CN102764790B - 一种全连续镁合金带卷精整装置及精整方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种全连续镁合金带卷精整装置及精整方法，属于镁合金材料领域。本发明通过开卷装置将镁合金带卷开卷，并通过张力夹送辊进入切头切尾和焊接装置，进入双边剪进行切边，切边后进入多辊矫直机进行矫直，矫直后通过张力夹送辊进入带卷清洗装置进行清洗，清洗后经挤干辊将清洗液挤干，经吹扫烘干后，通过张力辊组，经预热装置加热到设定温度后，进入拉伸弯曲矫直机组进行改善板形质量，弯矫后经张力辊组和张力夹送辊进入涂油装置进行涂油处理，经分切剪分切后，通过偏转夹送辊进入卷取机，实现带卷精整过程。本发明能够实现具有高表面质量、板形良好、成材率高等优点，能够满足对镁合金带卷精整产品的表面和板形等质量要求，也有利于带卷的运输和贮存。

Description

一种全连续镁合金带卷精整装置及精整方法

技术领域

本发明涉及镁合金材料领域，特别涉及镁合金带卷的表面清理、切边、在线加热拉伸弯曲矫直和涂油保护等工艺和装备。该装备为获得高质量的成品表面及板形，并为运输及后续冲压和涂层等深加工工序创造条件。

背景技术

轧制镁合金薄板带卷产品属于镁合金深加工行业，是国家支持的新材料产业和鼓励发展项目。高性能轧制镁合金板带是直接制作或经成形加工成具有导电、散热、减震、防噪、节能、轻量化等多种功能的精密结构零件的主要材料，主要用于生产电子信息产品（如计算机、通讯、消费电子产品等）壳体、汽车电子外壳、框架、仪表板，家电以及军工产品等。该材料具有附加值高和绿色环保等优点。

精整处理是镁合金带卷产品加工所需的生产环节。通过精整处理，其清洗功能可以清洗掉轧制后表面残留的轧制润滑油以及镁灰等；由于镁合金弹性模量较小，矫直时带卷的弹性极限弯曲半径小，需要配备较小辊径的矫直辊才能满足矫直要求，因此通过预热带卷和较细工作辊的拉伸弯曲矫直后可以改善带材的板形和表面质量；通过边部剪切减少后续加工边部出现断裂的可能。先进、可靠、成熟的带卷精整装置和工艺是提高镁合金带卷产品的板形、表面质量和后续冲压工艺以及表面涂层工艺的重要环节。

工艺流程为：上卷开卷、切头尾焊接、切边、矫直、清洗、吹扫、预热、拉伸弯曲矫直、涂油、分切和卷取。

发明内容

本发明为解决轧制镁合金薄板带卷进行成卷切边、表面清洗、拉伸弯曲矫直和涂油等问题，从而满足变形镁合金带卷的边部、表面质量和板形质量，便于镁合金板带材的运输和贮存、直接使用或后续冲压和表面涂层等深加工工序处理的要求。

一种全连续镁合金带卷精整处理装置，包括开卷机1；第一偏转夹送转辊2；第一张力夹送辊3；切头尾焊接装置4；切边剪5；多辊矫直辊组6；第二张力夹送辊7；带卷清洗装置8；挤干辊装置9；吹扫烘干装置10；第一张力辊组装置11；在线加热装置12；拉伸弯曲矫直装置13；第二张力辊组装置14；第三张力夹送辊15；涂油装置16；分切剪17；第二偏转夹送辊18；卷取机19。

开卷机1；第一偏转夹送转辊2；第一张力夹送辊3；切头尾焊接装置4；切边剪5；多辊矫直辊组6；第二张力夹送辊7；清洗装置8；挤干辊装置9；吹扫烘干装置10；第一张力辊组装置11；在线加热装置12；拉伸弯曲矫直装置13；第二张力辊组装置14；第三张力夹送辊15；涂油装置16；分切剪17；第二偏转夹送辊18；卷取机19分别沿镁合金带材的穿入方向顺序排列。

采用上述全连续镁合金带卷精整处理装置的精整方法是：将要进行精整处理的镁合金带卷确认后，放置到开卷机1上进行穿带，将带材的捆带打开，并开动开卷机，通过第一偏转夹送转辊2和第一张力夹送辊3，将带卷送至切头尾和焊接装置4进行头部(或尾部)剪切并焊接，经切边剪5进行带卷双边剪切，经多辊矫直辊组6进行矫直，经第二张力夹送辊7进入带卷清洗装置8进行表面清洗，清洗后带卷经挤干辊装置9将表面清洗液挤干后，经吹扫烘干装置10将表面烘干，经第一张力辊组装置11，经在线加热装置12将带材加热到进行矫直的温度后，进入拉伸弯曲矫直装置13，经第二张力辊组装置14后，形成稳定的拉伸弯曲矫直张力后开始进行拉伸弯曲矫直，矫直后带材经第三张力夹送辊15，进入涂油装置16进行涂油，经涂油带卷通过分切剪17(第一次穿带时不剪切)，经第二偏转夹送辊18后，进入卷取机19开始精整带卷；如果焊缝接近分切剪17时，由相关物流跟踪功能通过分切剪17进行带卷分切，分切后将带卷从卷取机19卸下，继续将经分切剪17剪切后带卷头部经第二偏转夹送辊18后，进入卷取机19进行后续带卷的卷取，实现整个带卷的精整过程。

