CN102615101B - 镁合金板材卷/箔材轧制方法及其轧辊系统 - Google Patents

镁合金板材卷/箔材轧制方法及其轧辊系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镁合金板材卷(箔)材轧制方法及其轧辊系统。轧制方法包括针对板材和卷(箔)材的轧制工艺。板材轧制工艺包括五次轧制；卷(箔)材轧制工艺包括三次轧制。轧辊系统包括：一对轧制工作辊、两对张力工作辊、两对支撑控制辊、两套支撑控制辊弹性支撑装置、两套张力工作辊弹性支撑装置、两套支撑控制辊液压压下/压上装置、两套张力工作辊液压压下/压上装置、两套张力工作辊横移装置。本发明集镁合金板材、卷(箔)材及箔材的粗轧和精轧乃至平整于一体、尤其是在短板轧制时可形成张力轧制的、单机架可逆、可精密控制板形、厚度及张力的轧制方法及其轧辊系统。可同时实现小压下量和大压下量两级轧制和一次平整的工艺过程。

Description

镁合金板材卷/箔材轧制方法及其轧辊系统
技术领域
本发明属于镁合金轧制方法及设备技术领域，涉及一种用于镁合金板材卷/箔材轧制方法及其轧辊系统。
背景技术
现有的镁合金轧机通常采用常规的四辊或六辊轧机，粗轧和精轧乃至平整全部都是分开的，板和带轧机更是分开的两套生产线。板轧机一般为单机架可逆，不能形成张力。卷轧机除了采用连轧，也有采用单机架可逆轧制，无论连轧还是单机架，更多的是采用常规的四辊或六辊轧机，少数采用多辊轧机来轧制箔材，张力的建立全部是需要靠前后卷取机来实现。对于260-400mm左右的短板坯料及成品，目前还没有可以实现张力轧制的轧机；对于短板，目前还没有可以将原料从厚度为3mm轧到0.1mm的、粗轧和精轧用一台就可以完成的轧机，也没有将板材和卷/箔材及箔材全部用一台轧机完成全部轧制的轧机。根据近年来的一些研究成果，如文献（1）岩崎孝行，本城恒，小割茂美，铃木秀一，三上昌夫。小径12段冷间压延机的特性。石川岛播磨技报，2005，Vol.45,（2），91-95的论文公开内容；文献（2）多段压延機，发明人，上山憲一，出願人：日本株式会社神户制钢所，特許公開2011-183450，公開日期：2011年9月22日的专利公开内容，最新式的镁合金轧机也只是一种12辊轧机、单机架轧制卷（箔）材及箔材，对于板材，不能适用。而目前，镁合金的生产更多的是处于实验阶段，在实验过程的前期，对板的轧制是非常必要的，对于那些实验室场地有限，小批量生产板材的中小企业，通常需要一台能够综合轧制镁合金板材、卷/箔材及箔材的结构简单、功能全面、控制方便，效率高、成品质量好的轧制设备，通过对的多家有丰富经验的轧机设计及制造厂家进行调研发现，目前，各厂家仍停留在普通四辊及六辊轧机的设计和生产上，因此在的镁合金轧制设备上，急需一种突破传统形式的新型轧机，本发明本着这个目的提出一种轧制方法及其轧辊系统。
发明内容
本发明提供了一种镁合金板材卷/箔材轧制方法及其轧辊系统，可同时实现小压下量和大压下量两级轧制和一次平整的工艺过程。
本发明提供的镁合金板材卷/箔材轧制方法包括针对板材和卷/箔材的轧制工艺。
一.板材轧制工艺
a.板材在左侧张力工作辊和轧制工作辊之间时的轧制
