CN101116877B - 用于制造镁带的生产线和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种用于制造薄镁带(M)生产线，配置有包括一台浇铸轧辊机(9)的带材浇铸装置(2)，利用带材浇铸装置(2)可将镁熔融物加工成镁带(M)；还配置有一台将镁带(M)缠绕成带卷(C)的缠绕装置(18)，缠绕装置(18)包括有可绕着转轴(X)转动的缠绕心轴(21)；并且，还配置有一套可将镁带(M)的厚度轧压在0.2-4mm之间的最终轧辊装置(4)。借助这种生产线，为了使制造即使是少量的薄镁带成为可能，本发明公开了，这种生产线包括至少一台用于辅助金属带(S1、S2)输送的装置(13)，为了将辅助金属带(S1、S2)输送到缠绕装置(18)中。这种生产线还包括一台装置(14)，用于每个辅助金属带(S1、S2)的一个端部和镁带(M)的一个端部间的连接。另外，在本发明中还公开了一种按照相应的方式进行操作的方法，使得成本低廉地制造少量薄镁带成为可能。

Description

用于制造镁带的生产线和方法

技术领域

本发明涉及的是一种制造镁带的生产线和方法。

背景技术

由于密度小，因此镁的重量就特别低，同时，镁具有和铝相类似的强度特性，所以镁用来制造运输工具的车身，特别是汽车车身就特别有利，因为对于车身来说，总是要求其具有更轻的重量和更高的强度和刚度。

在期刊“in stahl und eisen 125(2005)Nr.4，Seiten 66-68”中出版的由B.Engl撰写的文章“Magnes ium-Flachprodukte：Wirtschaftliches Verfahren für industrielle Fertigungentwickelt”中，公开了一种能够成本低廉地制造镁板的方法。为此目的，首先，将镁熔融物连续地浇铸成具有最大厚度为50mm的预制带，在考虑了确定的较少厚度后，并在确定的轧压温度下，预制带随后被直接利用浇铸热热轧成典型的2-20mm厚的镁带。这种操作方法的特别优点在于，预制带的热轧直接利用浇铸热就能完成，这样，由于将所要轧压的预制带加热到热轧温度所产生的消耗就可以避免。公开的制造方法的其它细节在专利文献EP 1 330 56 B1中也进行了说明。

在板材加工工业中，特别是在汽车-车身制造的领域里，为了获得所需要的厚度范围在0.2-4mm的板材，按照公开的方式制造出来的镁板必须按照常规继续减厚。但是，对此存在的问题是，这类镁板只能在被加热的状态下才能变形。当将板材向较小板厚冷轧时，这个问题更是存在。

在专利文献JP 2003-112205 A中，公开了一种以没有详细说明的方式预制的并且被缠绕成卷的镁带，在一种可逆式轧辊机中进行冷 轧。为此，在每个轧压道次，镁带都要通过一个在缠绕装置间设置的加热装置，此加热装置总共包括三台彼此平行布置的加热轧辊机，需加热的镁带通过加热装置后才进行缠绕。经过和轧辊机热表面的接触，在进入可逆式轧辊机前，镁带应被加热到所需的轧压温度。由于设备的耗费，无论是和制造相关的成本，还是和加热装置运行相关的成本，都是非常显著的，以至于这类设备实际上不能被经济地投入生产当中。

发明内容

基于前面总结的现有技术现状，本发明的目的在于，提供一种生产线和方法，使得成本低廉地制造即使是少量的薄镁板成为可能。

一种制造薄镁带的生产线，配备有一套包括有一台浇铸轧辊机的带材浇铸装置，带材浇铸装置可利用镁熔融物来制造镁带，还配备有一台将镁带缠绕成带卷的缠绕装置，缠绕装置包括可绕着转轴转动的缠绕心轴，并且还配备有一套最终轧辊装置，可以将预先缠绕成带卷的镁带厚度轧压在0.2-4mm之间。本发明的目的以此得以实现，即，生产线包括至少一台输送辅助金属带的装置，为了将辅助金属带输送到缠绕装置中，还包括一台装置，用于每个辅助金属带的端部和镁带的端部间的连接

