27.3 铝箔轧制时的厚度测量与控制
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27.3 铝箔轧制时的厚度测量与控制
27.3.1 铝箔轧制时的厚度测量
(1)涡流测厚。结构简单，价格便宜， 维修方便。适用于厚度偏差要求不严(±8% 以上),轧制速度低(500m/min 以下)的铝箔 轧机。
(2)同位素射线测厚。测量精度高，价格 适中。厚度的测量范围取决于同位素种类，同 位素需要定期更换，保管不方便，可适用于高 速铝箔轧机。该种测厚方式应用较少。
(3) X 射线测厚。测量精度高，反应速度 快，不受电场、磁场的影响，在使用和保管上较 同位素β、y 射线方便，价格较贵，广泛应用于高 速铝箔轧机。厚度测量范围取决于发射管的电 压，只要调整X 射线管的阳极电压便可检测各 种厚度，高速铝箔轧机 X 射线厚度测量发射管 电压一般为10kV, 检测厚度可达9～2700μm。
27.3.2 铝箔轧制时的厚度控制
轧制工艺参数的改变对出口带材厚度的影 响是不同的，图27-5表示的是轧制力、轧制速 度和开卷张力对出口带材厚度影响的相对关 系。出口带材厚度大时，冷轧(粗轧)轧制力 的影响大，随着厚度的减薄，轧制力的影响减 弱，开卷张力、轧制速度的影响逐渐增加。现 代高速铝箔轧机厚度 AGC的控制方法主要有： 压力、开卷张力、压力/张力、张力/压力、张 力/速度、速度/张力以及速度最佳化，厚度自 适应、自动减速控制等。
(1)压力控制。以轧制力作为可控制变 量，利用出口侧测定的厚度与设定目标值厚度 相比较，产生厚度偏差信号，通过调整轧制
出口厚度/mm
图27-5 轧制力、轧制速度、开卷张力
对出口带材厚度影响的相对关系
力，使出口厚度偏差趋近于零。可用于铝箔粗 轧机。
(2)张力控制。以开卷张力作为可控制的 变量，利用出口侧测定的厚度与设定目标厚度 相比较，产生厚度偏差，偏差信号通过张力控 制器，调整开卷张力值，使出口厚度偏差趋近 于零。对于因采用单电机或双电机驱动引起的 开卷张力变化，可自动进行补偿，对于不同的 合金和厚度范围所允许的开卷张力范围可调， 因此可在最小断箔几率的条件下，尽可能获得 大的开卷张力调节范围。适用于粗、中、精轧 机的控制。
(3)速度控制。以轧制速度作为可控制变 量 ，利用出口侧测定的厚度与设定目标厚度相 比较，产生厚度偏差信号，偏差信号通过轧制 速度控制器，调整轧制速度，使出口厚度偏差 趋近于零。常用于精轧。
(4)张力/速度与速度/张力控制。开卷张 力与轧制速度组成厚度控制方式，依靠 AGC 计算机软件中的第一级控制器和第二级控制器 来实现。铝箔轧制时，出口箔材厚度与目标值 出现偏差，第一级控制器的输出就会变化，使 厚度回到目标值范围内，当第一级控制器的输 出已超过溢出限，而厚度仍未回到目标范围 内，此时第二级控制器将会启动将出口厚度调 整到目标值范围内，并使第一级控制器的输出 回到正常范围，常用于中、精轧机。以速度/ 张力AGC方式为例，其厚度调节程序如下：
1)在铝箔轧制过程中，AGC计算机会不停 地将测厚仪测量的出口箔材厚度与目标设定值 相比较，当出口箔材的厚度大于目标值时，AGC 计算机就会增加输出速度基准信号，升高轧制 速度，以使箔材的出口厚度回到目标值范围内， 如果速度基准输出达到溢出限，箔材的出口厚 度仍未回到目标值范围内，此时张力控制器启 动，增加开卷张力，使箔材的厚度变薄回到目标 值范围内，且使速度回到正常范围内。
2)当测厚仪测量的出口箔材厚度小于目 标值时，AGC计算机就会减小输出速度基准信 号，降低轧制速度。使出口箔材厚度增大，当 速度小到低于速度溢出下限时而箔材的出口厚 度仍未回到目标值范围内，开卷张力控制器启 动，减小开卷张力，使箔材的厚度增厚并回到 目标值范围内，且使速度回到正常范围内。
另外还有压力/张力和张力/压力控制，适 用于粗轧。
(5)速度最佳化控制。利用张力和速度的 不同组合，采用尽量小的张力而获得最大轧制 速度即低张力、高速度进行铝箔轧制的方法， 该系统主要特点如下：
1)在不影响铝箔厚度的情况下，将轧机 升速到一初始值。不同合金及不同轧制道次其 初始值不同。
2)通过减小开卷机电流使张力AGC 范围 接近下限，以达到最佳轧制速度，由此在最大 轧制速度下将厚度控制在目标值。
3)控制轧制速度不超过设定的上、下限，对 于不同合金和厚度范围，该上、下限是可调的。
4)可通过速度的升降修正出口厚度偏差， 并使开卷张力尽量小。
5)张力值的选择必须在能够控制厚度的 范围内并且张力只能下降到不起皱、不打折。
6)张力的选择值应根据不同合金、规格 状态等，依据实践总结确定下来。
(6)目标值自适应 ( TAD) 控制。TAD控 制系统具有参照测量出的出口箔材厚度，自动 在线修正设定的厚度目标值功能，使箔材厚度 尽量接近设定的目标厚度下限值，即当入口带 材厚度偏差变化很小时，控制系统可以把出口
厚度目标值的绝对值减小，自动采用负偏差控 制，以增加单位重量的面积。当入口带材厚度 偏差较大时，控制系统可以把目标厚度增大， 而把超差的废品限制在最小范围。
(7)自动减速功能。高速铝箔轧机自动减 速功能可以使开卷尾部尽可能采用高速轧制， 以减少轧制时间和尾部不均匀，同时还可以避 免减速不及时造成的尾部跑头现象，其特点就 是系统通过不断地计算开卷直径，当开卷直径 达到套筒临界时，系统控制轧机轧制速度按最 大减速比减到最终速度，开卷套筒仅留预定的 料尾。