CN105149352A - 变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，包括以下步骤：S1、设置两台链式铸锭加热炉；S2、将经均匀化退火后的镁合金铸锭装入两预热后的链式加热炉中循环加热；S3、采用天然气或电磁感应加热方式对轧辊进行预热；S4、对热风辊底加热炉预热；S5、将经加热后的镁合金铸锭或板坯经轧辊、辊底加热炉、剪切机、翻料机构往返轧制，形成板坯；S6、用气体保护热风装置根据热风辊底加热炉检测的温度自动调节循环风温度，控制开启或关闭保护气体并控制保护气体的流量；S7、板坯达到工序成品要求时，经纵横剪剪切，堆垛、入库；S8、卷取板坯。本发明能在线、连续、安全、有效地加热、补热，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

Description

变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法

技术领域

本发明涉及变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法。

背景技术

镁作为二十一世纪新材料，潜在应用领域极其广阔，其产品主要用于航天、航空、轨道交通车辆内饰板、地板等、汽车用内衬板、控制面板等、印刷版路、交通及3C等领域。严重制约镁材料广泛应用的关键环节在于镁变形加工技术难度大，道次加热次数多，工序繁杂，成本过高。

镁属于密排六方结构，常温下仅有一个滑移面，必须在一定温度下才能将其它滑移面激发出来，温度降低时由于滑移系减少，造成板材的边部开裂现象，如果不能及时加温，轧制中边裂继续扩大，造成成品率低下。

传统的镁合金板带加工工艺采用铸锭开坯轧制，这是目前镁合金宽幅板材最为成熟、有效、可行的生产方法，也是目前军工唯一认可的生产方法。其优点是生产的规格多，不仅可生产镁合金厚板，也可进一步轧制成中板和薄板，产品质量优良。

传统的轧制方法没有在线补温装置，依靠将镁锭或镁板送进加热炉中加热，达到所需温度后取出进行快速轧制，由于镁及镁合金热熔小，温降快，当坯料温度降低后必须再送入加热炉中加热，反复多次，一个厚度为160mm的铸锭轧制到2mm，一般要进行15-20道次的轧制，5-10次(根据工艺确定)的加热，造成工序繁杂，成本高，生产效率低，产品质量不能保证。一般从铸锭到成品板，特别是厚度0.5-1.0mm薄板，成品率仅有20％左右。

镁及镁合金的卷式轧制是提高成材率，降低加工成本的有效方法之一，但镁合金扁锭轧制由于温降快，板材轧制长度不易保证，其常温下也很难实现卷取。目前还没有一种很好的、成熟的轧制卷取方法，造成质量和卷重均无法保证，很难规模化实现镁板带的卷式轧制。

目前采用的短流程铸轧开坯、挤压开坯都有其局限性和部分应用的不适用性，造成镁板带价格居高不下，严重制约了镁板带产品的推广应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，能在线、连续、安全、有效地加热、补热，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，包括以下步骤：

S1、设置两台链式铸锭加热炉，相互垂直安装在生产线上；

S2、将经均匀化退火后的镁合金铸锭装入两预热后的链式加热炉中循环加热；

S3、采用天然气或电磁感应加热方式对轧辊进行预热；

S4、对热风辊底加热炉预热；

S5、连续恒温轧制：将经加热后的镁合金铸锭或板坯经轧辊、辊底加热炉、剪切机、翻料机构往返轧制，形成板坯；

S6、连续在线补热气体保护：用气体保护热风装置根据热风辊底加热炉检测的温度自动调节循环风温度，控制开启或关闭保护气体并控制保护气体的流量；

S7、板坯达到工序成品要求时，经纵横剪剪切，堆垛、入库；

S8、卷取板坯。

优选地，在步骤S2中，镁合金铸锭在链式加热炉中加热至400-500℃，保温1-2h，而且，当温度大于300℃时，往链式加热炉中通入保护气体。

优选地，在步骤S2中，轧辊的预热温度为80-150℃。

优选地，在步骤S4中，启动气体保护热风装置，由加热后的保护气体经管道送入辊底加热炉循环加热，通过热电偶对辊底加热炉和轧辊测温，反馈信号至PLC控制器，并将两者的温度均调节至100-400℃。

