CN117772788B - 一种极薄钢带多道次冷轧机构及轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种极薄钢带多道次冷轧机构及轧制工艺，若干热轧塑型台，所述热轧塑型台中部均开设有供极薄钢带从一侧向另一侧移动的热轧槽，所述热轧槽两侧均设置有间歇式热轧辊，两侧的所述间歇式热轧辊运动路径与水平线之间呈γ角，若干所述分体式冷轧塑型辊从前至后方向，两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β逐渐减小直至重合；本发明针对异型截面极薄钢带的生产需要采用热轧和冷轧相结合的方式，并采用分离式压延辊、异型压延辊以及压延辊角度偏移方式完成异型截面极薄钢带的成型，通过多道次轧制方式保证了异型截面钢带的顺利成型，有效满足了轧制极薄钢带在使用过程中的结构应力需求，进一步拓宽了轧制钢带的应用场景。
Description
技术领域
本发明涉及异型极薄钢带的轧制成型装置技术领域，具体为一种极薄钢带多道次冷轧机构及轧制工艺。
背景技术
在现有规格中，所称的极薄钢带通常指厚度在0.15mm～5mm之间的钢带,由于极薄钢带具有较高的强度和硬度，同时也具有较好的柔韧性和可塑性，它们一般由高强度的钢材制成，具有优异的强度，广泛应用于汽车、航空航天等领域，用于制造汽车零部件和机械零部件等。
在属于极薄钢带范围内的较厚钢带，其厚度在3～5mm之间的极薄钢带轧制工艺通常只生产截面一致的压延钢带，此种极薄钢带的冷轧或热轧技术及设备较为成熟，但对于异型截面极薄钢带而言，由于其生产难度较大，压延缺陷多，一直困扰着该种特殊截面钢带的轧制生产，然而，该种厚度在3～5mm之间的异型极薄钢带在建筑领域、汽车制造工业、基础设施建设等工程领域存在广泛的应用前景，通过不同截面厚度的设置能够根据结构的应力需求适当调整极薄钢带的厚度，进而能够在保证结构强度的同时最大限度降低结构的自重，并有效节省了原材料的使用。
现有技术中公开号为“CN114101326B”的一种钢带加工用冷轧机及冷轧工艺，属于钢带加工技术领域，其包括底板和安装在底板上的冷轧机构，冷轧机构的一侧设置有安装在底板上的放卷机构，冷轧机构的另一侧设置有收卷机构，冷轧机构与放卷机构之间设置有第一导向辊，冷轧机构与收卷机构设置有第二导向辊；冷轧机构与第一导向辊之间设置有导向机构，导向机构包括支撑架和两个第一安装块，支撑架的上表面开设有滑槽，两个第一安装块的底端均固定有与滑槽滑动连接的滑块，支撑架上设置有驱动组件；两个第一安装块均开设有第一安装槽，第一安装槽内设置有第一导向轮，钢带位于两个第一导向轮之间，该装置使钢带减小发生偏移的可能，提高钢带的加工质量的效果。
但是上述该钢带加工用冷轧机及冷轧工艺在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：上述装置采用的多辊分步式压延机构无法运用于厚度在3～5mm的异型截面的极薄钢带压延生产，由于异型截面极薄钢带的厚度在各处分布不均匀，在压延过程中，若无法控制压延过程极薄钢带的延展方向，将导致生产的极薄钢带应力集中，甚至发生应力集中区域撕裂而无法成型的状况，因此必须针对厚度在3～5mm异型截面极薄钢带进行特殊辊压成型方式，从而生产符合要求的异型截面极薄钢带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极薄钢带多道次冷轧机构及轧制工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种极薄钢带多道次冷轧机构，包括：
若干热轧塑型台，所述热轧塑型台中部均开设有供极薄钢带从一侧向另一侧移动的热轧槽，所述热轧槽两侧均设置有间歇式热轧辊，两侧的所述间歇式热轧辊运动路径与水平线之间呈γ角，两侧的所述间歇式热轧辊在驱动机构推动下进行相向或相离运动，在相向运动过程中，两侧的间歇式热轧辊通过辊压促使极薄钢带形成中部厚两侧薄的坡形截面结构，若干所述热轧塑型台从前至后方向，各个热轧塑型台上间歇式热轧辊运动路径与水平线之间的夹角γ逐渐减小；
