CN105834214B - 生产金属板卷的控温轧制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成卷金属薄带和极薄带的控温轧制生产设备。一种生产金属板卷的控温轧制设备为左右对称布置，工作辊（15）轧制带材处为轧机辊缝（20），入口侧和出口侧部件包括：测张辊（13、17）、转向辊（12、18）、卷取机（11、19），各部件以轧机辊缝为中心由内向外依次排列；所述设备还包括：开卷加热装置（21）、进轧机辊缝前板带补热装置（24）和板带边部加热装置（25）、轧辊辊面加热装置（26）、轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构（3）、出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）和板带补热装置（34）、卷取前加热装置（31），以及转向辊处加热装置（22、32）和入口侧测张辊处加热装置（23、33）。

Description

生产金属板卷的控温轧制设备

技术领域

本发明涉及板卷轧制生产及设备技术领域，特别涉及一种成卷金属薄带和极薄带的控温轧制生产设备。

背景技术

航空航天、汽车和轨交等领域轻量化技术的发展对传统钢铁之外的金属材料，特别是铝合金、钛合金、镁合金、高硅钢等金属材料的薄带和极薄带的需求在不断加大。然而这些材料由于其本身组织和晶体结构的特性，需要的轧制工艺和设备与传统的钢铁材料有很大的差异。精确控制开卷和卷取以及轧制变形区的温度（也就是控制轧件和轧辊的温度）是获得优良性能的高硅钢、铝、钛、镁等金属板卷的关键。

与传统的钢铁材料不同，高硅钢、铝、钛、镁等金属的变形温度一般在常温以上、900℃以下，介于室温冷轧和热轧之间；特别是镁合金材料，其开卷、轧制和卷取所要求的温度区间最窄，必须进行“温轧”，否则就开裂。因此，若要获得良好性能的高硅钢、铝、钛、镁等金属卷材，需要有能够精确控制变形区温度梯度的轧制设备。为了表述清楚，本文中以“控温轧制”来统一描述相应轧制设备的“精确温轧”工况。

单张控温轧制工艺要解决的技术问题。单张（单片板带）控温轧制工艺的核心是：精确控制轧制变形区的温度，所要解决的技术包括：（1）板带在线加热及板温均匀性的控制。（2）轧辊辊面在线加热及板宽方向上的温度梯度控制；从轧机的角度，要实现温轧，不仅要具备在线加热轧件（金属板带）的功能，还必须要有轧辊辊面加热及板宽方向上温度分布控制的功能。因为如果轧辊表面温度不加控制，那么轧制变形区的温度也就在失控状态，无法实现真正意义上的控温轧制。（3）轧辊芯部和轧辊轴承座的冷却，以保护机械设备；从机械角度，当轧辊辊面被人为加热后，由于热传导的存在，轧辊芯部、辊颈，以及与之相接触的轴承和轴承座都将不可避免的跟随升温，直至超过机械允许的范围：超过80℃后，轴承座内的润滑脂将液化失效；轧辊热膨胀到一定程度后形成的辊凸度将影响轧件厚度精度，轴承座受热膨胀后有可能在轧机牌坊内卡死，导致液压AGC失效等。

因此，要实现稳定的控温轧制，就需要在确保轧辊辊面达到目标温度和温度梯度要求的同时，确保轧辊芯部、辊颈处和轴承座处于可正常工作的低温状态。

成卷控温轧制工艺要解决的技术问题。成卷控温轧制工艺的核心是：精确控制所有变形区的温度，所要解决的技术问题包括：（1）金属带卷在开卷前的加热，以保证顺利开卷；（2）金属带卷在转向辊、测张辊位置的补热；（3）带卷进入轧制变形区前的补热；（4）带卷进入轧制变形区前的边部加热，以保证带宽方向上的温度分布要求，减少“边裂”；（5）轧辊辊面在线加热及板宽方向上的温度梯度控制；（6）（轧后）金属板带进入卷取机前的补热，以保证顺利卷取；（7）轧辊芯部和轧辊轴承座的冷却，以控制轧辊的热凸度，并保护机械设备；（8）耐高温、防粘辊的轧制润滑材料及其在线自动涂抹机构。