优选地，在步骤S5中，将镁合金铸锭或板坯的温度控制在150-380℃。

优选地，在步骤S6中，将保护气体的循环风温度控制在100-400℃，而且，当板坯温度＞250℃时开启保护气体。

优选地，在步骤S8中，需进行卷取时，启动电磁感应预热炉加热板坯，实现厚板坯或长长度板坯的卷取。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明解决了传统镁合金轧制方法的在线补热、恒温轧制、带温卷取、带温剪切等问题，提出了在线、连续、安全、可行的加热、补热方法，突破了镁合金传统轧制的不足，为镁及镁合金板材连续、恒温，板、卷轧制提供了一条高效、节能、高品质的生产工艺，从而达到了提高生产效率和产品质量，降低生产成本的目的。此发明不仅可用于镁及镁合金板材的热轧、同时可用于温轧，实现了镁及镁合金板材生产的连续化和规模化，将大大减少板坯离线的加热次数，减少板材的边裂现象，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：

变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，包括以下步骤：

S1、链式铸锭加热炉：本发明设置两台链式铸锭加热炉，镁合金铸锭、板坯连续循环加热。

S2、原料准备：将经均匀化退火后的镁合金铸锭(或热轧开坯后的镁板)装入预热后的链式加热炉中，循环加热到400-500℃，保温1-2h。

S3、轧辊预热：采用天然气或电磁感应加热方式对轧辊进行预热，预热温度80-150℃。

S4、热风辊底加热炉预热：启动气体保护热风装置，由管道送入辊底加热炉循环加热，通过热电偶测温返回信号和轧辊温度返回信号，调节气体保护热风装置的温度，温度调节范围100-400℃，保护气体流量调节范围0-0.8L/min。

S5、连续恒温轧制：将经加热后的镁合金铸锭(或板坯)经轧机、辊底加热炉、剪切机、翻料机构等往返轧制，根据产品工艺要求，测量轧制板材的厚度，长度、板材温度(控制在150-380℃，通过在线补热气体保护控制系统控制)等，确定轧制道次，道次压下量，剪切长度、返回加热炉的时间和次数，道次成品板的剪切、横移、垛板等循环进行。

S6、连续在线补热气体保护控制系统：气体保护热风装置根据热风辊底加热炉检测温度自动调节循环风温度，控制温度范围100-400℃，保护气体开启及流量，板材温度＞250℃时开启保护气体。

S7、工序成品板材定尺，板材达到工序成品要求时，经矫直机矫直、纵横剪剪切，堆垛、入库。

S8、卷取：当工艺要求需进行卷取时，启动电磁感应预热炉，当板材厚度轧制到8-12mm时，经圆盘剪、碎边机(去毛刺)、电磁感应预热炉加热，加送辊、上卷机进行卷取，卷取直径610mm-1800mm，卷取温度150-250℃。

根据原料厚度、工序产品厚度及轧制工艺要求，以上步骤(可增减)循环1-3次。

实施例1

锭坯规格：180mm×800mm×1000mm

成品板材厚度：20mm

本实施例工序步骤为：

1)铸锭准备：将铸锭进行铣面，其铣屑深度为15～20mm左右，在均质退火炉中加热400-500℃，保温10-24h，保温终止后断电，铸锭温度降到300℃左右出炉，空气中自然冷却备用。

2)将经均匀化退火后的镁锭装入预热后的链式加热炉中，加热到400-500℃，保温1-2h。

3)链式铸锭加热炉：设置两台链式铸锭、板坯加热炉，铸锭、板坯循环加热。

4)轧辊预热：采用天然气或电磁感应加热方式对轧辊进行预热，预热温度80-150℃。

5)热风辊底加热炉预热：启动气体保护热风装置，由管道送入辊底加热炉循环加热，通过热电偶测温返回信号和轧辊温度返回信号，由PLC调节气体保护热风装置的温度及保护气体用量，温度调节范围100-400℃，保护气体气体调节范围0-0.8L/min。

