CN104190723A - 一种镁及镁合金板带温轧控温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镁及镁合金板带温轧控温系统，通过对镁及镁合金板带采取轧前预热加热、轧辊的在线控温、带卷的在线补温、环境的保温隔热及整套控温设备的预热等多项措施，形成一套完整的镁合金板带温轧控温保温系统，解决现有温轧控温技术存在的控温方式单一不成系统，无法定量控制，控温效率低下，温度波动大等各种弊端，具有加热补温节奏紧凑，加热方式多样系统化，温度控制精准，安全高效的特点。
Description
技术领域
本发明属于板带轧制技术领域，具体涉及一种镁及镁合金板带温轧控温系统。
背景技术
在金属板带轧制领域，对于金属镁及镁合金等低塑性的难变形金属，常温下冷轧很困难，极易发生中间断裂及边裂情况，且道次轧制压下率较低，这些因素严重影响金属镁及镁合金板带的产品质量及生产效率。
因此对于这类低塑性金属，常采用低于金属再结晶温度，高于冷态常温的温轧工艺进行轧制。温轧是指在金属或合金常温组织发生回复的温度以上，再结晶的温度以下的温度范围内进行的轧制过程。由于温轧时材料的加工硬化得到一定的回复，与冷轧相比，材料的屈服强度低，塑性高，又没有热轧的缺点，因此受到普遍重视。温轧一般在冷轧设备上进行。在进入轧制变形区之前用加热炉将工件加热到200～400℃，然后进行轧制。一些塑性低、强度高的金属通过温轧也有可能得到精加工。温轧的延伸率约为冷轧的2～3倍。温轧适用于加工一些在常温条件下塑性低、屈服强度高、变形抗力大、不适合采用冷轧的金属和合金，也用来加工那些虽能冷轧，但生产效率低、轧程多、能耗大的金属和合金，如轧制铁铝合金、不锈钢板等。
但是由于镁合金热容量小，对温度特别敏感，板带极易散热，因此对于初始加热后的镁合金板带，如果轧制过程中没有有效的保温补温措施，温度会很快降下来，从而无法实现高效的可逆轧制。
目前，温轧工艺常用的保温补温措施有工件预热、轧辊预热等，但现有的加热保温方式都是独立的从一个方面进行的，导致加热保温控温能力有限，温度波动较大，无法实现镁合金板带的定量在线系统控温，造成温轧材料性能差异较大，无法适应产品批量稳定高效的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种镁及镁合金板带温轧控温系统，解决现有温轧控温技术存在的控温方式单一不成系统，无法定量控制，控温效率低下，温度波动大等各种弊端，具有加热补温节奏紧凑，温度控制精准，安全高效的特点。
一种镁及镁合金板带温轧控温系统，该控温系统包括隔热保温罩、设置在隔热保温罩外部的线外控温加热单元，还包括设置在隔热保温罩内部和线外控温加热单元一端的开卷机在线控温加热单元、开头转向辊在线控温加热单元、左卷取机在线控温加热单元、机前转向辊在线控温加热单元、轧辊在线控温加热单元、机后转向辊在线控温加热单元、右卷取机在线控温加热单元；
所述的线外控温加热单元用于对镁及镁合金板带进行轧前预热均热；
所述的开卷机在线控温加热单元、左卷取机在线控温加热单元、右卷取机在线控温加热单元主要用于开卷及卷取时对置于卷筒上的镁带卷进行在线温度检测及补温；
所述的开头转向辊在线控温加热单元、机前转向辊在线控温加热单元、机后转向辊在线控温加热单元、轧辊在线控温加热单元用于板带开始轧制前对轧辊及转向辊进行预热和在线温度控制。
所述的开卷机在线控温加热单元、开头转向辊在线控温加热单元、左卷取机在线控温加热单元、机前转向辊在线控温加热单元、轧辊在线控温加热单元、机后转向辊在线控温加热单元、右卷取机在线控温加热单元从左到右依次设置。
所述线外控温加热单元是红外辐射加热炉，通过红外辐射加热炉对镁及镁合金板带进行轧前预热均热，加热温度范围是300℃～450℃。
所述开卷机在线控温加热单元、左卷取机在线控温加热单元、右卷取机在线控温加热单元是红外辐射加热炉，在开卷及卷取时将红外辐射加热炉罩在镁及镁合金板带外部进行控温补温，控温温度范围是200℃～400℃。
