CN115555421A - 一种金属复合板材及其冷轧复合生产线及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种金属复合板材及其冷轧复合生产线及生产工艺。生产线包括基层带开卷机、上复层带开卷机、下复层带开卷机、上复层带打磨机、下复层带打磨机、机前纠偏装置、复合轧机、复合带卷取机和基层带上下表面打磨装置；复合轧机具有复合轧制和可逆轧薄两个档位。本申请的冷轧复合生产线，可以组织成卷连续复合的大规模生产，具有效率高、生产成本低、材料利用率高、复合后材料组元间厚度比十分均匀、性能稳定、表面质量好、成品精度高等突出优点。

Description

一种金属复合板材及其冷轧复合生产线及生产工艺

技术领域

本申请涉及复合材料及其轧制技术领域，特别是涉及一种金属复合板材及其冷轧复合生产线及生产工艺。

背景技术

金属复合材料可以发挥组元材料各自的优势，实现各组元材料资源的最优配置。与单金属相比贵重金属层厚度小，既保留了基材和复材原有的优良性能，又降低了贵重金属的使用比例，实现单一金属不能满足的性能要求，节约了资源，也大大降低了下游产业的生产成本和终端用户的使用成本。因此，金属复合材料具有广阔的市场前景。

目前金属复合板工业化生产主要有以下几种方法：爆炸复合法、热轧复合法和冷轧复合法。

爆炸复合法是利用炸药爆炸产生的高温高压使两种材料结合在一起，这种方法会对环境造成振动、噪声和烟尘污染，也会受天候、环保和其他工艺条件的限制，爆炸复合生产效率较低。因此，爆炸复合的板材应用较为狭窄，且不适合生产总厚度小于10 mm的较薄的复合钢板。

热轧复合板工艺是以基层板和复层板处于物理纯净状态，在高度真空条件下进行热轧而成。首先根据所需规格，确定基坯和复坯的尺寸，然后下料，对基坯和复坯的结合面进行磨削露出新鲜金属，按照基坯、复坯、复坯和基坯四层组成复合坯，用板条对复合坯四周进行焊接密封和加固，在复合坯侧面中间部位钻孔，联上真空泵抽真空10min，断开并密封真空管，使复合坯内处于真空状态，推进加热炉加热，然后使用大型中厚板轧机和热连轧机生产。其中组坯工序生产效率低，另外热连轧机不方便生产各种小批量、特殊厚度的复合板。在热连轧条件下，其生产成本高且设备复杂，一次投资十分巨大，不能满足更多用户需求。热连轧属于高能耗、高排放技术，不符合国家节能减排规划和政策。在当前技术条件下，热轧工艺也不能直接生产钛、铜、铝等有色金属复合板。

相比爆炸复合和热轧复合，冷轧复合的优势是可以连续生产较薄卷材，可以直接对口下游生产企业，应用领域广泛。设备投资比热轧复合减少很多，占地面积小，环境保护要求低。但是，目前没有适合成卷连续生产的冷轧复合生产线。

相关现有技术1（CN103394510A）：本发明公开了一种冷轧铜铝复合材料生产工艺：原料：用铝带为基带、用铜带为覆带材料；铜带厚度为铝带厚度的18～22%；表面处理：铝带表面粗糙度为Rz=95～115μm；铜带表面粗糙度为Rz=80～95μm；经复合轧制后热处理：605～610℃；保温时间为8～10min，最后采用水冷强制冷却至常温；可实现变形量、层厚比与复合强度的最佳匹配，具有界面复合强度高、动热稳定性好的优点。

相关现有技术2（CN105537290B）：本发明公开了一种冷轧铝钢复合带材生产装置及其应用，该装置包括铝钢冷轧复合材料表面清理装置和复合轧机，清理装置包括：封闭式壳体；第一砂带轮、第二砂带轮，第一砂带轮和所述第二砂带轮间隔安装在所述壳体内；砂带，砂带安装在所述第一砂带轮和所述第二砂带轮上；辅助轮，所述辅助轮靠近所述第一砂带轮或第二砂带轮设置，用于将复合材料压紧在所述砂带上；粉尘吸收装置，所述粉尘吸收装置与粉尘出口连接。本发明的优点是：通过在砂带处打磨可彻底清除钢板表面的污染物残留层，形成洁净、平整及活化的表面，最后实现铝钢复合带材高质量的界面复合。该装置易于实现自动化，可推广应用到其它金属层状复合材料的表面预处理上。