6)连续恒温轧制：将步骤2)的镁合金铸锭由轨道送入步骤4)的轧机轧制、道次压下量按照热轧工艺进行，前两道次采用顺轧和横轧交替进行，板材经步骤5)的辊底加热炉、剪切机、翻料机构等往返轧制，根据产品工艺要求，测量轧制板材的厚度，长度、板材温度(控制在200-400℃，通过步骤5)中的在线补热气体保护控制系统控制)等，确定轧制道次，剪切长度，当板材温度＜200℃时返回步骤3)的另一台板坯链式加热炉加热、保温(当板材温度达到轧制工艺要求后继续前述操作)。铸锭加热炉中的铸锭继续轧制，铸锭加热炉和板坯加热炉中铸锭、板坯交替进行轧制，实现了连续化生产。

7)连续在线补热气体保护控制系统：气体保护热风装置根据热风辊底加热炉检测温度自动调节循环风温度(控制温度范围100-400℃)及保护气体开启及流量控制，当板材温度＞250℃时开启保护气体。

8)工序成品板材定尺，板材达到工序成品要求时，经矫直机矫直、剪切、堆垛、入库。

实施例2

板坯厚度30-50mm，宽度800-1500mm，长度6000-10000mm

成品卷坯8mm

1)板坯准备：将30-50mm厚的板坯装入预热后的链式加热炉中，加热到400-500℃，保温1-2h。

2)轧辊预热：采用天然气或电磁感应加热方式对轧辊进行预热，预热温度80-150℃。

3)热风辊底加热炉预热：启动气体保护热风装置，由管道送入辊底加热炉循环加热，通过热电偶测温返回信号和轧辊温度返回信号，调节气体保护热风装置的温度，调节范围100-400℃。

4)连续恒温轧制：将经加热后的镁合金板坯送入轧机轨道，经轧机、辊底加热炉、剪切机等往返轧制，根据产品工艺要求，测量轧制板材的厚度，长度、板材温度(控制在150-400℃，通过在线补热气体保护控制系统控制)等，确定轧制道次，道次压下量，当板材温度当板材温度＜200℃时返回加热炉加热保温，继续前述步骤3)、4)的操作，直到板材厚度达到8mm。

5)连续在线补热气体保护控制系统：气体保护热风装置根据热风辊底加热炉检测温度自动调节循环风温度，控制温度范围100-400℃，保护气体流量0-0.8L/min，板材温度＞250℃时开启保护气体。

6)卷取：板材达到工序成品要求时，开启在线电磁感应加热装置，板材经加送装置、圆盘剪、碎边机(去毛刺)、电磁感应加热装置，张力加送辊等进入卷取机卷取，卷取温度150-250℃，卷取直径610-1800mm，卷取完成后卸卷、入库。

本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、设置两台链式铸锭加热炉，相互垂直安装在生产线上；

S2、将经均匀化退火后的镁合金铸锭装入两预热后的链式加热炉中循环加热；

S3、采用天然气或电磁感应加热方式对轧辊进行预热；

S4、对热风辊底加热炉预热；

S5、连续恒温轧制：将经加热后的镁合金铸锭或板坯经轧辊、辊底加热炉、剪切机、翻料机构往返轧制，形成板坯；

S6、连续在线补热气体保护：用气体保护热风装置根据热风辊底加热炉检测的温度自动调节循环风温度，控制开启或关闭保护气体并控制保护气体的流量；

S7、板坯达到工序成品要求时，经纵横剪剪切，堆垛、入库；

S8、卷取板坯。

2.根据权利要求1所述的变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于，在步骤S2中，镁合金铸锭在链式加热炉中加热至400-500℃，保温1-2h，而且，当温度大于300℃时，往链式加热炉中通入保护气体。

3.根据权利要求1所述的变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于，在步骤S2中，轧辊的预热温度为80-150℃。

4.根据权利要求1所述的变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于，在步骤S4中，启动气体保护热风装置，由加热后的保护气体经管道送入辊底加热炉循环加热，通过热电偶对辊底加热炉和轧辊测温，反馈信号至PLC控制器，并将两者的温度均调节至100-400℃。

5.根据权利要求1所述的变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于，在步骤S5中，将镁合金铸锭或板坯的温度控制在150-380℃。

6.根据权利要求1所述的变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于，在步骤S6中，将保护气体的循环风温度控制在100-400℃，而且，当板坯温度＞250℃时开启保护气体。

7.根据权利要求1所述的变形镁合金板带材在线补温、恒温轧制与卷取的方法，其特征在于，在步骤S8中，需进行卷取时，启动电磁感应预热炉加热板坯，实现厚板坯或长长度板坯的卷取。