊缝流出后，其所受后张力是逐渐增大的，基于实施例1中的机理，后张力在辊缝的出口处最小，而此处横截面上的后张力分布也最均匀，这对于带箔5板形的控制是很重要的。由背景技术中的论述可知，只有张力在带箔横截面上均匀分布，才能防止板形出现波浪、皱褶等缺陷，而本发明通过带箔5在上工作辊1辊面上的包覆，实现了张力在辊缝出口处的均匀分布，在带箔轧制的成型初期，就消除了波浪、皱褶等缺陷的产生，从而能够获得较佳的板形。随着体积单元9的继续流出，作用在体积单元9横截面上的远端张力F6逐渐增大，张力不均趋势开始明显，但是由于上工作辊1对带箔5的背撑作用，使带箔5不再悬空抖动，在带箔轧制的关键成型期内稳定住了板形，进而防止板形因张力不均而出现波浪、皱褶等缺陷。

由实施例2可知，本发明在辊缝的出口侧，使带箔5在上工作辊1的辊面上形成出口侧包覆弧，实现了后张力在出口侧出口侧包覆弧上的均匀分布，在带箔轧制关键的成型初期就消除了波浪、皱褶等缺陷的产生，然后再通过上工作辊1对带箔5的背撑，使带箔5的板形在轧制成型的后期得以稳定，从而获得较佳的板形。此外，降低了上工作辊1的转矩，减少了轧机的能量消耗。

实施例3：

本实施例可以看做是实施例1和实施例2的组合，如图15所示，带箔5在辊缝的入口侧与下工作辊2形成入口侧包覆弧，入口侧包覆弧的包覆角α为30°；带箔5在辊缝的出口侧与上工作辊1形成出口侧包覆弧，出口侧包覆弧的包覆角β也为30°。由于入口侧包覆弧和出口侧包覆弧的存在，使下工作辊2、上工作辊1分别对带箔5产生了背撑。

入口侧包覆弧在轧制中的作用及影响，已在实施例1中说明，出口侧包覆弧在轧制中的作用及影响，已在实施例2中说明，这里不再累述。值得注意的是，如图16所示，在辊缝的出口侧，体积单元9下层的线速度大于体积单元9上层的线速度，摩擦力F4作用在体积单元9的上层板面，由此可以得出包覆弧对带箔5的卷曲变形起到了反向矫直作用，这在一定程度上消除了层移现象对带箔5造成的卷曲影响。

在带箔5的生产中，需要对带箔5进行多道次的反复轧制，由于存在层移现象，在每道次的轧制后，都会使带箔5会产生的单向卷曲变形，虽然上工作辊1能够对卷曲变形进行反向矫直，但是还不足以完全消除卷曲变形，因此还要在轧制方法上作出改进。

结合图11、15、16可知，当带箔5从左向右完成第一道次的轧制后，带箔5上层的流出速度大于带箔5下层的流出速度，带箔5向下工作辊2的一侧卷曲。当带箔5从右向左完成第二道次轧制后，带箔5上层的流出速度小于带箔5下层的流出速度，带箔5向上工作辊1的一侧卷曲，从而对第一道次轧制的卷曲进行了反向矫正，以此类推。由上述可知，将带箔5的总轧制道次设置为偶数次，能最大限度地消除带箔5的卷曲变形。

尤其重要的是，在第一道次轧制后，带箔5的中性面向某一侧偏离，那么，第二道次的轧制就对偏离的中性面做了反向修正，经过多道次偶数轧制后，使中性面稳定在带箔5的中层部位，从而保证了带箔5力学性能的均匀性。通过该方法，绕开了国家标准中对轧制中心线6的严苛要求，真正工程化地实现了带箔5中性面的稳定，解决了现有技术及实施例1中所不能够解决的技术难题。

如图4所示，在传统的轧制中，带箔5从辊缝中流出的速度是不存在速度差的，其减薄过程可以看作是挤压，就像挤牙膏。而在本发明中带箔5从辊缝中流出的速度是存在速度差的，对带箔5的减薄过程更像是对带箔5上下层的反向擀压，就像用擀面杖擀面饼。如图17所示，在反复的擀压过程中，带箔5的上下层不仅受到了辊缝的挤压，还受到了相对的拉伸力作用，使带箔5的上下层之间发生了滑移，最终减小了厚度。这种滑移减薄即有挤压减薄的效果，又有搓轧减薄的效果，相对于传统的挤压减薄，其板形更好，也更容易实现板形的控制。