以相应的方式，借助一种制造镁带的方法，在此方法中下面的操作步骤应该实现：

-将用镁熔融物浇铸成镁带，

-将镁带在缠绕心轴上缠绕成带卷，并且，

-轧压已经缠绕成卷的镁带，使镁带的厚度处于0.2-4mm之间，

为了实现上述提及的目的，按照发明公开了，镁带在缠绕前以其前端部和/或在缠绕后以其后端部，和相应的一个辅助金属带进行连接，还公开了，各个辅助金属带和镁带一起缠绕成带卷，这样，制成的带卷具有由各个辅助金属带构成的内和或外的卷层。

本发明基于的构思是，首先，将一种按照公开的方式通过带材浇铸制成的，但用于直接深加工使其成为板材又太厚的镁带缠绕成带 卷，随后，再按照各自要求的最终厚度，在后续的加工步骤中对镁板继续轧压。同时，按照发明所述，需要加工的镁带被缠绕成包括由辅助的金属构成的内和/或外卷层的带卷。

如果镁带应缠绕在由辅助金属带构成的内卷层上，在向每台缠绕装置的缠绕心轴上缠绕前，镁带以其初始段、和最初的辅助金属带的后端部进行连接。在镁带缠绕之前，辅助金属带就已经完成缠绕或接着进行缠绕。如果必须将辅助金属带选择性地或补充性地缠绕到镁带的外周面上，为此，镁带的自由后端应和相应的辅助金属带的起始段进行连接，并带动辅助金属带进行缠绕。

按照本发明所述的措施的第一个优点在于，在带卷中，镁带的由辅助金属带构成的内和外层能得以保护免受损坏，本发明所述的措施是，在带卷中形成一个由和镁带不同的辅助金属带构成的内和/或外层，损坏可能由于镁带和卷筒内表面或镁带和缠绕心轴外表面之间的相对运动而产生。

另外，在镁带的最终轧压时，与要进行加工的镁带牢固连接的辅助金属带，总是作为“先-”或“后带”来使用，并且和镁带一起被轧压到最终厚度，因此对辅助金属带的处理就很简单。

在镁带上，由辅助金属带的内火外层进行的包裹或缠绕对生产是十分重要的优点，其在于，在带卷中，辅助金属带卷总是起着热量贮存器的作用，通过辅助的辅助金属带卷可以减小温度损失。当由镁带和辅助金属带一起缠绕而成的带卷，在最终轧压前要再进行加热，并且最终轧压要分多个轧压道次进行，此时，上述的性能就特别起作用。伴随着此操作步骤，辅助金属带起着这样的作用，即，让镁带在各自的轧压道次间能保持轧压所需要的温度，这样就可以免除成本高昂的再加热过程。当镁带在两辅助金属带之间进行缠绕时，获得的带卷即包括一个有辅助金属带构成的内卷层，又包括一个有辅助金属带构成的外卷层，这样，所述的镁带位于所述的卷层之间，此时，上述的作用就可特别有效地被利用。

最后，在最终轧压完成后，在没有供热的情况下，通过镁带和与其连接的辅助金属带的缠绕，并且通过镁带在带卷中保持完成最终 退火所需的足够长的时间，这样，镁带也许和与其缠绕在一起的辅助金属带能够利用固有的热量，保持或进入一种合适状态，此状态是经过最终轧压的薄镁板继续直接深加工所需要的。

