CN1845803B - 在冷轧金属带的边棱部位里施加可调节的拉应力分布的方法和装置 - Google Patents

在冷轧金属带的边棱部位里施加可调节的拉应力分布的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于尤其是在冷轧金属带(16)、尤其是金属膜时在边棱部位里施加一种可调节的拉应力分布的一种方法和一种装置，其目的是减少生成太高的拉力和带边棱开裂的危险，因为其不利后果是引起降低生产的带裂缝；以及即使在带运行速度相对较高时也用来改善带表面及其平坦度，并且用来减小带修边宽度。为此应用以下措施中至少两个中的至少一个措施、或一种组合：a)通过在入口侧处进行润滑和在出口侧处进行冷却使工作辊的润滑和冷却分开；b)通过“热边棱喷射井、尤其是通过按区段的喷射机构(21)来喷射具有不同温度范围的轧制润滑油对带边棱施加附加的影响；c)通过应用工作辊(12，12’)在带边棱部位处的一种特殊的磨削结构，用于在粗轧道次时形成局部的材料积聚，该材料聚集在以下的道次中导致较长的带边棱，并克服生成高拉力的危险。

Description

在冷轧金属带的边棱部位里施加可调节的拉应力分布的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种尤其是在冷轧金属带时在边棱部位里施加一种可调节的拉应力分布的方法，其目的是减少生成太高拉力和金属带边棱开裂的危险，因为这些现象带来的不利后果是引起降低生产的带裂缝，以及即使在金属带运行速度相对较高时也用来改善金属带表面及其平坦度，并且用来减小金属带的修边宽度。本发明也涉及一种用于实施此方法的装置。
背景技术
由文献EP 0 054 172 A2已知一种方法，在此方法中为了无应力地轧制冷轧制带，通过加入轧机润滑剂来影响在带表面和辊身外表面之间的摩擦系数。在此情况下，润滑剂则根据在最后的轧机机架后面沿着金属带的横向方向的区段里所求出的局部拉应力来输入。此时使轧机润滑剂的基础油在带进入到轧辊间隙中之前以由求出的局部拉应力所确定的量和以局部限定的范围直接涂覆在带表面上。这种措施的目的是，局部地在所要轧制的带的条带上涂覆润滑成分，以便通过局部对润滑的改善来降低那里的轧制力，并因此也减小轧制的局部压扁变形。另外也减少了在这些位置上进入到轧辊里的磨擦热。
由文献EP 0 367 967 B1已知有一种方法和装置，其中由轧制润滑油制成的乳剂的浓度有目的地受到影响，并在从轧辊间隙里流出之后、或者说在轧辊间隙前流出之后对乳剂或者弥散剂进行捕集并重新分开。因此可以制成进入到轧辊间隙里的乳剂或者弥散剂，在进入轧辊间隙之前及时地总是又具有规定的浓度。该发明的重点在于实际制造乳剂和使所参与的介质分离开。
文献EP 1 188 494 A1描述了一种卸带装置、卸带方法、轧机机座和轧制方法。为改善冷轧装置的生产率使所述装置设有一个卸带器。
对于速度大于700m/min的高速轧制来说(这用通常的卸料辊或管式卸料器无法实现)，通过添加卸料装置就大大改善了冷轧设备的生产率和带的表面质量。
文献EP 0 672 471 B1公开了用于轧制金属带的一种方法和一种装置。将少磨损的、至少在其端部中的一个处具有加大半径的轧辊作为轧辊如此相互对着移动，使轧制带在其宽度上分别以较小半径的部位接触，并且随着加热的增强和热隆起通过轧辊反向的移动使其较大半径的部位在轧制带的边缘部位上移动。因此就可以避免使带边缘部位过高，这种过高可能是由于热隆起的增大引起的。
文献DE 199 08 743 A1公开了一种用来使尤其是冷轧制带在冷轧设备和轧制带设备的出口部位进行烘干和保持干燥的方法和装置。对于尤其是使轧制带烘干和保持干燥来说已经得知，通过隔离，使轧制好的带的干燥部位与轧机机座的潮湿腔分隔开。为此建议通过一种类似气垫的压力气体缓冲垫层以及一种间隙流在隔离装置和轧制带之间形成一种非接触的密封，以便使压力气体从许多喷嘴里由喷嘴板条以直角从上面和下面喷到带表面上。
