CN108655844A - 砂轮轧辊同向磨削装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有色金属压延技术领域，涉及轧制铝箔所用轧辊的磨削装置，尤其涉及一种砂轮轧辊同向磨削装置及使用方法。一种砂轮与轧辊同向磨削装置，包括支架和驱动电机，所述支架由尾架、头架组成，所述尾架和头架均为L形，底部设有可沿磨床床身水平导轨移动的底座，可锁定在水平轨道上。本发明还公开了这种装置的使用方法。利用本发明所公开的装置对轧辊进行磨削，可提高磨削轧辊的表面质量，使所生产的铝箔表面质量获得改善，为超薄铝箔进入高端铝箔市场提供了有力支持。同样粗糙度轧辊不仅轧制速度相应提高，在线使用时间比原工艺延长约8h。速度提高和在线使用时间延长，不仅提高了生产效率，轧辊磨削次数相应减少，生产成本也相应降低。
Description
技术领域
本发明属于有色金属压延技术领域，涉及轧制铝箔所用轧辊的磨削装置，尤其涉及一种砂轮轧辊同向磨削装置及使用方法。
背景技术
由于铝箔具有质轻、密闭性和包覆性好、保鲜防腐蚀等一系列优点，在日常生活中被广泛应用于食品、药品等领域，成为重要的包装材料。食品、药品包装铝箔，市场前景广阔，潜力巨大。但铝箔市场的竞争很激烈，随着人们生活水平的不断提高和审美观念的提升，市场对包装用铝箔的质量要求没有最好，只有更好。部分高端市场对软包装铝箔的表面质量要求表现的越来越明显，这种需求倾向通常都有引领市场导向的作用。
作为专业铝箔生产企业，申请人多年来致力于软包装铝箔市场的开发，敏锐地感知到高端市场对软包装铝箔的引领作用。目前已有用户提出了高表面质量的铝箔产品，要求：铝箔表面轧制条纹细腻，侧光轧辊犁沟短小稀少，整体铝箔表面看起来温润舒适。原有工艺所轧制的铝箔表面与这些要求比较，显得黯然失色。
在严峻的市场面前，申请人不得不重新审视现有工艺所制备的软包装铝箔表面质量：铝箔表面粗糙，侧光可见明显的轧辊在铝箔表面形成的犁沟，双合暗面有条状、砂轮印状的淡淡亮条，整体表面质量无美感可言。之所以产生这样的表面状况，主要是为了提高生产效率，业内普遍采用大压下率轧制工艺，另外则与工艺匹配的轧辊，表面粗糙度较大有关。轧辊是铝箔生产过程中主要的工具之一，磨削轧辊的磨床是铝箔生产不可缺少的配套工具，承担着高速轧机轧辊磨削的重要认为，在用作包装材料的铝箔生产中表现尤为突出。
为了尽快满足高端市场所需的软包装铝箔，技术人员积极调整生产工艺，从减少道次加工量，降低各道次轧辊的表面粗糙度，包括调整轧制油品等方面入手，生产出的铝箔表面质量确有提高。但距离高端市场样品的需求，仍有不小的差距，铝箔表面依然存在着明显的轧制条纹，并且始终有淡淡发光的轧制犁沟。由于生产过程效率过低，作为生产企业，已经毫无经济效益可言。
经分析认为，铝箔表面的轧制条纹和侧光可见的发光犁沟，是现有的轧辊磨削工艺所磨削的轧辊轧制铝箔后形成的必然缺陷，是现有的轧辊与砂轮反向运动过程中所不可避免的。
发明内容
本发明的目的是为了解决磨削过程中脱落的砂轮磨粒被反向转动的轧辊带入磨削区，造成轧辊受损，形成轧辊表面砂轮印。
技术方案
本发明公开的一种砂轮与轧辊同向磨削装置，包括支架和驱动电机（5），所述支架由尾架（3）、头架（4）组成，所述尾架（3）和头架（4）为L形，底部设有可沿磨床床身水平导轨移动的底座（图中未绘出），可锁定在水平轨道上。
本发明较优实施例中，所述尾架（3）和头架（4）均设有下托瓦（6）和侧托瓦（7），所述下托瓦（6）与侧托瓦（7）可根据轧辊支撑点处辊径尺寸调节长度，所述下托瓦顶面为凹弧形，外边缘高出内边缘1cm以上。
本发明较优实施例中，所述底部下托瓦（6）的中心线到侧托瓦（7）顶部的距离大于磨床床身中心线到侧托瓦顶部的距离，下托瓦顶部外边缘高度大于内边缘高度。这样能保证轧辊安全稳固地固定在床身上。
