（材料加工工程专业论文）“11”热粗轧热精轧前、后滑数学模型开发应用.pdf

rfllllf1111 1 1 1 1 1 , 1 j i i ! r , r l l l l f i i i i 脚 y17 1 , 6 , , , , , 7 = w i r e j3,iii11t i i i 。 t h e d e v e l o p m e n t a n d a p p l i c a t i o no f f o r w a r d a n db a c k w a r dm a t h e m a t i c a lm o d e l i i l l “1 + 1 h o t r o u g h a n d f i n i s h i n gr o l l i n g b y x u g u i q u a n s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rd i n gh u a n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e2 0 0 9 东北大学硕士学位论丈 独创性声明 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中 取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表 或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 日 期： 缁砸 加、川 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 学位论文作者签名：沙彳爹剃导师签名：了蠕 签字日期：加o7 t 7 签字日期：哆z 东北大学硕士学位论文摘要 “1 + 1 热粗轧热精轧前、后滑数学模型开发应用 摘要 从广泛的意义来 兑，前滑、后滑现象是广义的纵变形，它是纵变形研究的基 本内容。在轧制过程中建立精确的前滑、后滑模型有利于更好地控制总变形过程。 在连轧过程中，张力是一个非常积极、活跃的工艺参数。在带有张力轧制时必须 建立精确的前滑、后滑模型，有利于控制堆铝和轧件拉断现象。另外轧辊圆周速 度的设定精度主要取决于前滑模型的预报精度，因此，轧制过程要求有较高精度 的前、后滑模型，这关系到速度设定的准确性和张力的稳定性。 本文针对中铝洛阳热轧厂现状，对该厂生产中出现的情况进行了研究分析， 对不同铝合金生产过程中采用激光测速仪来测定轧件的速度和轧辊速度，对精轧 和粗轧过程，分别开发出相应的前滑，后滑的数学模型，并通过人机交互的方式 采用西门子w i n c c 组态软件实现模型的应用。获得的主要研究成果如下： ( 1 ) 由秒流量恒定原理和前后滑定义，推导出前滑和后滑的关系，通过建 立压力模型，摩擦系数理论模型，中性角模型，变形抗力模型等，在遵循m i s e s 塑性条件下，根据d r e s d e n 公式和b l a n d & f o r d 单位压力模型建立了精轧的前后 滑关系的数学模型，同时根据f i n k 公式和西姆斯单位压力模型建立了粗轧的前 后滑关系的数学模型。将理论计算值和实测数据进行了比较，粗轧和精轧过程中 的理论计算值与实测值的误差分别小于1 2 和1 3 ，表明了所建立的粗轧和 精轧理论模型和实际粗轧和精轧过程能较好的吻合。 ( 2 ) 根据实测数据，考虑了轧件出口厚度、轧件变形程度、轧辊圆周速度、 摩擦系数、张力等相关因子，通过多元线性回归建立了统计模型。比较了各系铝 合会在精轧和粗轧的过程中前滑值的统计计算值与实测值，其误差不超过 1 3 ，模型的显著性系数r 值为接近于1 ，f 值均小于0 0 0 0 1 。统计计算值与 实测值能较好的吻合，表明了所建立的统计型模型和实际轧制过程中的前滑值能 较好的吻合。 ( 3 ) 通过w i n c c 实现模型的应用。在w i n c c 中，通过建立变量、编辑全 局脚本将模型编辑成程序的基础上创建了过程画面，采用触摸屏来实现过程可视 化，并通过w i n c c 与p l c 的通讯实现人机界面交互连接，可实现数学模型的应 东北大学硕士学位论文 用。 关键字：数学模型，自订滑，后滑，理论模型，统计 东北大学硕士学位文 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ff o r w a r da n d b a c k w a r dm a t h e m a t i c a lm o d e li n 。1 + 1 。