本发明的带卷清洗装置由两辊压紧挤干辊、辊刷机、循环清洗系统及排气系统等组成，如图2所示：

压紧挤干辊采用两根橡胶辊，上辊由气缸压下被动转动，使镁合金带卷上、下表面在喷淋液体中输送，下辊交流变频电机传动。

辊刷机采用两根尼龙盘状毛刷辊通过电机、万向连轴节连接，逆向(或顺向)旋转清洗镁板，以除去带卷表面的油污等。在刷辊入口出口配置了夹送辊，在刷洗过程中压住镁合金带卷，避免卷材在刷洗时处于不稳定状态。

循环清洗系统包括脱脂和水洗；由储液箱、棚体、供水管、循环水泵、循环管路、水洗槽、喷淋管、喷嘴组成；供水管装有回流管，能自动调节喷管水流压力和喷水方向；水洗加热热源为蒸汽加热；脱脂所用液体均经过蒸汽加热，并有水泵循环系统，用以去除脱脂液并获得洁净表面；水洗槽的槽液循环喷淋清洗板带表面，加新鲜水由喷嘴直喷带卷表面，水洗槽的槽液温度能自动控制；循环管路管件采用不锈钢材质；棚体采用不锈钢钣金件，内部布置加强筋，中间是50mm厚保温层；清洗喷淋装置可通过调整清液洗流量、压力、温度、喷嘴的数量和角度来控制清洗质量。

循环清洗系统的排气装置包含排气风机及不锈钢管路，汽水分离器等，能对清洗的水汽进行有组织排放。

通过图1所示的吹扫烘干装置10，由风机、吹风管、抽风过滤器及热交换器组成；经过抽风过滤器过滤的干净空气通过热交换器加热至60～80℃，然后由吹风管吹向带卷表面，吹干带卷表面的水汽。

本发明可对镁合金带卷进行中间精整和成品精整。中间精整是在镁合金带卷轧制退火后或对成品轧制以前进行精整，目的是消除轧制出现板形不良或有边部开裂情况，或者用于消除由于轧制油和镁灰的存在而在随后的退火中出现退火油斑等；同时也有利于消除退火后由于残余应力消除而出现板形不良状况；为进一步轧制加工创造良好的板形、边部和表面质量条件。成品精整可以对轧制后或退火后成品带卷进行加工处理，通过切边，清洗改善表面质量，拉伸弯曲矫直改善成品板形质量并涂油进行表面保护，从而满足带卷运输、直接使用或满足后续冲压和表面涂层等深加工工序处理的要求。

本发明可以根据对精整带卷质量的不同要求可单独选择或同时使用切边、清洗或涂油等装置，因而本精整装置具有连续高效、灵活和高产品质量等优点。

本发明采用先进的焊接技术，保证头尾剪切后能良好的焊合，焊缝满足工艺所需的张力极限，同时接头焊缝厚度满足设备和工艺要求。

本发明多辊矫直机的上横梁具有纵向和横向倾斜调整功能，可根据来料带卷的需求通过调整辊缝间隙保证出口带卷平直，以满足清洗对带卷板形的要求。矫直装置具有背衬中间辊和支撑辊以保证矫直工作辊的刚度和进行凸度调节功能，也保证矫直带材表面光亮而没有支撑辊压痕。

在矫直宽板时如果矫直工作辊太长，刚度则不够；通常用支承辊来保持工作辊的刚度；如果在矫直簿板时，要消除板形的波浪需要用支承辊来改变工作辊的凸度。由于支撑辊多为盘形(类似多个轴承串联)，长期工作中对工作辊表面被压出痕迹，这时若矫直工件的表面要求光亮，而辊面压痕很可能在工件表面上留下条状暗影甚至印痕。因此本装置在工作辊和支撑辊中间加—排中间辊，用中间辊隔离上述压痕的传递。中间辊的具体工作方式为：在工作辊与支承辊中间夹着一排细的中间辊，中间辊采用浮动辊方式，设有轴颈，用周围的粗辊包围着只能随转而不能移位。它们把盘形支承辊可能造成的压痕与工作辊隔离开，而且这些中间辊容易修磨和更换。