成卷控温轧制镁卷要额外解决的技术问题：（1）微张力控制。镁合金材料的单位张应力较小，特别在“加热”（控温轧制）时其单位张应力远低于钢铁材料，因此其卷取机所需要的转矩必须远小于钢铁轧机，所以在轧制镁卷时要实现控温轧制过程中精确的微张力控制。（2）针对镁合金材料特性的轧制润滑。镁合金材料有其特殊性，比如在轧制时容易粘连在轧辊上，因此需要专用的耐高温、防粘连的轧制润滑材料和自动涂抹机构，另外，镁合金材料抗腐蚀性能较差，轧制润滑材料要易于清洗且不能对镁基体造成伤害，特别是不能采用水溶性润滑材料。

现有与温轧相关的技术

单片温轧的轧件加热及控温技术。常用的单片板带材温轧工艺是先将轧件离线加热，再快速送往轧机进行轧制的方法。然而由于板带材一般较薄，热容量较小，在轧制过程中其散热速度较快，轧件和轧辊之间的热传导将使得变形温度难以控制，板带材的温度分布难以保证。在用夹钳左右夹持一块金属板带来模拟单片金属板带的张力轧制这个现有技术的基础上，有一种将金属板带当成电阻进行加热的方式，实现了碳钢轧件的在线加热，能比较精确的控制轧件温度，但是未考虑轧辊加热功能；另外，由于不同材料间的导电性能存在较大差异，该种加热方式的使用具有局限性，例如镁合金的导电性能好，其电阻与通电铜排接近，如采用该种电加热方式就会导致变压器输出的大部分功率实际上加热了导线，因此该技术不太适合于单张镁板轧制，特别无法应用于成卷镁材的生产，只能说部分实现了控温轧制功能。

轧辊加热及控温技术。简单的提升轧辊表面的温度有两种方法：第一种方法是通过燃烧热源对轧辊表面进行直接加热，当加热到一定温度时撤掉燃烧装置，然后进行温轧。这种方法的缺点是：能源利用率低；不能保证在轧制过程中对轧辊的持续控温；效率低，每隔一段时间就要停止轧制以对轧辊表面进行再次加热；很难均匀控制轧辊表面的宽度方向上的温度分布。另外，由于镁合金等材料的燃点较低，这种燃烧加热法在实际工业应用中存在着一定的危险性。另一种简单办法是先轧制几块其它的高温金属材料，把辊道和轧辊表面烫热，再进行轧制，这种方法的缺点与前一种方法一样，同样谈不上控温轧制，无法满足精细化控温生产的要求。上述两种轧辊加热的方法由于都无法实现轧辊温度的精确控制，因此都不是真正意义上的控温轧制。

中国专利200510086721.X公开了一种镁合金板带温轧轧辊辊心加热装置，该专利提出了一种自辊芯部从内向外加热轧辊的方法，虽然实现了轧辊加热的功能，但有几点不足：升温慢、控温不精确、未考虑带宽方向（辊长度方向）的温度梯度、未考虑轧辊和轴承座的冷却。中国专利2011100661204.1“一种金属板带材的热辊温轧装置及方法”和其近似中国专利201110349952.0“一种热辊温轧金属薄带和极薄带的装置及方法”提出了一种在轧辊的圆周方向包裹金属管架并通电，以感应加热的方式实现了轧辊的在线加热的方法，但该方法有几点不足：（1）未考虑轧辊辊面沿板宽方向上的温度均匀性和温度梯度控制；（2）未考虑轧辊和轴承座的冷却；（3）其加热元件占据了轧辊圆周方向上的大部分空间，阻碍了其它机械元件和在线仪表的使用；（4）该方法中轧件事先不加热，只是通过接受轧辊的传热来实现温轧。

