CN104588413B - 差温及等温轧辊加热装置及轧制方法 - Google Patents

差温及等温轧辊加热装置及轧制方法 Download PDF

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本发明涉及一种差温及等温轧辊加热装置及轧制方法,轧辊加热装置由加热棒和绝缘管构成,加热棒外包绝缘管,加热棒前段为加热段,后段为常温段,加热段置于空心轧辊的辊身内,常温段伸出轧辊辊颈与联接装置连接;所述联接装置由固定环、旋转圆柱和运动环三部分构成,固定环与运动环之间通过旋转圆柱旋动连接,运动环与加热装置的常温段固定连接;冷却装置由循环水泵、水管构成,循环水泵通过外部水管与轧辊轴承座和固定环内部设有的水槽连接。本发明能用于难成形金属材料和需要差温轧制的轧辊加热系统,保证轧制过程中正确控制一对轧辊表面温度,实现等温或异温轧制的工艺参数的需要,并且加热器更换方便,节能。

Description

差温及等温轧辊加热装置及轧制方法
技术领域
本发明涉及一种金属板带材的轧制加热装置,尤其涉及一种在线轧辊连续加热方法及装置,在轧制过程中对轧辊进行在线连续等温或差温加热功能,适用于难变形金属材料轧制生产。
背景技术
针对某些金属板带材在冷轧过程中存在变形抗力大和塑性差的问题,目前采用传统的温轧或热轧工艺方法;传统的温轧或热轧工艺方法是先对金属板带材加热,再在热轧机或冷轧机上进行轧制的方法。但是,由于传统的温轧或热轧工艺采用直接加热板带材的方法,而板带材的厚度一般较薄,热容量较小,轧制过程中板带材散热速度较快,材料温度难以保证,造成金属材料塑性下降,轧制过程中容易出现裂纹,废品率高。因此,传统的温轧或热轧工艺方法的应用由此受到限制。目前在线热辊的方法开始使用。如,中国专利申请号200510086721.X(镁合金板带温轧轧辊辊心加热装置)、200810036132.4(镁合金板材轧制轧辊加热系统)和201310518804.6(一种在线连续轧辊加热装置及其加工方法)等发明实现在轧制过程中对轧辊进行在线连续加热。这些发明主要是在空心轧辊内安装固定的加热棒,并通过温度控制装置对轧辊表面温度进行控制,保证板带轧制温度。
中国专利申请号200510086721.X(镁合金板带温轧轧辊辊心加热装置)公开了一种轧辊辊心加热装置,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的加热棒被固定在轧辊内,不随轧辊同步转动。加热棒与控制器通过导线直接连接。
中国专利申请号200810036132.4(镁合金板材轧制轧辊加热系统)公开了轧辊加热系统,轧辊内放置多根加热器,通过轧辊加热装置中内嵌式的加热器对轧辊进行加热,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。加热器及电刷滑环与轧辊同步转动。加热棒与控制器通过电刷滑环连接。
中国专利申请号201310518804.6(一种在线连续轧辊加热装置及其加工方法)公开了一种在线连续轧辊加热装置,包括轧辊、多个电加热棒、无级电刷旋转机构、无级电刷固定机构和轴承组件。轧辊内沿圆周方向等距开设有多个电加热棒插孔,多个电加热棒分别插设于多个电加热棒插孔内。无级电刷旋转机构包括无级电刷旋转部件,第一无级电刷旋转导体,第二无级电刷旋转导体,第一绝缘套,第二绝缘套。无级电刷固定机构包括第一无级电刷固定导体,第一导电弹簧,第二无级电刷固定导体,第二导电弹簧,第一绝缘衬套,第二绝缘衬套。这种发明装置是实质上与中国专利申请号200810036132.4(镁合金板材轧制轧辊加热系统)情况类似,加热器与轧辊同步转动。加热棒与控制器通过电刷滑环连接。上述这些轧辊在线、连续加热的发明会存在问题主要有:对于辊心加热装置的加热棒被固定、不随轧辊同步转动,如中国专利申请号200510086721.X(镁合金板带温轧轧辊辊心加热装置)在轧辊长期加热后,轧辊辊心空腔会出现大量的氧化皮,塞满加热棒周围,导致加热棒旋转断裂。而对于辊心加热棒随轧辊同步转动,采用电刷连接的加热装置,则会出现大电流通过电刷连接处出现打火发热现象。
中国专利申请号201310246053.7(一种镁合金异温轧制装置及方法)公开了一种镁合金异温轧制装置及方法,加热装置在于轧辊外部,分别设于下轧辊和上轧辊外周相对位置处。通过辐射加热的方法对轧辊进行加热。这种加热方法限制上下轧辊的压下量调整范围,同时轧件进辊困难,若轧件出辊上翘或下翘,轧件容易冲向加热装置,使加热装置受损。申请号201310246053.7所述镁合金异温轧制方法的特征在于,将上轧辊和下轧辊的温度控制在室温至450℃之间,并使上轧辊和下轧辊的温度不同,以使位于轧制变形区的镁合金板的上下表面产生温度差。上轧辊的温度控制在180-300℃,下轧辊的温度控制在300-400℃或下轧辊的温度控制在180-300℃,上轧辊的温度控制在300-400℃。其没有提出具体的差温轧制的温度范围保护范围。