CN201105358Y - 一种金属带材的热复合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于复合金属材料生产技术领域，特别涉及一种金属带材的热复合装置，包括基材开卷机、校平机、覆材开卷机、基材、覆材加热器、复合轧机、复合材冷却器及复合材卷取机，基材、覆材的加热器与复合轧机之间设置密封的加热气氛保护室、复合材冷却器设置密封的冷却气氛保护室，两气氛保护室与复合轧机的轧辊密封配合，室内通入氢气和氮气的混合气。本实用新型的金属带材的热复合装置解决了现有技术中存在的复合产品同一性差、成品率低、机械性能差、板型差的技术问题。

Description

一种金属带材的热复合装置

【技术领域】

本实用新型属于复合金属材料生产技术领域，特别涉及一种金属带材的热复合装置。

【背景技术】

金属复合材料是指两种或两种以上的金属材料通过某种方式复合在一起的新型复合材料，通常不采用任何粘接剂而是经加热、加压或只经加压的方式使金属材料层永久地复合在一起。

金属复合材料具有广泛的用途，主要分两类：

一类是为了满足某些特殊功能，如：电工材料热双金属，其由一层低膨胀系数和一层高膨胀系数的金属复合而成，用于温度自动控制仪表；不锈钢-铝-不锈钢复合材料锅，可以满足清洁、坚固、比热容高、导热性好等技术要求，兼具不锈钢和铝的优点。

另一类是为了节省贵重金属的用量，如：双面覆铜钢板和双面覆不锈钢板，其由中间一层较厚低碳钢和上下两层较薄的铜或不锈钢复合而成。这类材料的外表面具有铜和不锈钢材料的耐腐蚀性、光亮、美观等优点，而价格比铜和不锈钢材料低。

目前，主要采用连续热复合技术生产金属复合材料，在热复合过程中，金属表层易被氧化，现有技术采用向金属表面吹氮气，使金属表面吸附一层氮气的方法来避免金属表层被氧化。加热过程采用被复合的两层金属带作为加热电源的两极，同一电流同时加热两层金属带。但目前的金属复合技术存在以下缺点。首先，控制各复合层的厚度较难，复合产品性能的同一性差；其次，各复合层的结合强度低，造成成品率低；最后，各复合层加热温度控制较难，温度不易调整，复合而成的后材料机械性能差、板型差。

【发明内容】

本实用新型的目的在于公开一种金属带材的热复合装置，其解决了现有技术中存在的复合产品同一性差、成品率低、机械性能差、板型差的技术问题。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种金属带材的热复合装置，包括基材开卷机、校平机、覆材开卷机、基材、覆材加热器、复合轧机、复合材冷却器及复合材卷取机，其特征在于：基材、覆材的加热器与复合轧机之间设置密封的加热气氛保护室、复合材冷却器设置密封的冷却气氛保护室，两气氛保护室与复合轧机的轧辊密封配合，室内通入氢气和氮气的混合气。

所述的热复合装置，加热气氛保护室为移动式，室体壁上设有夹套，夹套通冷却水；室体顶部设防爆口，带材的出口处装温度传感器。

所述的热复合装置，冷却气氛保护室为移动式，冷却器装于室内或室外，室体顶部装循环冷却风机，循环冷却风机通过管道与喷管及带材两侧的集气箱相连，喷管设有喷口。

所述的热复合装置，加热器与加热气氛保护室间设置纠偏对中装置，对进入加热气氛保护室前的带材进行纠偏。

所述的热复合装置，加热器的高电位设于开卷机与纠偏对中装置之间，轧辊处设共同的低电位。

所述的热复合装置，高电位电极采用耐高温气缸驱动，并由丝杆作横向调节，高电位前设一计长装置。

所述的热复合装置，轧辊由辊轴外过盈配合辊套而构成，辊轴沿轴芯开通孔，通孔内通入冷却水。

所述的热复合装置，辊套两侧由卡环锁紧。

本实用新型金属带材的热复合装置的特点：

1、采用可控保护气氛装置，在加热、冷却各阶段都设有保护气氛室，并向保护气氛室内通入配比好的氢气和氮气，确保金属表面不被氧化，且氢气具有还原作用，能改善金属表层的氧化状况，各复合层间的结合性能好，复合层之间形成永久而牢固的连接。