在线加热装置采用在线自动加热控温，包括感应加热装置37、在线测温装置38，能够控制预热带卷温度并根据带卷厚度控制预热速度，以保证镁合金带卷获得需要的矫直温度。

薄的镁合金带卷在进行矫直时因受矫直工作辊径限制和板形不良的影响而很难达到完全改善板形的质量要求。带卷的弹性极限弯曲半径为ρ＝Eh/2σ，其中E为带卷的弹性模量，h为厚度，σ为带卷的屈服强度。有带卷的弹性极限弯曲半径公式可知，在带卷越薄，屈服强度越高的情况下需要矫直的工作辊辊径越小。为弥补采用细小工作辊辊径带来的困难，本装置通过采用在线加热装置将带材加热到一定温度，通过减小σ并保证带材不被拉窄的工艺条件下进行拉伸弯曲矫直，可采用较大直径的矫直辊来完成。通常将镁合金带卷加热到300℃左右即可满足矫直工艺需求。在线自动控温加热装置如图3所示。

本发明的拉伸弯曲矫直装置使带材在承受拉力作用的同时承受反复弯曲的作用力，利用带材板形不良时其纵向纤维必长短不齐，而长短不齐的纤维受到塑性拉伸达到长短相等之后卸掉外力时也必然以基本相等的弹复量恢复到稳定状态，以到达矫直目的。在拉伸矫直时通过拉伸矫直装置前后的张力辊组来控制矫直前后张力的大小，具有生产连续、高效率，功率消耗小和矫平质量高等优点。

本发明的拉伸弯曲矫直装置采用7个工作辊和10个支撑辊的辊系布置(如图1的12所示)，通过反复弯曲矫直，更容易提高带材对板形的矫直质量。

本发明装置具有涂油进行表面处理的功能，以避免卷材在卷取中错动划伤以及在运输和贮存中发生腐蚀等现象。

目前镁合金清洗和矫平以单片方式实现，效率低，成材率不高；而采用本发明装置可以大大提高带卷精整成材率和生产效率，同时可以实现不同质量要求的精整效果。具有良好的市场应用范围和前景。

附图说明

图1是全连续镁合金带卷精整装置示意图：

开卷机1；第一偏转夹送转辊2；第一张力夹送辊3；切头尾焊接装置4；切边剪5；多辊矫直辊组6；第二张力夹送辊7；带卷清洗装置8；挤干辊装置9；吹扫烘干装置10；第一张力辊组装置11；在线加热装置12；拉伸弯曲矫直装置13；第二张力辊组装置14；第三张力夹送辊15；涂油装置16；分切剪17；第二偏转夹送辊18；卷取机19。

图2是带卷清洗装置示意图：

第一挤干辊20；第一脱脂喷淋21；第二挤干辊22；第二脱脂喷淋23；第三挤干辊24；第三脱脂喷淋25；第四挤干辊26；第一夹送辊27；第一辊刷28；第二夹送辊29；第二辊刷30；第三夹送辊31；第三辊刷32；第四夹送辊33；第五挤干辊34；水洗喷淋35；排气装置36。镁合金带卷运行方向如图2所示。

图3是在线自动加热控温装置示意图：

感应加热装置37；在线测温装置38。

具体实施方式

将要进行精整处理的镁合金带卷确认后，放置到开卷机1上进行穿带，将带材的捆带打开，并开动开卷机，通过第一偏转夹送转辊2和第一张力夹送辊3，将带卷送至切头尾和焊接装置4进行头部(或尾部)剪切并焊接，经切边剪5进行带卷双边剪切，经多辊矫直辊组6进行矫直，经第二张力夹送辊7进入带卷清洗装置8进行表面清洗，清洗后带卷经挤干辊装置9将表面清洗液挤干后，经吹扫烘干装置10将表面烘干，经第一张力辊组装置11，经在线加热装置12将带材加热到进行矫直的温度后，进入拉伸弯曲矫直装置13，经第二张力辊组装置14后，形成稳定的拉伸弯曲矫直张力后开始进行拉伸弯曲矫直，矫直后带材经第三张力夹送辊15，进入涂油装置16进行涂油，经涂油带卷通过分切剪17(第一次穿带时不剪切)，经第二偏转夹送辊18后，进入卷取机19开始精整带卷；如果焊缝接近分切剪17时，由相关物流跟踪功能通过分切剪17进行带卷分切，分切后将带卷从卷取机19卸下，继续将经分切剪17剪切后带卷头部经第二偏转夹送辊18后，进入卷取机19进行后续带卷的卷取。

基于上述表明：该装置能够实现具有高表面质量、板形良好、成材率高等优点，能够满足对镁合金带卷精整产品的表面和板形等质量要求。

Claims (2)