通过这种措施即使当带速很高超过1000m/min时也成功地阻止了轧制润滑油或者乳剂的穿过，而与带宽无关并实现一种非接触式的轧制带烘干。
文献DE 101 31 369 A1公开了一种用于润滑和/或冷却轧辊、尤其是一个轧机机座的工作辊、以及一个在这些轧辊之间轧制的并输送过去的轧制带的方法和装置，其中应用了射束形状的水作为冷却介质和喷射油、油-气混合物或油-水混合物作为润滑剂。为了改善润滑和冷却效果，建议组合地使用轧制带表面和轧辊表面的过冷以及在轧机入口侧的轧辊润滑，其方法是将两种介质(水或润滑剂)分开地输送给轧辊或者轧制带，并涂覆在轧辊表面的不同的涂覆位置上。对于水或者润滑剂来说，各设有单独的储箱并分开地输送给水的喷射梁(Spruehbalken)和润滑剂的喷射梁。因此非常有利地最佳利用了这两种介质—水和润滑剂的各自润滑或冷却作用，并因此同时降低了对力和功的需要，这取决于轧辊上的最小化摩擦系数。轧辊的磨削表面甚至在最高受载时也经受得住。抑制了以前所观察到的在轧辊上的材料剥落。轧制带的表面保持最佳的光滑，带表面上的氧化皮杂质和振动痕迹也消除了。
欧洲专利文献EP 0 672 471 B1公开了用于轧制金属带的一种方法和一种装置，该装置具有轴向可移动的辊。该方法的特征在于，少磨损的、具有至少在其扩大半径的端部部位处设置的辊如此推移，使得轧制带在其宽度上分别也与减小半径的部位相接触，并且以增加的加热并以热隆起通过辊的相反的推移也在轧制带的边缘部位上推移大半径的辊部位。这种方法用于容易地并且经济地反作用于起干扰作用的热隆起，以便可以更加自由地完成轧制平面。
美国专利5,943,896公开了一种由于影响轧制金属带边缘区域中轮廓的方法。为了此目的，建议使用具有一种特殊的非对称的磨片的连续变化的冠CVC工作辊。根据这种磨片，每个工作辊在其一个端部处具有一个与其其它端部相比直径较小的部位，其中具有较小端部的部位在工作辊的宽度上看要比大直径的部位短。在一个过渡部位中，工作辊的直径例如线性地从较小的直径过渡到较大的直径。在辊工作时，所述两个上下重叠布置的辊如此设置，使得一个辊的较薄端部分别与另一个辊的较厚的端部相对置。
日本专利申请JP 05050122公开了一种装置和一种方法，用于在一个工作辊的表面上在不同温度区域之间实现一种明显分开的热过渡。
日本申请03297507公开了一种方法，用于阻止在一轧制带的边缘部位中出现应力、以及阻止延长该边缘部位。为了这种目的，建议在轧制带的中间部位处、也就是不在其边缘部位中涂覆一种冷的制冷剂，并同时在边缘部位中以及在该边缘部位的外部涂覆一种热的制冷剂。
德国公开文献DE 31 144 87 A1公开了用于在冷轧装置中轧制恒温处理的一种方法和一种装置。为了阻止在轧制精细金属带和箔片时出现较高的棱边应力，对于一个位于带棱边外部并直接与带棱边相邻的轧制部位通过涂覆加热的润滑剂来进行恒温处理。调节一条在热的和冷的润滑剂射流之间的较为明显的边界线。这条边界线的位置应该与带棱边的位置相一致。
最后由日本专利申请JP 62142011已知，如此将工作辊的冷却和润滑分开：在开始侧仅涂覆轧制润滑油，而在输出侧只涂覆冷却剂。以这种方式改善了所轧制的金属带的轮廓。
发明内容
根据上述的背景技术，本发明在冷轧范围内、尤其是在铝工业中、但有时也在钢铁工业和有色金属工业中的任务是：进一步减小在薄板轧制时所产生的绷紧的带边棱和靠近边缘的长的带纤维以及带开裂、进一步节省修边并因此改善质量和产出数量。
此任务由一种用于尤其是在冷轧金属带时在边棱部位里施加一种可调节的拉应力分布的方法来解决，所述方法的目的是减少生成太高的拉力和带边棱开裂的危险，因为其不利后果是引起降低生产的带裂缝；以及即使在带运行速度相对较高时也用来改善带表面及其平坦度，并且用来减小带修边宽度，其中所述方法具有下列步骤：
a)通过在入口侧处进行润滑和在出口侧处进行冷却使工作辊的润滑和冷却分开，
并且另外其特征在于以下附加的措施：
b)通过“热边缘喷射”、尤其是通过按区段喷射具有不同温度的轧制润滑油对带边棱施加影响，