本发明较优实施例中，所述尾架（3）和头架（4）在磨床床身固定导轨位置水平移动。
本发明较优实施例中，所述尾架（3）和头架（4）均设有侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9），所述调节螺杆（8）可调节侧托瓦（7）的伸出长度；所述调节螺杆（9）可调节底托瓦（6）的伸出长度。使用侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9）可使得轧辊中心线与磨床中心线吻合。
本发明较优实施例中，所述驱动电机（5）带动轧辊旋转，运动方向与砂轮运动方向一致。
本发明还公开了所述砂轮轧辊同向磨削装置的使用方法，包括如下步骤：
A、调整头架（4）使轧辊（2）与驱动电机（5）的驱动夹具相接触，然后将其锁定在磨床床身水平导轨上；
B、根据待磨削轧辊的托瓦支撑点之间的长度调节尾架（3）在导轨上的位置，锁定；
C、调整侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9），找准轧辊中心位置；
D、打开磨削液，动平衡好砂轮（1）；
E、输入磨削参数，设定好轧辊磨削程序，确定轧辊的运动方向与砂轮的运行方向一致，启动，进行自动磨削；
F、磨削完成，停机检查轧辊表面质量和粗糙度，合格后涂防锈油，包好轧辊吊离。
原来的轧辊磨削运动是磨削轧辊和运动的砂轮在接触面附近运动方向相反（如图1所示），轧辊磨削过程中脱落的沙粒如果没有被及时冲走就很容易被反向运动的轧辊重新带入砂轮，从而对轧辊表面造成划伤，形成所谓的砂轮印，轧制后在铝箔表面留下侧光可见的发光犁沟。从现场观察的情况也证明了这种情况存在的可能性。因为在砂轮和轧辊接触面下方磨削液是冲洗不到的，是磨削液冲洗死角。脱落的沙粒因为不能被及时冲走而粘附在轧辊表面，被轧辊顺势重新带人磨削区，造成对轧辊的划伤，形成所谓的砂轮印。即便改变磨削砂轮的粒度，也依然存在此类现象，只是砂轮粒度变细了以后，砂轮印相对变小变浅，但并不能消失，这是原来的磨削方式固有的缺陷。
本发明所述头架（4）、尾架（3）上的下托瓦中心线到侧托瓦顶面的距离必须大于磨床磨件中心线到侧托瓦顶面中心线的距离，且下托瓦顶面外边缘高度必须大于内边缘高度，是为了保证轧辊转向变化后可以安全地在托架上转动，不至于掉落。这样才能实现轧辊和砂轮在接触面同向转动，脱落的沙粒会顺势向下，即使有沙粒粘附在轧辊上会被转到轧辊另一面，会被磨削液冲走，或者已经脱离了磨削区，基本不会被再次带入磨削区对轧辊划伤形成砂轮印了。同样可以根据需要磨削轧辊支撑点之间长度不同而调节头架尾架之间的距离，头架与尾架可以在床身固定导轨位置左右水平移动。
本发明所设定的轧辊转向与原磨削工艺的轧辊转向正好相反，使得轧辊和砂轮的同向磨削，轧辊的表面质量发生了变化，在同等粗糙度要求下铝箔表面质量得到较大改善。
本发明可使磨削后的轧辊在满足工艺要求粗糙度的情况下，辊表面更细腻，持久耐用，脱落的砂粒对轧辊表面的划伤形成的砂轮印几乎消失，比原工艺磨削的轧辊表面砂轮印有极大的改善，从而实现所轧制的软包装铝箔正表面更细腻美感、双合面条状亮条完全消失的目的。
有益效果
本发明所公开的砂轮轧辊同向磨削装置及其使用方法，改变了原有磨床所设置的轧辊与砂轮异向磨削方式，在有色冶金加工领域，特别是铝箔生产领域内，对铝箔表面质量，有了较大改善。本发明提高了磨削轧辊的表面质量，使得所生产的铝箔表面质量获得改善，为超薄铝箔进入高端铝箔市场提供了有力支持。经磨削后的轧辊持久耐用，同样粗糙度轧辊不仅轧制速度相应提高，在线使用时间比原工艺延长约8h。速度提高和在线使用时间延长不仅提高了生产效率，轧辊磨削次数相应减少，生产成本也相应降低。
附图说明
图1、改造前轧辊磨削方向示意图；
图2、改造后轧辊磨削方向示意图；
图3、改造前轧辊托架示意图；
图4、改造后轧辊托架示意图；
图5、砂轮轧辊同向磨削装置磨削示意图。