发明内容

本申请的目的在于提供一种能够满足成卷连续生产需求的冷轧复合生产线与生产工艺以及由该生产线加工而成的金属复合板材。

根据本申请的一个方面，提供了一种金属复合板材冷轧复合生产线，包括基层带开卷机、上复层带开卷机、下复层带开卷机、上复层带打磨机、下复层带打磨机、机前纠偏装置、复合轧机、复合带卷取机和基层带上下表面打磨装置；所述基层带开卷机用于将基层带卷展开；所述上复层带开卷机用于将上复层带卷展开；所述基层带上下表面打磨装置，位于所述基层带开卷机和所述上复层带开卷机之间，用于打磨基层带的上下表面；所述下复层带开卷机位于所述基层带上下表面打磨装置后方，用于将下复层带卷展开；所述上复层带打磨机和所述下复层带打磨机通过支架上下布置，位于所述下复层带开卷机后方，分别用于打磨所述上复层带的下表面和打磨所述下复层带的上表面；所述机前纠偏装置位于所述上复层带打磨机和所述下复层带打磨机的后方，用于修正上复层带、基层带和下复层带在汇合过程中出现的侧边误差；所述复合轧机位于所述机前纠偏装置后方，用于将汇合的上复层带、基层带和下复层带进行轧制复合形成复合带；所述复合带卷取机位于所述复合轧机的后方，用于将所述复合带卷取成卷筒状；所述复合轧机具有复合轧制和可逆轧薄两个档位。

在一些实施方式中，包括基层带鞍座、基层带上卷车和基层带对中纠偏装置，所述基层带鞍座用于放置基层带卷，所述基层带上卷车用于将所述基层带鞍座上的基层带卷取下并卷套在所述基层带开卷机的卷筒上，所述基层带对中纠偏装置位于所述基层带开卷机的后方，用于将所述基层带卷中心定位在生产线的中心线上。

在一些实施方式中，包括设置于所述基层带对中纠偏装置与所述基层带上下表面打磨装置之间的夹送矫直转向辊装置和设置于所述夹送矫直转向辊装置后方的基层带夹送辊。

在一些实施方式中，包括上复层带对中纠偏装置和上复层带夹送辊，所述上复层带对中纠偏装置位于所述上复层带开卷机后方，用于将上复层带卷中心定位在生产线的中心线上，所述上复层带夹送辊位于所述上复层带对中纠偏装置后方，用于将上复层带送入所述上复层带打磨机。

在一些实施方式中，包括下复层带鞍座、下复层带上卷车和下复层带对中纠偏装置，所述下复层带鞍座用于放置下复层带卷，所述下复层带上卷车用于将所述下复层带鞍座上的下复层带卷取下并卷套在所述下复层带开卷机的卷筒上，所述下复层带对中纠偏装置位于所述下复层带开卷机后方，用于将下复层带卷中心定位在生产线的中心线上。

在一些实施方式中，包括左机架辊装置、卸卷车和复合带鞍座，所述左机架辊装置设置于所述复合轧机与所述复合带卷取机之间，用于复合带的传送和转向，所述卸卷车用于接收所述复合带卷取机的卷筒上的复合带，所述复合带鞍座用于放置所述卸卷车卸下的复合卷。

在一些实施方式中，所述复合轧机的传动装置包括联合齿轮箱，所述联合齿轮箱具有复合轧制和可逆轧薄两个档位。

在一些实施方式中，在复合轧制档位，传动速比大，在可逆轧薄档位，传动速比小。

根据本申请的另一个方面，提供了一种金属复合板材冷轧复合生产工艺，采用上述任一冷轧复合生产线进行生产。

根据本申请的又一方面，提供了一种金属复合板材，任一项前述的金属复合板材冷轧复合生产线加工而成。

本申请的冷轧复合生产线，可以组织成卷连续复合的大规模生产，具有效率高、生产成本低、材料利用率高、复合后材料组元间厚度比十分均匀、性能稳定、表面质量好、成品精度高等突出优点。

进一步地，本申请的冷轧复合生产线，不仅能够生产铜+碳钢（不锈钢）+铜、铝+碳钢（不锈钢）+铝、铜+铝等多品种复合带材，还能生产钛+不锈钢、钛+不锈钢+铜等高附加值食品级复合带材，引领高端厨具市场。