所述开头转向辊在线控温加热单元、机前转向辊在线控温加热单元、机后转向辊在线控温加热单元是电磁感应加热器，采用电磁感应加热对转向辊进行预热及在线温度控制，控温温度范围是200℃～400℃。
所述轧辊在线控温加热单元是电磁感应加热器，采用电磁感应加热对轧辊在线控温加热，控温温度范围是150℃～300℃。
本发明的有益效果：通过对镁及镁合金板带采取轧前预热加热、轧辊的在线控温、带卷的在线补温、环境的保温隔热及整套控温设备的预热等多项措施，形成一套完整的镁合金板带温轧控温保温系统，解决现有温轧控温技术存在的控温方式单一不成系统，无法定量控制，控温效率低下，温度波动大等各种弊端，具有加热补温节奏紧凑，加热方式多样系统化，温度控制精准，安全高效的特点。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是镁及镁合金板带温轧控温系统的示意图。
图2是镁及镁合金板带温轧控温系统的俯视图。
附图标记说明：1、线外控温加热单元；21、开卷机在线控温加热单元；22、左卷取机在线控温加热单元；23、右卷取机在线控温加热单元；31、开头转向辊在线控温加热单元；32、机前转向辊在线控温加热单元；33、机后转向辊在线控温加热单元；4、轧辊在线控温加热单元；5、隔热保温罩。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提供了一种镁及镁合金板带温轧控温系统，该控温系统包括隔热保温罩5、设置在隔热保温罩5外部的线外控温加热单元1，还包括设置在隔热保温罩5内部和线外控温加热单元1一端的开卷机在线控温加热单元21、开头转向辊在线控温加热单元31、左卷取机在线控温加热单元22、机前转向辊在线控温加热单元32、轧辊在线控温加热单元4、机后转向辊在线控温加热单元33、右卷取机在线控温加热单元23；
所述的线外控温加热单元1用于对镁及镁合金板带进行轧前预热均热；
所述的开卷机在线控温加热单元21、左卷取机在线控温加热单元22、右卷取机在线控温加热单元23主要用于开卷及卷取时对置于卷筒上的镁带卷进行在线温度检测及补温。
所述的开头转向辊在线控温加热单元31、机前转向辊在线控温加热单元32、机后转向辊在线控温加热单元33、轧辊在线控温加热单元4用于板带开始轧制前对轧辊及转向辊进行预热和在线温度控制；
所述线外控温加热单元1通过红外辐射加热炉对镁及镁合金板带进行轧前预热均热，加热温度范围是300℃～450℃。
所述开卷机在线控温加热单元21、左卷取机在线控温加热单元22、右卷取机在线控温加热单元23采用红外辐射加热炉，在开卷及卷取时将红外辐射加热炉罩在镁及镁合金板带外部进行控温补温，控温温度范围是200℃～400℃。
所述开头转向辊在线控温加热单元31、机前转向辊在线控温加热单元32、机后转向辊在线控温加热单元33采用电磁感应加热对转向辊进行预热及在线温度控制，控温温度范围是200℃～400℃。
所述轧辊在线控温加热单元4采用电磁感应加热对轧辊在线控温加热，控温温度范围是150℃～300℃。
所述红外辐射加热炉采用红外辐射加热。
实施例1：
选取原料：镁卷厚度5.0mm，宽度1000mm，卷外径Φ1500mm，卷内径Φ610mm，卷重2.5t，牌号为AZ31；经四个道次轧制，压下规程分别为：5.0-3.95-3.1-2.45-2.0，单轧程成品厚2.0mm，最大轧制速度150m/min。
线外控温加热单元1：该线外控温加热单元1通过红外辐射加热炉，将镁合金带卷加热到450℃并保温3h，通过加热炉控温系统，检测控制镁卷内外温差≤±5℃，温度均匀，镁卷出炉上卷。
开卷机在线控温加热单元21：经线外控温加热单元1加热均热后的AZ31镁卷，通过上卷小车上到开卷机卷筒进行开卷，镁带穿带开头，启动开卷机在线控温加热单元21，将移动式红外辐射加热炉移至开卷卷筒处，将镁带卷罩住；对本实施例中所述带卷，开卷设定温度为400℃，开卷机在线控温加热单元21，检测镁带表面温度，镁带温度与设定温度相差10℃，启动补温系统对镁带加热，直至消除温差。