c)应用工作辊在带边棱部位处的一种磨削结构，用于在粗轧道次时形成局部的材料积聚，该材料聚集在以下的道次中导致较长的带边棱，并克服生成高拉应力的危险。
借助于按照本发明的措施，明显地可证实地减小了由于带边棱开裂而引起的带开裂，并且附加地改善了轧制带表面。
通过尤其是在带边部位里的可调节的拉应力分布，就可以没有问题地实现较高的材料生产量，同时在提高工作速度时减少了辅助时间。此外总的来说明显改善了平坦度、提高了产量并减少了辊机油循环数量。
按本发明所述方法的一种技术方案规定：由于在成型期间借助于感应加热所致局部的直径增大而使工作辊在边棱部位处直径更多地减小。
此外可以采取这种措施：通过能凹形弯曲的或者已凹形弯曲的转向辊使带拉应力分布发生如此改变，从而使带边棱处的带拉应力减小、并在带中间升高。
而且最后可以采取其它的措施：在粗轧道次时通过用相对较高粘度的润滑剂进行“边缘喷射”而在带边棱处使材料积聚起来。
上述任务另外通过一种用于形成一种可调节的拉应力分布的装置来解决。与本装置相关的优点前面在根据本发明的方法中已作描述。
所述装置的另一种设计方案更为有利地包含有一个在带运行方向上能凸形弯曲的或者已凸形弯曲的转向辊，它布置在两个导向辊之间，用于在一条带进入到轧机机座中之前改变该带的拉应力分布。
作为补充还如下来设计所述装置：该装置在一个轧机机座的入口侧具有用于直接涂覆添加剂的机构、尤其是涂到轧制带上，例如对于具有相对较高粘度的润滑油；并且该装置在工作辊的出口侧上具有用于使工作辊的辊身冷却的机构、以及用于去除润滑剂的最好是附加的机构，这些机构利用可配置的喷射介质优选地既从带上侧面起、又从带下侧面起对所述轧制带进行喷射。
而且最后所述装置按照本发明具有一种机构，这种机构在机座的出口侧将冷却剂除去。
本发明的其它细节、特征和优点可从以下对一个在附图中概略表示出的实施例所作的说明中得出。
附图说明
附图示出：
图1在轧辊边棱上用于“热边缘喷射”的装置；
图2用于工作辊的一种特殊磨削部位；
图3侧视表示的一个可凸起弯曲的或者已弯曲的转向辊；
图4按图3所示转向辊的俯视图；
图5侧视表示的一种按照本发明的设备，它具有直接将润滑剂涂覆到轧制带上去的机构、出口侧的轧辊冷却机构和去除润滑剂的机构。
具体实施方式
图1表示了用于尤其是在冷轧金属带时在边棱部位里施加一种可调节的拉应力分布的装置的一部分，该装置具有在至少两个分开区域10，10’里存在的喷嘴系统11，11’，该喷嘴系统在每个工作辊12的不同区域10，10’处与分开的喷射剂输入机构19，19’相连接。除此之外还可以以本身已知的方式对工作辊进行局部的感应加热。
图2表示一对工作辊12，12’，它们分别在端部区域中具有一种在端部区域中的直径加大部位的特殊磨削部位13，13’，用来加长所要轧制的带边棱，同时缩小了拉应力并减少了长的带纤维。
图3和4一起用侧视图和俯视图表示了一种装置，该装置用于在精轧道次时加长在带宽上的拉应力分布。这通过在以下带厚时的一个可变的包容角W来实现：
1-6μm，具有W＝60°-90°
8-20μm，具有W＝45°-60°
＞20μm，W＝45°而且对此，在金属薄膜时
W＝15-20°
图5侧视地表示了一种按照本发明的设备，该设备具有一个在左侧的开卷机、在右侧的一个卷取机、在带运行方向14上的用于轧制带16的导向机构、用于直接涂覆具有粘度的润滑剂或者添加剂的、在带入口侧上的机构21、用于使出口侧的工作辊的辊身冷却的机构22、以及用于在出口侧除去润滑剂的机构23。因此借助于在入口侧的添加剂直接涂覆和在出口侧的轧辊冷却，在粗轧道次时实现了在带边棱上的材料积聚，而在精轧道次时相应的在带边棱上的材料减少。
                  附图标记列表
10，10′喷射区域
11，11′喷嘴系统
12，12′工作轧辊
14 带运行方向
15 转向辊
16 带
17 导向辊
19，19′的喷射剂输入机构
20 轧机机座
21 添加剂涂覆机构
22 辊射冷却机构
23 润滑剂去除机构

