基于在鋁箔軋機制造方面的豐富經驗,最近,世界著名的鋁箔軋機制造商vai公司開發了解決鋁箔軋機穿帶和卷取問題的工藝技術。最新的vaifoil軋機設計可顯著提高成品率、產量和生產效率。這種新技術不僅針對vai制造的新軋機,而且對許多現有軋機也可采用這項最新技術進行更新改造。
當前,鋁箔軋機向高速、寬幅、大卷重方向發展的趨勢正在逐漸更新原來的軋機設計理念,特別是在軋機速度和生產效率方面。因此,對新的高性能鋁箔軋機的挑戰也就是解決這些問題,并提高軋機性能的極限參數。
vai的vantage工藝控制系統對箔材的板形和厚度公差設定了一個標準,這套系統的成功之處,在于它很大程度解決了產品質量因素對軋機的速度和產量的限制,而將重點轉移到機械部件上,如熨平輥、帶材干燥系統、箔材喂料系統。vai在家用鋁箔深加工工藝和設計技術的基礎上,研制了上述關鍵部件的成熟設計技術,包含在從vaifoil的技術套裝軟件中。
熨平輥隨著鋁箔軋制速度的提高,在鋁箔卷取過程中,由于空氣進入導致卷材迭縮和松卷,增加了生產損耗和下步加工的難度。為避免出現上述現象,通常的做法是限制帶材的軋制速度,結果使軋機的生產能力不能充分發揮。
為解決這個問題,vai分析了卷曲熨平的工藝過程,找出關鍵因素。vaifoil的設計包括一套動平衡特性良好、低慣性的中空熨平輥、油氣潤滑輥軸承和人工控制裝置。這中間就出現了三個特別需要考慮的因素:———熨平輥在卷材上的位置;———如何保持恒定的熨平壓力;———熨平輥表面包覆材料。
關于熨平輥的位置,主要要求在卷取過程中能使輥與箔材的接觸面恰好維持在箔材與卷筒的切點之后,這樣才能正確保證熨平輥能有效地擠出空氣。通過充分周密考慮設計帶卷輥的相對位置,避免操作手接觸進出口側的危險,vai的設計成功地滿足了這一要求。
熨平壓力的精確控制,對成品卷的質量是相當重要的。對于這一點,vai開發了由伺服閥系統和控制演算法組成的套裝軟件,并將其集成了van-tage系統。操作側和驅動側兩邊的獨立閉環控制系統和足夠的氣缸壓力,保證恒定的熨平壓力。
影響熨平輥性能的另一個關鍵因素,是熨平輥表面采用的包覆材料。對該材料要求耐軋制油的蝕性,有合適的表面硬度以避免碰傷,有一定的減震作用和吸住箔材的能力。鋼輥對于厚規格的帶材卷取比較有利,劣質的包覆材料可迅速壓平并減小卷材上的壓痕,然而,這種輥子振動程度高,噪音較大。與其相比,聚氨酯對帶材有一定的吸引力,還具有一定的減震效果。從大多數的鋁箔軋機應用效果來看,除了專門用于厚規模的產品生產的軋機采用鋼輥比較有益之外,vai一般推薦采用包膠輥。在大多數情況下,由于軋機設計生產的規格范圍比較寬,還是應該考慮鋼輥和包膠輥能互換。
帶材干燥系統除去軋制后帶材表面的殘余冷卻液,保證其表面清潔干燥,是衡量帶材品質的一個重要指標,這對提高帶材的成品率及產量都有很重要的意義。測試表明,帶材在離開輥縫時表面是非常干燥的。因此,vai'saluvancestrip的帶材干燥系統更注重如何防止冷卻液污染后再去清除它。基于這個思路,這套aluvance系統綜合各方因素提供了一套完整的干燥系統。