炉卷轧机。炉卷轧机是现有技术，其整体加热式的炉内热卷取机可以解决镁卷在常温下无法开卷的问题，但不能解决前文所述的成卷控温轧制所必须解决的另外几个问题；而且炉内卷取机热容量大、炉内温度难以控制，卷取温度偏低，成品卷取温度不易控制，也不能实现板带方向上的温度梯度控制。

综上所述，现有专利都只部分解决了单张温轧相关的的技术问题，没有一个综合解决单张金属板带轧制所有关键技术问题的单片金属板带温轧机，更加没有一个能全盘考虑金属板卷轧制所要解决的全部技术的方案，特别是没有针对高硅钢、铝、钛、镁等新兴金属材料板卷的方案，当前没有能实现成卷高硅钢、铝、钛、镁等金属板带控温轧制的技术和装备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产金属板卷的控温轧制设备，该轧制设备适用于高硅钢、铝合金、钛合金等金属板带卷，尤其适用于镁合金的成卷轧制生产，能制造出成卷的金属薄带和极薄带。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种生产金属板卷的控温轧制设备，所述控温轧制设备为轧机，轧机左右对称布置，即入口侧和出口侧对称布置，其包括：轧机支承辊、轧机工作辊、入口侧部件和出口侧部件，轧机支承辊支承轧机工作辊，工作辊轧制带材处为轧机辊缝，入口侧部件包括：测张辊、转向辊、卷取机，各入口侧部件以轧机辊缝为中心由内向外依次排列，出口侧部件为：测张辊、转向辊、卷取机，各出口侧部件以轧机辊缝为中心由内向外依次排列；

所述轧机还包括：开卷加热装置、进轧机辊缝前板带补热装置、进轧机辊缝前板带边部加热装置、轧辊辊面加热装置、轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构、出轧机辊缝后板带边部加热装置、出轧机辊缝后板带补热装置、卷取前加热装置；

所述开卷加热装置安装于入口侧卷取机前用于开卷加热，进轧机辊缝前板带补热装置和进轧机辊缝前板带边部加热装置安装于入口侧轧机辊缝前、测张辊后；

所述轧机工作辊的辊面安装轧辊辊面加热装置，轧机工作辊的芯部和轴承座安装轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构；

所述卷取前加热装置安装于出口侧卷取机前对轧后带材进行补热，出轧机辊缝后板带补热装置和出轧机辊缝后板带边部加热装置安装于出口侧轧机辊缝后、测张辊前。

所述轧机还包括：入口侧转向辊处加热装置、入口侧测张辊处加热装置、出口侧转向辊处加热装置、出口侧测张辊处加热装置，所述入口侧转向辊处加热装置安装于入口侧转向辊处，入口侧测张辊处加热装置安装于入口侧测张辊处；所述出口侧转向辊处加热装置出口侧转向辊处，出口侧测张辊处加热装置安装于出口侧测张辊处。

所述入口侧转向辊处加热装置、入口侧测张辊处加热装置、出口侧转向辊处加热装置和出口侧测张辊处加热装置为内加热辊形式。

所述进轧机辊缝前板带补热装置和进轧机辊缝前板带边部加热装置合成为一个加热装置，所述出轧机辊缝后板带补热装置和出轧机辊缝后板带边部加热装置合成为一个加热装置。

所述轧辊辊面加热装置实现轧辊辊面的在线加热及板宽方向上的温度梯度控制。

所述开卷加热装置、入口侧转向辊处加热装置、入口侧测张辊处加热装置、进轧机辊缝前板带补热装置、进轧机辊缝前板带边部加热装置、轧辊辊面加热装置、出轧机辊缝后板带边部加热装置、出轧机辊缝后板带补热装置、出口侧测张辊处加热装置、出口侧转向辊处加热装置和卷取前加热装置均采用感应加热方式。

所述开卷加热装置和卷取前加热装置加热板带时，其实现的宽度方向上的温度分布情况是：边部温度高于中间温度。

所述开卷加热装置和卷取前加热装置采用整体加热式炉内热卷取机。

所述入口侧卷取机和出口侧卷取机采用精确控制微转矩，实现对带材的微张力精确控制。

在所述进轧机辊缝前板带补热装置和进轧机辊缝前板带边部加热装置前增设入口侧在线涂抹轧制润滑材料机构，在出轧机辊缝后板带边部加热装置和出轧机辊缝后板带补热装置后增设出口侧在线涂抹轧制润滑材料机构。