粗轧板材时，板材从左侧进入轧机的轧制工作辊前，左侧张力工作辊弹性支撑装置打开，左侧的支撑控制辊弹性支撑装置压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置和右侧的支撑控制辊弹性支撑装置压住，左侧的支撑控制辊压下，左侧张力工作辊在压住板材的同时，在压下力和平衡力的作用下向左移动，在轧制工作辊轧制板材的同时，给板材施加张力，以实现短板材的张力轧制，同时，左侧张力工作辊对板材实现小压下量轧制，轧制工作辊对板材实现大压下量轧制；
b.板材在左侧张力辊工作辊、轧制工作辊和右侧张力工作辊之间时的轧制
当经过左侧张力工作辊和轧制工作辊分别轧制的板材，再进一步进入右侧张力工作辊时，右侧的支撑控制辊弹性支撑装置继续压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置打开，右侧的支撑控制辊压下，右侧张力工作辊在压住板材的同时，在压下力和平衡力的作用下向右移动，在轧制工作辊轧制板材的同时，给板材施加张力，这时，右侧张力工作辊脱离板材和支撑控制辊，实现对板材的平整和夹持，仅用轧制工作辊和左侧的张力工作辊实现两道次带张力轧制；
c.板材在轧制工作辊和右侧张力工作辊之间时的轧制
当板材的尾部离开左侧张力工作辊时，左侧张力工作辊弹性支撑装置拉住左侧的张力工作辊向左移动，离开支撑控制辊，左侧的支撑控制辊弹性支撑装置压下，左侧的支撑控制辊压下，可通过调整支撑控制辊液压压下/压上装置，对尾部的厚度精度进行控制；
d.板材在右侧张力工作辊时的轧制
当板材的尾部离开轧制工作辊时，右侧的支撑控制辊继续压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置和右侧的支撑控制辊弹性支撑装置也都继续压住，板材在右侧的张力工作辊的压力下进行小压下量的轧制，调整尾部厚度精度；
e.板材轧制结束后的轧制
板材经过几个道次的轧制后，实现精轧时，板会变得薄而长，此时进行轧制，需要左右张力工作辊形成更大的张力，通过单独驱动张力工作辊，并在张力工作辊横移装置的作用下，将张力工作辊外拉动，以形成所需要的张力；
二.卷/箔材轧制工艺
a.卷/箔材第一次的三道次的连续轧制
轧制卷/箔材时，左右两侧的张力工作辊单独驱动和压下，轧制工作辊的驱动和压下由支撑控制辊带动，左侧和右侧的张力工作辊与轧制工作辊一起，对卷/箔材实现一道次连轧，卷/箔材的经过一次三道次的连轧后，进入右侧卷取机；
b.卷/箔材第二次的三道次的连续轧制
右侧卷取机变成开卷机，将卷材重新穿入右侧张力工作辊，进行第二次三道次的连轧；
c.卷/箔材第三次的两道次的连续轧制和一道次的光整
进行第三道次的连轧时，左侧张力工作辊和轧制工作辊进行两道次的连轧，右侧张力工作辊，进行无压下量的光整。
本发明提供的镁合金板材卷/箔材及箔材轧制方法采用的轧辊系统包括以下部件：
一对轧制工作辊、两对张力工作辊、两对支撑控制辊、两套支撑控制辊弹性支撑装置、两套张力工作辊弹性支撑装置、两套支撑控制辊液压压下/压上装置、两套张力工作辊液压压下/压上装置、两套张力工作辊横移装置；
在轧制工作辊与前后张力工作辊之间的上部，各有一对支撑控制辊，左侧支撑控制辊的左上方有支撑控制辊弹性支撑装置，右侧支撑控制辊的右侧有支撑控制辊弹性支撑装置，左侧张力工作辊的左侧有张力工作辊弹性支撑装置，右侧张力工作辊的右侧有张力工作辊弹性支撑装置，支撑控制辊轴承座上下各有一套支撑控制辊液压压下/压上装置，张力工作辊轴承座上下各有一套张力工作辊液压压下/压上装置，两对支撑控制辊各有一套传动系统，两套张力工作辊各有一套传动系统，左侧张力工作辊与轧制工作辊之间的距离可以通过张力工作辊横移装置进行调整，右侧张力工作辊与轧制工作辊之间的距离也可以通过张力工作辊横移装置进行调整。