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种差温及等温轧辊加热装置及轧制方法,用于难成形金属材料(包括镁合金、钛合金)和需要差温轧制的轧辊加热系统,保证轧制过程中正确控制一对轧辊表面温度,实现等温或异温轧制的工艺参数的需要,且加热器更换方便,节能。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种差温及等温轧辊加热装置,具有一个安装在空心轧辊中的轧辊加热装置,一个用于轧辊加热装置的固定和旋转的联接装置,一个用于联接装置和空心轧辊的轴承座冷却的冷却装置,一个用于控制差温或等温轧制的控制装置,所述轧辊加热装置由加热棒和绝缘管构成,加热棒外包绝缘管,加热棒前段为加热段,后段为常温段,加热段置于空心轧辊的辊身内,常温段伸出轧辊辊颈与联接装置连接;所述联接装置由固定环、旋转圆柱和运动环三部分构成,固定环与运动环之间通过旋转圆柱旋动连接,运动环与加热棒的常温段固定连接;所述冷却装置由循环水泵、水管构成,循环水泵通过外部水管与轧辊轴承座和固定环内部设有的水槽连接。
所述加热段长度与轧辊辊身长度相同,常温段长度为轧辊辊颈长度、辊头长度与轧辊外伸出长度之和。
所述控制装置由控温箱、变压器、热电偶传感器和电脑构成,每个轧辊内单独设置一个热电偶传感器,热电偶传感器一端连接控温箱,另一端与轧辊表面接触,用于测量轧辊表面的温度,加热棒连接变压器,变压器和控温箱连接电脑。
一种应用差温及等温轧辊加热装置的轧制方法,首先用户通过电脑单独设置每个轧辊的表面温度,各轧辊加热时,测温点的热电偶传感器测量对应轧辊表面温度,并反馈到电脑,对各轧辊温度进行实时监控,电脑根据用户温度设定,判断各轧辊表面温度是否达到设定温度,并单独控制和调节每个轧辊的表面温度,实现一对轧辊的表面温度同温或异温。
所述轧辊加热温度控制范围:在室温~550℃之间;上下两个轧辊的表面温度差的控制范围为20~200℃。
本发明的有益效果是:本发明能用于难成形金属材料(包括镁合金、钛合金)和需要差温轧制的轧辊加热系统,保证轧制过程中正确控制一对轧辊表面温度,实现等温或异温轧制的工艺参数的需要,并且加热器更换方便,节能。
附图说明
图1是本发明的结构系统示意图;
图2是加热装与冷却装置在轧辊中的位置示意图;
图3是联接装置结构剖视图;
图4是图3的左视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种差温及等温轧辊加热装置及轧制方法,包括轧辊加热装置、控制装置、联接装置和冷却装置等。
如图2所示,轧辊加热装置由加热棒3和绝缘管构成,加热棒3外包绝缘管,加热棒3前段为加热段11,后段为常温段12,加热段11置于空心轧辊1的辊身内,常温段12伸出轧辊辊颈与联接装置8连接。将常规的轧辊1的芯部沿轴向加工成圆形空腔。长条形加热棒3沿长度上制作成加热段11常温段12两部分,加热段11长度与轧辊1的辊身长度基本相同,常温段12的长度为轧辊1的辊颈长度、辊头长度与轧辊1的外伸出长度之和。常温段12最外端安装联接装置8的运动铜环。加热棒3外包绝缘管。长条形加热棒3的加热段11位于在空心轧辊1的辊身范围内,保证轧辊1的辊身工作部分得到加热。
冷却装置由循环水泵14、水管16构成,循环水泵14通过外部水管16与轧辊轴承座13和固定环20内部设有的水槽15连接。轧辊1加热时,循环水泵4工作,通过循环水带走部分轧辊1的轴承2和加热棒3的固定环20的热量。
如图3,4所示,联接装置8由固定环20、旋转圆柱22和运动环21三部分构成,固定环20与运动环21之间通过旋转圆柱22旋动连接,运动环21与加热装置的常温段12固定连接。固定环20安装在控制装置一侧。运动环21与控制装置8上的固定环20合在一起,内置平行排列的系列的旋转圆柱22。由于重力,旋转圆柱22始终与固定环20和运动环21保持接触。轧辊1旋转时,加热棒3可以旋转也可以静止,如果加热棒3旋转,运动环21与加热棒3同步旋转。旋转圆柱22在运动环21和固定环20间旋转。
如图1所示,控制装置由控温箱7、变压器5、热电偶传感器4和电脑6构成,每个轧辊1内单独设置一个热电偶传感器4,热电偶传感器4一端连接控温箱7,另一端与轧辊1表面接触,用于测量轧辊1表面的温度,加热装置中的加热棒3连接变压器5,变压器5和控温箱7连接电脑6。
一种应用差温及等温轧辊加热装置的轧制方法,首先用户通过电脑6单独设置每个轧辊1的表面温度,各轧辊1加热时,测温点的热电偶传感器4测量对应轧辊表面温度,同时反馈给电脑6,对各轧辊1温度进行实时监控,电脑6根据用户温度设定,判断各轧辊1表面温度是否达到设定温度,以控制加热装置是否继续工作。
每对轧辊1的表面温度根据用户需要,能够实现同温或异温加热。每个轧辊1的加热温度可控制在室温~550℃之间,上下轧辊1的表面温度差可实现范围:0~500℃之间。金属差温轧制的两辊温度差为20~200℃,可以上辊温度高于下辊,反之下辊温度也可高于上辊。金属材料通过这样具有表面温度差的轧辊轧制,使位于轧制变形区的金属材料的上下表面出现温度差。

