铜带轧机调试过程中的问题及解决办法

罗明怀

（贵州航天南海科技有限责任公司，贵州遵义 563000）

0 引言

异形铜带是电子元器件的基础材料，导热性能和导电性能非常高，其强度、硬度抗软化、电镀性能、钎焊以及多封等性能都非常好，除尺寸公差要求严格外，对表面质量要求很高，常用异型铜带断面有U形、T形、L形、阶梯形等。铜带异形断面的获得是通过轧机轧制而成。公司自主设计的一套异形铜带双连轧机，在调试过程中出现产品厚度稳定性差，表面出现斜纹等。为此，对产生问题进行分析并给出解决措施。

1 轧制现象

（1）首先对轧机设备进行全面检测，然后周密安排调试方案。经过多次讨论和分析后，再开始调试。虽然调试前准备工作做得好，但在调试过程中发现调试程序、设备润滑等问题接连出现。经过现场调试人员的不断研究和分析，通过修改程序、完善润滑等，将轧机空载试车运行顺利完成。

（2）进入负荷调整阶段后，轧机出现了一些缺陷。问题出在厚度控制的稳定性上，主要现象是铜带表面在一定范围内出现斜纹，斜纹的宽度不同，而且是周期性的。其中也出现了轧机的轧辊颤振现象。

2 影响轧机系统稳定的因素

2.1 铜带的软、硬程度使轧制系统受到影响

异形铜带双连轧机在试验过程中经常会出现轧辊颤振现象。虽然操作过程合理且符合要求，也没有故障出现，但产品精度、质量控制、产品合格率等，因轧机的震动大打折扣。通过分析发现，是铸轧铜材料长时间存放造成的，因为粗糙的氧化腐蚀不够均匀造成内部材料出现变质，在材料被加工时，实际使用效果会受到影响。在铜材料表面由于摩擦因数减少，就会出现颤抖状况。

2.2 润滑剂的影响

（1）润滑油的摩擦因数不达标，导致无法满足轧机系统垂直运动的阻尼效果，最终影响到摩擦效果。从生产效应的角度来看，轧机纵向运动的稳定性也会受此影响，引起轧机出现振动的问题。

（2）过小的摩擦因数在轧辊间隙，使轧机入口张力与轧制机构压力无法协调工作，进而造成轧机出现明显的振动现象，大大降低了轧机的稳定性能。

由于生产中异形铜带类型较多，要想适应多类型的铜带，必须使其生产的各种宽度、厚度和铜带表面的各种摩擦系数，在设计中都要考虑到。为减少误差出现，采取：第一更新工艺，第二利用大功率，第三大批量轧制，进而使铜带产品的内外层的变形硬化的不匀称等问题得到解决。为此，根据实际生产情况，选择正确的轧辊直径；并从轧制功率和轧制次数的保证上入手。由于轧机的辊径是按一定比例减小的，导致轧机和铜带在同一道次压力下的接触弧减少。为此，使用一种润滑性能较好的乳化液润滑剂，既解决了轧辊与铜带之间的摩擦问题，也对减少轧辊颤振起到了很好作用。但该润滑剂缺点是，一是铜带产品在粗糙度方面仍无法达到工艺要求，二是价格较贵。

3 轧机系统的稳定性

3.1 轧制速度快时辊颤严重

轧机在高速运转时会受到自身的干扰，既有大强度的干扰因素，也会增加扰动的频率。虽然通过采取措施能使振颤问题有所缓解，但对于不稳定因素以及产品质量低等，都是轧机本身造成的。因此，高速轧制在生产中无法解决辊颤严重的问题。

3.2 低速轧制时共振严重

扰动因素虽然在铜带轧制过程中还不算严重，虽然自身频率振动不是很高，但在很大程度上会与扰动因素一起促成和谐共振现象的出现，该现象会导致非常严重的后果。即便在轧机入口或出口处没有出现共振现象，那也要保持轧机入口和出口张力和轧制铜带的摩擦力的状态一直。并且铜带厚度和内外部的均匀，是低速轧制无法完成的。