作为辅助金属带，碳素钢经证明是特别合适的材料，因为所述的碳素钢具有高的可变形能力和相比而言高的热贮存能力。

随后，以这种方式进行缠绕的镁带，在利用带卷制造过程中获得的余热的情况下，可以在平常的轧辊装置中按照要求的最终厚度进行轧压，此类具有代表性的平常的轧辊装置可用于例如钢-或铝板的冷轧。因为此种缠绕方法，附加的加热过程就不在需要，附加加热过程通常是通过在每个轧辊机的运转区域内成本高昂设置的加热装置来完成的。如果卷带按照各自需要的温度需要再加热，可以在通常的罩式退火炉中进行。

同样，借助本发明可以进一步地节省投在将镁带轧压成板材的新设备上的投资。从而，镁板能以极具竞争力的成本进行制造。

本发明所述的生产线的一种特别适于生产的，即鉴于所要生产的镁带的特性，又鉴于生产安全性而优化的设计，其特征在于，缠绕装置包括与缠绕心轴的转轴同轴并固定设置的卷筒，缠绕心轴在该卷筒中转动，并且卷筒的内径对应于所要缠绕带卷的最大外径，此时，缠绕心轴的部件从彼此相隔最远的位置，按照缠绕的进度彼此靠近运动，在最远位置中，缠绕心轴的部件沿着朝向卷筒内表面的方向挤压所要缠绕镁带的开始部分。

根据本发明所述生产线的上述公开的设计和与此相应而设置的方法，镁带的缠绕按照下面的方式得以实现，即，一方面，在随着温度降低其可变形性不断变差，并在没有材料断裂危险的情况下，确保镁带能被缠绕成带卷，另一方面，将镁带的温度损失减小到最大程度。

为此目的，按照发明所述，镁带的缠绕朝着一个卷筒的内表面进行，在其上缠绕带卷的缠绕心轴在此卷筒里转动。因此，缠绕心轴应该这样设计，即，在缠绕带卷时，缠绕心轴的外圆周从和卷筒内表面紧邻的初始位置开始，减小到一个最终位置，此时，缠绕心轴的外圆周对应于所需制造的带卷内径的大小。以这种方式，进入到缠绕装 置中的镁带，总是被输送到卷筒的内表面和预先缠绕的带卷层之间，或被输送到卷筒的内表面和缠绕心轴的外圆周面之间，这样，镁带在缠绕过程中总是承受较小的弯曲应力。这样，通过发明所述的缠绕装置的使用，即使处于内里的，在最终带卷中发生剧烈卷曲的答卷里层，从带卷的大半径开始逐渐向小半径被拉紧。同时，由于通过卷筒确保的隔热作用，已经缠绕好的带卷的温度损失是很小的，因此，整体上可以确保，镁带可以操作安全地，并以适合每个制造工序的总是令人满意的速度进行缠绕。

随后，根据对一种实施方式进行描述的附图，对本发明作详细地说明。所述的附图只是概要地并以侧视对实施方式进行描述。

附图说明

图1是一种镁带制造的生产线的示图；

图2是一种处于两种工作状态的，在生产线中应用的缠绕心轴的示图。

具体实施方式

用于制造镁带M的生产线1，沿着送料方向，包括先后连续同轴布置的一套带材浇铸装置2、一台罩式退火炉3和最终轧辊装置4。

带材浇铸装置2按照公开的方式构成，包括熔融物料仓5，从熔融物料仓5中，镁熔融物被输送到喷管6中，同时，所述的喷管6的喷嘴可以伸及位于浇铸轧辊机9的两个轧辊7、8之间，并有轧辊7、8构成的轧压间隙10处，这样，从喷喷管6中喷出的镁熔融物近似水平地有目的地被送进轧压间隙10。

和轧辊7、8的圆周面接触的镁熔融物，在接触的地方凝固成铸件，并随即在轧压间隙10的最窄处轧压成镁带M。为了精确输送从轧压间隙10离开的镁带M，沿送料方向F在浇铸轧辊机9后面设置有同样按照公开的方式构成的传动装置11。离开传动装置11后，镁带M通过一台沿送料方向F上，位于所述的传动装置11后设置的普通的剪边机12，剪边机12起着修剪镁带M长边的作用。

