防止铝带轧制系统粘连（物场分析知识库类比）

机电（机械）技术创新创业实务案例防止铝带轧制系统粘连一、项目选取二、问题背景和描述

铝带生产通常采用双辊铸轧工艺。该工艺将常规的铸、轧合二为一，铸造后的铝带坯进入轧制系统，铝带与轧辊表面直接接触，在轧制过程中，铝带与轧辊容易粘连，从而影响铝带表面质量，粘连严重时，甚至使生产中断。

1问题的背景1问题的背景铝带的入轧厚度为11-13mm，入轧温度约为390℃；轧出厚度为7.5mm，温度约为210℃。右图为双棍铸轧工艺示意图1、铝熔体2、铸轧辊3、喷射装置4、铝铸轧板二、问题背景和描述（1）现有技术系统的功能2问题的描述问题所在技术系统为：该技术系统的功能为：实现该功能的约束有：铝带轧制系统将铝带坯轧制成薄铝带降低轧辊表面温度，提高轧制速度，轧制出表面质量光滑的铝带二、问题背景和描述（2）现有技术系统的工作原理2问题的描述本系统采用倾斜式铸轧机生产铝带，轧辊内部通过循环水冷却，使轧辊表面温度低于75℃，主电动机带动上、下轧辊以930mm/min转动，铝带坯进入轧辊间，通过轧辊转动对铝带实施挤压作用，轧出的铝带经过支撑轴到卷绕机卷制成铝带卷。231541结晶器2上轧辊3下轧辊

4支撑辊5铝带卷二、问题背景和描述（3）当前技术系统存在的问题及出现的条件问题条件铝在铁（轧辊）中有较大的固溶度(高达22%),热轧过程中,由于温度高、压力大，使得金属内原子扩散速度快，再结晶动力过程充分进行，铝对钢轧辊有较大的粘结力,造成铝带与轧辊粘连。当轧机轧制速度过快时，轧辊大量吸收铝带热量，表面温度会迅速升高，此时，轧辊表面容易和铝带粘连。2问题的描述二、问题背景和描述（4）现有解决方案及其缺点方案缺点2问题的描述采用乙炔气和天然气混合气体燃烧喷涂轧辊表面，在轧辊的表面形成一层均匀的碳膜润滑层，碳膜层隔离了铝液与轧辊的直接接触，同时轧辊表面温度要低于75℃，防止轧辊与铝带的粘连。(1)轧辊表面火焰喷涂方法可以提高铝带表面质量，但同时增加了能耗，使轧辊表面温度升高；(2)当轧制速度加快，轧辊吸收铝带热量多，温升高，容易粘连铝带。二、问题背景和描述（5）对于新系统的要求2问题的描述技术系统能够高速轧制铝带，轧辊与铝带不粘连，轧制顺畅。二、问题背景和描述三、问题分析1、应用功能分析方法确定问题产生的原因：工程系统系统组件超系统组件铝带轧制系统轧辊轧辊支架冷却水支撑辊空气铝带冷却泵电机卷带机231541结晶器2上轧辊3下轧辊

4支撑辊5铝带卷首先确定系统的组件三、问题分析1、应用功能分析方法确定问题产生的原因：建立已有系统的功能模型挤压支撑加热冷却冷却粘连支撑输送驱动冷却轧辊支架冷却水

轧辊支撑辊

铝带冷却泵电机空气卷带机元件制品超系统期望（标准）作用不足作用过度作用有害作用通过功能分析，确定轧辊和铝带之间存在不足和有害作用。四、问题求解工具一：物质-场分析及76个标准解①建立问题的物质-场模型；S2S1FMeS1：铝带S2：轧辊FMe：机械场S1S2物质：场的作用：期望（标准）作用不足作用有害作用四、问题求解工具一：物质-场分析及76个标准解根据所建问题的物质-场模型，应用标准解解决流程，从第1类标准解中找到1.2.1（No.9）：引入便宜和廉价的物质。在S1和S2之间引入S3从而消除有害作用。

方案1：依据No.9（引入S3消除有害作用）标准解，得到问题的解如下:S1S2FMeS3S3：润滑隔离层由于铁和铝固溶性好，因此轧制时，在轧辊表面喷涂润滑油，隔离铝和铁直接接触，同时又可以吸收轧辊表面热量，降低轧辊表面温度，实现轧辊与铝带不粘连。改进之后的物质-场模型四、问题求解工具二：知识库类比查询通过专利检索进行关键词：粘铝公开（公告）号:

CN104531266A标题：标题：一种含铝金属热轧轧制油专利原理：该含铝金属热轧轧制油加入水中，能形成稳定的乳液，该乳液在轧制纯铝或铝合金材料时，具有良好的高温润滑性能，消除传统铝热轧轧制油粘铝表面的缺陷，赋予纯铝或铝合金优异的表面质量，利于环保和提高经济效益。方案2：在轧辊表面喷涂一种含铝金属热轧轧制油五、解决方案

根据TRIZ工具分析，结合工程实际情况，最终选定