4 压辊压力和轧机刚度不足而影响稳定性

4.1 压辊没有足够的压力

设计轧辊是以限制轧辊的位置为主要目的，促使空间的减少和滚子的振动幅度缩小。在一定的空间内将轧辊进行限制，就可以防治铜带的跳动现象，大大减少轧制现象。

4.2 轧机没有足够的刚度

（1）促使液压系统不断提高补偿功能。使用该技术来设计和改造轧机，降低了设备的总重量。轧机的刚度需要足够的质量，来支持生产要求中不能满足的情况。这种轧机不能生产厚度大或硬度不均匀的材料。如果采用强制制造，产品的合格率得不到保证，轧机的使用寿命将大大降低。

（2）轧辊是轧机中最重要的部分，轧机质量及生产的全过程都直接受到轧辊的性能所影响。首先轧辊精度主要由圆度、曲度、粗糙度等来保证。我国目前是通过增加轧辊的圆度来减小影响，以及通过减少周期性扰动使偏心磨削度削弱。为此，专家建议2个支承辊与辊直径按照科学比例分开。其次，滚动孔形对滚转颤振，即轧辊因受到轧辊孔的孔形不合理，而造成轧辊的磨削。为此，建立合理的轧机固定在和张紧力，是保证轧辊正常工作的基础。

4.3 液压系统调试

液压系统调试中，应将高压伺服系统调试作为重点。①调试前需做好充分准备，如管道安装确认，循环冲洗等。调试人员首先要检查和确认安装工作是否完成，如检查管道安装情况，发现问题及时整改。②通过临时管道来执行流动液压站。在安装过程中污染物需要通过外循环带入管道。传统的阀门站外循环处理是将阀门站和阀门站的前、后通过一个临时管道连接。而先进的方法是用冲洗板代替阀门站中的液压阀，因为大部分液压阀都是标准件，因此为了节省时间和减少内部循环工作量，应配备大量的冲洗板。冲洗板可重复使用，成本更经济。③内部循环将通过系统所携带的液压站将所有管道返回正常连接。如果外部循环用于冲洗板，内部循环只需要将回收站阀门带来的污染物进行过滤，然后经过精度高的过滤器，使油的清洁度和内循环达到更高。④循环冲洗是液压系统的重要工作。因为70%～80%的故障是由油污染引起的。

5 传动系统

（1）在不对电源进行启动的情况下，与电气调试人员一起检查液压回路和操作台的按钮是否保持一致，是否可以对相应的线路进行控制。

（2）低电压调试的目的是检查液压缸能否正常工作，由于基站的功率调整压力小（一般是5 MPa），液压缸的速度较慢，所以可避免设备损坏情况的发生。

（3）正常工作状态调试。将系统调节到10 MPa工作压力，并在液压和回路的压力和速度需要在正常系统压力下进行校准。

通过举升回路可与看出举升过程，由减压阀、三位四通阀、二位三通阀、双单向节流阀、溢流阀组成液压缸控制回路。系统压力调节到5 MPa，观察轧辊的动作状态。完成环路压力调整后，在（1～10）MPa正常工作压力时，安全阀调整为9 MPa时关闭 A和 B的球阀、泄压阀，其压力调整到8 MPa，然后打开球阀，小辐调整通过调整节流阀达到设定值。

6 总结

调试时应采取的措施是，①调压，是带厚最主要的控制方式，原理是调整轧机弹性特性曲线的位置，但不改变曲线的斜率，以消除轧制力等影响因素造成的厚度偏差问题。②调张力，当来料厚度不一导致产品厚度产生偏差时，通过调整张力在轧辊间隙不变的情况下，保证产品的厚度不变。③调轧制速度，轧制速度的变化会引起张力、摩擦因数、轧制温度、轴承油膜厚度等因素的变化，因此，调整轧制速度可达到控制带厚的目的。④为解决轧辊颤振问题，应清楚了解轧制工艺等。⑤全面做好维修工作，从轧辊正常使用，建立合理的减振系统。