CN101992212A - 制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，包括：机体、卷取系统、驱动系统、控制系统、测量系统、冷却系统和轧制系统；各系统均设置在机体上，轧制系统与驱动系统驱动；轧制系统由设置在机架上的支撑辊、二中间辊、一中间辊和工作辊构成，支撑辊和二中间辊、一中间辊均为上、下两组，工作辊为上、下两个，上、下两组支撑辊经上、下两组二中间辊、一中间辊包围在上、下两个工作辊外，工作辊的直径为17.5～18mm，工作辊的硬度为63/64HRc；卷取系统的卷取张力为54kg～1080kg。该设备结构简单，经特定工作辊提供的轧制压力与卷取张力的配合，轧制精度、厚度满足镍氢电池负极用基片带材要求的钢质带材。

Description

制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备

技术领域

本发明涉及轧制设备，尤其是涉及一种轧制厚度不大于0.035mm的用作镍氢电池负极基片的极薄钢质带材的轧制设备。

背景技术

现有的轧制设备能轧制的厚度最小只能达到0.05mm，如进口的森吉米尔二十辊轧机(ZR24-14)，其设计能力能轧制的最小成品厚度为0.05mm，成品厚度公差为±0.005mm，而作为镍氢电池负极基片的钢质带材要求厚度不大于0.035mm，厚度公差要达到±0.002mm，以提高镍氢电池的体积容量比，而现有的轧制设备则无法达到这样的要求。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，可解决现有辊轧机无法轧制出厚度不大于0.035mm的极薄精密钢质带材，而无法满足制作镍氢电池负极基片用带材的要求。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明提供一种制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，包括：机体、卷取系统、驱动系统、控制系统、测量系统、冷却系统和轧制系统；各系统均设置在机体上，轧制系统与驱动系统驱动；所述轧制系统由设置在机架上的支撑辊、二中间辊、一中间辊和工作辊构成，支撑辊和二中间辊、一中间辊均为上、下两组，工作辊为上、下两根，上、下两组支撑辊经上、下两组二中间辊、一中间辊包围在上、下两根工作辊外，工作辊的直径为17.5～18mm，工作辊的硬度为63/64HRc；所述卷取系统的卷取张力为54kg～1080kg。

本发明提供的技术方案中通过由设置在机体上的卷取系统、驱动系统、控制系统、测量系统、冷却系统和轧制系统构成的轧制设备中，使轧制系统采用直径为17.5～18mm，硬度为63/64HRc的工作辊，并使卷取系统的卷取张力为54kg～1080kg，不但增加轧制系统的轧制压力，可以轧制出厚度不大于0.035mm的极薄的钢质带材，同时由于卷取系统的卷取张力在54kg～1080kg范围内可调，不会因轧制薄钢质带材过程中，出现因张力过大导致带材断裂的情况。该轧制设备结构简单，使用方便，通过特定工作辊提供的压力与卷取张力的配合，可以轧制出精度、厚度满足制作镍氢电池负极用基片带材要求的厚度不大于0.035mm、厚度公差达到±0.002mm的极薄钢质带材。

附图说明

图1为本发明提供的轧制设备的整体结构示意图；

图2为本发明提供的轧制设备的轧制系统的结构示意图；

图3为本发明提供的轧制设备的控制系统的结构框图；

图4为本发明提供的轧制设备的控制系统的电路原理图；

图中各标号为：1-卷取机；2-卷取机上推料板；3-上料小车；4-导向辊；5-测厚仪；6-刮油器总成；7-机架；8-压下油缸；9-轧制系统；

91-A辊；92-B辊；93-C辊；94-D辊；95-E辊；96-F辊；97-G辊；98-H辊；99-工作辊；910-上层的一中间辊；911-下层的一中间辊；912上层的二中间辊；913-下层的二中间辊；7-机架；10-轧制的极薄带材；

201-主控单元；202张力调节单元；203-轧制量控制单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本实施例提供一种制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，包括：机体、卷取系统、驱动系统、控制系统、测量系统、冷却系统和轧制系统，各系统均设置在机体上，形成对钢质带材的轧制设备，该轧制设备具体结构如图1所示，图1中只示意出机体，及设置在机体上的卷取机1、卷取机上推料板1、上料小车3、导向辊4、测厚仪5、刮油器总成6、机架7(为轧制系统9的机架)、压下油缸8和轧制系统9等；其中，卷取机1为左右两个与卷取机上推料板2和导向辊4几部分配合构成了卷曲系统，测厚仪5为左右两个构成测量系统，压下油缸8为驱动系统的一部分，刮油器总成6为辅助系统，图1中未示意出的驱动系统、控制系统和冷却系统均设置在其它部件后面的机体上；在该轧制设备中，轧制系统由机架7、支撑辊、二中间辊、一中间辊和工作辊构成，支撑辊、二中间辊、一中间辊设置和工作辊均设置在机架上，支撑辊和二中间辊、一中间辊均为上、下两组，工作辊为上、下两根，上、下两组支撑辊包围在上、下两组二中间辊和一中间辊之外，上、下两组一中间辊包围在上、下两根工作辊外面(见图2)，工作辊的直径为17.5～18mm，工作辊的硬度为63/64HRc，同一根工作辊不同部位的径差≤0.002mm；其中卷取系统的卷取张力为54kg～1080kg。