支撐輥清輥器:可阻止軋輥入口側冷卻液隨著支撐輥的方向轉帶到出口側。在軋機出口和入口側的上、下部均設置了擋板,它通過壓靠在支撐輥輥面的一個“衛板”來實現。衛板安置在上、下支撐輥軸承座之間,并可通過一個轉軸轉動。該裝置允許線外準確的調整,并可用測力儀來精確設定衛板的壓緊力,以確保最優的清刷效果和較長的衛板使用壽命。清輥器還可幫助清理碎片。
吹掃噴嘴:設置在軋機的出口側,正對著上工作輥和上支撐輥與工作輥的輥縫,可產生一個橫向氣流,有效地把軋制油吹向軋機兩側。特別選擇“十字”噴嘴用于輥間區域,選擇兩排扁平噴嘴用于工作輥,噴嘴的噴射效果取決于正確的角度設置和氣流流速,上述的這些參數都是靠經驗取得。所有的噴嘴裝置都固定于軸承座上,有利于離線調整,空氣通過上工作輥的軸承座自動連接裝置進入噴嘴。
軋機防濺板:防止冷卻液帶出的最簡單裝置,是獲得帶材表面最大程度干燥的可靠保證。出口側防濺板用插銷固定在帶材的上方,易于迅速移開,在軋機維護和碎屑清理時,設置于輥頸處的擋油簾可以減少超出帶材寬度之外的輥間潤滑油的流出,上部清輥器上的輔助防油板保證由清輥器除去的冷卻液不會在清輥器上流失。帶材上部所有的防濺板都有一定角度傾斜,而且上面有一些適當的流槽,可以將冷卻液聚在一起沿流槽流到軋機兩側(帶材的外端)。
優化噴射控制:這并不是aluvance帶材干燥系統的直接組成,而是減少整個軋機帶出的冷卻液數量的重要因素。簡而言之,冷卻液用的越少,帶材表面越易控制。vai對工作輥冷卻機制的分析表明,噴射區域面積的大小對冷卻效果最為重要。它的作用效果高出冷卻液流速的10倍。因此,vai豐富的加工經驗說明優化噴射方式,選擇合適的噴嘴,可以明顯降低冷卻液流量,同時又不影響冷卻效果和箔材的板形。
箔材穿帶系統最大限度的增加工作時間,對達到產量目標是非常重要的。這其中有一個非常關鍵的因素就是如何降低穿帶時間。由于帶材寬度增加,穿帶的難度隨之增大,特別是薄規格箔材的穿帶。在vaifoil設計的技術方案中,對于厚度在0.7mm以下的所有箔材的軋制過程,vai開發了一套箔材喂料系統,即在軋機出口側設置浮動平臺,簡化和加快穿帶過程。
在設置張緊輥的同時,箔材喂料系統在厚規格箔材(厚度>0.1mm)穿帶時采用吸盤夾送帶材,而對小于0.1mm的薄規格箔材采用vai的“blownwing”裝置送料穿帶。
blownwing是一個特別研制的帶有氣嘴的波紋板,可產生負壓吸住薄規格箔帶材。基于bernoulli原理,即速度提高,壓力減小。這套裝置對箔材和blownwing間距有自動調整功能。一旦起皺,箔材憑藉自身的剛度也可以在一定程度上撐開自己。當箔材端頭伸出料臺250mm,就能可靠地送到軋輥咬口處。
在準備穿帶時,入口的張緊輥處于打開上極限位置,安裝在張緊輥機架兩側的穿帶支架排列調整好位置,穿帶料架系住鋁箔帶材的兩個邊部,中間有一個支撐板在寬度方向上托住帶材,該支架由一個傳動鏈條沿著導衛方向向前引料,開卷機也同步開卷。當建立起入口張力后,穿帶支架退回,張緊輥重新壓下到軋制的位置。
這套系統已成功地應用于三輥和四輥壓緊的鋁箔軋機前裝置中,并帶有切邊裝置,對干、濕箔材產品的生產都相當好。
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