h o tr o u g ha n d f i n i s h i n gr o l l i n gm i l l s a b s t r a c t f r o mab r o a ds e n s e ，t h ep h e n o m e n o no ff o r w a r ds l i pa n db a c k w a r ds l i p ，w h i c hi s t h eb a s i cc o n t e n to fl o n g i t u d i n a ld e f o r m a t i o n ，i sab r o a dl o n g i t u d i n a ld e f o r m a t i o n i n r o l l i n gp r o c e s si ti si nf a v o ro fc o n t r o l l i n gt h ep r o c e s so fl o n g i t u d i n a ld e f o r m a t i o nb y e s t a b l i s h i n gt h em a t h e m a t i cm o d e lo ff o r w a r ds l i pa n d b a c k w a r ds l i p t h et e n s i o ni sa v e r ya c t i v e ，p r o c e s sp a r a m e t e ri nr o l l i n gp r o c e s s i ti si nf a v o ro fc o n t r o l l i n gt h e p h e n o m e n o no fp i l e - u pa c c i d e n ta n dd r a w i n ga n db r e a k i n gt h ew o r k p i e c et oe s t a b l i s h a c c u r a t em o d e lo ff o r w a r ds l i pa n db a c k w a r ds l i pw h e nt h er o l l i n gp r o c e s si sw i t h t e n s i o n a n di ti su pt ot h ef o r e c a s ta c c u r a c yo ff o r w a r ds l i pm o d e lt os e ta c c u r a c yo f t h ec i r c u l a rv e l o c i t yo fr o l l t h e r e f o r e ，t h ea c c u r a c yo fc i r c u l a rv e l o c i t ya n dt h e s t a b i l i t yo ft e n s i o nd e c i d et ot h ea c c u r a c yo ft h em a t h e m a t i cm o d e lo ff o r w a r da n d b a c k w a r d i nt h i sp a p e r , a c c o r d i n gt ot h es t a t u sq u oo fc h i n a l c oi nl u o y a n gh o tr o l l i n g p l a n t ，w er e s e a r c ha n da n a l y s i st h ei s s u ea p p e a r e di np r o d u c t i o np r o c e s sa n du s et h e l a s e rv e l o c i m e t e rt om e a s u r et h es p e e do fw o r k p i e c ea n dr o l l i nr o l l i n gp r o c e s so f d i f f e r e n ta l u m i n u ma l l o y s s ow ed e v e l o pt h em a t h e m a t i cm o d e lo ff o r w a r ds l i pa n d b a c k w a r ds l i ps e p a r a t e l y , a n dt h r o u g ht h eh m i ( h u m a nm a c h i n ei n t e r f a c e ) a p p l yt