在所述进轧机辊缝前板带补热装置和进轧机辊缝前板带边部加热装置前增设入口侧带卷咬入角调节机构，在出轧机辊缝后板带边部加热装置和出轧机辊缝后板带补热装置后增设出口侧带卷咬入角调节机构。

在所述进轧机辊缝前板带补热装置和进轧机辊缝前板带边部加热装置前增设入口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构，在出轧机辊缝后板带边部加热装置和出轧机辊缝后板带补热装置后增设出口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构。

所述轧机工作辊的上下工作辊表面的线速度不相等，构成异步控温轧制方式。

本发明生产金属板卷的控温轧制设备通过在带卷生产过程中的所有变形位置增加控温装置的方式来精确控制变形区的温度，与现有技术相比，其达到的有益效果是：

1）可灵活变化和精确控制带卷的轧制咬入方式、异步轧制比和单位张力，因此可以通过改变金属材料在轧制变形区域的受力状态分布和剪切变形量来精细化地控制金属板材的再结晶晶粒尺寸、分布和取向（即织构）以及析出相的尺寸和分布，以此获得具有不同机械性能的金属薄带和极薄带；

2）具备在线涂抹耐高温、防粘连，适合不同轧材特性的轧制润滑材料的功能；

3）对加热轧辊的芯部进行冷却，同时冷却轧辊轴承座，以控制轧辊的热凸度，并保护机械设备。

本发明生产金属板卷的控温轧制设备适用于成卷生产各种需要全过程控温的材料，能真正完美地适用于高硅钢、铝合金、钛合金等金属板带卷，尤其适用于镁合金的成卷轧制生产，能制造出成卷的金属薄带和极薄带，满足当前及未来的市场需求。

附图说明

图1为单机架四辊，带左、右卷取机的控温轧机结构示意图；

图2为单机架六辊，带左、右卷取机的控温轧机结构示意图；

图3为单机架二辊，带左、右卷取机的控温轧机结构示意图；

图4为转向辊、测张辊处不加热的控温轧机结构示意图；

图5为多机架带左、右卷取机的控温轧机结构示意图（包括机架间的微张力控制）；

图6为具备在线涂抹轧制润滑材料的控温轧机结构示意图；

图7为可调节金属板带咬入角的控温轧机结构示意图；

图8为可调节金属板带咬入角并具备在线涂抹轧辊润滑材料的控温轧机结构示意图；

图9为具备异步轧制功能的控温轧机结构示意图；

图10为采用炉内热卷取机形式的控温轧机结构示意图；

图11为板带宽度方向的温度分布示意图（边部低中间部分高）；

图12为板带宽度方向的温度分布示意图（边部高中间部分低）。

图中：11卷取机，12转向辊，13测张辊，14轧机支承辊，15轧机工作辊，16中间辊，17测张辊，18转向辊，19卷取机，20辊缝，21开卷加热装置，22入口侧转向辊处加热装置，23入口侧测张辊处加热装置，24进轧机辊缝前板带补热装置，25进轧机辊缝前板带边部加热装置，26轧辊辊面加热装置，3轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构，31卷取前加热装置，32出口侧转向辊处加热装置，33出口侧测张辊处加热装置，34出轧机辊缝后板带补热装置，35出轧机辊缝后板带边部加热装置；41入口侧在线涂抹轧制润滑材料机构，42出口侧在线涂抹轧制润滑材料机构，51入口侧带卷咬入角调节机构，52出口侧带卷咬入角调节机构，61入口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构，62出口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构。其中：标号11至13、21至25、41、51、61为轧机入口侧的部件；标号17至19、31至35、42、52、62为出口侧部件；标号14至16、20、26、3为轧机中间处部件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种生产金属板卷的控温轧制设备，所述控温轧制设备为轧机，轧机左右对称布置，即入口侧和出口侧对称布置，其包括：轧机支承辊14、轧机工作辊15、轧辊辊面加热装置26、轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构3、入口侧部件和出口侧部件，轧机支承辊14支承轧机工作辊15，工作辊15轧制带材处为轧机辊缝20，轧机工作辊15的辊面安装轧辊辊面加热装置26，轧机工作辊15的芯部和轴承座安装轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构3。