1.一种全连续镁合金带卷精整装置的精整方法，其特征包括：开卷机（1）；第一偏转夹送转辊(2)；第一张力夹送辊(3)；切头尾焊接装置(4)；切边剪(5)；多辊矫直辊组（6）；第二张力夹送辊（7）；带卷清洗装置（8）；挤干辊装置（9）；吹扫烘干装置（10）；第一张力辊组装置（11）；在线加热装置（12）；拉伸弯曲矫直装置（13）；第二张力辊组装置（14）；第三张力夹送辊（15）；涂油装置（16）；分切剪（17）；第二偏转夹送辊（18）；卷取机（19）；

开卷机（1）；第一偏转夹送转辊(2)；第一张力夹送辊(3)；切头尾焊接装置(4)；切边剪(5)；多辊矫直辊组（6）；第二张力夹送辊（7）；带卷清洗装置（8）；挤干辊装置（9）；吹扫烘干装置（10）；第一张力辊组装置（11）；在线加热装置（12）；拉伸弯曲矫直装置（13）；第二张力辊组装置（14）；第三张力夹送辊（15）；涂油装置（16）；分切剪（17）；第二偏转夹送辊（18）；卷取机（19）分别沿镁合金带材的穿入方向顺序排列；带卷清洗装置由两辊压紧挤干辊、辊刷机、循环清洗系统及排气系统组成，压紧挤干辊采用两根橡胶辊，上辊由气缸压下被动转动，使镁合金带卷上、下表面在喷淋液体中输送，下辊交流变频电机传动；

辊刷机采用两根尼龙盘状毛刷辊通过电机、万向连轴节连接，逆向或顺向旋转清洗镁板，以除去带卷表面的油污；在刷辊入口出口配置了夹送辊，在刷洗过程中压住镁合金带卷，避免卷材在刷洗时处于不稳定状态；

循环清洗系统包括脱脂和水洗；由储液箱、棚体、供水管、循环水泵、循环管路、水洗槽、喷淋管、喷嘴组成；供水管装有回流管，能自动调节喷管水流压力和喷水方向；水洗加热热源为蒸汽加热，脱脂所用液体均经过蒸汽加热，并有水泵循环系统，用以去除脱脂液并获得洁净表面；水洗槽的槽液循环喷淋清洗板带表面，加新鲜水由喷嘴直喷带卷表面，水洗槽的槽液温度能自动控制；循环管路管件采用不锈钢材质；棚体采用不锈钢钣金件，内部布置加强筋，中间是50mm厚保温层；清洗喷淋装置可通过调整清洗液流量、压力、温度、喷嘴的数量和角度来控制清洗质量； 循环清洗系统的排气装置包含排气风机及不锈钢管路，汽水分离器，能对清洗的水汽进行有组织排放；在线加热装置采用在线自动加热控温，包括感应加热装置（37）、在线测温装置（38），能够控制预热带卷温度并根据带卷厚度控制预热速度，以保证镁合金带卷获得需要的矫直温度；吹扫烘干装置（10），由风机、吹风管、抽风过滤器及热交换器组成；经过抽风过滤器过滤的干净空气通过热交换器加热至60～80℃，然后由吹风管吹向带卷表面，吹干带卷表面的水汽；拉伸弯曲矫直装置使带材在承受拉力作用的同时承受反复弯曲的作用力，通过拉伸矫直装置前后的张力辊组来控制矫直前后张力的大小以到达改善板形的目的。

2.一种采用权利要求1所述全连续镁合金带卷精整装置的精整方法，其特征是：将要进行精整处理的镁合金带卷确认后，放置到开卷机（1）上进行穿带，将带材的捆带打开，并开动开卷机，通过第一偏转夹送转辊（2）和第一张力夹送辊（3），将带卷送至切头尾和焊接装置（4）进行头部或尾部剪切并焊接，经切边剪（5）进行带卷双边剪切，经多辊矫直辊组（6）进行矫直，经第二张力夹送辊（7）进入带卷清洗装置（8）进行表面清洗，清洗后带卷经挤干辊装置（9）将表面清洗液挤干后，经吹扫烘干装置（10）将表面烘干，经第一张力辊组装置（11），经在线加热装置（12）将带材加热到进行矫直的温度后，进入拉伸弯曲矫直装置（13），经第二张力辊组装置（14）后，形成稳定的拉伸弯曲矫直张力后开始进行拉伸弯曲矫直，矫直后带材经第三张力夹送辊（15），进入涂油装置（16）进行涂油，经涂油带卷通过分切剪（17），经第二偏转夹送辊（18）后，进入卷取机（19）开始精整带卷；如果焊缝接近分切剪（17）时，由相关物流跟踪功能通过分切剪（17）进行带卷分切，分切后将带卷从卷取机（19）卸下，继续将经分切剪（17）剪切后带卷头部经第二偏转夹送辊（18）后，进入卷取机（19）进行后续带卷的卷取，实现整个带卷的精整过程。