Claims (10)

1.用于在金属带的边棱部位里在冷轧时施加一种可调节的拉应力分布的方法，其目的是减少生成太高的拉力和带边棱开裂的危险，因为其不利后果是产生带裂缝，带裂缝降低生产；以及即使在带运行速度相对较高时也用来改善带表面及其平坦度，并且用来减小带修边宽度，其中所述方法具有下列步骤：
a)通过在入口侧处进行润滑和在出口侧处进行冷却使工作辊的润滑和冷却分开，
并且另外其特征在于以下附加的措施：
b)通过“热边缘喷射”且通过按区段喷射具有不同温度的轧制润滑油对带边棱施加影响，
c)应用工作辊在带边棱部位处的一种磨削结构，用于在粗轧道次时形成局部的材料积聚，该材料聚集在之后的道次中导致较长的带边棱，并克服生成高拉应力的危险。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由于在边棱部位成型期间借助于感应加热所致局部的直径增大而使工作辊在边棱部位处直径更多地减小。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过一种能凹形弯曲的转向辊使所述带拉应力分布如此发生改变：使得减小带边棱处的带拉应力，而在带中间处拉应力则提高。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过一种已经凹形弯曲的转向辊使所述带拉应力分布如此发生改变：使得减小带边棱处的带拉应力，而在带中间处拉应力则提高。
5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在粗轧道次时，通过用具有相对较高粘度的润滑剂的“边缘喷射”使材料在带边棱处积聚。
6.用于实施按照权利要求1至5中任意一项所述的方法的装置，其中该装置包括：
在入口侧用于涂覆润滑剂的喷嘴系统(11，11’)和一个用于对于在出口侧的工作辊进行辊身冷却的机构；
其特征在于，
所述喷嘴系统(11，11’)中的至少两个与用于分开的喷射剂输入机构(19，19’)相连接，用于在每个工作辊(12)上在不同区域(10，10’)上喷射不同温度的轧制润滑油形式的润滑剂，并且
工作辊(12，12’)在其端部范围中分别具有一个带有直径加大部位的磨削部位(13，13’)，用于加长轧制的带边棱，同时在带边棱的靠近边缘部位中减小了拉应力并缩小了长的带纤维。
7.按权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括一个在带运行方向(14)上能凸形地弯曲的转向辊(15)，它布置在该装置的多个导向辊(17)之间，用于在一条轧制带(16)进入到一个轧机机座(20)之前改变该轧制带(16)的拉应力分布。
8.按权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括一个在带运行方向(14)上已凸形地弯曲的转向辊(15)，它布置在该装置的多个导向辊(17)之间，用于在一条轧制带(16)进入到一个轧机机座(20)之前改变该轧制带(16)的拉应力分布。
9.按权利要求6至8中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置在一个轧机机座(20)的入口侧具有用于使添加剂直接涂覆在轧制带(16)上的机构(21)，用于具有相对较高粘度的润滑油；而该装置在工作辊(12，12’)的出口侧具有用于使该工作辊的辊身冷却的机构(22)、以及用于去除润滑剂的附加的机构(23，23’)，这些机构既从带上侧面起又从带下侧面起利用可配置的喷射介质对轧制带(16)进行喷射。
10.按权利要求6至8中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置具有一种机构，这种机构在轧机机座(20)的出口侧将冷却剂除去。
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