本申请可以连续生产较薄卷材，可以直接对口下游生产企业，应用领域广泛。设备投资比热轧复合减少很多，占地面积小，环境保护要求低。本申请的冷轧复合生产工艺中轧制力可达2500吨，与之配套的辊系和机架刚度，能够使复合板面宽度达到1米，突破了国内冷复合的最大板宽。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本申请一个实施例的冷轧复合生产线的示意图；

图2为本申请一个实施例的冷轧复合生产工艺的流程图；

图3为图1所示冷轧复合生产线的复合轧机的主视图；

图4为图3所示复合轧机的侧视图；

图5为图3所示复合轧机的联合齿轮箱的侧视图；

图6为沿图5中A向的示意图；

图7为沿图5中B-B线的剖视图。

具体实施方式

图1是本申请一个实施例的冷轧复合生产线的示意图。如图1所示，箭头所示方向为三层待轧制的带材的运行方向。该冷轧复合生产线包括：基层带开卷机、上复层带开卷机、下复层带开卷机、上复层带打磨机、下复层带打磨机、机前纠偏装置、复合轧机、复合带卷取机和基层带上下表面打磨装置。上述各设备均为现有设备，为简明起见，下文不对其结构进行详细的展开描述，只做示例性介绍，而重点描述生产线的组合方式和运行。

基层带开卷机用于将基层带卷展开。如图1所示，本实施例中的生产线包括基层带鞍座1、基层带上卷车2、基层带开卷机3和基层带对中纠偏装置4。基层带鞍座1用于放置由车间天车吊放的基层带卷；基层带上卷车2用于将所述基层带鞍座1上的基层带卷取下并卷套在基层带开卷机3的卷筒上；基层带开卷机3用于将基层带卷开卷形成基层带，并将其向复合轧机19运送；基层带对中纠偏装置4用于将所述基层带卷中心定位在生产线的中心线上。

本实施例中，基层带上卷前由车间天车将基层带卷吊放在基层带鞍座1上。基层带上卷车2从基层带鞍座1上取基层带卷，由人工观察对正，将基层带卷套在基层带开卷机3的卷筒上。基层带开卷机3慢速运转，基层带带头在基层带开卷机3上压辊、转向辊及伸缩导板的配合下，将基层带引入夹送矫直转向辊装置5后，由人工将带头穿过液压剪6、基层带上下表面打磨装置8、机前纠偏装置18，最终进入复合轧机19。

如图1所示，基层带开卷机与上复层带开卷机之间设置有基层带上下表面打磨装置8，用于对基层带的上表面和下表面进行打磨。本实施例中，基层带上下表面打磨装置8的打磨辊为四套钢丝辊，两套并排安装在带材上方，两套并排安装在带材下方，可以一备一用也可以两套全开，由电机直接驱动高速运转，可分别对慢速经过的基层带上下表面进行连续打磨。

如图1所示，该冷轧复合生产线还包括：设置于基层带对中纠偏装置4与基层带上下表面打磨装置8之间的夹送矫直转向辊装置5，设置于夹送矫直转向辊装置5与基层带上下表面打磨装置8之间的液压剪6和焊接平台7，以及设置于基层带开卷机与上复层带开卷机之间的基层带夹送辊9。

在一个优选示例中，基层带卷为不锈钢酸洗退火带，代表牌号SUS304（国标：1Gr18Ni9），屈服强度≤325N/mm²，厚度2～4mm，宽度650～1000mm，最大卷外径φ1550mm，最大卷重11吨。

上复层带开卷机用于将上复层带卷展开。如图1所示，本实施例中的生产线包括上复层带开卷机10、上复层带对中纠偏装置11和上复层带夹送辊12。上复层带开卷机10具有上复层带开卷机卷筒，用于放置由车间天车吊放的上复层带卷，上复层带开卷机10用于将上复层带卷开卷形成上复层带，并向复合轧机19方向传送；上复层带对中纠偏装置11，用于将上复层带卷中心定位在生产线的中心线上；上复层带夹送辊12，用于将上复层带送入上复层带打磨机15。

车间天车将上复层带卷吊放在上复层带开卷机卷筒上，人工对正后，闭合头部支撑，拆除吊带后，卷筒胀径并旋转。人工将上复层带带头穿过上复层带夹送辊12，上复层带夹送辊12驱动将上复层带带材送进上复层带打磨机15，再经过机前纠偏装置18纠偏后与基层带粘接（此时基层带已建立起张力）。