Claims (5)

1.一种差温及等温轧辊加热装置,具有一个安装在空心轧辊中的轧辊加热装置,一个用于轧辊加热装置的固定和旋转的联接装置(8),一个用于联接装置和空心轧辊的轴承座冷却的冷却装置,一个用于控制差温或等温轧制的控制装置,其特征在于:所述轧辊加热装置由加热棒(3)和绝缘管构成,加热棒(3)外包绝缘管,加热棒(3)前段为加热段(11),后段为常温段(12),加热段(11)置于空心的轧辊(1)辊身内,常温段(12)伸出轧辊辊颈与联接装置(8)连接;所述联接装置(8)由固定环(20)、旋转圆柱(22)和运动环(21)三部分构成,固定环(20)与运动环(21)之间通过旋转圆柱(22)旋动连接,运动环(21)与加热棒(3)的常温段(12)固定连接;所述冷却装置由循环水泵(14)、水管(16)构成,循环水泵(14)通过外部水管(16)与轧辊轴承座(13)和固定环(20)内部设有的水槽(15)连接。
2.根据权利要求1所述的差温及等温轧辊加热装置,其特征在于:所述加热段(11)长度与轧辊(1)辊身长度相同,常温段(12)长度为轧辊辊颈长度、辊头长度与轧辊外伸出长度之和。
3.根据权利要求2所述的差温及等温轧辊加热装置,其特征在于:所述控制装置由控温箱(7)、变压器(5)、热电偶传感器(4)和电脑(6)构成,每个轧辊(1)内单独设置一个热电偶传感器(4),热电偶传感器(4)一端连接控温箱(7),另一端与轧辊(1)表面接触,用于测量轧辊表面的温度,加热棒(3)连接变压器(5),变压器(5)和控温箱(7)连接电脑(6)。
4.一种应用权利要求3所述的差温及等温轧辊加热装置的轧制方法,其特征在于:首先用户通过电脑(6)单独设置每个轧辊(1)的表面温度,各轧辊(1)加热时,测温点的热电偶传感器(4)测量对应轧辊(1)表面温度,并反馈到电脑(6),对各轧辊(1)温度进行实时监控,电脑(6)根据用户温度设定,判断各轧辊(1)表面温度是否达到设定温度,并单独控制和调节每个轧辊(1)的表面温度,实现一对轧辊(1)的表面温度同温或异温。
5.根据权利要求4所述的轧制方法,其特征在于:所述轧辊(1)加热温度控制范围:室温~550℃之间;上下两个轧辊(1)的表面温度差的控制范围为20~200℃。
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