若干分体式冷轧塑型辊，所述分体式冷轧塑型辊包括底辊、两侧对称式设置的斜辊以及其二者之间设置的凹槽式顶辊，两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β，在俯视状态下与底辊轴心延长线之间的夹角为α且两侧斜辊相近一端偏向于极薄钢带的运行后方，若干所述分体式冷轧塑型辊从前至后方向，两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β逐渐减小直至重合；
若干一体式冷轧辊，若干所述一体式冷轧辊均包括上辊和下辊，所述上辊上开设有塑型凹槽。
优选的，各个热轧塑型台上间歇式热轧辊运动路径与水平线之间的夹角15°≥γ≥5°。
优选的，两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为5°≥β≥0°。
优选的，所述底辊位于极薄钢带两侧隆起区域与辊压区域交界处还设置有加热辊环，所述加热辊环内部设置有加热器及控温部件，所述底辊还包括加热辊环两侧及中间设置的冷轧辊，所述冷轧辊与加热辊环之间设置有陶瓷隔热辊。
优选的，所述热轧塑型台与分体式冷轧塑型辊交界处、分体式冷轧塑型辊与一体式冷轧辊交界处、一体式冷轧辊后端均设置有退火室。
一种极薄钢带多道次轧制工艺，采用上述的极薄钢带多道次冷轧机构，包括以下步骤：
步骤一：将厚度为3～5mm的原材料钢带在1000～1300℃下送入热轧塑性台开设的热轧槽内，当钢带到达热轧工位后停止钢带输送，此时通过间歇式热轧辊的相向运动对钢带进行热轧，热轧完成后继续进行钢带的间歇性输送，并重复间歇式热轧辊的热轧操作，使得钢带初步形成中部凸起，两侧呈坡形结构的截面形态；
步骤二：将钢带降温至室温，并在室温状态下连续通过若干分体式冷轧塑型辊，通过底辊、斜辊以及凹槽式顶辊的协同作用对钢带进行冷轧，由于斜辊的设置，钢带在冷轧过程中受到竖直方向的辊压力以及指向钢带中部凸起方向的分力，促使钢带在斜辊作用下进一步降低厚度，并促使压延方向朝向钢带的中部，防止由于钢带中部及两侧的压延方向不一致而造成钢带撕裂；
步骤三：经过分体式冷轧塑型辊后的极薄钢带完成塑型后再次通过若干一体式冷轧辊进行最终的定型，直至钢带形成表面厚度不均匀分布的异型极薄钢带。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明针对异型截面极薄钢带的生产需要采用热轧和冷轧相结合的方式，并采用分离式压延辊、异型压延辊以及压延辊角度偏移方式完成异型截面极薄钢带的成型，通过多道次轧制方式保证了异型截面极薄钢带的顺利成型，有效满足了轧制极薄钢带在使用过程中的结构应力需求，进一步拓宽了轧制极薄钢带的应用场景。
附图说明
图1为本发明的多道次轧制流程图；
图2为本发明的热轧塑型台及间歇式热轧辊运动轨迹图；
图3为本发明的冷轧塑型辊整体结构俯视示意图；
图4为本发明的冷轧塑型辊整体结构正视示意图；
图5为本发明的一体式冷轧辊整体结构正视示意图。
图中：1热轧塑型台、2极薄钢带、3热轧槽、4间歇式热轧辊、5冷轧塑型辊、6底辊、7斜辊、8凹槽式顶辊、9上辊、10下辊、11塑型凹槽、12加热辊环、13冷轧辊、14陶瓷隔热辊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种极薄钢带多道次冷轧机构，包括：
若干热轧塑型台1，热轧塑型台1中部均开设有供极薄钢带2从一侧向另一侧移动的热轧槽3，热轧槽3两侧均设置有间歇式热轧辊4，两侧的间歇式热轧辊4运动路径与水平线之间呈γ角，两侧的间歇式热轧辊4在驱动机构推动下进行相向或相离运动，在相向运动过程中，两侧的间歇式热轧辊4通过辊压促使极薄钢带2形成中部厚两侧薄的坡形截面结构，若干热轧塑型台1从前至后方向，各个热轧塑型台1上间歇式热轧辊4运动路径与水平线之间的夹角γ逐渐减小；
若干分体式冷轧塑型辊5，分体式冷轧塑型辊5包括底辊6、两侧对称式设置的斜辊7以及其二者之间设置的凹槽式顶辊8，两侧的斜辊7在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β，在俯视状态下与底辊6轴心延长线之间的夹角为α且两侧斜辊7相近一端偏向于极薄钢带的运行后方，若干分体式冷轧塑型辊5从前至后方向，两侧的斜辊7在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β逐渐减小直至重合；