本实施例中，上复层带打磨机15的打磨辊为两套钢丝辊，可以一备一用也可以两套全开，由电机直接驱动高速运转。两套打磨辊并排安装在带材下方，可对慢速经过的上复层带下表面进行连续打磨。

在一个优选示例中，上复层带为卷钛板：厚度0.2～1.0mm，宽度650～1000mm，最大卷外径φ1200mm，最大卷重3.6吨。

下复层带开卷机用于将下复层带卷展开并向复合轧机19方向传送。如图1 所示，本实施例中生产线包括下复层带鞍座25、下复层带上卷车24、下复层带开卷机13和下复层带对中纠偏装置14。下复层带鞍座25用于放置由车间天车吊放的下复层带卷；下复层带上卷车24用于将下复层带鞍座25上的下复层带卷取下并卷套在下复层带开卷机13的卷筒上；下复层带开卷机13用于将下复层带卷开卷形成下复层带，并向复合轧机19方向传送；下复层带对中纠偏装置14，用于将下复层带卷中心定位在生产线的中心线上。

车间天车将下复层带卷吊放在下复层带鞍座25上。下复层带上卷车24从下复层带鞍座25上取下下复层带卷，由人工观察对正，将下复层带卷套在下复层带开卷机13的卷筒上。闭合头部支撑后，卷筒涨径并旋转。人工将下复层带带头穿过下复层带夹送辊26，下复层带夹送辊26驱动将带材送进下复层带打磨机17，再经过机前纠偏装置18纠偏后与基层带粘接（此时基层带已建立起张力）。

本实施例中，下复层带打磨机17的打磨辊为两套钢丝辊，可以一备一用也可以两套全开，由电机直接驱动高速运转。两套打磨辊并排安装在带材上方，可对慢速经过的下复层带上表面进行连续打磨。

在一个优选示例中，下复层带为卷T2：厚度0.2～1.0mm，宽度650～1000mm，最大卷外径φ1200mm，最大卷重7.5吨。

参见图1，机前纠偏装置18设置于复合轧机19的前端，用于修正上复层带、基层带和下复层带在汇合过程中出现的侧边误差。复合轧机19用于将汇合的上复层带、基层带和下复层带进行轧制复合，获得复合带。复合带卷取机21用于将复合带卷取成卷筒状。

复合轧机19具有复合和可逆两个功能，即其传动装置包括具有复合和可逆两个档位的联合齿轮箱。其中，复合档位下速比大、速度低、扭矩大，可逆档位下速比小、速度高、扭矩小。在可逆档位，可对复合带材继续轧薄。

如图1所示，该冷轧复合生产线还包括左机架辊装置20、卸卷车23和复合带鞍座22。左机架辊装置20设置于复合轧机19与复合带卷取机21之间，用于复合带的传送和转向。卸卷车23用于接收复合带卷取机21卷筒上的复合带；复合带鞍座22用于放置卸卷车23卸下的复合卷。

如图1所示，上复层带打磨机15设置于上复层带的下方，用于对上复层带进行下表面的打磨，下复层带打磨机17设置于下复层带的上方，用于对下复层带进行上表面的打磨。上复层带打磨机15利用支架16设置于下复层带打磨机17的正上方。这样可以优化空间利用率。