本发明提供的镁合金卷/箔材轧制方法及其轧辊系统与现有同类技术相比，其显著的进步和有益效果在于：
集镁合金板材、卷/箔材及箔材的粗轧和精轧乃至平整于一体、尤其是在短板轧制时可形成张力轧制的、单机架可逆、可精密控制板形、厚度及张力的轧制方法及其轧辊系统。该轧制方法及其轧辊系统可同时实现小压下量和大压下量两级轧制和一次平整的工艺过程。
附图说明
图1是镁合金板材卷/箔材轧制方法采用的轧辊系统结构示意图；
图2是板材轧制原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图用实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，镁合金板材卷/箔材轧制方法包括针对板材和卷/箔材两种情况的不同轧制工艺。
本实施例的轧制基本参数：原料材质为镁合金AZ31，轧制规程如表1所示。
表1轧制规程
Figure GDA0000376522330000041
一.板材轧制工艺
如表1所示，铝合金原料进行的前五道次粗轧，将铝合金板材的厚度由2mm轧到0.64mm，属于板材轧制。
a.板材在左侧张力工作辊2和轧制工作辊1之间时的轧制
当板材的头部进入到左侧张力工作辊2和轧制工作辊1之间时，张力工作辊2的压下和横移均来自支撑控制辊3的液压压下。张力的形成主要依靠支撑控制辊液压压下装置6，分别给轧制工作辊1和张力工作辊2分配压下以及张力工作辊2在压下和摩擦力作用下产生横移。板材从左侧进入轧机的轧制工作辊1前，左侧张力工作辊弹性支撑装置5打开，左侧的支撑控制辊弹性支撑装置4压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置5和右侧的支撑控制辊弹性支撑装置4压住，调整左侧的支撑控制辊压下装置6，左侧张力工作辊2在压住板材的同时，在压下力和平衡力以及摩擦力的作用下向左移动，左侧张力工作辊2与左侧的支撑控制辊3产生摩擦滑动，如图2所示，左侧张力工作辊2与左侧的支撑控制辊3中心的连线绕支撑控制辊3的中心产生一个摆角α，在轧制工作辊1轧制板材的同时，给板材施加张力，以实现短板材的张力轧制，同时，如图2所示，左侧张力工作辊2对板材实现小压下量δ1的轻轧，如图2所示，轧制工作辊1对板材实现大压下量δ2的重轧；
b.板材在左侧张力辊工作辊2、轧制工作辊1和右侧张力工作辊2之间时的轧制
当经过左侧张力工作辊2和轧制工作辊1分别轧制的板材，再进一步进入右侧张力工作辊2时，右侧的支撑控制辊弹性支撑装置4继续压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置5打开，右侧的支撑控制辊3压下，右侧张力工作辊2在压住板材的同时，在压下力和平衡力的作用下向右移动，在轧制工作辊1轧制板材的同时，给板材施加张力，这时，右侧张力工作辊2可以脱离板材和支撑控制辊3，如图2所示，实现对板材的平整和夹持，仅用轧制工作辊1和左侧的张力工作辊2实现两道次带张力轧制；
c.板材在轧制工作辊1和右侧张力工作辊2之间时的轧制
当板材的尾部离开左侧张力工作辊2时，左侧张力工作辊弹性支撑装置5拉住左侧的张力工作辊2向左移动，离开支撑控制辊3，左侧的支撑控制辊弹性支撑装置4压下，左侧的支撑控制辊3压下，通过调整支撑控制辊液压压下/压上装置6，对尾部的厚度精度进行控制；