离开剪边机12后，镁带M通过一台输送辅助金属带S1，S2的送料装置13，装置14用于每个辅助金属带S1，S2的端部和镁带M端部的连接。每个辅助金属带S1，S2由碳素钢制成并从缠绕的钢带中获得，并以缠绕在一个缠绕心轴上的带卷15形式，且位于镁带M输送途径上方，被预先放置在所述的送料装置13中。缠绕钢带的厚度应和镁带M的厚度相当，并用于制成辅助金属带S1，S2。

镁带M在经过送料装置13和连接装置14后，进入缠绕装置18，在其中，镁带M被缠绕成带卷C。

缠绕装置18包括一个卷筒19，其内径I对应于需被缠绕的带卷C的外径。每个需被缠绕的带材S1、M、S2通过开口20进入到卷筒19中，开口20成和每个需被缠绕的带材S1、M、S2的水平运行的输送途径对齐设计。

在缠绕装置18的卷筒19中，受一个没有在附图中示出的转动驱动装置的驱动，缠绕心轴21绕着转轴X转动，缠绕心轴21由两个轴瓦状部件22，23组成。借助一个同样在附图中没有示出的位置驱动装置，部件22，23可以基于转轴X沿径向从和卷筒19的内表面24紧邻的起始位置(见附图2a)，向部件22，23紧密靠近的最终位置(见附图2b)相向运动，在最终位置时，部件22，23的外圆周确定了所要缠绕的带卷C眼孔的内圆周。缠绕心轴21的部件22包括一个卡紧装置25，用于卡紧所要缠绕带材S1、M、S2各自的初始段。

假如要制造新的镁带M，首先，第一辅助金属带S1将从送料装置13中输出，并通过连接装置14进入到缠绕装置18中。此刻，部件22，23位于其初始位置，部件22，23的圆周面和卷筒19的内表面24间的间隔大小大概对应于所述的辅助金属带S 1的厚度。辅助金属带S1的初始段安装在卡紧装置25上并被卡紧。随后，缠绕心轴21开始绕转轴X转动，此时，在朝着卷筒19的内表面24方向上，辅助金属带S1连续地受到部件22，23挤压。此时，和向其上缠绕的辅助金属带S1的层数相对应，部件22，23随着缠绕层数的增加，沿着径向并朝着转轴X连续地进行位置调节。

只要辅助金属带S1在缠绕心轴21上缠绕了足够数量的绕层 WS1，在送料装置13中，辅助金属带S1就和在带卷15上预先放置的钢带的剩余部分分开，并且，辅助金属带S1现有的后端，在连接装置14中，和同时到达连接装置14中的镁带M的前端，以适合的方式进行连接。随后，镁带M在缠绕装置18中，按照上述的对辅助金属带S1公开的方式，在由辅助金属带S1构成的绕层WS1上进行缠绕。此时，缠绕在缠绕心轴21上的，有辅助金属带S1和镁带M构成的带材持续地受到拉紧，使得新进入的镁带M在朝着卷筒19的内表面24方向上总是受到挤压。以此来确保镁带M总是这样传输，即，源于镁带M的绕层WM在辅助金属带S1的绕层WS1上生成，并且绕层之间最优地紧密地彼此叠加在一起。

只要镁带M的后自由端一到达连接装置14，自由端就和同样从位于送料装置13中的带卷15抽出的第二辅助金属带S2的初始端进行连接。随后，第二辅助金属带S2在缠绕装置18中，按照上述的对辅助金属带S1和镁带M公开的方式，在由镁带M构成的绕层WM上，进行缠绕，知道足够厚的由辅助金属带S2构成的绕层WS2生成为止。

