CN1088139A

CN1088139A - 金属带材的控制方法及装置

Info

Publication number: CN1088139A
Application number: CN 92113895
Authority: CN
Inventors: 商蓉
Original assignee: RARE EARTH ACADEMY OF BAOTOU STEEL AND RARE EARTH CO
Current assignee: RARE EARTH ACADEMY OF BAOTOU STEEL AND RARE EARTH CO
Priority date: 1992-12-12
Filing date: 1992-12-12
Publication date: 1994-06-22

Abstract

本发明公开了一种金属带材的控制方法及其装置，由传动系统驱动主牵引辊和沿其辊面均匀分布若干个轧辊所产生的拉力，将金属带坯通过一刚性模口而拉制金属带材。与普通轧制法相比，可显著地提高带材的厚度精度和板型质量，且设备重量轻、结构简单，造价低，投资少，生产成本低。可用于绝大多数碳钢、合金钢和铜、铝、钛等有色金属及其合金带材的拉制，特别适合于中、小及乡镇企业多品种、小批量的金属带材生产。

Description

本发明涉及一种金属带材的拉制方法以及实现这种方法的装置。属于金属材料的生产。

目前，所有金属及其合金的带材都是采用轧制的方法生产的。金属轧制所使用的主体设备是轧机，由于自身结构上的原因，其刚性都比较差，带材的厚度精度低。当待轧件厚度波动时，也即轧制负荷波动时，辊缝就无法保持恒定，从而造成成品厚度沿宽度方向和长度方向上的波动。在变形区内存在着摩擦阻力，尤其是横向摩擦阻力特别大，金属无法横向流动，这样极易使带材内部产生局部内应力，结果导致带材板形恶化。

现代轧制技术中为解决上述问题，一是改善工艺条件，如采用张力，加强润滑。二是采用大规模在线控制技术，这也是目前轧制技术中的主要方向。其核心内容是对轧制过程中的坯料厚度，成品厚度，轧制负荷，轧制速度，辊缝状态，前、后张力，板型状态进行连续在线监测，并且对各参数所发生的变化随时作出迅速、准确的调整。这虽然有效地解决了前述问题，但使轧机的结构、测量和控制系统变得十分复杂，投资也因此而大大增加。

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种金属带材的拉制方法以及实现这种方法的装置，可以显著地提高带材的厚度精度和板型质量，而设备造价低，适合于中、小企业用于碳钢、合金钢、有色金属及其合金带材的生产。

本发明是这样实现的，将待加工的带坯卷装在开卷箱内，调节楔块将下模和下模垫下降，使模口张开，启动传动系统的电机驱动主牵引辊和压辊慢速转动，将待加工的带坯端头穿过模口延伸至主牵引辊和压辊之间，当主牵引辊和压辊将带坯全部咬入后，再调整楔块，使模口闭合至予定值，拉制过程即可正式开始，加工后的带材由卷取机收集。

根据本发明，为实现上述的拉制方法而设计了一套拉制装置，如图1所示，该装置是由开卷箱、模座、机架、主牵引辊系统、电机传动系统和卷取机组成。

开卷箱[1]是用来放置待加工带坯卷[2]的，并使带坯卷在加工过程中能在其内自由转动。

模座[4]是由上模[5]、下模[6]、上模垫[24]、下模垫[22]、楔块[21]、前档[20]、后档[17]、支撑瓦[18]、止推轴承[23]和模架[25]构成。如图2、3所示，上模[5]和下模[6]是拉制过程金属变形的主要工具，上模[5]为转动的圆柱体，其直径为30～150mm，圆柱体的两端装有止推轴承[23]，由支撑瓦[18]支撑着，保证上模[5]工作时可在其内自由转动，支撑瓦[18]安装在上模垫[24]内。下模[6]为带有一定锥度的长方体，嵌于下模垫[22]上，由其构成的锥形外模入口锥角α为0～8°，出口锥角β为10～30°，水平工作面宽度b为0.5～2.5mm。上下模垫由前档[20]和后档[17]前后压紧固定，可使上下模垫保持水平位置，并承受工作时的水平负荷。下模垫[22]置于楔块[21]上，两者之间可相对滑动。楔块[21]为两块带有一定斜度的长方体，其斜度为1∶30～50是用来调整下模垫[22]的升降，即控制模口的开合，上述各部件安装于模架[25]内而构成整体模座[4]。

机架[7]是用来安装模座[4]和主牵引辊系统，并承受模座和主牵引之间的拉力。

主牵引辊系统是由主牵引辊[9]和沿其辊面上均匀分布若干个压辊[8]组成。主牵引辊[9]是用来产生拉制带材所需的拉力，同时保证带材拉制过程中沿带材宽度方向上均匀受力。若干个压辊[8]用来保证初始拉制条件的建立，增加主牵引辊的辊面与带材之间的压力，配合主牵引辊对待加工带坯产生足够的拉力。主牵引辊的直径为200～500mm，压辊直径为100～200mm。

（3）电机传动系统是由电机[16]、联轴器[15]、减速器[14]、花键轴套[13]、小齿轮[12]、万向轴节[11]组成。电机[16]通过联轴器[15]将动力传给减速器[14]，减速器输出轴端安装有花键轴套[13]，通过该花键轴套将动力传给主牵引辊[9]。花键轴套上有一齿轮，与花键轴套为一整体，该齿轮的转动将带动与其啮合的若干个小齿轮[12]转动，每个小齿轮通过万向轴节[11]可将动力传给压辊[8]。即小齿轮[12]、万向轴节[11]和压辊[8]数目是相同的。