转向辊在线控温加热单元：该转向辊在线控温加热单元包括开头转向辊在线控温加热单元31、机前转向辊在线控温加热单元32、机后转向辊在线控温加热单元33，主要采用电磁感应加热的方式对转向辊进行预热及在线温度控制。开卷上料之前，开启开头转向辊在线控温加热单元31、机前转向辊在线控温加热单元32、机后转向辊在线控温加热单元33对转向辊预热，对本实施例中所述镁带卷，设定转向辊温度为350℃，该转向辊在线控温加热单元具备闭环控温系统，对辊面温度检测调整，温差控制在±5℃范围内。
轧辊在线控温加热单元4：该轧辊在线控温加热单元4主要采用电磁感应加热的方式对轧辊在线控温加热，轧辊宽度方向温度可分段控制，以调整合理的辊系凸度。轧辊温度控制与所轧带材材料成分、厚度、宽度、轧制速度、板型要求等因素有关，本实施例中对应的温轧工艺有四个道次，轧辊设定温度分别为轧前预热时350℃，第一道次时320℃，第二道次时300℃，第三道次时250℃，第四道次时200℃，轧辊横向温差控制在±5℃。
卷取机在线控温加热单元：镁带经开卷轧制之后，在左右卷取之间可逆轧制时，启动卷取机在线控温加热单元，即左卷取机在线控温加热单元22、右卷取机在线控温加热单元23，该卷取机在线控温加热单元除部分结构尺寸外与开卷控温单元类似，当镁带头进卷取钳口并绕卷两至三圈之后，将红外辐射加热炉移至卷取卷筒处，将镁带卷罩住，启动卷取机在线控温加热单元。卷取设定温度与镁带厚度、材料、及轧制工艺有关，对本实施例中所述带卷温轧工艺，四个道次，卷取设定温度分别为第一道次时320℃，第二道次时300℃，第三道次时250℃，第四道次时200℃，镁带材同道次温差控制在±5℃。
设备环境保温：设备环境保温是通过设置封闭的隔热保温罩5，将设备整体与车间环境隔离，本实施例中，当车间厂房环境温度低于30℃时，需要往封闭的隔热保温罩内通热风。
实施例2：
选取原料：镁卷厚度1.5mm，宽度600mm，卷外径Φ1500mm，卷内径Φ610mm，卷重1.5t，牌号为ME20M；经三个道次轧制，压下规程分别为：1.5-1.15-0.9-0.8，单轧程成品厚0.8mm，最大轧制速度300m/min。
线外控温加热单元1：该线外控温加热单元1通过红外辐射加热炉，对镁合金带卷加热到450℃并保温2h，通过加热炉控温系统，检测控制镁卷内外温差≤±5℃，温度均匀，镁卷出炉上卷。
开卷机在线控温加热单元21：经线外控温加热单元1加热均热后的ME20M镁卷，通过上卷小车上到开卷机卷筒进行开卷，镁带穿带开头，启动开卷机在线控温加热单元21，将移动式红外辐射加热炉移至开卷卷筒处，将镁带卷罩住。对本实施例中所述带卷，开卷设定温度为400℃，开启开卷机在线控温加热单元21，检测镁带表面温度，镁带温度与设定温度相差10℃，并对镁带进行加热补温，直至消除温差。
转向辊在线控温加热单元：转向辊在线控温加热单元包括开头转向辊在线控温加热单元31、机前转向辊在线控温加热单元32、机后转向辊在线控温加热单元33，主要采用电磁感应加热的方式对转向辊进行预热及在线温度控制。开卷上料之前，开启该转向辊在线控温加热单元对转向辊进行预热，对本实施例中所述镁带卷，设定开头转向辊温度为400℃，机前转向辊温度为250℃，机后转向辊温度为200℃，该转向辊在线控温加热单元具备闭环控温系统，对辊面温度检测调整，温差控制在±5℃范围内。
轧辊在线控温加热单元4：该轧辊在线控温加热单元4主要采用电磁感应加热的方式对轧辊在线控温加热，轧辊宽度方向温度可分段控制，以调整合理的辊系凸度。轧辊温度控制与所轧带材材料成分、厚度、宽度、轧制速度、板型要求等因素有关，本实施例中对应的温轧工艺，三个道次，轧辊设定温度分别为轧前预热时300℃，第一道次时时290℃，第二道次时时250℃，第三道次时时200℃，轧辊横向温差控制在±5℃。