在缠绕装置18中缠绕的，由用第一辅助金属带缠绕成的绕层WS1，和在绕层WS1上用镁带M缠绕成的绕层MW，以及在绕层MW上用第二辅助金属带缠绕成的绕层WS2构成的带卷C，在缠绕后，在普通的罩式退火炉3中，向着随后进行的最终轧压所需的温度进行加热。此时，在带卷C中缠绕的辅助金属带S1、S2起着热量贮存器的作用，由此可以确保，在带卷C中缠绕的镁带M即使在长途运输-或长时间的等待过程中能保持所需的温度。

最终轧压装置4包括一台普通的用于钢带冷轧所配备的可逆式轧辊机27，一台沿着送料方向F设置在可逆式轧辊机27后面的贯通炉28和两台缠绕装置29，30，两台中的一台放置在沿送料方向F可以看到的可逆式轧辊机27的一侧，另一台放置在可逆式轧辊机27的另一侧，并位于贯通炉28的后面。如果需要的话，贯通炉28对处于由可逆式缠绕装置29驱动中的，并在可逆式轧辊机27中运动的带材B，进行感应加热，以使带材B达到每次变形所需要的轧压温度。另外，在贯通炉28和可逆式缠绕装置29间设置有一台剪断机31， 用于带材的横向剪断。

如果需要的话，预先经过再加热，并以带卷C的方式提供的，由辅助金属带S1、镁带M和辅助金属带S2构成的带材B，按照已公开的方式，在最终轧压装置4中轧压到最终厚度。对此，假如需要多个轧压道次的话，带材B为此应在可逆式缠绕装置29、30上缠绕成带卷C、C1。全部的由辅助金属带S1、S2构成的带卷C、C1的里和外层具有的热贮存功能，能够防止处于带卷C、C1中并位于辅助金属带S1、S2之间的镁带M的冷却。在各自的轧压步骤之间存在的镁带M的温度损失，按照这样的方式可以尽量小的发生，以至于再加热只是在特殊情况下才需要。在正常的生产条件下，再加热过程可以完全取消。

在轧压结束后，经过最终轧压的并缠绕成带卷的带材B应尽量保持成带卷，直到缠绕成带卷的镁带M利用在带卷中还存有的热量完成最终退火。随后，带材B输送给下一道加工工序。

借助本发明，使得按照上述公开的方式来制造薄的，完成了最终轧压的镁带成为可能，镁带的制造是在没有成本高昂的附加设备的或工艺过程的步骤情况下，并在应用以普通方式构成的加热-和轧辊装置的情况下进行的，镁带还满足最高的质量要求。

附图标记

1           制造镁带(M)的生产线

2           带材浇铸装置

3           罩式退火炉

4           最终轧辊装置

5           熔融物料仓

6           浇铸喷管

7、8        浇铸轧辊

9           浇铸轧辊机

10          浇铸间隙

11          传动装置

12          剪边机

13          辅助金属带(S1、S2)的送料装置

14          用于辅助金属带(S1、S2)的端部和镁带(M)

端部连接的连接装置

18          缠绕装置

19          卷筒

20          开口

21          缠绕心轴

22、23      缠绕心轴21的部件

24          卷筒19的内表面

25          卡紧装置

27          可逆式轧辊机

28          贯通炉

29、30      可逆式缠绕装置

31          剪断机

B           由金属带S1、镁带M和金属带S2构成的带材

C、C1       带卷

I           卷筒19的内径

F         送料方向

M         镁带

S1、S2    辅助的作为钢带存在的金属带

X          缠绕心轴21的转轴

Claims (10)

1.用于制造薄镁带(M)的生产线，带有一包括一浇铸轧辊机(9)、可利用镁熔融物来制造镁带(M)的带材浇铸装置(2)，带有一用于将镁带(M)缠绕成带卷(C)、包括可绕转轴(X)转动的缠绕心轴(21)的缠绕装置(18)，带有一可将镁带(M)的厚度轧压在0.2-4mm之间的最终轧辊装置(4)，其特征在于，所述的生产线包括至少一用于辅助金属带(S1、S2)输送的装置(13)，所述的装置(13)是为了将所述的辅助金属带(S1、S2)输送到所述的缠绕装置(18)而设置的，且所述的生产线还具有一装置(14)，用于将辅助金属带(S1、S2)的一段和镁带(M)的一端相连，并且通过所述的缠绕装置(18)，所述的每个辅助金属带(S1、S2)和所述的镁带(M)共同缠绕成带卷(C)。