2、本实用新型金属带材的热复合装置设置纠偏对中装置，减少各组元材料边缘的错边量。检测复合前各层金属带材的边缘偏移量，通过程序控制各带材的纠偏机构及调整轧机的参数，使之相互匹配，达到各带材相互对正，从而使成品率得以提高，节约材料，降低生产成本。

3、本实用新型金属带材的热复合装置采用各层分别加热，独立控制，以适应不同材料的特性，达到复合后材料的机械性能优、板型好的技术要求。

4、本实用新型金属带材的热复合装置经反复试制，采用特殊材料、经特殊工艺加工、热处理的复合轧辊辊套，辊套套于特殊结构的辊轴外(轴芯通冷却水)构成一根完整的轧辊，轧辊辊面无需喷水或气等介质进行强制冷却，产品表面不会被氧化、无龟裂，轧制而成的复合产品表层质优。

与现有复合技术相比，本实用新型金属带材的热复合装置具有以下优点：

a、能够更好地控制复合层厚比，产品的同一性较好。

b、采用可控气氛热复合技术，各复合层的结合率好、结合强度高，成品率高，可达85～90％，高于现有复合方法的成品率。

c、可控气氛热复合生产线属带式法连续生产，且应用了自动控制技术，因而有利于产品质量及生产率的提高，也使劳动条件、环境大为改善。

d、可控气氛热复合生产中待复合的金属材料在还原性的氨分解气氛中进行加热、复合轧制、冷却，因此，无需酸洗工序，无酸洗废水，不影响环境。

g、采用可控气氛热复合技术生产复合金属材料，降低生产成本，有利于取得更好的经济效益。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为金属带材的加热结构图。

图3为加热气氛保护室的结构示意图。

图4为轧辊的结构示意图。

图5为冷却气氛保护室的结构示意图。

图中：1-基材开卷机、2-校平机、3-覆材开卷机、4-覆材开卷机、5-加热器、6-纠偏装置、7-加热气氛保护室、8-热复合轧机、9-冷却气氛保护室、10-卷取机、11-基材、12、13-覆材、210-高电位、211-低电位、212-耐高温气缸、213-电极、214-计长装置、215-丝杆、216-气缸、217-导电电极、31-入口、32-出口、33-防爆口、34-窗口、35-温度传感器、36-数显仪表、37-导轨、38-夹套、39-撑脚、46-辊轴、47-辊套、48-卡环、49-循环冷却水、518-冷却室体、519-循环风机、520-冷却器、521-集气箱、522-喷口。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示，基材11由开卷机1开卷，经校平机2校平；两覆材12、13分别由开卷机3、4开卷，基材、覆材开卷后通过电刷感应加热器5，两覆材加热是通过电刷通低压大电流加热，基材加热既可采用低压大电流加热，也可在加热室内加高频感应圈加热；然后由纠偏对中装置5纠偏，送入加热气氛保护室7，加热气氛保护室与复合轧机的轧辊密封配合，室内通入氢气和氮气；后直接进入热复合轧机8复合；复合后的材料通过冷却气氛保护室9，冷却气氛保护室与复合轧机的轧辊密封配合，室内通入氢气和氮气，复合材冷却至150℃左右后由卷取机10收卷。

带材宽度为160-1250mm，基材厚度为2-7mm，两覆材厚度为0.25-1mm；复合速度可达8m/min，复合轧制走带的速度可无级调速，复合轧制的压下率为30～40％。

如图2所示，带材的加热采用电阻直接加热方式，高电位210位于加热保护气氛室前，每层带材各一个，轧辊轴径处为三层共同的低电位211。高电位用耐高温气缸212压紧与带材接触，其电极213用特殊的导电材料制造，确保带材走动时与带材接触良好。高电位前各有一个计长装置214，测量走过的带材长度。由于带材的宽度不同或跑偏，高电位装置采用丝杆215作横向调节。低电位安装在轧机上，当轧辊压下时，由气缸216压紧弧形的导电电极217，轧辊轴径与电极良好接触。电流通过带材从高电位处流向低电位处，达到加热带材的目的。