h e m o d e lb yt h ec o n f i g u r a t i o ns o f t w a r ew i n c co fs i e m e n s t h em a i nr e s e a r c hr e s u l t s o b t a i n e da r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) i t si na c c o r d a n c ew i t ht h ep r i n c i p l eo fm a s sf l o wi nr o l l i n gp r o c e s sa n d d e f i n i t i o no ff o r w a r ds l i pa n db a c k w a r ds l i pt h a td e r i v i n gr e l a t i o n s h i po ff o r w a r ds l i p a n db a c k w a r ds l i p a n di nc o m p l y i n gw i t ht h el a w so fm i s e sp l a s t i c i t yc o n d i t i o n st h e m a t h e m a t i cm o d e lo ff i n i s hr o l l i n ga r ee s t a b l i s h e da c c o r d i n gt od r e s d e nf o r m u l aa n d t h em o d e lo fb l a n d & f o r du n i t p r e s s u r em o d e lt h r o u g ht h ee s t a b l i s h m e n to ft h e p r e s s u r em o d e l ，t h ef r i c t i o nt h e o r ym o d e l ，t h en e u t r a la n g l em o d e l ，d e f o r m a t i o n 1 v 东北大学硕士学位文 a b s 廿a c t r e s i s t a n c em o d e la n ds of o r t h m e a n w h i l e ，t h er o u g hr o l l i n gm o d e li se s t a b l i s h e d a c c o r d i n gt of i n kf o r m u l aa n ds i m su n i tp r e s s u r em o d e l t h ec o m p a r i s o no ft h e o r e t i c v a l u ea n dm e a s u r e dd a t av e r i f i e st h a tt h ee r r o r sa r en om o r et h a n 12 a n d 13 s oi tc a ns h o wt h a tt h ee r r o ro ft h e o r e t i cm a t h e m a t i c a lm o d e l sf o r w a r ds l i pa n d b a c k w a r ds l i pi si nt h ea l l o w e ds c o p e ( 2 ) a c c o r d i n g t ot h em e a s u r e dd a t a w ec a ng e tt h es t a t i s t i cm o d e l sb yt h ew a y o fm u l t i p l el i n e a rr e g r e s s i o na n dt h ee x i tt h i c k n e s so fr o l l i n gw o r k p i e c e ，d e g r e eo f d e f o r m a t i o no fr o l l i n gw o r k p i e c ea n dc i r c u l a rv e l o c i t yo fr o l la r ec o n s i d e r e d t h e c o m p a r i s o no fs t a t i s t i cv a l u ea n dm e a s u r e dd a t av e r i f i