d.板材在右侧张力工作辊2时的轧制
当板材的尾部离开轧制工作辊1时，右侧的支撑控制辊3继续压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置5和右侧的支撑控制辊弹性支撑装置4也都继续压住，如图2所示，板材在右侧的张力工作辊2的压力下进行平整和夹持，调整尾部厚度精度。
e.板材轧制结束后的轧制
板材经过五个道次的轧制和中间退火后，铝合金板材的厚度由2mm轧到0.64mm，然后，按卷/箔材的压下规程，采用下列卷/箔材的轧制方法进行轧制。
二.对于卷/箔材的轧制方法
卷/箔材的轧制，需要将粗轧板材的厚度从0.64mm轧到0.1mm，其中经过两次三道次的连轧和一次两道次的连轧，经过一道次的光整。总共经过8道次的连轧和一道次的光整。
a.卷/箔材第一次的三道次的连续轧制
轧制卷/箔材时，左右两侧的张力工作辊2单独驱动和压下，轧制工作辊1的驱动和压下由支撑控制辊3带动，左侧和右侧的张力工作辊2与轧制工作辊1一起，对卷/箔材实现一道次连轧，将卷（箔）材的厚度从0.64mm轧制到0.328mm。卷（箔）材的经过一次三道次的连轧后，进入右侧卷取机；
b.卷/箔材第二次的三道次的连续轧制
右侧卷取机变成开卷机，将卷材重新穿入右侧张力工作辊2，进行第二次三道次的连轧,将卷/箔材的厚度从0.328mm轧制到0.18mm。；
c.卷/箔材第三次的两道次的连续轧制
进行第三道次的连轧时，左侧张力工作辊2和轧制工作辊1进行两道次的连轧，将卷/箔材的厚度从0.18mm轧制到0.1mm。右侧张力工作辊2进行无压下量的光整。
如图1所示，镁合金板材卷/箔材及箔材轧制方法采用的轧辊系统，该系统包括以下部件：一对轧制工作辊1、两对张力工作辊2、两对支撑控制辊3、两套支撑控制辊弹性支撑装置4、两套张力工作辊弹性支撑装置5、两套支撑控制辊液压压下/压上装置6、两套张力工作辊液压压下/压上装置7、两套张力工作辊横移装置8。
在轧制工作辊1与前后张力工作辊2之间的上部，各有一对支撑控制辊3，左侧支撑控制辊3的左上方有支撑控制辊弹性支撑装置4，右侧支撑控制辊3的右侧有支撑控制辊弹性支撑装置4，左侧张力工作辊2的左侧有张力工作辊弹性支撑装置5，右侧张力工作辊2的右侧有张力工作辊弹性支撑装置5，支撑控制辊3轴承座上下各有一套支撑控制辊液压压下/压上装置6，张力工作辊2轴承座上下各有一套张力工作辊液压压下/压上装置7，两对支撑控制辊3各有一套传动系统，两套张力工作辊2各有一套传动系统，左侧张力工作辊2与轧制工作辊1之间的距离L通过张力工作辊横移装置8进行调整，右侧张力工作辊2与轧制工作辊1之间的距离L也通过张力工作辊横移装置8进行调整。

Claims (2)

1.一种镁合金板材卷/箔材轧制方法，其特征在于该方法包括针对板材和卷/箔材的下列轧制工艺： 
一.板材轧制工艺 
a.板材在左侧张力工作辊和轧制工作辊之间时的轧制 
粗轧板材时，板材从左侧进入轧机的轧制工作辊前，左侧张力工作辊弹性支撑装置打开，左侧的支撑控制辊弹性支撑装置压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置和右侧的支撑控制辊弹性支撑装置压住，左侧的支撑控制辊压下，左侧张力工作辊在压住板材的同时，在压下力和平衡力的作用下向左移动，在轧制工作辊轧制板材的同时，给板材施加张力，以实现短板材的张力轧制，同时，左侧张力工作辊对板材实现小压下量轧制，轧制工作辊对板材实现大压下量轧制； 