入口侧部件包括：测张辊13、转向辊12、卷取机11，各入口侧部件以轧机辊缝20为中心由内向外依次排列；还包括：开卷加热装置21、入口侧转向辊处加热装置22、入口侧测张辊处加热装置23、进轧机辊缝前板带补热装置24、进轧机辊缝前板带边部加热装置25；所述开卷加热装置21安装于入口侧卷取机11前用于开卷加热，入口侧转向辊处加热装置22安装于入口侧转向辊12处，入口侧测张辊处加热装置23安装于入口侧测张辊13处，进轧机辊缝前板带补热装置24和进轧机辊缝前板带边部加热装置25安装于入口侧轧机辊缝20前、测张辊13后。

出口侧部件为：测张辊17、转向辊18、卷取机19，各出口侧部件以轧机辊缝20为中心由内向外依次排列；还包括：出轧机辊缝后板带边部加热装置35、出轧机辊缝后板带补热装置34、出口侧测张辊处加热装置33、出口侧转向辊处加热装置32、卷取前加热装置31；所述卷取前加热装置31安装于出口侧卷取机19前对轧后带材进行补热，出口侧转向辊处加热装置32出口侧转向辊18处，出口侧测张辊处加热装置33安装于出口侧测张辊17处，出轧机辊缝后板带补热装置34和出轧机辊缝后板带边部加热装置35安装于出口侧轧机辊缝20后、测张辊17前。

轧机布置为左右对称，即入口侧和出口侧对称布置（设置），各部件一一对应设置，既能实现一个方向的一次轧制，或一个方向的多道次轧制，也便于轧机进行“来回”多道次扎制。

本发明生产金属板卷的控温轧制设备适用于成卷生产各种需要全过程控温的材料，如高硅钢、铝、钛等，尤其适用于镁合金板卷。

以下以镁合金带卷生产来详细描述本发明的各个加热部件。需要说明的是：本发明的技术方案同样适用于各种金属材料。参见图1：

1、在镁卷开卷前用开卷加热装置21进行补热，确保顺利开卷；在轧后进卷取机前同样用卷取前加热装置31对轧后镁材进行补热，以顺利卷取。

开卷加热装置21和卷取前加热装置31的加热方式不限，可以是感应加热，也可以是常规方式如热辐射进行加热，甚至可以采用火焰加热；首选感应加热方式，不仅效率高、功耗小，而且能精确控温。

开卷加热装置21和卷取前加热装置31加热板带时，其实现的宽度方向上的温度分布情况，既可以是边部和中间温度完全相同，也可以是边部低中间部分高，如图11所示的分布，首选边部高中间部分低的温度分布，如图12所示。

开卷加热装置21可设计成自动跟随式，其控制模型应能根据卷径的变化自动计算出开卷（切线）点，保持开卷加热装置21的加热头始终贴近开卷前的位置，以确保恒定的开卷温度。

当应用在轧后卷取时，卷取前加热装置31的控制模型应能根据卷径的变化自动计算出卷取（切线）点，保持卷取前加热装置31的加热头始终贴近卷取前的位置，以确保恒定的卷取温度。

开卷加热装置21和卷取前加热装置31也可以采用炉卷轧机的整体加热式炉内热卷取机，参见图10。

2、设置入口侧转向辊12位置的入口侧转向辊处加热装置22、出口侧转向辊18位置的出口侧转向辊处加热装置32，以及入口侧测张辊13位置的入口侧测张辊处加热装置23、出口侧测张辊17位置的出口侧测张辊处加热装置33，以确保镁卷在这两个位置的顺利转向。

