CN101117185B - 用于制造镁带的生产线和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成本低廉地制造即使是少量薄镁带(M)的生产线，配备一套包括有一台浇铸轧辊机(9)的带材浇铸装置(2)；配备一台将镁带(M)缠绕成带卷(C)的缠绕装置(18)；并且，还配备一套最终轧辊装置(4)。另外，设置有调节装置，在带卷(C)的缠绕过程中，根据缠绕进度，调节装置将缠绕心轴(21)的两个部件(22、23)，从和卷筒(19)的内表面(I)紧邻并相互远离的位置，逐渐调节到彼此紧密靠近的位置。另外，本发明公开了一种以相应方式操作的方法，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

本发明涉及的是制造镁带的一种生产线和方法。 

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“Magnesium-Flachprodukte：Wirtschaftliches Verfahren für industrielle Fertigungentwickelt”中，公开了一种可以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，随后，在考虑了确定的减少厚度后，并在确定的轧压温度下，预制带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。公开的制造镁带方法的其它细节在专利文献EP 1 330 56 B1中也进行了说明。 

为了获得在板材加工工业中，特别是在汽车-车身制造的领域里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通常方式继续减厚。对此，存在的问题是，这类板材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成的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，在每个轧压道次中，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。通过和热轧辊机表面的接触，在进入可逆式轧辊机前，镁带应被加热到需要的轧压温度。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，线配备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，还配备一台将镁带缠绕成带卷缠绕装置，缠绕装置包括绕着转轴可转动的缠绕心轴，并且还配备一套最终轧辊装置，可以将预先缠绕成卷的镁带厚度轧压在0.2-4mm之间，按照发明，本发明的目的以此得以实现，即，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，缠绕装置的缠绕心轴由两个部件组成，两个部件可参照所述的转轴沿径向运动，并且，设置有调节装置，在带卷的缠绕过程中，根据缠绕进度，调节装置将缠绕心轴的两个部件，从和卷筒的内表面紧邻的并彼此相隔最远的位置，逐渐调节到两个部件彼此紧密靠近的位置。 

以相应的方式，为了实现上述的目的，本发明公开了一种制造镁带的方法，按照本发明所述的方法通过下面的操作步骤得以实现： 

-用镁熔融物浇铸成镁带， 

-将镁带在缠绕心轴上缠绕成卷，缠绕心轴由至少两个可参照转轴沿径向可以位置调节的部件构成，两个部件朝向卷筒的内表面设置，在卷筒中缠绕心轴转动，并且，卷筒的内径对应于所要缠绕带卷的最大外径，此时，按照缠绕的进度，缠绕心轴的两个部件从彼此相隔最远的位置开始相互靠近运动，在处于彼此相隔最远的位置时，两 个部件沿朝向卷筒的内表面方向挤压所要缠绕的镁带，并且 

-轧压预先缠绕成卷的镁带，使镁带的厚度处于0.2-4mm之间。 

本发明的构思基于一种按照本发明所述的生产线和方法，首先，将一种镁带缠绕成带卷，镁带是按照公开的方式通过带材浇铸制造出来的，但对于通过直接的深加工来制成板材又太厚的产品，随后，再按照各自要求的额定厚度，在后续的加工步骤中继续轧压。对此，镁带的缠绕按照下面的方式实现，一方面，尽管在其可变形性随着温度的下降而不断变差，并没有材料断裂危险的情况下，确保镁带能被缠绕成卷，另一方面，将镁带的温度损失减小到最大程度。 

为此目的，按照本发明所述，镁带的缠绕朝向一个卷筒的内表面进行，缠绕心轴在卷筒里转动，带卷缠绕在缠绕心轴上。对此，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，在最终位置中，缠绕心轴的外圆周对应于所需制造的带卷的内径大小。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。 

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带卷里层，从最终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，镁带可以确保操作安全地，并用适于每个制造工序的总是使人满意的速度进行缠绕。 

随后，以这种方式进行缠绕的镁带，可以在利用带卷制造完成后获得的余热的情况下，在普通的轧压装置中按照要求的额定厚度进行轧压，普通的轧压装置是指可以代表性的方式用于例如钢-或铝板材的冷轧。因此，通过在每个轧辊机的运转区域，成本高昂设置的加热装置来提供的再加热就不再必要，。如果所述的卷带应按照相应需要的温度进行再加热，可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。 

考虑到获得板材的生产安全性和质量，本发明的另一个优化设计方案，其特征在于，生产线至少包括一种将辅助金属带输送缠绕装置中的装置，并且配备有一种装置，用于每个辅助金属带的一个端部和镁带(M)的一个端部间的连接。按照本发明所述，以这种方式设计的生产线在镁带缠绕之前，有至少一层辅助金属带缠绕在缠绕心轴上，随后，在缠绕心轴上缠绕的辅助金属带，以其自由端和镁带连接，这样，镁带就叠加在辅助金属带上进行缠绕。与此一样，借助输送-和连接装置，在镁带缠绕完毕后，已经缠绕好的镁带的自由端和另一辅助金属带连接，并且，至少一层辅助金属带应叠加在先前缠绕好的镁带上进行缠绕。 