其中，各部件分别为：1、砂轮；2、轧辊；3、尾架；4、头架；5、驱动电机M1 ；6、下托瓦；7、侧托瓦；8、侧托瓦调节螺杆；9、下托瓦调节螺杆。
具体实施方式
本发明的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了，以便本领域的技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种砂轮与轧辊同向磨削装置，包括支架和驱动电机（5），所述支架由尾架（3）、头架（4）组成，所述尾架（3）和头架（4）为L形，底部设有可沿磨床床身水平导轨移动的底座（图中未绘出），可锁定在水平轨道上。所述尾架（3）和头架（4）均设有下托瓦（6）和侧托瓦（7），所述下托瓦（6）与侧托瓦（7）可根据轧辊支撑点处辊径尺寸调节长度，所述下托瓦顶面为凹弧形，外边缘高出内边缘1cm。所述底部下托瓦（6）的中心线到侧托瓦（7）顶部的距离大于磨床床身中心线到侧托瓦顶部的距离，下托瓦顶部外边缘高度大于内边缘高度。所述尾架（3）和头架（4）在磨床床身固定导轨位置水平移动。所述尾架（3）和头架（4）均设有侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9），所述调节螺杆（8）可调节侧托瓦（7）的伸出长度；所述调节螺杆（9）可调节底托瓦（6）的伸出长度。使用侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9）可使得轧辊中心线与磨床中心线吻合。所述驱动电机（5）带动轧辊旋转，运动方向与砂轮运动方向一致。
实施例2
一种砂轮与轧辊同向磨削装置，包括支架和驱动电机（5），所述支架由尾架（3）、头架（4）组成，所述尾架（3）和头架（4）为L形，底部设有可沿磨床床身水平导轨移动的底座（图中未绘出），可锁定在水平轨道上。所述尾架（3）和头架（4）均设有下托瓦（6）和侧托瓦（7），所述下托瓦（6）与侧托瓦（7）可根据轧辊支撑点处辊径尺寸调节长度，所述下托瓦顶面为凹弧形，外边缘高出内边缘5cm。所述底部下托瓦（6）的中心线到侧托瓦（7）顶部的距离大于磨床床身中心线到侧托瓦顶部的距离，下托瓦顶部外边缘高度大于内边缘高度。所述尾架（3）和头架（4）在磨床床身固定导轨位置水平移动。所述尾架（3）和头架（4）均设有侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9），所述调节螺杆（8）可调节侧托瓦（7）的伸出长度；所述调节螺杆（9）可调节底托瓦（6）的伸出长度。使用侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9）可使得轧辊中心线与磨床中心线吻合。所述驱动电机（5）带动轧辊旋转，运动方向与砂轮运动方向一致。
实施例3
以上述实施例任一种砂轮与轧辊同向磨削装置为例，根据待磨削轧辊的支撑点之间的长度，调节好尾架和头架之间的距离，并锁定头架（4）和尾架（3），将待磨削轧辊吊装到头架（4）和尾架（3）的托瓦上。将轧辊驱动电机（5）的转动夹具套牢到轧辊头架一侧的传动端上，启动电机，开始轧辊中心线调节。利用托瓦调节螺杆（8）和（9）实现轧辊的水平、上下中心线调整：旋转侧托瓦调节螺杆（8），实现轧辊水平方向中心线调节；旋转下托瓦调节螺杆（9），实现轧辊上下中心线调节；待轧辊中心线调整到和磨床本身中心线一致后，根据磨削工艺需要设置好磨削工艺参数，确定轧辊的运动方向与砂轮的运行方向一致。启动砂轮（1），打开磨削液，做好砂轮动平衡，开始轧辊的磨削。磨削结束后，检查辊面质量，测量轧辊粗糙度。满足工艺要求后涂上防锈油，包覆牛皮纸，卸下驱动夹具，将轧辊吊离磨床，完成轧辊的磨削。
实施例4