入口侧转向辊处加热装置22、入口侧测张辊处加热装置23、出口侧转向辊处加热装置32和出口侧测张辊处加热装置33的加热方式不限，可以采用内加热辊的方式，还可以采取常规方式如热辐射对辊子进行补热；入口侧转向辊处加热装置22、入口侧测张辊处加热装置23、出口侧转向辊处加热装置32和出口侧测张辊处加热装置33可以采用常规热辐射加热，也可采用火焰加热，首选感应加热方式。

入口侧转向辊处加热装置22、入口侧测张辊处加热装置23、出口侧转向辊处加热装置32和出口侧测张辊处加热装置33加热板带时，其实现的宽度方向上的温度分布情况，既可以是边部和中间温度完全相同，也可以是边部低中间部分高，如图11所示的分布，首选边部高中间部分低的温度分布，如图12所示。

3、在镁带被轧辊咬入（即镁带进入轧机辊缝20）前通过板带补热装置24和板带边部加热装置25对镁带进行补热，实现板宽方向上所需的各种温度分布要求；配合轧辊加热，就可以精确保证轧制变形区的温度，确保顺利轧制和减少边裂。

同样，在镁带出轧机辊缝20后，装有出轧机辊缝后板带补热装置34和出轧机辊缝后板带边部加热装置35，对镁带进行补热，实现板宽方向上所需的各种温度分布要求。

进轧机辊缝前板带补热装置24、进轧机辊缝前板带边部加热装置25、以及出轧机辊缝后板带补热装置34和出轧机辊缝后板带边部加热装置35的加热方式不限，可以采用常规方式如热辐射对镁带进行补热，也可采用火焰加热，首选感应加热方式。将进轧机辊缝前板带补热装置24和进轧机辊缝前板带边部加热装置25合成为一个加热装置，出轧机辊缝后板带补热装置34和出轧机辊缝后板带边部加热装置35合成为一个加热装置，便于灵活调整板宽方向上的温度梯度，也首选感应加热方式。

板带经进轧机辊缝前板带补热装置24和进轧机辊缝前板带边部加热装置25加热后，以及经出轧机辊缝后板带补热装置34和出轧机辊缝后板带边部加热装置35加热后，其实现的宽度方向上的温度分布情况，既可以是边部和中间温度完全相同，也可以是边部低中间部分高，如图11所示的分布，首选边部高中间部分低的温度分布，如图12所示。

4、轧辊辊面加热装置26实现轧辊辊面的在线加热及板宽方向上的温度梯度控制。

轧辊辊面加热方式不限，可以采用热辐射等常规方式，也可采用火焰加热，首选感应加热方式。感应加热不仅快速高效，而且其集肤效应将只加热辊面表层，温度精确可控；通过对感应加热元件和磁轭的特别设计，可以灵活改变轧辊辊面在板宽方向上的温度梯度，既可以沿宽度方向温度相同，也可以实现中间温度低、两侧边温度高等模式：通常轧件边部比中间冷速快，将轧辊两侧温度提高可补偿边部温降，有效减少“边裂”现象。

轧辊辊面沿板宽方向的温度分布情况，既可以是边部和中间温度完全相同，也可以是边部低中间部分高，如图11所示的分布，首选边部高中间部分低的温度分布，如图12所示。

通过对轧前金属板带加热和轧辊加热的合理配合，就能精确控制轧制变形区的温度，真正实现“控温轧制”，这是本发明的重要创新处。

5、入口侧卷取机11和出口侧卷取机19采用精确控制微转矩，实现对不同带材的微张力精确控制。

根据不同材料的单位张应力特性，选择相应的电机转矩范围，通过对变频器的精确控制，实现电机转矩→带卷张力的精确控制。特别是镁材的单位张应力很小，必须进行微转矩→微张力控制。