本发明设计的上下模是不相同的，上模[5]为可转动的圆柱体，下模[6]为固定不动的带有一定锥度的长方体，但亦可设计上下模是相同的，即同为上模[5]或同为下模[6]。

本发明拉制待加工带坯的厚度为≤3mm，宽度与厚度的比值为≥100∶3。拉制道次变形量为5～25%。

本发明与现有技术相比其优点是：能大幅度增加拉制装置的刚性系数达4000T/mm以上，为同类轧机的十倍，从而保证金属带材的厚度精度;可依靠更大的前张力及有利的变形应力状态来保证板型质量。动力要求小、能耗低，仅为同类轧机的1/2～2/3。设备重量轻、结构简单、造价低、投资少，仅为同类轧机的1/3～1/2。产品厚度范围宽，即最大坯料厚度与最小成品厚度的比值可达40以上，而一般比值均小于20，故本发明可广泛应用于中、小企业和乡镇企业多品种、小批量的各种金属带材的生产。

下面结合附图给出本发明的实施例：

图1为金属带材拉制方法及装置示意图;

图2为模座结构示意图;

图3为模座A-A剖视图;

图4为传动系统示意图。

开机与第一道的轧制过程：将待加工的宽300mm、厚3mm的带坯卷[2]装入开卷箱[1]内，把楔块[21]向右松动，让下模垫[22]带动下模[6]下降，使上模[5]和下模[6]之间的最大开口度为6mm，启动45KW的电机[16]，驱动直径为348mm的主牵引辊[9]和直径为100mm的压辊[8]慢速旋转，将待加工带坯[3]端头穿过上模[5]和下模[6]之间的模口中并延伸至主牵引辊[9]和压辊[8]入口，待带坯[3]端头被所有压辊咬住后，立即停止主牵引辊和压辊转动，调节楔块[21]使上模[5]和下模[6]之间的模口闭合至h为2.5mm，取上模[5]辊径为80mm，下模[6]的入口锥角α为5°，出口锥角β为30°，水平工作面宽度b为0.8mm。重新启动电机传动系统驱动主牵引辊[9]和压辊[8]转动，控制拉制速度为0.25m/s，最大拉制力可达20吨，拉制过程就可正常进行，加工后的带材[19]可由卷取机[10]收集成卷。

以含碳量为0.08%和1.03%的两种钢带坯拉制结果列于表1和表2。

经过上述拉制工艺和装置加工后金属带材的厚度精度为±0.006～0.01mm，平直度（残余应力）为±40N/mm²。

含碳量（c）1.03%钢带坯（宽度300mm）拉制表表1

含碳量（c）0.08%钢带坯（宽度300mm）拉制表表2

Claims

1、一种金属带材的拉制方法，其特征在于以电机传动系统驱动主牵引辊[9]和沿其辊面均匀分布若干个压辊[8]所产生的拉力，使待加工的带坯[3]通过能使带坯厚度减薄的模口而拉制成金属带材[19]。

2、根据权利要求1所述的拉制方法，其特征在于待加工的带坯厚度为≤3mm，宽度与厚度的比值为≥100∶3。

3、根据权利要求1所述的拉制方法，其特征在于：拉制道次变形量为5～25%。

4、一种用于实现权利要求1所述拉制方法的装置，它包括开卷箱、模座、机架、主牵引辊系统、电机传动系统和卷取机等，其特征在于：

（1）模座[4]是上模[5]、下模[6]、前档[20]、后档[17]、上模垫[24]、下模垫[22]、支撑瓦[18]、楔块[21]、止推轴承[23]和模架[25]组成，上模[5]由支撑瓦装于上模垫[24]内，止推轴承[23]装于上模[5]圆柱体的两端;下模[6]嵌于下模垫[22]上，上下模垫前后由前档[20]和后档[17]压紧固定，下模垫[22]置于楔块[21]上，两者之间可相对滑动，上述各部件安装于模架[25]内而成为整体模座[4];

（2）主牵引辊系统是由主牵引辊[9]和沿其辊面均匀分布若干个压辊[8]组成，与模座[4]同安装于机架[7]的两端上;

（3）电机传动系统是由电机[16]、联轴器[15]、减速器[14]、花键轴套[13]、小齿轮[12]、万向轴节[11]组成，电机[16]通过联轴器[15]与减速器[14]连接，减速器输出轴端有一花键轴套[13]，花键轴套另一端与主牵引辊[9]轴向连接，花键轴套上有一齿轮，与若干个小齿轮[12]啮合连接，每一小齿轮[12]通过万向轴节[11]与若干个压辊[8]轴向连接。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于上模[5]为转动的圆柱体，其直径为30～150mm。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于下模[6]为带有一定锥度的长方体，由其构成的锥形外模入口锥角α为0～8°，出口锥角β为10～30°，水平工作面宽度b为0.5～2.5mm。

7、根据权利要求4、5、6所述的装置，其特征在于上模[5]和下模[6]的结构形状是不相同的，但亦可为相同的，即同为上模[5]转动圆柱体，或同为下模[6]固定的带有一定锥度的长方体。

8、根据权利要求4所述的装置，其特征在于楔块[21]为两块带有一定斜度的长方体，其斜度为1∶30～50。

9、根据权利要求4所述的装置，其特征在于主牵引辊[9]直径为200～500mm，压辊[8]直径为100～200mm。

10、根据权利要求4所述的装置，其特征在于压辊[8]、万向轴节[11]和小齿轮[12]数目相同。