若干一体式冷轧辊，若干一体式冷轧辊均包括上辊9和下辊10，上辊9上开设有塑型凹槽11。
在该实施例中，多道次轧制机构包括热轧工序和冷轧工序，其中热轧能够更好对极薄钢带2进行塑型，冷轧则能够制造出精度更高的极薄钢带2，并能够有效提升其结构强度，因此在前序步骤中采用热轧工艺对极薄钢带2进行初步塑型，参照说明书附图1-2，在该工序中，通过两侧设置的间歇式热轧辊4从两侧向极薄钢带2中部进行辊压操作，通过该种辊压方式使得极薄钢带2由两侧向中部进行延展，从而在极薄钢带2的中部形成凸起结构，但该种热轧方式无法连续性进行，极薄钢带2输送一段距离后需要停止运行，在间歇式热轧辊4辊压完成后再输送一定距离，继续进行热轧操作，随之带来的影响是，极薄钢带2在间歇式热轧辊4两端的辊压区域会出现向两侧延展的情况，进而致使极薄钢带2表面出现不规律性厚度不均匀状况，同时，热轧塑型台1上间歇式热轧辊4运动路径与水平线之间的夹角15°≥γ≥5°，通过多组间歇式热轧辊4的设置，能够避免一次性塑型过度而导致极薄钢带2损伤的情况，因此在该工艺的后端还设置有冷轧工艺，冷轧包括分体式冷轧塑型辊5的初步冷轧，在该过程中，斜辊7的设置是该冷轧工序的关键，参照说明书附图3-4，斜辊7在水平方向和竖直方向均存在一定夹角，其中斜辊7与底辊6形成的夹角α起到了关键作用，该角度可以根据辊压情况进行调整，其调整范围在15°-60°之间，两侧对称设置的斜辊7相近一侧偏向于极薄钢带2的运行后方，该种设置使得极薄钢带2在从前至后的运行过程中，两侧的斜辊7最开始与极薄钢带2的两侧进行辊压，随着极薄钢带2的继续移动，斜辊7对极薄钢带2的辊压由外向内延伸，此时极薄钢带2在辊压过程中不仅受到来自斜辊7运行方向的辊压力，还形成了指向极薄钢带2中部的分力，受到该力的作用，极薄钢带2的延展方向一部分指向其中部凸起位置，其随着α角的变大，该方向的分力则越大，该种设置的意义在于，由于极薄钢带2中部凸起区域无需进行辊压延展，若两侧采用现有技术中的直辊式压延方式，在极薄钢带2宽度方向延展受限的情况下，极薄钢带2会优先进行长度方向的延展，此时会造成两侧的极薄钢带2进行长度方向的延展，而中部凸起位置的极薄钢带2不发生延展，则会造成延展区域与非延展区域的连接位置内应力增大，甚至出现撕裂的状况，因此采用斜辊7设置能够有效将极薄钢带2压延过程的延展方向指向极薄钢带2中部，从而解决极薄钢带2两侧与中部延展方向不一致而形成的内应力不良，同时，两侧的斜辊7在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为5°≥β≥0°，通过多组斜辊7的设置，在每组辊压完成后减小斜辊7的角度，从而进行多次小幅度辊压，防止一次性塑型过度对极薄钢带2造成损伤，通过多个分体式冷轧塑型辊5的设置，直至两侧的极薄钢带2厚度到达设定厚度，此时再通过若干一体式冷轧辊完成最后的定型工序，由于分体式冷轧塑型辊5在辊压过程中会在辊压区域和中部凸起位置形成应力集中区，为了消除内部应力集中现象，底辊6位于极薄钢带2两侧隆起区域与辊压区域交界处还设置有加热辊环12，加热辊环2内部设置有加热器及控温部件，底辊6还包括加热辊环12两侧及中间设置的冷轧辊13，冷轧辊13与加热辊环12之间设置有陶瓷隔热辊14，通过加热辊环12的设置能够对该位置的极薄钢带2进行加热，同时在分体式冷轧塑型辊5前段还设置有预加热装置，从而使得在分体式冷轧塑型辊5的辊压过程中，极薄钢带2的相应部位能够达到退火温度，为了进一步均衡极薄钢带2整体的内应力分布，热轧塑型台1与分体式冷轧塑型辊5交界处、分体式冷轧塑型辊5与一体式冷轧辊交界处、一体式冷轧辊后端均设置有退火室，通过退火室的设置能够将钢板2在辊压过程中的内应力进行消除，保证极薄钢带2的结构强度。
一种极薄钢带多道次轧制工艺，采用上述的极薄钢带多道次冷轧机构，包括以下步骤：
步骤一：将厚度为3～5mm的钢带在1000～1300℃下送入热轧塑性台开设的热轧槽3内，当钢带到达热轧工位后停止钢带输送，此时通过间歇式热轧辊4以3-5米/秒的速度进行相向运动对钢带进行热轧，热轧完成后继续进行钢带的间歇性输送，并重复间歇式热轧辊4的热轧操作，使得钢带初步形成中部凸起，两侧呈坡形结构的截面形态，随后进入退火室内以400℃～600摄氏度进行退火；