6、轧辊芯部及轧辊轴承座冷却机构3控制轧辊的热凸度，并保护机械设备，可以采用对轧辊芯部和轴承座内通冷却水的方式，实现对轧辊（辊面以外部分）和轴承座的有效冷却。

前述以四辊单机架轧机的形式描述了本发明的技术方案，实际上本发明的技术方案可有多种应用形式：

1）单机架四辊，带左、右卷取机的控温轧机，参见图1；

2）单机架六辊，带左、右卷取机的控温轧机，参见图2；

3）单机架二辊，带左、右卷取机的控温轧机，参见图3；

4）转向辊、测张辊处不加热的控温轧机，参见图4；

镁合金材料对变形区温度的要求范围最为严格，对于其它如高硅钢、铝、钛等材料，轧向辊、测张辊处可不加热，如图4。

5）多机架带左、右卷取机的控温轧机（包括机架间的微张力控制），参见图5；

图5中只画了2个机架，实际生产中可根据需要灵活配置多个机架。图中只画了4辊形式，实际可用于任何多辊轧机。

6）具备在线涂抹轧制润滑材料的控温轧机，参见图6；

在所述进轧机辊缝前板带补热装置24和进轧机辊缝前板带边部加热装置25前增设入口侧在线涂抹轧制润滑材料机构41，在出轧机辊缝后板带边部加热装置35和出轧机辊缝后板带补热装置34后增设出口侧在线涂抹轧制润滑材料机构42。

7）可调节板带咬入角的控温轧机，参见图7；

在所述进轧机辊缝前板带补热装置24和进轧机辊缝前板带边部加热装置25前增设入口侧带卷咬入角调节机构51，在出轧机辊缝后板带边部加热装置35和出轧机辊缝后板带补热装置34后增设出口侧带卷咬入角调节机构52。

说明：根据实验验证，当改变镁带进轧辊的咬入角时，能显著改变其基面织构的种类，获得具有更加优良二次成型性能的镁合金板材。

8）机构兼具调节板带咬入角，并可在线涂抹轧制润滑材料的控温轧机，参见图8；

在所述进轧机辊缝前板带补热装置24和进轧机辊缝前板带边部加热装置25前增设入口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构61，在出轧机辊缝后板带边部加热装置35和出轧机辊缝后板带补热装置34后增设出口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构62。

9）具备异步轧制功能的控温轧机，参见图9。

所述轧机工作辊15的上下工作辊表面的线速度不相等，构成异步控温轧制方式。

异步轧制是使上、下工作辊表面的线速度不相等的一种轧制方法。这种线速度差造成了被轧金属上下两部分在轧制变形区内的变形和流动情况完全不同，形成“搓轧”区，不仅能显著降低轧制压力和轧制扭矩，降低能耗，减少轧制道次，增加轧薄能力，改善产品厚度精度和板形，提高轧制效率；特别是其细化晶粒的效果远胜于常规轧制。

实验表明，异步轧制变形过程中形成的剪切变形可以促进镁合金材料的动态再结晶，与常规轧制相比，异步轧制制备的镁合金板材晶粒更加细小，且晶粒尺寸分布更加均匀。

本发明同样可以采用异步轧制的技术对镁合金板卷进行控温轧制。

实现上、下工作辊线速度不相等通常有三种方法：a)轧辊等径、不同转速；b)轧辊直径不同；c)轧辊等径、等转速，但辊面摩擦系数不同。图9所示的是等径不同转速的情况，实际上这三种异步方式都可以作为本发明“异步控温轧制”的不同应用。

10）采用炉内热卷取机形式的控温轧制，参见图10。

上述为本发明的技术方案和几个实施例，需要说明的是，图1～图10列举的仅为本发明的有限几个具体实施例，本发明不限于以上实施例，随之会有着许多类似的变化；上述图1～图10的实施例还可以任意组合。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变化，均应属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种生产金属板卷的控温轧制设备，所述控温轧制设备为轧机，轧机左右对称布置，即入口侧和出口侧对称布置，其包括：轧机支承辊（14）、轧机工作辊（15）、入口侧部件和出口侧部件，轧机支承辊（14）支承轧机工作辊（15），工作辊（15）轧制带材处为轧机辊缝（20），入口侧部件包括：测张辊（13）、转向辊（12）、卷取机（11），各入口侧部件以轧机辊缝（20）为中心由内向外依次排列，出口侧部件为：测张辊（17）、转向辊（18）、卷取机（19），各出口侧部件以轧机辊缝（20）为中心由内向外依次排列；