图2为本申请一个实施例的冷轧复合生产工艺的流程图。参见图2，该实施例提供了一种冷轧复合生产工艺，采用如上的生产线进行生产。

在进行复合轧制前，把复合轧机19传动装置的联合齿轮箱档位推到“复合”位置。人工先将基层带以较小的压下量喂入辊缝。出辊缝后的基层带经过左机架辊装置进入复合带卷取机21钳口；待基层带在复合带卷取机21上缠绕数圈并和复合轧机19建立起前张力，卷取张力例如为12吨，基层带开卷机3与复合轧机19建立起后张力，开卷机张力例如为8吨，再将上复层带和下复层带附在基层带上喂入复合轧机19，上复层带开卷机10和下复层带开卷机13张力例如控制在2吨。同时投入上复层带打磨机15、下复层带打磨机17和基层带上下表面打磨装置8，分别将上复层带下表面、下复层带上表面和基层带上下表面连续打毛处理。处理后的三层带材同时进入辊缝进行轧制复合。基层带在开卷机上的带材仅剩几圈时即停机，并在机前人工剪断复层带。复合卷取机上压辊压下启动，将剩余带卷取至卷筒上，卸卷车23行至复合卷取机卷筒下部。待尾部绕上带卷后停机，卸卷车23升起顶住复合带卷，卷筒缩径，压辊摆起、活动支撑打开，卸卷车23托运复合后的带卷到复合带鞍座22上存放并转至下道工序。经退火后的复合带材，若需要继续轧薄时，利用吊车将复合带材放置于下复层带鞍座25上，下复层带上卷车24从下复层带鞍座25上取走该复合带材，运送至下复层带开卷机13卷筒前，人工观察调节高度，将复合带材上在卷筒中部，关闭下复层带开卷机13活动支撑。下复层带开卷机13对复合带材开卷并向复合轧机19方向传送，此时打磨机和机前纠偏装置不投入。可逆轧薄时，下复层带开卷机13卷筒可加衬板，目的是将复合好的带卷内径撑紧。可逆轧薄时下复层开卷机13张力例如≤3吨，复合带卷取机21张力例如≤6吨。可逆轧薄时轧制力例如900吨，轧制速度例如50米/min，联合齿轮箱档位速比例如为3.7。

下面示例性介绍一种可用于本申请上述实施例的复合轧机及联合齿轮箱。

图3为图1所示冷轧复合生产线的复合轧机的主视图；图4为图3所示复合轧机的侧视图。参见图3-4，本实施例中，复合轧机包括机架装置27、弯辊腰块装置28、工作辊系29、支承辊系30、液压压上装置31、斜楔调整装置32、锁紧装置33、主传动装置34、换辊抱架托架装置35、工作辊换辊装置36、支承辊换辊装置37、擦辊器38。

机架装置27包括牌坊、上下横梁、轨座、弯辊块、衬板和轨道。牌坊为闭式结构，立柱断面积为620mmX660mm，材质ZG270-500，用上下横梁连接，牌坊下部用螺钉固定在轨座上，组成一框架结构。机架腰部和窗口底面各装有支承辊、工作辊轨道，分别与机架外工作辊换辊车轨道和支承辊换辊轨道对接，机架窗口镶有耐磨衬板。

弯辊腰块装置28用于对工作辊系29导向，承装弯辊和支承辊平衡液压缸39，包括腰块、油缸套、活塞、缸盖、密封圈。四件弯辊腰块用键和螺钉固定在牌坊中部，正负弯辊缸和支承辊平衡缸装在腰块里。弯辊缸为活塞缸，活塞杆端为T形，与工作辊轴承座T形槽相配合。正负弯辊力为+250/-180KN （单辊单侧）。

工作辊轴承座采用锻钢件，工作辊轴承采用四列短圆柱滚子轴承，油气润滑。轴承座两侧为翼形结构，两翼上开有T形槽，轴承座上装有换辊车轮，两侧镶有耐磨衬板。

支承辊轴承座采用铸钢件，两端装在轴承座内。上支承辊轴承座通过上方装的弧面垫板支承在斜楔调整装置32上。下支承辊轴承座装有垫板与压上油缸头接触，两侧装有换辊车轮。支承辊轴承采用四列短圆柱滚子轴承，油气润滑。

液压压上装置31由油缸座、活塞、密封圈、位移传感器（MTS）、压力传感器等组成。油缸座安装在牌坊窗口下表面，油缸头部与下支承辊轴承座接触。位移传感器装在下横梁中孔内，用于检测控制辊缝的变化。液压压上装置31装在主机牌坊窗口下表面，主要为主机提供轧制压力，并补偿工作辊、支承辊的重磨量。

斜楔调整装置32由上斜楔、下斜楔、斜楔调整液压缸39、位移传感器和支架等组成。斜楔调整装置32安装在牌坊窗口上表面，用于换辊后保持轧制线标高恒定，补偿辊径的变化，使工作辊辊面高度与轧制线始终保持重合。斜楔调节高度范围为110mm，斜楔倾角为5°。