步骤二：将钢带降温至室温，并在室温状态下以100～200米/分钟的速度连续通过若干分体式冷轧塑型辊5，通过底辊6、斜辊7以及凹槽式顶辊8的协同作用对钢带进行冷轧，由于斜辊7的设置，钢带在冷轧过程中受到竖直方向的辊压力以及指向钢带中部凸起方向的分力，促使钢带在斜辊7作用下进一步降低厚度，并促使压延方向朝向钢带的中部，防止由于钢带中部及两侧的压延方向不一致而造成钢带撕裂，随后进入退火室内以400℃～600摄氏度进行退火；
步骤三：经过分体式冷轧塑型辊5后的钢带完成塑型后再次通过若干一体式冷轧辊进行最终的定型，直至钢带形成表面厚度不均匀分布的异型极薄钢带，随后进入退火室内以400℃～600摄氏度进行退火。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种极薄钢带多道次冷轧机构，其特征在于，包括：
若干热轧塑型台，所述热轧塑型台中部均开设有供极薄钢带从一侧向另一侧移动的热轧槽，所述热轧槽两侧均设置有间歇式热轧辊，两侧的所述间歇式热轧辊运动路径与水平线之间呈γ角，两侧的所述间歇式热轧辊在驱动机构推动下进行相向或相离运动，在相向运动过程中，两侧的间歇式热轧辊通过辊压促使极薄钢带形成中部厚两侧薄的坡形截面结构，若干所述热轧塑型台从前至后方向，各个热轧塑型台上间歇式热轧辊运动路径与水平线之间的夹角γ逐渐减小；
若干分体式冷轧塑型辊，所述分体式冷轧塑型辊包括底辊、两侧对称式设置的斜辊以及其二者之间设置的凹槽式顶辊，两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β，在俯视状态下与底辊轴心延长线之间的夹角为α且两侧斜辊相近一端偏向于极薄钢带的运行后方，若干所述分体式冷轧塑型辊从前至后方向，两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为β逐渐减小直至重合；
若干一体式冷轧辊，若干所述一体式冷轧辊均包括上辊和下辊，所述上辊上开设有塑型凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种极薄钢带多道次冷轧机构，其特征在于：各个热轧塑型台上间歇式热轧辊运动路径与水平线之间的夹角15°≥γ≥5°。
3.根据权利要求2所述的一种极薄钢带多道次冷轧机构，其特征在于：两侧的所述斜辊在正视状态下与水平线之间的倾斜角度为5°≥β≥0°。
4.根据权利要求1或3所述的一种极薄钢带多道次冷轧机构，其特征在于：所述底辊位于极薄钢带两侧隆起区域与辊压区域交界处还设置有加热辊环，所述加热辊环内部设置有加热器及控温部件，所述底辊还包括加热辊环两侧及中间设置的冷轧辊，所述冷轧辊与加热辊环之间设置有陶瓷隔热辊。
5.根据权利要求4所述的一种极薄钢带多道次冷轧机构，其特征在于：所述热轧塑型台与分体式冷轧塑型辊交界处、分体式冷轧塑型辊与一体式冷轧辊交界处、一体式冷轧辊后端均设置有退火室。
6.一种极薄钢带多道次轧制工艺，采用权利要求1～5任意一项所述的极薄钢带多道次冷轧机构，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将厚度为3～5mm的原材料钢带在1000～1300℃下送入热轧塑型台开设的热轧槽内，当钢带到达热轧工位后停止钢带输送，此时通过间歇式热轧辊的相向运动对钢带进行热轧，热轧完成后继续进行钢带的间歇性输送，并重复间歇式热轧辊的热轧操作，使得钢带初步形成中部凸起，两侧呈坡形结构的截面形态；
步骤二：将钢带降温至室温，并在室温状态下连续通过若干分体式冷轧塑型辊，通过底辊、斜辊以及凹槽式顶辊的协同作用对钢带进行冷轧，由于斜辊的设置，钢带在冷轧过程中受到竖直方向的辊压力以及指向钢带中部凸起方向的分力，促使钢带在斜辊作用下进一步降低厚度，并促使压延方向朝向钢带的中部，防止由于钢带中部及两侧的压延方向不一致而造成钢带撕裂；
步骤三：经过分体式冷轧塑型辊后的钢带完成塑型后再次通过若干一体式冷轧辊进行最终的定型，直至钢带形成表面厚度不均匀分布的异型极薄钢带。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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