磨削轧辊工艺要求Ra:0.07μm，Cr：60‰，生产7μm×1020mm规格软包装铝箔。在1#磨床采用320#砂轮磨削，砂轮轧辊异向磨削工艺，轧辊转速60rpm，砂轮转速850rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度Ra:0.072～0.075μm。生产速度480m/min，轧辊在线轧制4h后，轧制速度降到420m/min，10h后轧制速度降到390m/min。15h后在线轧制速度降到了360m/min。所生产的铝箔成品表面轧制条纹明显粗糙，料面侧光可见明显的光亮砂轮印。
在2#磨床磨削同样工艺要求的轧辊，生产同样规格的铝箔产品。用本发明所述的同向磨削工艺。轧辊转速60rpm，砂轮转速850rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度0.072～0.074μm。生产速度460m/min，轧辊在线轧制4h后，轧制速度降到450m/min，10h后轧制速度440m/min。15h在线轧制速度430m/min。所生产铝箔成品表面轧制条纹明显细腻，色泽均匀，料面侧光明显可见的光亮砂轮印相当稀少，整体铝箔表面与原工艺磨削的轧辊生产的铝箔表面有相当大的区别。
实施例5
磨削轧辊工艺要求Ra:0.05μm，Cr：50‰，拟生产6μm×1080mm规格出口铝箔。在1#磨床采用320#砂轮磨削，砂轮、轧辊采用原磨削工艺，轧辊转速60rpm，砂轮转速850rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度Ra:0.052～0.055μm。生产速度430m/min，轧辊在线轧制4h后，轧辊速度降到400m/min，10h后轧制速度降到380m/min。15h后在线轧制速度降到了350m/min。所生产的铝箔成品表面轧制条纹明显，色泽粗糙，料面侧光可见明显的光亮砂轮印。
在2#磨床磨削同样工艺要求的轧辊，生产同样规格的铝箔产品。用本发明所述的同向磨削工艺。轧辊转速60rpm，砂轮转速900rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度0.052～0.054μm。生产速度460m/min，轧辊在线轧制4h后，轧制速度降到450m/min，10h后轧制速度440m/min。15h在线轧制速度430m/min。所生产铝箔成品表面轧制条纹明显细腻，色泽均匀，料面侧光明显可见的光亮砂轮印相当稀少，整体铝箔表面与原工艺磨削的轧辊生产的铝箔表面有相当大的区别，料面细腻美感。
实施例6
磨削轧辊工艺要求Ra:0.10μm，Cr：60‰，拟生产12μm×1080mm规格药用铝箔。在1#磨床采用220#砂轮磨削，砂轮、轧辊异向磨削工艺，轧辊转速60rpm，砂轮转速900rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度Ra:0.102～0.105μm。生产速度450m/min，轧辊在线轧制4h后，轧辊速度降到400m/min，10h后轧制速度降到370m/min。15h后在线轧制速度降到了330m/min。所生产的药用铝箔成品表面轧制条纹明显粗糙，色泽昏暗，料面侧光可见明显的光亮砂轮印。
在2#磨床磨削同样工艺要求的轧辊，生产同样规格的铝箔产品。用本发明所述的同向磨削工艺。轧辊转速60rpm，砂轮转速900rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度0.101～0.103μm。生产速度430m/min，轧辊在线轧制4h后，轧制速度降到420m/min，10h后轧制速度410m/min。15h在线轧制速度400m/min。所生产铝箔成品表面轧制条纹均匀细腻，色泽均匀一致，料面侧光可见的光亮砂轮印相当稀少，整体铝箔表面与原工艺磨削的轧辊生产的铝箔表面质量截然不同，整体料面细腻美感。