e st h a tt h ee r r o r sa r en om o r e t h a n + 13 ，t h em o d e l s s i g n i f i c a n tf a c t o rr - v a l u e sa r ea l la b o u t1 ，a n df v a l u e sa r e a l ln om o r et h a n0 0 0 01 s ot h e s ef a c t o r sc a ns h o wt h a tt h ec o r r e c t n e s sa n da c c u r a c y o ff o r w a r ds l i pa n db a c k w a r ds l i ps t a t i s t i cm a t h e m a t i c a lm o d e l s ( 3 ) t h em a t h e m a t i cm o d e li sa p p l i e db yt h ec o n f i g u r a t i o ns o f t w a r ew i n c c t h r o u g he s t a b l i s h i n gt h eg l o b a ls c r i p tv a r i a b l e st oe d i tt h em o d e l sa n de s t a b l i s h i n gt h e p r o c e s sc o n f i g u r a b l eg r a p h i c s ，i tw i l lr e a l i z ep r o c e s sv i s u a l i z a t i o nt h r o u g hw i n c ci n t o u c hs c r e e n a n di tw i l lr e a l i z ed a t ae x c h a n g ew h e nw i n c cc o n n e c t sw i t hp l c t h u st h ea p p l i c a t i o no fm a t h e m a t i c a lm o d e l si sr e a l i z e dt h ea p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：m a t h e m a t i c a lm o d e l ，f o r w a r ds l i p ，b a c k w a r ds l i p ，t h e o r e t i c a lm o d e l ， s t a t i s t i c a lm o d e l ，w i n c c ，p l c v 东北大学硕士学位文 目录 目录 独创性声明i 摘要一i i a b s t r a c t 目录v i 第一章绪论1 1 1 铝工业概况1 1 1 1 国内外铝加工业的发展现状1 1 1 2 我国铝加工业的发展水平及其与世界先进水平的主要差距2 1 1 3 我国铝轧制工业与国际先进水平的主要差距3 1 1 3 1 企业规模与现代化水平3 1 1 3 2 工艺装备及设计制造能力5 1 1 3 3生产工艺与轧制技术。8 1 2 我国铝轧制设备普遍存在的问题与分析9 1 3 轧制过程中的数学模型10 1 3 1数学模型的特点1 0 1 3 2 数学模型的类型10 1 3 2 1基础理论模型或机理模型1o 1 3 2 2 统计模型l l 1 3 2 3理论统计模型1l 1 3 3前滑后滑数学模型建立和应用的基本方法和步骤1 1 1 3 3 1 前滑后滑理论模型的建立的基本方法和步骤1 1 1 3 3 2 统计模型的建立的基本方法和步骤1 1 1 4 本课题研究的背景与意义1 2 1 4 1 生产现场的基本概况1 2 东北大学硕士学位文目最 1 4 1 1设备情况12 1 4 1 2 产品规格和轧制道次1 3 1 4 2工艺过程13 1 4 2 1几个概念1 3 1 4 2 2 上料及轧制准备1 4 1 4 2 3 粗轧机的单道次轧制1 4 1 4 2 4 粗轧机双道次轧制1 4 1 4 2 5 重型液压切头剪工作15 1 4 2 6 粗轧机两端轻型切头剪工作15 1 4 2 7 精轧机及卷取机、圆盘机和卸卷装置工作1 6 1 4 3生产过程中的问题与分析1 6 1 4 3 1出现的问题1 6 1 4 3 2问题出现的原因1 7 1 4 4 研究的目的与内容1 8 第二章统计模型1 9 2 1统计模型建立的基础1 9 2 1 1 