上述轧制设备中的工作辊可采用由Cr12MoV(鉻十二钼钒)材料制成的工作辊，工作辊的长度为393.65mm，工作辊的重量为1.2Kg；上、下两根工作辊可采用不同的直径的工作辊，保证上、下两根工作辊之间的直径差不超过0.2mm即可。上、下两根工作辊的工作时的温度为20～25℃，可以扎制带材前提前对工作辊进行预热。

上述轧制设备的轧制系统中，同层的一中间辊之间的直径差＜0.005mm；上、下设置的一中间辊之间的直径差＜1.0mm；同层的二中间辊(即为驱动辊)之间的直径误差≤0.002mm；各支撑辊之间辊系配对误差≤0.002mm；支撑辊的最大辊径凸度≤0.002mm。

如图3所示，上述轧制设备中的控制系统具体包括：张力调节单元202、轧制量控制单元203和主控单元201；其中，张力调节单元与所述主控单元连接，用于在54kg～1080kg范围内调节轧制设备的驱动系统施加至卷曲系统的张力；

轧制量控制单元，与所述主控单元连接，用于设定轧制同一卷带材时的轧压量；

主控单元，分别与所述张力调节单元和轧制量控制单元连接，根据张力调节单元设定的张力，及轧制量控制单元设定的轧压量，控制驱动系统驱动卷曲系统和轧制系统对带材进行轧制。

通过上述控制系统可以方便的控制轧制设备对极薄钢质带材进行轧制，控制系统还包括对其它部分的控制单元，如控制冷却系统、控制刮油器总成、测量系统等的控制单元，它们与现有的辊轧机的基本相同，在此不在一一说明。控制系统的具体电路可参见图4。

下面结合轧制钢质带材的过程对上述轧制设备作进一步说明：

上述轧制设备中，驱动系统由电动装置、齿轮组、减速箱、液压系统、空气压缩系统和供电系统构成，用于驱动各系统或为用电的系统供电；卷取系统由开卷箱和左、右相对设置的左、右卷取机构成，卷取系统的作用是在驱动系统的驱动下可以将带材从一侧向另一侧卷取，以便在卷取过程中由轧制系统对带材进行轧制。而测量系统由左接触式测厚仪和右接触式测厚仪构成，用于测量所轧制带材的厚度；冷却系统由工艺冷却润滑系统，减速箱冷却润滑系统和水冷却系统构成，用于对各系统及轧制的带材进行冷却；该轧制设备还包括直头剪切机、右卸卷小车和左卸卷小车，直头剪切机用来对宽度不合适的带材进行剪切，而右卸卷小车和左卸卷小车分别用来对原料带材卷和轧制后的带材卷进行上料或卸料。

利用上述轧制设备轧制带材的具体过程如下：

(1)采用钢质带材为原料，原料要求外观光亮、无锈、无裂缝、气泡、夹杂物、划痕、镰刀弯≤2mm/m、毛刺≤0.02mm，不平度每米小于6mm，原料厚度公差为±0.02mm，宽度公差±0.3mm；原料厚度均匀，同一横截面上任意两点的厚度公差≤0.010mm；