实施例7
磨削轧辊工艺要求Ra:0.1μm，Cr：60‰，拟生产9μm×1100mm规格食品包装用铝箔。在1#磨床采用220#砂轮磨削，砂轮轧辊异向磨削工艺，轧辊转速60rpm，砂轮转速900rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度Ra:0.089～0.093μm。生产速度430m/min，轧辊在线轧制4h后，轧辊速度降到410m/min，10h后轧制速度降到380m/min。15h后在线轧制速度降到了360m/min。所生产的铝箔成品表面轧制条纹明显粗糙，色泽暗淡，料面侧光可见明显的光亮砂轮印。
在2#磨床磨削同样工艺要求的轧辊，生产同样规格的铝箔产品。用本发明所述的同向磨削工艺磨削。轧辊转速60rpm，砂轮转速900rpm。磨削后实测轧辊表面粗糙度0.090～0.093μm。生产速度430m/min，轧辊在线轧制4h后，轧制速度降到420m/min，10h后轧制速度仍为420m/min。15h在线轧制速度410m/min。所生产铝箔成品表面轧制条纹细腻，色泽均匀，料面侧光可见的光亮砂轮印相当稀少，整体铝箔表面与原工艺磨削的轧辊生产的铝箔表面质量截然不同，整体料面细腻美感。
经测算，同样粗糙度轧辊，本发明所磨削轧辊生产同样规格铝箔速度比原工艺磨削轧辊速度要快5～10%，平均速度快6%。按年产13000吨计算，理论增加产量780吨。轧辊在线时间增加20～30%，平均在线时间按25%增加，年少磨削轧辊25%，轧辊的磨削成本大为减少。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种砂轮与轧辊同向磨削装置，包括支架和驱动电机（5），所述支架由尾架（3）、头架（4）组成，其特征在于：所述尾架（3）和头架（4）为L形，底部设有可沿磨床床身水平导轨移动的底座，可锁定在水平轨道上。
2.根据权利要求1所述的砂轮与轧辊同向磨削装置，其特征在于：所述尾架（3）和头架（4）均设有下托瓦（6）和侧托瓦（7），所述下托瓦（6）与侧托瓦（7）可根据轧辊支撑点处辊径尺寸调节伸出长度，所述下托瓦顶面为凹弧形，外侧边缘高出内边缘1cm以上。
3.根据权利要求1所述的砂轮与轧辊同向磨削装置，其特征在于：所述底部下托瓦（6）的中心线到侧托瓦（7）顶部的距离大于磨床床身中心线到侧托瓦顶部的距离，下托瓦顶部外侧边缘高度大于内侧边缘高度。
4.根据权利要求1所述的砂轮与轧辊同向磨削装置，其特征在于：所述尾架（3）和头架（4）在磨床床身固定导轨位置水平移动。
5.根据权利要求1所述的砂轮与轧辊同向磨削装置，其特征在于：所述尾架（3）和头架（4）均设有侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9）。
6.根据权利要求1所述的砂轮与轧辊同向磨削装置，其特征在于：所述驱动电机（5）带动轧辊旋转，运动方向与砂轮运动方向一致。
7.一种使用上述权利要求1-6任一所述砂轮与轧辊同向磨削装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、调整头架（4）使轧辊（2）与驱动电机（5）的驱动夹具相接触，然后将其锁定在磨床床身水平导轨上；
B、根据待磨削轧辊的托瓦支撑点之间的长度调节尾架（3）在导轨上的位置，锁定；
C、调整侧托瓦调节螺杆（8）和下托瓦调节螺杆（9），找准轧辊中心位置；
D、打开磨削液，动平衡好砂轮（1）；
E、输入磨削参数，设定好轧辊磨削程序，确定轧辊的运动方向与砂轮的运行方向一致，启动，进行自动磨削；
F、磨削完成，停机检查轧辊表面质量和粗糙度，合格后涂防锈油，包好轧辊吊离磨床。
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