前滑和后滑1 9 2 2 线性回归的计算方法2 l 2 2 1一元线性回归的计算方法2 1 2 2 2 二元线性回归的计算2 2 2 3 多元线性回归模型2 4 2 3 1多元线性回归的计算方法2 4 2 3 2 多元线性回归的估计2 5 2 3 2 1回归系数的估计2 5 2 3 2 2 最小二乘法2 5 2 3 3 显著性检验2 6 2 3 3 1回归系数的显著性检验2 6 2 3 3 2 回归方程的显著性检验2 6 2 3 4 复相关系数2 7 东北大学硕士学位文目录 2 4 统计模型的建立与实测值的比较2 8 2 4 1l 系铝合会的半h 轧统计模型2 8 2 4 23 系铝合金的粗轧统计模型2 9 2 4 35 系铝合金的粗轧统计模型2 9 2 4 46 系铝合金的粗轧统计模型3 0 2 4 58 系铝合余的粗轧统计模型3 1 2 4 6 铝合金的精轧统计模型3 2 2 5 本章小结3 3 第三章理论模型3 5 3 1精轧前滑模型的建立3 5 3 1 1 d r e s d e n 公式3 5 3 1 2 中性角的模型3 7 3 1 3 摩擦系数的模型3 8 3 1 4 轧件的平面变形抗力的计算4 1 3 2 粗轧前滑的理论模型4 1 3 2 1 单位宽度上轧制压力的模型4 3 3 2 1 1 平面变形抗力的理论模型4 3 3 2 1 2 变形区长度的理论模型4 3 3 2 2 平均单位压力的模型4 4 3 2 3 粗轧过程摩擦系数模型4 5 3 3 前滑理论模型与实测值的比较4 5 3 4 前滑后滑的影响因素4 7 3 4 1 变形程度的影响4 7 3 4 2 轧辊直径的影响4 8 3 4 3 前张力的影响4 9 3 4 4 后张力的影响5 0 3 4 5 摩擦系数的影响5 1 3 4 6 轧辊辊速的影响5 3 3 5 本章小结5 4 东北大学硕士学位文 目录 第四章数学模型的应用5 7 4 1 人机界面简介5 7 4 1 1 人机界面的概念5 7 4 1 2 人工界面工作的原理5 7 4 2 组态软件西门子w i n c c 在工业中的应用5 9 4 2 1 西门子w i n c c 简介5 9 4 2 2w i n c c 的特点6 0 4 3 数学模型在w i n c c 的应用过程6 l 4 3 1建立项目6 1 4 3 2 创建结构变量6 2 4 3 2 1创建内部变量6 2 4 3 2 2 建立外部变量6 3 4 3 2 3创建c 脚本程序：6 4 4 3 3 创建过程画面6 7 4 4w i n c c 与p l c 的通讯7 1 4 4 1 创建站与自动化系统的物理连接7 2 4 4 2 添加驱动程序7 2 4 4 3p r o f i b u s 通道单元建立w i n c c 和p l c 通讯7 3 4 4 3 1 硬件组态7 3 4 4 3 2 在w i n c c 站的p c 设置参数7 4 第五章结论7 7 参考文献7 9 致谢8 3 i x 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 铝工业概况 自1 9 9 0 年以来，全球铝工业进入了一个崭新的发展时期。随着科学技术的 进步和经济的飞速发展。在全球经济一体化与大力提高投资回报率的经营思想推 动下，世界铝工业一方面加大了结构调整力度，另一方面丌展了一场向科技研发 大进军的热潮，以求更合理更均衡地利用与配置资源，不断扩大铝工业的规模， 增加铝产品的品种与规格，提高产品的科技含量并拓展其应用范围，大幅度降低 能源消耗和污染物排放，大幅度降低成本，提高经济效益，扩大铝材替代钢材的应 用领域。2 0 0 6 年世界铝产量达3 5 0 0 万吨年以上，并以5 左右的速度递增，估 计到2 0 2 0 年铝的产量会翻一番，达到6 8 0 0 万吨年以上。2 0 0 6 年世界铝材产量 达2 8 8 0 万吨年并以6 左右的速度递增，估计到2 0 2 0 年铝材的产消量可能超 5 5 0 0 万吨年。增加产量和品种、调整产品结构、扩大在交通运输工具及其他方 面的应用等是现代世界铝及铝加工业发展的重要特征【1 3 1 。 1 1 1国内外铝加工业的发展现状 近二十年来，铝加工产业发展十分迅猛，成为很多国家和地区的支柱产业之 一。世界铝及铝加工产业发展已具有相当规模，而我国铝加工技术还相对落后， 总产量较高，但是人均量低。2 0 0 6 年世界与中国的铝产量( 原铝+ 再生铝) 和铝加 工材的产、消量情况见表1 1 【3 川。 由表1 1 可知：世界铝及铝加工业已具有相当规模，中国已成为铝业大国。 