为保证电池负极片的机械性能符合要求，原料的规格及机械性能应符合下表：

(2)利用本实施例的轧制设备，并控制该设备中轧制系统的轧辊的精度、尺寸及表面粗糙度，使轧辊的精度、尺寸及表面要求如下：

(2.1)辊径偏差及配辊要求：

①上、下两根工作辊直径可以不同(一般保证两者之间的直径差不超过0.2mm)；

②同一根工作辊不同部位的径差≤0.002mm；

③同层的不同的一中间辊之间的直径差＜0.005mm；

④上、下两层之间的不同的一中间辊之间的直径差＜1.0mm；

⑤同层的二中间辊(即驱动辊)之间的直径差≤0.002mm；

⑥各支撑辊之间辊系配对误差≤0.002mm；

⑦支撑辊的最大辊径凸度≤0.002mm；

(2.2)轧辊的表面要求

①工作辊辊面不准有凹凸和螺旋纹，成品道次使用新辊，且不允许有任何小缺陷。

②一中间辊不准有凹凸面及延长度方向的缺陷。

③二中间辊不准有凸起、允许有小凹坑，其直径φ≤5mm。深度＜0.5mm，凹坑四周的毛刺必须磨光。

④工作辊使用前在回流油中预热，温度为20～25℃。

(2.3)正常轧制磨辊周期：

支撑辊	二中间辊	一中间辊	工作辊
				500～800小时/次	100小时/次	15～20小时/次	1卷/次

(3)辊系配备

(3.1)如图2所示，将八只支撑辊按A辊、B辊、C辊、D辊、E辊、F辊、G辊、H辊顺序装入机架(见图2)，同时将A、H、D、E四只侧支撑辊调零；

(3.2)装“B辊”、“C辊”辊，使“B辊”“C辊”的偏心齿与双面齿条正确啮合并对称；

(3.3)调整调丝，观察A辊、H辊、D辊、E辊四辊是否对称地滚动；

(3.4)装双面齿条(与现有辊轧机类似)，先上后下，要在最大开口位置上；

(3.5)装二中间辊顺序为下传动辊→下自由辊→上传动辊→上自由辊有小缺陷的辊放在下面；

(3.6)装一中间辊、先下后上；

(3.7)一中间辊适用负极带宽度；

锥度长T(mm)	适用钢带的宽度(mm)
		200	200～250
180	200～280
		150	280～320
130	320～350

(4)轧制系统的改进，卷曲系统的张力为54kg～108kg，这样可分六个道次轧制出极薄钢质带材，在最后轧制道次的压下量可增加至60％，从而使轧制工艺及板型上加以控制，使得可以轧制出厚度、公差、表面质量及表面平整度、板型等均满足镍氢电池负极片要求的极薄钢质带材。

综上所述，本发明中的轧制设备通过在轧制系统中采用直径为17.5～18mm、硬度为63/64HRc的工作辊，并使同一根工作辊不同部位的径差≤0.002mm，使得该轧制设备可以在轧制压力上满足轧制0.035的极薄钢质带材，可分六个道次轧制出极薄钢质带材，在最后轧制道次的压下量可增加至60％的条件下轧制出厚度不超过0.035的极薄钢质带材，并保证带材表面的平整度，并使该轧制设备的卷取系统的卷取张力为54kg～1080kg，从而保证了在轧制过程中不会出现极薄钢质带材断裂的情况。该轧制设备结构简单，可以满足生产镍氢电池负极片材料的要求，填补了现有轧制设备无法轧制厚度、平整度均满足镍氢电池负极片材料的0.035mm极薄钢质带材的空白。

上述为本发明较佳的具体实施例，本发明的保护范围不局限于此，熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，包括：机体、卷取系统、驱动系统、控制系统、测量系统、冷却系统和轧制系统；各系统均设置在机体上，轧制系统由驱动系统驱动；其特征在于，所述轧制系统由设置在机架上的支撑辊、二中间辊、一中间辊和工作辊构成，支撑辊和二中间辊、一中间辊均为上、下两组，工作辊为上、下两根，上、下两组支撑辊经上、下两组二中间辊、一中间辊包围在上、下两根工作辊外，工作辊的直径为17.5～18mm，工作辊的硬度为63/64HRc；所述卷取系统的卷取张力为54kg～1080kg。

2.如权利要求1所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的工作辊采用由铬十二钼钒材料制成的工作辊，工作辊的长度为393.65mm，工作辊的重量为1.2Kg。

3.如权利要求1或2所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的上、下两根工作辊采用不同的直径，上、下两根工作辊的直径差不大于0.2mm。

4.如权利要求1或2所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的同一根工作辊不同部位的径差≤0.002mm。

5.如权利要求1或2所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的上、下两根工作辊的工作温度为20～25℃。

6.如权利要求1所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的同层的一中间辊之间的直径差＜0.005mm；所述轧制系统的上、下设置的一中间辊之间的直径差＜1.0mm。

7.如权利要求1所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的同层的二中间辊之间的直径误差≤0.002mm。

8.如权利要求1所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述轧制系统的各支撑辊之间辊系配对误差≤0.002mm，支撑辊的最大辊径凸度≤0.002mm。

9.如权利要求1所述的制作镍氢电池负极用基片带材的轧制设备，其特征在于，所述控制系统包括：

张力调节单元、轧制量控制单元和主控单元；

张力调节单元，与所述主控单元连接，用于在54kg～1080kg范围内调节轧制设备的驱动系统施加至卷曲系统的张力；

轧制量控制单元，与所述主控单元连接，用于设定轧制同一卷带材时的轧压量；

主控单元，分别与所述张力调节单元和轧制量控制单元连接，根据张力调节单元设定的张力，及轧制量控制单元设定的轧压量，控制驱动系统驱动卷曲系统和轧制系统对带材进行轧制。

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