其特征是：所述轧机还包括：开卷加热装置（21）、进轧机辊缝前板带补热装置（24）、进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）、轧辊辊面加热装置（26）、轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构（3）、出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）、出轧机辊缝后板带补热装置（34）、卷取前加热装置（31）；

所述开卷加热装置（21）安装于入口侧卷取机（11）前用于开卷加热，进轧机辊缝前板带补热装置（24）和进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）安装于入口侧轧机辊缝（20）前、测张辊（13）后；

所述轧机工作辊（15）的辊面安装轧辊辊面加热装置（26），轧机工作辊（15）的芯部和轴承座安装轧辊芯部冷却及轴承座冷却机构（3）；

所述卷取前加热装置（31）安装于出口侧卷取机（19）前对轧后带材进行补热，出轧机辊缝后板带补热装置（34）和出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）安装于出口侧轧机辊缝（20）后、测张辊（17）前。

2.根据权利要求1所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述轧机还包括：入口侧转向辊处加热装置（22）、入口侧测张辊处加热装置（23）、出口侧转向辊处加热装置（32）、出口侧测张辊处加热装置（33），所述入口侧转向辊处加热装置（22）安装于入口侧转向辊（12）处，入口侧测张辊处加热装置（23）安装于入口侧测张辊（13）处；所述出口侧转向辊处加热装置（32）安装于出口侧转向辊（18）处，出口侧测张辊处加热装置（33）安装于出口侧测张辊（17）处。

3.根据权利要求2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述入口侧转向辊处加热装置（22）、入口侧测张辊处加热装置（23）、出口侧转向辊处加热装置（32）和出口侧测张辊处加热装置（33）为内加热辊形式。

4.根据权利要求1所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述进轧机辊缝前板带补热装置（24）和进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）合成为一个加热装置，所述出轧机辊缝后板带补热装置（34）和出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）合成为一个加热装置。

5.根据权利要求1所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述轧辊辊面加热装置（26）实现轧辊辊面的在线加热及板宽方向上的温度梯度控制。

6.根据权利要求2至5中任一所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述开卷加热装置（21）、入口侧转向辊处加热装置（22）、入口侧测张辊处加热装置（23）、进轧机辊缝前板带补热装置（24）、进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）、轧辊辊面加热装置（26）、出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）、出轧机辊缝后板带补热装置（34）、出口侧测张辊处加热装置（33）、出口侧转向辊处加热装置（32）和卷取前加热装置（31）均采用感应加热方式。

7.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述开卷加热装置（21）和卷取前加热装置（31）加热板带时，其实现的宽度方向上的温度分布情况是：边部温度高于中间温度。

8.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述开卷加热装置（21）和卷取前加热装置（31）采用整体加热式炉内热卷取机。

9.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述入口侧卷取机（11）和出口侧卷取机（19）采用精确控制微转矩，实现对带材的微张力精确控制。

10.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：在所述进轧机辊缝前板带补热装置（24）和进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）前增设入口侧在线涂抹轧制润滑材料机构（41），在出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）和出轧机辊缝后板带补热装置（34）后增设出口侧在线涂抹轧制润滑材料机构（42）。

11.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：在所述进轧机辊缝前板带补热装置（24）和进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）前增设入口侧带卷咬入角调节机构（51），在出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）和出轧机辊缝后板带补热装置（34）后增设出口侧带卷咬入角调节机构（52）。

12.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：在所述进轧机辊缝前板带补热装置（24）和进轧机辊缝前板带边部加热装置（25）前增设入口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构（61），在出轧机辊缝后板带边部加热装置（35）和出轧机辊缝后板带补热装置（34）后增设出口侧兼具带卷咬入角调节和在线涂抹轧制润滑材料机构（62）。

13.根据权利要求1或2所述的生产金属板卷的控温轧制设备，其特征是：所述轧机工作辊（15）的上下工作辊表面的线速度不相等，构成异步控温轧制方式。