CN101249512A - 镁合金板材轧制轧辊加热系统 - Google Patents
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Abstract
一种材料加工技术领域的镁合金板材轧制轧辊加热系统，包括轧辊加热装置和轧辊温度控制装置，所述轧辊加热装置包括电刷滑环、轴承、轧辊和加热器，电刷滑环一端连接控温箱，另一端通过导线与加热器相连，加热器一端连接电刷滑环，另一端插入轧辊内部；所述轧辊温度控制装置包括热电偶、控温箱和电源，电源通过导线与控温箱连接，热电偶一端连接控温箱，另一端与轧辊表面接触，用于测量轧辊表面的温度，控温箱反馈热电偶测得的温度信息，并确定是否继续对轧辊进行加热。本发明可精确控制轧辊表面温度，利于保证轧制过程的顺利进行，且充分利用加热管的能量，加热效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料加工技术领域的板材轧制设备，特别是一种镁合金板材轧制轧辊加热系统。
背景技术
镁合金是一种新型的轻质结构金属材料，具有较高的比强度和比刚度、优良的散热性，电磁屏蔽性、阻尼减震性和机械加工性好及可回收利用等诸多优点，在航空、汽车、电子产品等领域都有广泛的应用前景。但镁为密排六方结构，室温下塑性变形能力较差，成形困难。高温下，镁合金塑性变形能力有所改善。因此，镁合金的塑性加工包括轧制、挤压等一般要在高温下进行。目前，塑性变形方法生产的镁合金制品很少。变形镁合金板材的轧制生产尚未成熟，限制了镁合金的应用范围。
由于镁合金的热容量小，变形能力对温度特别敏感，且镁合金板材轧制温度范围较窄，若轧辊不加热，轧制过程中板材热量损失较大，塑性变差，易产生表面裂纹和边裂，影响板材质量及后续轧制的进行，因此轧制前一般要先将轧辊加热到一定温度。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利CN 1745920A中公开了一种轧辊辊心加热装置，其特征为在空心轧辊内安装固定的加热棒，加热棒一端由夹紧装置固定在支架上，另一端被悬臂支撑在轧辊内，利用辊心内部的热电偶反映轧辊表面温度，以确定加热棒是否继续加热。这种轧辊辊心加热装置设计的不足之处为：加热棒被固定在轧辊内，不随轧辊同步转动；加热棒的功率调节受轧辊尺寸的限制，且加热棒的拆卸和安装较麻烦。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种高效的镁合金板材轧制轧辊加热系统，使其保证轧制过程中轧辊的温度，利于轧制过程的顺利进行，且加热器更换方便。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括轧辊加热装置和轧辊温度控制装置。通过轧辊加热装置中内嵌式的加热器对轧辊进行加热，并用温度控制装置控制轧辊表面温度，保证轧制过程中轧辊的温度。
所述轧辊加热装置包括电刷滑环、轴承、轧辊和加热器。其中电刷滑环一端连接控温箱，另一端与加热器相连，为加热管提供所需要的电压；加热器一端连接电刷滑环，另一端插入轧辊内部，对轧辊进行加热。
所述轧辊材质为60CrMn钢，可通过直接铸造或对现有实心轧辊进行钻孔制成。
所述加热器内导热填充料材质为氧化镁粉，加热器的功率可根据需要进行选定。
所述每个轧辊内可放置多根加热器，加热管与轧辊间的缝隙距离小于0.02mm，轧机工作时加热器及电刷滑环与轧辊同步转动。
所述轧辊温度控制装置包括热电偶、控温箱和电源。电源用于提供加热器所需要的电压，与控温箱连接，热电偶一端连接控温箱，另一端与轧辊表面接触，用于测量轧辊表面的温度。控温箱反馈热电偶测得的温度信息，并确定是否继续对轧辊进行加热。
与现有技术相比，本发明的优点是：(1)解决了镁合金板材轧制过程中轧辊的加热问题，轧辊辊面温度均匀，可精确控制轧辊温度，为提高轧制镁合金板材的质量、提高生产效率提供了有力保障。(2)轧辊内放置多根加热管，加热管与轧辊间的缝隙距离小于0.02mm，防止热量散失，利于轧辊的充分加热，能源利用效率高；轧辊前后端皆伸出有小段加热器，保证轧辊温度的均匀性；轧辊前端轴承段的孔直径大于加热管的直径，避免此段轴承的温度过高，延长了其使用寿命。(3)轧机工作时加热器随轧辊同步转动，在轧制时亦可对轧辊进行加热，提高了生产效率。(4)轧辊内的多根加热器独立工作，互不影响，便于对单根加热器进行更换，成本低。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中，电源1、控温箱2、电刷滑环3、轴承4、轧辊5、热电偶6、加热器7。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括电源1、控温箱2、电刷滑环3、轴承4、轧辊5、热电偶6、加热器7。其中电刷滑环3、轴承4、轧辊5和加热器7构成轧辊加热装置，热电偶6、控温箱2和电源1构成轧辊温度控制装置。
上述部件之间的联系关系为：电源1通过导线与控温箱2连接，电刷滑环3一端连接控温箱2，另一端通过导线与加热器7相连；加热器7一端通过导线连接电刷滑环3，另一端插入轧辊5内部；热电偶6一端连接控温箱2，另一端与轧辊5表面接触，用于测量轧辊5表面的温度，控温箱2反馈热电偶6测得的温度信息，并确定是否继续对轧辊5进行加热。
本实施例中，加热器7壳体材质为316L，电阻丝材质为Cr20Ni80，加热器7内导热填充料材质为氧化镁粉。
本实施例中，每个轧辊5内均匀放置4根加热器7，每根加热器功率为2.5KW，共计10KW，可在2h内使轧辊5连续升温到400℃。
需要对轧辊5进行加热时，通过控温箱2设置加热器7的加热电压和加热温度后，对轧辊5进行加热。利用热电偶6测量轧辊5表面的温度，当轧辊5表面温度达到所需要的温度时，控温箱2将通过调节电压减少加热器7功率，停止对轧辊5的加热。这时可将预热好的镁合金板材进行轧制，轧制时，轧辊5在传动装置的作用下进行旋转，此时电刷滑环3和加热器7随轧辊5同步转动。当轧辊5表面温度低于要求的温度范围时，控温箱2将增大电压，加热器7继续对轧辊5进行加热。由于电刷滑环3和加热器7随轧辊5同步转动，可在轧制的同时对轧辊5进行加热，从而达到了利用控温箱2自动控制加热器7，进而控制轧辊5表面温度的目的。
Claims (7)
1、一种镁合金板材轧制轧辊加热系统，包括轧辊加热装置和轧辊温度控制装置，其特征在于：
所述轧辊加热装置包括电刷滑环、轴承、轧辊和加热器，电刷滑环一端连接控温箱，另一端与加热器相连，加热器一端连接电刷滑环，另一端插入轧辊内部，对轧辊进行加热；
所述轧辊温度控制装置包括热电偶、控温箱和电源，电源与控温箱连接，热电偶一端连接控温箱，另一端与轧辊表面接触，用于测量轧辊表面的温度，控温箱反馈热电偶测得的温度信息，并确定是否继续对轧辊进行加热。
2、根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述轧辊材质为60CrMn钢。
3、根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述加热器，其壳体材质为316L，电阻丝材质为Cr20Ni80。
4、根据权利要求1或3所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述加热器内导热填充料材质为氧化镁粉。
5、根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述轧辊内放置多根加热器。
6、根据权利要求1或5所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述加热管与轧辊间的缝隙距离小于0.02mm。
7、根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述加热器及电刷滑环与轧辊同步转动。
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