由实施例3可知，本发明较好地解决了带箔5的卷曲变形问题，尤其重要的是，本发明的滑移减薄即有挤压减薄的效果，又有搓轧减薄的效果，而且使中性面稳定在带箔5的中层部位，从而保证了带箔5力学性能的均匀性。本发明突破了国家标准中对轧制中心线的严苛要求，真正工程化地实现了中性面的稳定性，解决了现有技术所不能够解决的技术难题。

在实施例3中，出口侧包覆弧降低了上工作辊1的转矩，但入口侧包覆弧增加了下工作辊2的转矩，造成上下工作辊驱动转矩的不同，这将增大轧机整体的能量消耗。为此，继续改进技术方案：

实施例4：

如图17所示，本实施例与实施例3不同的是，入口侧包覆弧和出口侧包覆弧都形成在下工作辊2上。由图18可知，入口侧包覆弧增加了下工作辊2的转矩，而出口侧包覆弧降低了下工作辊2的转矩，因此，施加在下工作辊2上的驱动转矩总体不变。

如图19所示，由于上工作辊1的辊径小于下工作辊2的辊径，入口侧包覆弧和出口侧包覆弧都形成在下工作辊2上，因此上工作辊1对带箔5的减薄作用是最大的。但是这种结构形式的缺点也是明显的：带箔5经下工作辊2轧制的一面，其板形较好；而带箔5经上工作辊1轧制的一面，其板形较差，影响带箔5的整体板形质量。此外由于叠加作用，上下工作辊对带箔5产生的单向卷曲变形比上述实施例中的都要大。

为了克服上述缺点，解决的办法是在每道次的轧制前，将带箔5翻面，然后再将带箔5送入辊缝内进行轧制。这样，能够通过翻面轧制消除带箔5在上道次轧制时产生的卷曲变形。翻面轧制与现有轧制不同的是，在相邻两道次的轧制中，上工作辊1和下工作辊2所轧压的带箔5的板面均不相同。为了保证带箔5上下板面性能的一致性，同样的，带箔5的总轧制道次设置为偶数次。

采用上述方法后，一方面平衡了上下工作辊的转矩，另一方面消除了带箔5在轧制时产生的卷曲变形。尤其值得注意的是，由于是翻面轧制，带箔5上下板面与上下工作辊的接触长度和受力都是相同的，因此意外地解决了带箔5上下板面明亮度不同的问题，这也是上述实施例中所不能够解决的问题。

在实施例1-4中，轧制带箔的厚度小，上下工作辊的辊径也较小，因此刚性差。为了增大上下工作辊的刚性，所述轧机为八辊轧机，如图20所示，通过支撑辊14和中间辊15来增大对上下工作辊的刚性支撑，其中，上下中间辊15为主动辊，与驱动装置连接。上下中间辊15具有相同的辊面线速度，上下中间辊15分别带动上下工作辊转动，使上下工作辊具有相同的辊面线速度。

未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种宽幅带箔轧制设备，包括轧机、机前调整辊组和机后调整辊组，机前调整辊组设置在轧机的入口侧，机后调整辊组设置在轧机的出口侧，所述轧机包括一对工作辊，其特征是：在一对工作辊中，某一工作辊的辊径大于另一工作辊的辊径；在机前调整辊组或机后调整辊组中，靠近轧机的调整辊，其辊径大于其余调整辊的辊径，且通过调整该辊径较大的调整辊的高度，使带箔包覆在辊径较大的工作辊的辊面上，形成入口侧包覆弧和出口侧包覆弧。

2.如权利要求1所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：所述包覆弧的包覆角为α，0°＜α≤90°。

3.如权利要求1所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：辊径较大的工作辊的辊径是辊径较小的工作辊辊径的1.5-5倍。

4.如权利要求1或3所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：辊径较小的工作辊的辊径为25-100mm。

5.如权利要求1所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：所述机前调整辊、所述机后调整辊，均由辊径较小的挤油辊和辊径较大的展平辊组合构成。

6.如权利要求5所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：所述展平辊的辊径是所述挤油辊辊径的1.5-3.5倍。

7.如权利要求6所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：所述挤油辊的辊径为30-90mm。

8.如权利要求5所述的一种宽幅带箔轧制设备，其特征是：所述挤油辊的数量为奇数个。

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