三层独立加热，可满足不同材料复合轧制时的温度，在保证复合牢固度的前提下，有效地降低轧制力，充分发挥可控气氛热复合工艺的特点，同时可根据具体情况，只加热其中的两层。

加热至带材熔点的60～80％的温度，改变电压即可改变加热温度，单独调整不同组元层材料的加热温度。

如图3所示，加热气氛保护室7由耐热不锈钢焊接而成，室内通入氢气和氮气，室体外壁设有夹套8，夹套8通冷却水。室体由撑脚39支撑，可沿撑脚39上下移动并固定；撑脚39横向连接导轨37，室体可沿导轨37前后移动。室体设有三个入口31，分别由上下覆材13、12和中间基材11，出口32连于轧机8的轧辊缝处，进出口要求具有良好的密封性能，以减少保护气的流失及确保气氛保护室内气压的稳定。室体顶部设有防爆口33，如内部压力过大，防爆口33最先打破，以保护设备安全。在操作侧气氛保护室开有若干窗口34，供穿带和维修检查。气氛保护室内靠近出口位置装有温度传感器35，分别检测三层带材复合轧制前的温度。气氛保护室内装有氧气检测传感器，检测室体内的含氧量，氧气检测传感器与外部的数显仪表36连在一起，室体内允许的含氧量可通过仪表设定，一旦氧气超过设定值，便会发出报警信号，操作工人应迅速采取措施。

如图4所示，辊轴46外过盈配合辊套47，辊套47采用特殊的耐热钢制成，在不喷水的情况下，保证外表面不龟裂，轧辊的使用寿命大大提高。辊套47两侧用卡环48锁紧，辊轴沿轴芯开通孔，通入循环冷却水49，确保轧辊轴承处的温度处于允许范围。

如图5所示，带材复合后通过保护气氛冷却室9冷却，冷却室内通入氢氮保护气，氢气和氮气的比例可调节。冷却室体518采用不锈钢材料焊接而成，冷却室置于导轨之上，可前后移动。顶部装有两台循环风机519，保护气冷却器520装在冷却室体的内侧面，经冷却后的保护气从风机519由管道均分到钢带两侧的集气箱521内，然后通过喷管并由喷口522高速垂直地喷向复合材表面，与复合材进行热交换，以达到冷却目的。

Claims (8)

1、一种金属带材的热复合装置，包括基材开卷机、校平机、覆材开卷机、基材、覆材加热器、复合轧机、复合材冷却器及复合材卷取机，其特征在于：基材、覆材的加热器与复合轧机之间设置密封的加热气氛保护室、复合材冷却器设置密封的冷却气氛保护室，两气氛保护室与复合轧机的轧辊密封配合。

2、如权利要求1所述的热复合装置，其特征在于：加热气氛保护室为移动式，室体壁上设有夹套，夹套通冷却水；室体顶部设防爆口，带材的出口处装温度传感器。

3、如权利要求1所述的热复合装置，其特征在于：冷却气氛保护室为移动式，冷却器装于室内或室外，室体顶部装循环冷却风机，循环冷却风机通过管道与带材两侧的集气箱及喷管相连，喷管设有喷口。

4、如权利要求1所述的热复合装置，其特征在于：加热器与加热气氛保护室间设置纠偏对中装置，对进入加热气氛保护室前的带材进行纠偏。

5、如权利要求4所述的热复合装置，其特征在于：加热器的高电位设于开卷机与纠偏对中装置之间，轧辊处设共同的低电位。

6、如权利要求5所述的热复合装置，其特征在于：高电位电极采用耐高温气缸驱动，并由丝杆作横向调节，高电位前设一计长装置。

7、如权利要求1所述的热复合装置，其特征在于：轧辊由辊轴外过盈配合辊套而构成，辊轴沿轴芯开通孔，通孔内通入冷却水。

8、如权利要求7所述的热复合装置，其特征在于：辊套两侧由卡环锁紧。

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