锁紧装置33由活动卡板、锁销、液压缸39、支座等组成。锁紧装置33位于操作侧牌坊外端面，用于工作辊、支承辊轴承座的轴向锁紧和工作辊换辊车的锁紧。

换辊抱架托架装置35由滑块、耳轴座、液压缸39、底座、定位键等组成。滑块用耐磨球墨铸铁制成，前端为双瓦形，左右滑块组成两对瓦，能分别抱住上下轴头。接轴托架由两托瓦摆臂41、液压缸39、支座组成。换辊时，下支承辊系30的车轮落在轨道上后，液压缸39推动左右滑块同时移动，将上下轴头抱紧；同时滑杆上有限位块，可保证左右滑块行程一致。托架液压缸39推动托瓦摆臂41托住接轴，平衡接轴重量，便于支承辊扁头抽出和插入。抱架安装在传动侧牌坊上，托架安装在万向接轴中部基础上。换辊时由液压缸39推动抱住万向接轴支承辊端轴头和托住接轴，便于支承辊扁头抽出和插入。

工作辊换辊装置36由大车、拖辊车、拖链等组成。大车由大车体、车轮、齿条、大车行走传动装置等组成。大车体为焊接钢结构件，由带双出轴的变频减速电机，通过万向节轴驱动两后轮行走。拖辊车由车体、夹钳、液压缸39、车轮、齿轮、变频减速电机等组成。夹钳由液压缸39驱动，车体上装有四个车轮，由减速电机驱动齿轮与齿条啮合，在大车上的轨道上行走。拖链主要用于安装换辊车两套传动装置的电机、电器缆线和拖辊车的液压软管。换辊时，换辊装置的大车行走到机前，锁紧装置33将换辊大车锁住，拖辊车向前，液压拖钩钩住下工作辊前钩体，驱动拖辊车将工作辊系29拖出。工作辊换辊装置36可同时更换上下工作辊系29。

支承辊换辊装置37由车、支承架、活动盖板、支座、液压缸39、轨道等组成。拖辊长油缸用前后支座水平安装在操作侧地坑内，活塞杆前端与车相连，车两侧装有四个车轮，由油缸拖动在轨道上行走，车前端与下辅助辊上的挂钩相连，车还连着活动盖板，盖板两侧装有滚轮，随车在盖板轨道上移动，换辊结束后，活动盖板将机前的坑盖住，方便操作。支承架为焊接钢结构件，用于支承上支承辊系30。换支承辊时，先将工作辊系29拖出，压上油缸下降，下支承辊轴承座上的轮子落在轨道上。开动换辊液压缸39先将下支承辊系30拖出，装上支承架后，将下辅助辊系连同支承架推进机架，上支承辊平衡油缸卸荷，将上支承辊系30放在支承架上，再将整个旧辊系拖出，新辊系推入。支承辊换辊装置37用于更换上下支承辊系30。

擦辊器38由滑座、压板、毛毡、导杆、弹簧、支架等组成。擦辊器38位于上下支承辊出口侧。擦辊器38用于清洁支承辊。两个工作辊、两个支承辊上下承装在机架装置27内，传动由上下支承辊带动工作辊进行。当多层带材经过上下工作辊辊缝时，液压压上装置31提供大轧制力，多层带材在通过设定好的辊缝时，产生大的变形量，多层带材在此发生原子结合而复合在一起。通过工作辊的转动，实现连续不断的复合。

主传动装置34包括主电机、鼓形齿联轴器、行星减速器、鼓形齿联轴器、联合齿轮箱、万向联轴器。主电机通过鼓形齿联轴器、行星减速器、鼓形齿联轴器、联合齿轮箱、万向联轴器分别传动上下支承辊。联合齿轮箱齿轮、齿轴为硬齿面，磨齿，精度7级（GB10095-88），稀油循环润滑齿面和轴承。采用十字万向联轴器，两端配轴头，轴头为锻钢件，轴头上还配有斜楔式垫板，利于支承辊扁头插入。主传动装置34用于将主电机输出的扭矩传递给上下支承辊。

图5为图3所示复合轧机的联合齿轮箱的结构示意图；图6为沿图5中A向的示意图；图7为沿图5中B-B的剖视图。参见图5-7，联合齿轮箱包括液压缸39、液压缸39底座、摆臂41、换挡拨杆42、检测开关43、换挡拨块44、滑动套45、内外花键套46、大齿轮一47、轴承一48、定位套一49、输出轴50、小齿轮一51、输入轴52、轴承二53、定位套二54、大齿轮二55和小齿轮二56。