b.板材在左侧张力辊工作辊、轧制工作辊和右侧张力工作辊之间时的轧制 
当经过左侧张力工作辊和轧制工作辊分别轧制的板材，再进一步进入右侧张力工作辊时，右侧的支撑控制辊弹性支撑装置继续压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置打开，右侧的支撑控制辊压下，右侧张力工作辊在压住板材的同时，在压下力和平衡力的作用下向右移动，在轧制工作辊轧制板材的同时，给板材施加张力，这时，右侧张力工作辊脱离板材和支撑控制辊，实现对板材的平整和夹持，仅用轧制工作辊和左侧的张力工作辊实现两道次带张力轧制； 
c.板材在轧制工作辊和右侧张力工作辊之间时的轧制 
当板材的尾部离开左侧张力工作辊时，左侧张力工作辊弹性支撑装置拉住左侧的张力工作辊向左移动，离开支撑控制辊，左侧的支撑控制辊弹性支撑装置压下，左侧的支撑控制辊压下，通过调整支撑控制辊液压压下/压上装置，对尾部的厚度精度进行控制； 
d.板材在右侧张力工作辊时的轧制 
当板材的尾部离开轧制工作辊时，右侧的支撑控制辊继续压住，右侧张力工作辊弹性支撑装置和右侧的支撑控制辊弹性支撑装置也都继续压住，板材在右侧的张力工作辊的压力下进行小压下量的轧制，调整尾部厚度精度； 
e.板材轧制结束后的轧制 
板材经过几个道次的轧制后，实现精轧时，板会变得薄而长，此时进行轧制，需要左右张力工作辊形成更大的张力，通过单独驱动张力工作辊，并在张力工作辊横移装置的作用下，将张力工作辊往外拉动，以形成所需要的张力； 
二.卷/箔材轧制工艺 
a.卷/箔材第一次的三道次的连续轧制 
轧制卷/箔材时，左右两侧的张力工作辊单独驱动和压下，轧制工作辊的驱动和压下由支撑控制辊带动，左侧和右侧的张力工作辊与轧制工作辊一起，对卷/箔材实现一道次连轧，卷/箔材经过一次三道次的连轧后，进入右侧卷取机； 
b.卷/箔材第二次的三道次的连续轧制 
右侧卷取机变成开卷机，将卷材重新穿入右侧张力工作辊，进行第二次三道次的连轧； 
c.卷/箔材第三次的两道次的连续轧制 
进行第三道次的连轧时，左侧张力工作辊和轧制工作辊进行两道次的连轧，右侧张力工作辊，进行无压下量的光整。 
2.权利要求1所述的镁合金板材卷/箔材及箔材轧制方法采用的轧辊系统，其特征在于该系统包括以下部件： 
一对轧制工作辊、两对张力工作辊、两对支撑控制辊、两套支撑控制辊弹性支撑装置、两套张力工作辊弹性支撑装置、两套支撑控制辊液压压下/压上装置、两套张力工作辊液压压下/压上装置、两套张力工作辊横移装置； 
在轧制工作辊与前后张力工作辊之间的上部，各有一对支撑控制辊，左侧支撑控制辊的左上方有支撑控制辊弹性支撑装置，右侧支撑控制辊的右侧有支撑控制辊弹性支撑装置，左侧张力工作辊的左侧有张力工作辊弹性支撑装置，右侧张力工作辊的右侧有张力工作辊弹性支撑装置，支撑控制辊轴承座上下各有一套支撑控制辊液压压下/压上装置，张力工作辊轴承座上下各有一套张力工作辊液压压下/压上装置，两对支撑控制辊各有一套传动系统，两套张力工作辊各有一套传动系统，左侧张力工作辊与轧制工作辊之间的距离通过张力工作辊横移装置进行调整，右侧张力工作辊与轧制工作辊之间的距离也通过张力工作辊横移装置进行调整。 
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