但还不是铝业强国，而且产品的结构比例仍不够合理，铝板、带材的产量和品种 仍落后于发达国家，特别是铝和铝材的年人，均消耗量仍然低于世界水平，需要 加大产业结构和产品结构的调整。中国铝工业的年增长速度大大高于世界各国， 在不久的将来一定会赶上世界先进水平。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 表1 12 0 0 6 年世界与中国铝及铝加i ：材产销情况( 单位，万吨年) t a b a l e1 1t h ep r o d u c t i o na n ds a l e so fa l u m i n u ma n dw r o u g h ta l u m i n i u mp r o d u c t so ft h ew o r l d a n dc h i n ai n2 0 0 6 ( u n i t ，w t a ) 1 1 2 我国铝加工业的发展水平及其与世界先进水平的主要差距 我国铝加工业近年来有了很大的发展，但与世界先进水平相比仍有较明显的 差距，见表1 2 所示。 由表1 2 可知，我国铝加工业的生产规模较小，生产集中度低，总体水平和 档次都不太高；产品品种不全，产品质量不高；产业和产品结构不甚合理。资源 配置不太合理，能耗和资源浪费较大；环境保护较差，循环经济发展尚不充分； 产业的整体综合技术水平低，基础研究、科技创新及自主开发能力弱，工艺技术、 装备水平及技术改造能力较低：综合技术经济指标不高，生产效率较低经济效益 不高，与国际先进水平尚有一定的差距【】。 表1 2 我国铝加：i = 业发展水平及与国际先进水平的对比 t a b l e1 2t h ec o n t r a s to ft h ed e v e l o p m e n tl e v e lo fc h i n a sa l u m i n u mf a b r i c a t i o ni n d u s t r y w i t ht h ei n t e r n a t i o n a la d v a n c e dl e v e l 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 3 我国铝轧制工业与国际先进水平的主要差距 铝加工业是一个涉及面很广的产业，下面重点讨论我国铝及铝合金轧制产品 的生产与技术发展水平及其与国际先进水平的主要差距【1 肚1 n 。 1 1 3 1 企业规模与现代化水平 目前：全世界共有铝板、带、箔生产企业约7 0 0 个( 其中：中国3 5 0 多个， 占总数的5 0 以上) ，总生产能力2 4 0 0 万吨年( 其中：中国约4 0 7 万吨年，仅占 总量的1 6 ) ；铝板带厂4 5 个( 中国2 2 0 个，约占4 8 ) ，生产能力约2 0 0 0 w t ( 中 国约3 2 0 万吨年，约占1 6 ) ；铝箔厂约2 5 8 个( 中国1 3 0 个，占5 0 左右) ，产能 2 2 0 万吨年( 中国8 7 万吨年，占4 0 左右) 。世界铝板带箔工厂的年平均产能为 3 5 万吨年，而中国工厂的年平均产能仅为1 1 6 万吨年，不到世界年平均产能 的1 3 。如果与美国、德国、同本、俄国等相比，则差距更大。例o i l ：美国的铝 板、带、箔生产企业仅5 0 家，年产能达5 7 2 7 万吨年，平均年产能约为1 1 5 力- 吨年，是我国的1 0 倍以上。目前中国产能最大的西南铝业( 集团) 有限责任公司 东北大学硕士学位论文第一章绪论 的锚板带箔的生产能力为3 0 力吨年左右，而美国的n o v e l 公司l o g a n 轧制厂和 德国的a l u n o r f 工厂的铝板带生产能力均在7 0 万吨年以上。中国铝箔厂1 3 0 家，平均年产能仅o 6 万吨年，而美国、德国、意大利的铝箔生产企业分别为 2 1 家、4 家、5 家，年均产能分别达3 万吨年、1 1 3 万吨年、5 7 6 万吨年， 可见企业规模差距甚大。表1 3 、表1 4 分别为世界部分铝板带、箔材生产企业 的产能规模。 