这种措施的第一个优点在于，镁带的里和外层得以保护免受损坏，所述的措施是，在卷带中有一镁内卷层被与每次要加工的镁带相区别的金属带包起，或者说，至少有一镁外卷层被辅助金属带缠绕起来。损坏可能是由于镁带和卷筒内表面，或由于镁带和缠绕心轴外表面之间的相对运动而引起的。 

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

辅助金属带的内或外层在镁带上的包起或缠绕，对生产有着十分重要的优势，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，由此可以减小温度损失。当由镁带和辅助金属带缠绕成的带卷，在最终轧压前要再加热的时候，并且最终轧压要分多个轧压道次进行的时候，上述的热贮存性能就特别地起作用。伴随着所述的操作方法，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。 

最后，在最终轧压完成后，通过镁带和与其连接的金属带的缠绕，并且通过镁带在带卷中，在没有供热的情况下，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，根据对一种实施方式进行描述的附图，对本发明作详细的说明。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是镁带制造的一种生产线的示图； 

图2是处于两种工作状态的，在所述生产线中应用的一种缠绕心轴的示图。 

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，喷管6的喷嘴可以伸及位于所述的浇铸轧辊机9的两个轧辊7、8之间，并由轧辊7、8构成的轧压间隙10处，这样，从喷管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。 

镁熔融物和所述的轧辊7、8的圆周面接触，并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的，位于传动装置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，连接装置14用于每个金属带S1，S2的端部和镁带M端部的连接。每个金属带S1，S2由碳素钢制成并从缠绕的钢带中获得，并以在一个缠绕心轴上的缠绕成带卷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。 

在离开送料装置13和连接装置14后，镁带M就进入缠绕装置18，在其中被缠绕成带卷C。 

缠绕装置18包括一个卷筒19，卷筒19的内径I与需被缠绕的带卷C的外径相对应。所有需被缠绕的带材S1、M、S2通过开口20进入到卷筒19中，开口20与水平运行输送所有需被缠绕的带材S1、M、S2的途径对齐设计。 

在缠绕装置18的卷筒19中，在受一个没有在附图中示出的转动驱动装置的驱动下，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)，向彼此紧密靠近的最终位置(见附图2b)相向运动，此时，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，其圆周面和卷筒19的内表面24间的间隔大小大概对应于辅助金属带S1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内表面24的方向上，辅助金属带S1连续地受到部件22，23挤压。此时，和在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，连续地沿着径向并朝着转轴X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生成的后端，在所述的连接装置14中，和同时到达的镁带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，由辅助金属带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内表面24的方向上总是受到挤压。以此来确保镁带M总是这样传输，即，源于的镁带M的绕层WM在辅助金属带S1的绕层WS1上生成，并且绕层间最优地紧密地彼此叠加在一起。 

只要一到达连接装置14，镁带M的后自由端就和同样从位于送料装置13中的带卷15中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，直到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中加热到随后进行的最终轧压所需的温度。此时，在带卷C中缠绕的金属带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和两台可逆式缠绕装置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，贯通炉28对由于受可逆式缠绕装置29的驱动而进入到可逆式轧辊机27中的带材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。 

按照已公开的方式，预先经过再加热并以带卷C方式提供的，由金属带S1、镁带M和金属带S2构成的带材B，在最终轧压装置4中轧压到额定厚度。对此，如果最终轧压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保持尽量小地发生，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应尽量保持成带卷状，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为止。随后，带材B才可以进行下一道加工工序。 

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，所述的镁带还能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 (11)

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，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；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；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)紧邻的位置，逐渐调节到和所述的卷筒(19)的内表面(I)逐渐远离并最终两个部件(22、23)彼此紧密靠近的位置。

2.按照权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述的生产线至少包括一用于辅助金属带(S1、S2)输送的送料装置(13)，所述的装置(13)是为了将辅助金属带(S1、S2)输送到所述的缠绕装置(18)而设置的，并且所述的生产线配备有一连接装置(14)，用于将一辅助金属带(S1)的一端与镁带(M)的一端相连，将另一辅助金属带(S2)的一端与镁带(M)的另一端相连。

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)，所述的缠绕心轴(21)由至少两个可参照所述的转轴(X)沿径向可以位置调节的部件(22、23)构成，所述的两个部件(22、23)靠近卷筒(19)的内表面，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，按照缠绕的进度，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相互靠近运动，在所述的两个部件(22、23)处于彼此相隔最远的位置时，所述的两个部件(22、23)按着朝向卷筒(19)的内表面方向挤压所要缠绕的镁带(M)，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。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在缠绕所述的镁带(M)前，在缠绕心轴(21)上缠绕有至少一层辅助金属带(S1)，所述的辅助的、缠绕在缠绕心轴(21)上的金属带(S1)以其自由端部和所述的镁带(M)连接，并且，随后所述的镁带(M)缠绕在所述的辅助金属带(S1)上。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的镁带(M)缠绕完后，已经缠绕好的所述的镁带(M)的自由端和另一辅助金属带(S2)连接，并且至少一层所述的另一辅助金属带(S2)缠绕在先前已经缠绕好的镁带(M)上。

7.按照权利要求5或6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)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。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的镁带(M)要被修边。

9.按照权利要求4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中加热到轧压温度。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的最终轧压是在一可逆式轧辊机(27)中完成的。

11.按照权利要求10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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