液压缸39顶出带动摆臂41使换挡拨杆42顺时针偏转，从而带动换挡拨块44移动，换挡拨块44推动滑动套45使滑动套45的内花键与大齿轮二55的外花键啮合，此时扭矩由输入轴52上的小齿轮二56经大齿轮二55、滑动套45、内外花键套46传递到输出轴50。小齿轮一51带动大齿轮一47通过轴承一48在输出轴50上空转。此种模式对应“复合”档位，此种状态速比大、速度低、扭矩大，适用于大压下量、大轧制力矩的复合工况。

液压缸39缩回带动摆臂41使换挡拨杆42逆时针偏转，从而带动换挡拨块44移动，换挡拨块44推动滑动套45使滑动套45的内花键与大齿轮一47的外花键啮合，此时扭矩由输入轴52上的小齿轮一51经大齿轮一47、滑动套45、内外花键套46传递到输出轴50。小齿轮二56带动大齿轮二55通过轴承二53在输出轴50上空转。此种模式对应“可逆”档位，此种状态速比小、速度高、扭矩小，适用于小压下量、高速、可逆轧薄工况。采用该联合齿轮箱，既能实现低档位时速度低、压下量大轧制力矩大的复合工况，又能满足高档位时速度高、压下量小轧制力矩小的可逆轧薄的工况。

本申请提供的生产线在复合轧制时可进行纠偏控制、辊缝控制、张力控制等，使得整个冷复合过程不间断进行。开卷机、复合轧机和卷取机在慢速运行中按工艺将速度控制在6～9米/分钟、压下量调节至60%～70%，进行稳速复合轧制，可以使用接触式测厚仪自动反馈控制压下油缸，以严格控制带材的纵向精度。机前操作工视运行情况调节复层带跑偏，并确保轧制润滑和冷却。

下面对本申请提供对生产线的自动控制做如下示例性说明：

（1）采用直流驱动、全数字调速系统，可以进行无级调速复合轧制和复合带可逆轧薄。

（2）液压AGC控制

a. 厚度控制

在轧制的出入口侧安装两台接触式测厚仪，在复合轧制时，只采用出口测厚仪实现监控，在可逆轧薄时，采用两台测厚仪实现预控和监控。

b. 辊缝控制（APC）

辊缝控制亦称位置控制，是轧机液压AGC系统控制的基本功能之一。轧机在穿带、甩尾、停车作业时，为防止轧辊的碰撞，液压压上系统工作于辊缝控制方式。辊缝控制通过位置闭环控制实现，位置反馈来自安装在压下液压缸39上的位移传感器。

c. 恒压力控制

恒压力控制亦称恒轧制力控制，是轧机液压AGC系统最重要的功能之一。恒压力控制亦为闭环控制，压力反馈来自液压压下系统的压力传感器。通过闭环控制，对液压缸39内的压力进行调节，以达到控制的目的。恒压力控制只用于轧机压靠。

d. 倾斜及同步控制

倾斜及同步控制是轧机液压压上系统控制的基本功能之一，通常作为压力控制的补偿及补充。倾斜及同步控制主要作用有两方面：

① 进行板形控制，当带钢出现一定范围的单边浪时，可通过倾斜控制进行矫正；

② 补偿传动侧和操作侧液压缸39的动态响应的差异，使两个液压缸39同步工作。

倾斜及同步控制以传动侧及操作侧液压缸39的位置差作为控制对象，通过闭环控制，分别调节传动侧及操作侧液压缸39的位置来实现。

e. 调零

压下系统的调零在每次换辊之后进行，目的在于对压下系统液压缸39的位置传感器进行重定位。

（3）电气传动控制

a. 卷径计算

在轧制过程中开卷机及卷取机的卷径都都需要时时进行计算的，这一任务是由PLC执行的。

b. 开卷及卷取机的张力控制

在轧制过程中开卷及卷取机的张力控制在一恒定值，这个值是间接给定的，即通过控制开卷及卷取电机的力矩给定值来控制入口及出口段的张力。

c. 负荷平衡控制

轧机上/下支撑辊分别传动，故可采用两台电机的负荷平衡控制。

例如，采用西门子S7-400系列基础自动化控制系统，实现机组各部位参数的显示、联动控制和设备关键部位的故障检测、判断显示；具有过载报警、断带自动保护和整机紧急停车等安全保护功能。

本实施例提供的复合轧制自动化控制系统可实现不同材质、不同规格基材和覆材轧制参数的数字化控制，可对开卷张力、卷取张力和轧制力等参数进行自动匹配和自由切换、优化了工艺控制精度，保证了产品合格率。