表1 3 世界部分铝板带材生产企业的产能规模 t a b l e1 3t h es c a l eo fs o m ep a r t so fa l u m i n i u ms h e e ts t r i pe n t e r p r i s e so ft h ew o r l d 勿 寰 国家企业名称生产能力w t a - 1 伙 l 美国诺威力铝业公司洛根轧制厂 7 0 2 德国海德鲁铝业公司诺伊斯市阿卢诺夫铝业公司 7 0 3 美国美国铝业公司田纳两州轧制厂 5 7 4法国 加拿大铝业公司新布里萨克g l $ , j 厂 5 5 5 俄罗俄国铝业公司萨马拉冶金公司 4 5 6韩国 诺威力铝业公司荣州市诺威力大韩铝业公司 4 5 7美国威斯合金l l 公司拉巴马州轧制厂4 2 8 德国海德鲁铝业公司格雷芬布罗伊市轧制厂 4 2 9 巴西诺威力铝业公司圣保罗市轧制厂 3 6 1 0 美国美铝公司印地安纳州瓦威克轧制厂 3 5 1 1 日本神户钢铁公司枥术县真州s l $ j 厂 3 2 1 2 日本住友轻金属公司爱知县轧制厂 3 2 1 3 英国加铝公司纽波特市轧制厂 3 0 1 4 韩国诺威力铝业公司轧制厂 2 7 1 5 中国 西南铝业( 集团) 有限责任公司轧制厂 2 7 1 6 中国中铝河南铝业有限公司 2 5 1 7 中国河南巩义市明泰铝业有限公司 2 2 表1 4 世界部分铝箔生产企业的产能规模 t a b l e1 3t h es c a l eo fs o m ep a r t so fa l u m i n u mf o i le n t e r p r i s e so ft h ew o r l d 匆 2 国家企业名称生产能力州a 1 从 l 德国海德鲁铝业公司格雷芬布罗伊希轧制厂 2 2 2 美国美铝公司里土满铝箔厂 9 4 3 美国美铝公司路易丝维尔铝箔厂 7 3 4 中国厦顺铝箔有限公司 6 5 5 中国华北铝业有限公司 6 0 其次产业链不完整，资源配置和利用、产业结构和产品结构等不甚合理。能 缸 东北大学硕士学位论文第一章绪论 耗大、污染重、循环经济发展不充分，未形成若干从矿山一氧化铝一电解铝一铝 加工一深加工的大型综合性轧制集团公司。虽然中困铝业公司也属于世界九大跨 国公司之一，但在铝板带箔的产量、销售、经营等方面仍与a l c o a 、a l c a n 、p e c h i n e y 、 v a w 等公司有一定的差距。 最后就是中国虽然已建成了若干现代化的大型铝板、带、箔生产企业，但从 整体来看：无论是工艺装备、机械化、自动化水平、技术丌发与创新能力、人材 素质经营水平和赢利水平以及信息化现代化管理及国际竞争力等方面均与国际 先进企业有较大的差距。 1 1 3 2 工艺装备及设计制造能力 我国铝轧制设备虽多，但主机装配水平相对落后，辅机配套不全，技术更新 周期长。2 0 世纪3 0 - - - 4 0 年代到5 0 6 0 年代的二人转轧机及落后的配套设备仍为 数不少。虽然近十几年来引进了一批具有国际先进水平的热轧机( 热连轧机) 、高 速冷轧机、宽幅铝箔轧机、熔铸设备、热处理炉及精整机组；但从整体来看：不 论在设备能力、装机水平、液压和电控系统方面，还是在配套水平方面，都与世 界先进水平存在较大的差距。表1 5 表1 7 分别列出了部分世界先进的热轧、冷 轧和箔轧机组【i i 】。 表1 5 世界1 0 大铝板带热轧生产线 t a b l e1 5t h et o pt e nt h eo f a l u m i n u ms h e e th o tr o l l i n gl i n e si nt h ew o r l d 东北大学硕士学位论文第一章绪论 表1 6l i t 界部分人型高速6 辊冷轧机发冷迮轧生产线 t a b l e1 6s o m ep a n so fl a r g e s c a l ea n dh i g h - s p e e d6 - h i g hc o l dr o l l i n gm i l la n dc o l dc o n t i n u o u s r o l l i n gl i n e si nt h ew o r l d 6 辊单机架4 辊多机架冷连轧线条 n o国家 冷轧机台3 机架5 机架6 机架 l美国l 441 2德国3 2 - 一 3中国8 一一 4 日本 6 - 5俄国 11 6德国 1 - 7英国 1一 - 8加拿大 1 - 9比利时 1 一 1 0 英国 1 - 表1 7 国外部分辊面宽度人丁2 0 0 0 m m 的铝箔轧机 t a b l e1 7s o m ep a r t so fa l u m i n u mf o i lr o l l i n gm i l l si nt h ew o r l dw h o s er o l ls u r f a c ew i d t ha r e m o r et h a n2 0 0 0m i l l i m e t e r s 企业名称辊面宽度m m轧机数量 德国g r e n b r o i c h 铝箔厂 2 2 0 0 4 s n l i s b u r g 铝箔厂 2 0 0 0 加拿大铝业公司t e r r e h a u t e 铝箔厂 2 1 0 0 2 l 目前我国的轧制设备和国际先进生产水平相差还比较大，下面做一下简单比 较： a 、在热轧方面，国际上的先进的设备具有辊宽2 0 0 0 m m 以上，最宽达 5 5 8 0 m m ，z f l 钼j 速度6 1 0 m s ，最大锭重3 0 t 。