卷取机在线控温加热单元：镁带经开卷轧制之后，在左右卷取之间可逆轧制时，启动卷取机在线控温加热单元，即左卷取机在线控温加热单元22、右卷取机在线控温加热单元23，该卷取机在线控温加热单元除部分结构尺寸外与开卷机在线控温加热单元21类似，当镁带头进卷取钳口并绕卷两三圈之后，将红外辐射加热炉移至卷取卷筒处，将镁带卷罩住，对镁带进行控温补温。卷取设定温度与镁带厚度、材料、及轧制工艺有关，对本实施例中所述带卷温轧工艺，三个道次，卷取设定温度分别为第一道次时350℃，第二道次时300℃，第三道次时250℃，镁带材同道次温差控制在±5℃。
设备环境保温：设备环境保温是通过设置封闭的隔热保温罩5，将设
备整体与车间环境隔离，本实施例中，当车间厂房环境温度低于30℃时，需要往封闭的隔热保温罩5内通热风。
通过对镁及镁合金板带采取轧前预热加热、轧辊的在线控温、带卷的在线补温、环境的保温隔热及整套控温设备的预热等多项措施，形成一套完整的镁合金板带温轧控温保温系统，解决现有温轧控温技术存在的控温方式单一不成系统，无法定量控制，控温效率低下，温度波动大等各种弊端，具有加热补温节奏紧凑，加热方式多样系统化，温度控制精准，安全高效的特点。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种镁及镁合金板带温轧控温系统，其特征在于，该控温系统包括隔热保温罩（5）、设置在隔热保温罩（5）外部的线外控温加热单元（1），还包括设置在隔热保温罩（5）内部和线外控温加热单元（1）一端的开卷机在线控温加热单元（21）、开头转向辊在线控温加热单元（31）、左卷取机在线控温加热单元（22）、机前转向辊在线控温加热单元（32）、轧辊在线控温加热单元（4）、机后转向辊在线控温加热单元（33）、右卷取机在线控温加热单元（23）；
所述的线外控温加热单元（1）用于对镁及镁合金板带进行轧前预热均热；
所述的开卷机在线控温加热单元（21）、左卷取机在线控温加热单元（22）、右卷取机在线控温加热单元（23）用于开卷及卷取时对置于卷筒上的镁带卷进行在线温度检测及补温；
所述的开头转向辊在线控温加热单元（31）、机前转向辊在线控温加热单元（32）、机后转向辊在线控温加热单元（33）、轧辊在线控温加热单元（4）用于板带开始轧制前对轧辊及转向辊进行预热和在线温度控制。
2.如权利要求1所述的一种镁及镁合金板带温轧控温系统，其特征在于，所述的开卷机在线控温加热单元（21）、开头转向辊在线控温加热单元（31）、左卷取机在线控温加热单元（22）、机前转向辊在线控温加热单元（32）、轧辊在线控温加热单元（4）、机后转向辊在线控温加热单元（33）、右卷取机在线控温加热单元（23）从左到右依次设置。
3.如权利要求1所述的一种镁及镁合金板带温轧控温系统，其特征在于，所述线外控温加热单元（1）是红外辐射加热炉，通过红外辐射加热炉对镁及镁合金板带进行轧前预热均热，加热温度范围是300℃～450℃。
4.如权利要求1所述的一种镁及镁合金板带温轧控温系统，其特征在于，所述开卷机在线控温加热单元（21）、左卷取机在线控温加热单元（22）、右卷取机在线控温加热单元（23）是红外辐射加热炉，在开卷及卷取时将红外辐射加热炉罩在镁及镁合金板带外部进行控温补温，控温温度范围是200℃～400℃。
5.如权利要求1所述的一种镁及镁合金板带温轧控温系统，其特征在于，所述开头转向辊在线控温加热单元（31）、机前转向辊在线控温加热单元（32）、机后转向辊在线控温加热单元（33）是电磁感应加热器，采用电磁感应加热对转向辊进行预热及在线温度控制，控温温度范围是200℃～400℃。
6.如权利要求1所述的一种镁及镁合金板带温轧控温系统，其特征在于，所述轧辊在线控温加热单元（4）是电磁感应加热器，采用电磁感应加热对轧辊在线控温加热，控温温度范围是150℃～300℃。
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