经本申请的冷轧复合生产线及生产工艺所生产的复合带成品规格能达到以下规格：厚度2.4～1 mm，宽度650～1000mm，最大卷外径φ1600mm，最大卷重12.5吨，贵金属含量5～20%。1000mm的宽度能够为下游用户有效降低原材料成本。

该生产线生产的钛/不锈钢复合带产品所能达到的性能和尺寸范围：

机械性能：抗拉强度（σb）：568(Mpa)

屈服强度（σs）：341(Mpa)

延伸率（σ10）:29.5%

内外弯180度完好，弯芯直径1.5mm

厚度范围：0.30mm-1.20mm

总厚度公差范围：±0.02mm～±0.04mm

钛层厚度公差范围：±0.01mm～±0.02mm

可见，该产品优于相关的国家标准GB/T8547-2006和行业标准。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，包括基层带开卷机、上复层带开卷机、下复层带开卷机、上复层带打磨机、下复层带打磨机、机前纠偏装置、复合轧机、复合带卷取机和基层带上下表面打磨装置；所述基层带开卷机用于将基层带卷展开；所述上复层带开卷机用于将上复层带卷展开；所述基层带上下表面打磨装置，位于所述基层带开卷机和所述上复层带开卷机之间，用于打磨基层带的上下表面；所述下复层带开卷机位于所述基层带上下表面打磨装置后方，用于将下复层带卷展开；所述上复层带打磨机和所述下复层带打磨机通过支架上下布置，位于所述下复层带开卷机后方，分别用于打磨所述上复层带的下表面和打磨所述下复层带的上表面；所述机前纠偏装置位于所述上复层带打磨机和所述下复层带打磨机的后方，用于修正上复层带、基层带和下复层带在汇合过程中出现的侧边误差；所述复合轧机位于所述机前纠偏装置后方，用于将汇合的上复层带、基层带和下复层带进行轧制复合形成复合带；所述复合带卷取机位于所述复合轧机的后方，用于将所述复合带卷取成卷筒状；所述复合轧机具有复合轧制和可逆轧薄两个档位。

2.根据权利要求1所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，包括基层带鞍座、基层带上卷车和基层带对中纠偏装置，所述基层带鞍座用于放置基层带卷，所述基层带上卷车用于将所述基层带鞍座上的基层带卷取下并卷套在所述基层带开卷机的卷筒上，所述基层带对中纠偏装置位于所述基层带开卷机的后方，用于将所述基层带卷中心定位在生产线的中心线上。

3.根据权利要求2所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，包括设置于所述基层带对中纠偏装置与所述基层带上下表面打磨装置之间的夹送矫直转向辊装置和设置于所述夹送矫直转向辊装置后方的基层带夹送辊。

4.根据权利要求1所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，包括上复层带对中纠偏装置和上复层带夹送辊，所述上复层带对中纠偏装置位于所述上复层带开卷机后方，用于将上复层带卷中心定位在生产线的中心线上，所述上复层带夹送辊位于所述上复层带对中纠偏装置后方，用于将上复层带送入所述上复层带打磨机。

5.根据权利要求1所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，包括下复层带鞍座、下复层带上卷车和下复层带对中纠偏装置，所述下复层带鞍座用于放置下复层带卷，所述下复层带上卷车用于将所述下复层带鞍座上的下复层带卷取下并卷套在所述下复层带开卷机的卷筒上，所述下复层带对中纠偏装置位于所述下复层带开卷机后方，用于将下复层带卷中心定位在生产线的中心线上。

6.根据权利要求1所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，包括左机架辊装置、卸卷车和复合带鞍座，所述左机架辊装置设置于所述复合轧机与所述复合带卷取机之间，用于复合带的传送和转向，所述卸卷车用于接收所述复合带卷取机的卷筒上的复合带，所述复合带鞍座用于放置所述卸卷车卸下的复合卷。

7.根据权利要求1所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，所述复合轧机的传动装置包括联合齿轮箱，所述联合齿轮箱具有复合轧制和可逆轧薄两个档位。

8.根据权利要求7所述的金属复合板材冷轧复合生产线，其特征在于，在复合轧制档位，传动速比大，在可逆轧薄档位，传动速比小。

9.一种金属复合板材冷轧复合生产工艺，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的金属复合板材冷轧复合生产线进行生产。

10.一种金属复合板材，其特征在于，由如权利要求1-8任一项所述的金属复合板材冷轧复合生产线加工而成。

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