轧制参数计算机控制、液压压下、 a g c 、温度控制、凸度控制、正负弯辊、x 线测厚、激光对中、c v c 辊等。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 而国内先进的生产设备是辊宽2 0 0 0m i l l 以上：最宽2 8 0 0m m 。轧制速度 4 m s ，锭重2 7 t 。操作过程计算机控制、电动压下、x 射线自动测厚等。一般的 水平为辊宽1 3 0 0 m m 以下，轧制速度1 5 2 o m s ，卷重1 5 4 5 t 。电动压下，人工 控制各种轧制参数。甚至还有辊宽1 3 0 0 m m 以下，大多数在1 0 0 0 m m 以下，轧 制速度o 5 m s 左右，卷重5 0 k g 左右。电动或手动压下，人工操作。 b 、在冷轧方面国际上先进的生产水平以达到辊宽2 0 0 0 m m 以上，最宽板材 达3 5 0 0 m m ，最高轧制速度4 0 m s 。轧制参数计算机控制，具a g c 、a f c 、f 负 弯辊、x 射线测厚、e p c 对中、c v c 辊等。全油润滑、轧辊分段冷却、二氧化 碳自动灭火。 我国的先进的生产水平达到辊宽1 8 0 0 m m 以上，最宽2 3 5 0 m m ，最高轧制速 度2 5 m s ，最大卷重2 5 t 。控制手段基本与国际先进水平相当。但是大多说生产 维持在辊宽1 4 0 0 m m 以上，最高轧制速度1 0 5 m s ，最大卷重7 t 。没有板形辊， 其他控制手段已具备。 c 、在铝箔轧制生产方面的世界先进水平达到辊宽2 0 0 0 m r n 以上，铝箔最宽 达2 5 0 0 m m ，最高轧制速度4 0 m s ，最大卷重2 7 t ，轧制参数计算机控制，配置有 a g c 、a f c 、正负弯辊、x 射线测厚、e p c 对中、c v c 辊等。全油润滑、轧辊 分段冷却、二氧化碳自动灭火等。国内先进的水平达到辊宽1 8 5 0 2 0 0 0 m m 以上， 铝箔最宽达1 8 5 0 m m ，轧制速度达3 3 m s 左右，最大卷重1 6 t 。液压压下、液压 弯辊、a g c 、a f c 、轧辊分段冷却、全油润滑、二氧化碳自动灭火、速度最佳化 等。一般的生产厂则是辊宽1 4 0 0 1 7 0 0 m m 左右，最高轧制速度1 0 5 m s ，最大卷 重7 t 。与先进水平相比，没有板形辊，其他控制手段已都具备。可以看出我国铝 箔生产大多与国际先进生产水平有很大差距。 d 、在铸轧方面国际先进生产水平达到拥有辊宽2 0 0 0 m m 以上、最宽2 5 0 0 m m 的超级和超薄高速辊式铸轧机，带坯厚度1 1 5 m m ，轧速8 - 2 5 m m i n ，全线自动 控制。国内先进的生产水平为辊宽2 0 0 0 m m 以上，最宽达2 3 0 0 m m ，带坯厚度 3 - 8 m m ，轧速2 4 5 m m i n ，可进行自动化控制。与国际上先进生产水平尚且有一 段差距，而一般的生产水平仅为辊宽1 8 0 0 m m 左右，带坯厚度5 1 0 m m ，卷重1 2 t ， 轧速2 - 3 m m i n ，部分自动控制。还有很多维持在辊宽1 4 0 0 m m 以下，带坯厚度 7 1 2 m m 卷重小于5 t ，轧速l m m i n 以下，部分自动控制。这与国际先进的生产 东北大学硕士学位论文第一章绪论 水平差距甚大。 上述为国内外轧制设备装机水平比较。可以看出：我国板带箔生产设备，无 论在规格、生产能力方面，还是在机械化水平、自动化水平、产品质量监控等方 面，都与国际先进水平有很大的差距。 1 1 3 3生产工艺与轧制技术 经过几十年的不断发展，目前世界工业发达国家的生产技术及装备已达到了 相当高的水平，一些成熟的先进技术、加工设备、检测手段在铝板带箔材生产的 各个环节得到了应用；主要体现在以下几个方耐1 2 】： 熔炼炉的热效率大为提高，普遍达到7 5 以上，最高的达8 5 以上，正 在发展节能、环保型熔铝炉； 出现了熔炼一铸造一锯切一运输一体化的自动生产线； 熔体质量控制达到了很高的水平，在线式测氢仪得到了应用；开发了新 型电磁搅拌系统及熔体净化、细化装置； 板带轧制厂的运输实现了a 1 v 化； 铣面粗糙度可小于5l am ； 轧制工艺过程参数