2.按照权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述的缠绕装置(18)包括一与缠绕心轴(21)之转轴(X)同轴并固定设置的卷筒(19)，所述的缠绕心轴(21)在所述的卷筒(19)中转动，并且所述的卷筒(19)的内径(I)对应于待缠绕带卷(C)的最大外径，其特征还在于，所述的缠绕装置(18)的缠绕心轴(21)由至少两个可参照所述的转轴(X)沿径向运动的部件(22、23)组成，其特征还在于，设置有一调节装置，在带卷(C)的缠绕过程中，根据缠绕进度，所述的调节装置将所述的缠绕心轴(21)的两个部件(22、23)从和所述的卷筒(19)的内表面(I)紧邻彼此相隔很远的位置，逐渐调节到两个部件(22、23)彼此紧密靠近的位置。

3.按照上述权利要求的其中一个所述的生产线，其特征在于，所述的最终轧辊装置(4)包括一台可逆式轧辊机(27)。

4.用于制造镁带(M)的方法，按照下面操作步骤得以实现：

-镁带(M)的带材浇铸，

-将所述的镁带(M)在缠绕心轴(21)上缠绕成带卷(C)，并且，

-轧压已经缠绕成卷(C)的镁带(M)，使镁带的厚度处于0.2-4mm之间，

其特征在于，所述的镁带(M)在缠绕前以其前端部和/或在缠绕后以其后端部与一辅助金属带(S1、S2)相连，所述的每个辅助金属带(S1、S2)和所述的镁带(M)共同缠绕成带卷(C)，使得所述的带卷(C)具有由各个所述的辅助金属带(S1、S2)构成的一个内和/或外的卷层(WS1、WS2)。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述其上缠有镁带(M)和辅助金属带(S1、S2)的缠绕心轴(21)，由至少两个可参照所述的缠绕心轴(21)的转轴(X)沿径向进行位置调节的部件(22、23)构成，所述的镁带(M)与每个所述的辅助金属带(S1、S2)一起的缠绕式朝着卷筒(19)的内表面(24)进行的，在所述的卷筒(19)中，所述的缠绕心轴(21)转动，并且所述的卷筒(19)的内径(I)对应于所要缠绕带卷(C)的最大外径，同时，所述的缠绕心轴(21)的两个部件(22、23)从彼此相隔最远的位置开始，根据缠绕进度相向运动，在所述的彼此相隔最远的位置中，所述的部件(22、23)朝着所述的卷筒(19)的内表面(24)挤压所要缠绕的镁带(M)的开始部分。

6.按照权利要求4的其中一个所述的方法，其特征在于，所述的镁带(M)和所述的辅助金属带(S1、S2)一起在缠绕完后还要退绕，并且所述的镁带(M)和所述的辅助金属带(S1、S2)一起被最终轧压到额定厚度。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的镁带(M)要被修边。

8.按照权利要求6的其中一个所述的方法，其特征在于，在最终轧压前，所述的带卷(C)放置于一个罩式退火炉(3)中加热到轧压温度。

9.按照权利要求6的其中一个所述的方法，其特征在于，所述的最终轧压是在一种可逆式轧辊机(27)中完成的。

10.按照权利要求6的其中一个所述的方法，其特征在于，在最终轧压完成后，所述的镁带(M)被缠绕起来，并且，在没有热量供给的情况下，所述的镁带(M)在带卷(C、C1)中应保持一段镁带(M)完成最终退火所需的足够长的时间。

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