张 杰，张鹏宇

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.中铝河南洛阳铝加工有限公司，河南 洛阳 471800)

拉弯矫机组作为精整加工设备的关键设备，国产化后，在国内广泛应用，为国内铝、铜加工发展立下了汗马功劳。毋庸置疑，拉弯矫自投入使用至今，在改善板形、提高带材质量做出了很大贡献。但不可否认，拉弯矫在发挥巨大作用的同时，也一直存在潜在的质量问题，即带材经矫直单元出现的辊印问题，该问题严重影响着产品质量的有效改善，制约着拉弯矫作为精整设备的功能发挥，为各投建企业带来了很大困惑。

我公司作为设计研发单位，自发现拉弯矫所造成的辊印问题以来，投入了大量的人力、物力，探索判断拉弯矫辊印产生的原因，甚至与各生产企业联手共同查找辊印之谜，但均以失败告终。辊印问题不光在国内生产的拉弯矫上存在，在引进的国外拉弯矫上也不同程度的表现出来，辊印产生的原因一直不明。

1 辊印现象

带材经过拉弯矫矫直单元后板形得到明显改善，却出现了横辊印现象(图1)。辊印密实而横贯带材宽度方向，切下一段带材平铺在测试平台上，辊印处未表现出明显的波浪凸凹现象，像是印在带材上一条条明暗相间的条纹。辊印间距3mm～8mm，同一带材在同一速度及同一延伸率下辊印间距相对稳定，速度及延伸率保持不变的情况下，调整矫直单元的辊系压下量，辊印间距及辊印明显度都会有所改变。该辊印现象通常产生在薄料带材上，铝带材厚度在0.5mm以下时表现明显。根据来料的软硬情况不同，辊印出现的带材厚度范围会有所改变，软料时厚度范围广，最大可达0.8mm，硬料厚度范围窄，一般在0.4mm以下。铜带材厚度通常在0.05mm以下出现辊印问题。

2 辊印产生的原因

自发现辊印现象以来，我们一直探索辊印出现的具体原因，进行了各种推测和判断，采取了一系列措施，但一直没有查出辊印产生的具体原因。

刚发现辊印现象时，首先判断是辊系加工及装配精度问题，因辊系精度误差致使辊系出现微振动现象。对辊系所有辊子进行了详细检测，对存在偏差的辊子进行修复，确保每个辊子均符合设计精度要求。在对辊系装配时，对装配中的每一个关键点都进行详细检查，对装配中存在接触不良及转动不灵活的辊系相关环节均进行了处理，确保辊系的装配精度。在此基础上，我们将矫直单元投入生产运行，辊印问题依然存在，并无明显变化。

在辊系精度误差引起的辊印原因排除后，对矫直单元有可能引起辊印的因素均进行了排查。对箱式上盖结构的铰接处间隙进行了处理，增加涨缩接轴；对下辊系升降机构及侧滑板均进行了间隙消除处理；考虑到辊系装配底板过薄，机加工过程中容易引起加工变形，对底板进行了加厚处理；对辊系底板与升降底座结合处连接螺栓过少可能引起挠度变形进行了处理，增加了紧固螺栓。对矫直单元所有“可能”的原因逐项排除和尝试后，依然无法消除辊印现象。

尝试对矫直单元结构进行方案调整，由整体式结构改成分体式，避开辊系之间的相互干扰，此举对辊印现象也无明显改善。

铜带拉弯矫矫直单元采取的是辊系密布方式，与铝带拉弯矫矫直单元结构截然不同，但铜带拉矫在生产厚度0.05mm以下带材时，依然存在辊印现象，只是辊印间距相对小些，约为2mm～5mm。

针对辊印问题，国内拉弯矫供应单位及生产使用企业也都投入了大量的人力和物力，以求查出具体辊印原因。

3 破解辊印难题

上述各种做法均未能破解辊印的难题，辊印产生的原因依然不明，尤其是窄幅铜带拉矫也存在辊印现象，说明辊印问题影响的范围和行业愈为广泛，查出辊印原因已成为我们必须要解决的问题。前述各种做法及相关的改进措施，尽管没有起到查出辊印原因的目的，但已明确排除了两个根本要素，即装配精度及装配刚度。众所周知，装配精度及装配刚度是保证矫直单元正常运行的两个根本要素，其中若有一个要素有问题都可能会引起矫直单元振动，造成带材表面振纹，前述所做的全部工作基本都是围绕这两个方面进行的辊印原因探讨。对此进行系统性分析，既然正常的推理研判已无法查出辊印具体原因，那么引起辊印的原因一定属非常规因素。另基于薄料、小张力时才出现振纹的这一现象，对各种矫直单元图纸进行仔细分析，发现一个共同点，不论铝带还是铜带矫直单元，辊系中的中间辊均是自由的，主要靠工作辊及支承辊进行约束，这种约束对于下辊系来说，辊系完全可以正常运行，但对于上辊系来说，中间辊自重全部靠工作辊承托，如果工作辊通过带材张力完全能承托其自身及中间辊重量，那么上辊系运转正常，反之，工作辊就会因受压而发生挠度变形。中间辊因脱离工作辊与支承辊的约束而非正常运转，此种运转将直接影响工作辊工作状态，对工作辊进行振动式敲击，并最终影响带材表面，形成振纹现象。基于这些推测，可以初步断定，中间辊是造成辊印问题的基本原因。为验证这种推断的正确性，对形成振纹的薄带材、小张力工况下的上、下辊系辊子间隙进行了测量，发现上辊系均有不同程度的间隙，此种间隙使得中间辊缺少了支承辊的有效支撑，无法稳定运转，形成振动，最终产生辊印。基于此种推断，我们对中间辊进行了加固处理，保证了中间辊转动的稳定性，此状态下进行带材负荷测试并查看振纹现象，带材表面不再产生振纹，由此说明推断合理正确。至此，解决了困扰我们多年的拉弯矫矫直单元辊印的难题。

4 结论

基于上述分析的辊印原因，我们针对性采取了相应改进措施：一是通过选用轻型材质减轻中间辊重量，尽最大可能消除重力在辊系中的负面影响；另一个处理方式主要是通过采用固定中间辊方式减弱中间辊的重力影响，消除辊系内部间隙。通过这两种处理方式，有效消除了辊系内部间隙，保证了高速运转下辊子转动的稳定性，根除了辊子振动根源，有效解决了带材表面辊印问题，最终取得良好的经济效益和社会效益。