CN107470356A - 一套镁合金宽幅薄卷板生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，包括从左往右依次布置的助卷器、卷曲机、六辊HC轧机、X射线测厚仪和对中装置，还包括升温***、降温***和测温***，升温***包括来料加热炉、镁卷保温炉、镁卷在线补热装置和轧辊加热装置；降温***包括高压空气冷却装置和喷油脂器，高压空气冷却装置作用于上、下工作辊，沿轧辊轴向分布若干喷头，各喷头独立控制；喷油脂器作用于上下中间辊两侧，设有多个喷嘴，各喷嘴单独控制；测温***布置在轧机工作辊前后两侧。本发明使镁合金宽幅薄卷板的大规模工业化生产成为可能，精准的温度控制使宽幅镁卷板的生产可稳定运行，大幅提高了镁合金卷板的生产效率和成材率，大幅降低了镁合金卷板的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及卷板生产机械领域，具体是一套镁合金宽幅薄卷板生产设备。
背景技术
镁合金是金属轻量化结构材料冠军，由于其具有较高的比强度、比刚度、减震性、电磁屏蔽性及易切削性等综合性能而成为电子通讯、现代汽车、印刷影印、轨道交通、航空航天及军工武器等行业的重要新型材料，尤其是人类对能源和环境非常关注的今天，镁合金产品受到日益重视，具有广阔的市场开发应用前景。
镁合金的塑性成形已成为当今镁合金研发的重要方向，目前镁合金结构件仍主要靠压铸技术制造，但压铸缺陷如孔洞、夹杂等大大降低了镁合金力学性能。相比之下，镁合金塑性成形的零件组织更细化、成分更均匀、内部更密实，因此变形镁合金具有高强度和高延伸率等优点，能够满足更高的设计要求，但是镁合金的塑性变形能力差导致其的塑性加工及其困难。
镁为密排六方晶体结构，特别是其轴系比c/a＝1.624,接近理想的轴比c/a＝1.63,。多晶镁合金一般只能通过基面滑移和孪晶滑移进行塑性变形，独立滑移系少，因而难以像低轴比的六方金属钛、锆等可通过棱面、锥面共同滑移而展示良好的塑性。室温下镁合金只有两个独立滑移系，远不能满足von Mises判据，因此在外力作用下晶粒间变形协调能力不足。
变形温度是影响镁合金塑性变形能力的关键因素，温度高时，非基面滑移系开动所需的临界分切应力大大降低，因而会激活棱面和锥面滑移，这使镁合金呈现明显的延性转变，塑性显著提高。因此，温度时影响镁合金的塑性变形能力的关键因素，镁合金的塑性成形温度区间较窄，一般在300～450℃的区间内，当成形温度低时，镁合金变形能力差，易产生冷裂纹，温度过高时，合金中的某些低熔点相可能在成形过程中熔化，在应力作用下易产生热裂纹，此外，成形温度过高，也会造成零件显微组织的晶粒粗大，直接影响材料服役性能。
在镁合金轧制过程中，温度升高时必须及时对轧辊及镁板带进行润滑，润滑***可带走金属的变形热和摩擦热，调整轧辊表面温度，控制板型，保证轧制效率与安全，同时可减小轧辊与板带之间的摩擦，提供稳定的摩擦界面，防止黏辊，实现稳定轧制，提高表面质量。
镁合金板带材市场需求、应用的发展趋势是宽幅化和低成本化。宽幅化是镁合金板带材满足航空航天和汽车等交通运输工业轻量化需要的基本条件，低成本化是镁合金板带材可以与其它材料竞争的重要条件。由于以卷式法生产镁合金薄规格板带具有生产连续化程度强、产品尺寸公差波动小、易于实现自动化控制、成品率高、生产成本低以及可大规模进行工业化生产及市场推广应用等显着优点，因而，镁合金板带的卷式法生产成为目前国内外镁合金加工行业研发和生产的热点，研究其生产工艺及设备就显的十分必要。
发明内容
为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，可以得到晶粒细小、性能优良的镁合金宽幅薄板，提高了镁合金板材生产效率与成材率，推动了镁合金在各领域内的应用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，包括从左往右依次布置的助卷器、卷曲机、六辊HC轧机、X射线测厚仪和对中装置，还包括一升温***、一降温***和一测温***，所述升温***包括来料加热炉、镁卷保温炉、镁卷在线补热装置和轧辊加热装置，所述来料加热炉布置在六辊HC轧机的入口处；镁卷保温炉位于卷曲机卷筒的外侧；在线补热装置由感应加热部分和燃气加热部分组成，该装置可对镁合金板带横向不同位置实行差别化补热，以达到控制板型的目的；布置于六辊HC轧机的轧辊前方轧机两牌坊之间，待轧镁板从两部分中间经过后进行轧制，感应加热部分位于待轧镁板上方，燃气加热部分位于待轧镁板下方；轧辊加热装置位于六辊HC轧机外部；所述降温***布置在六辊HC轧机内，包括高压空气冷却装置和喷油脂器，所述高压空气冷却装置作用于上、下工作辊，沿轧辊轴向分布若干喷头，各喷头独立控制，通常情况下轧辊中间部分喷头喷气量大于两侧的喷气量；喷油脂器作用于上下中间辊两侧，设有多个喷嘴，各喷嘴单独控制；所述测温***采用红外测温装置，布置在轧机工作辊前后两侧，即安装在镁板轧制入口与出口处，对镁板中间及两侧温度进行精确测量。所述红外测温装置通过电源线连接有一数字显示仪；还包括一控制器，控制器的输入端与红外测温装置相连，控制器的输出端与在线补热装置、喷脂装置、高压空气冷却装置相连。
来料为镁合金中厚板，厚度在6～10mm之间，长度在30～60m之间，幅宽可达1200～1500mm；所述来料加热炉为隧道式电阻炉或中频感应式隧道炉，来料加热2底部为由传动辊组成的辊道，由电机驱动，可正、逆转动，从而使得来料在传动辊上可前后移动，达到均匀受热的目的，同时起到传动作用。
镁合金薄卷散热极快，尤其是成卷时卷筒会吸收很多热量，为此在卷曲器卷筒外侧安装一镁卷保温炉，该镁卷保温炉为电阻式加热炉，其电阻丝呈圆柱形布置，同时，在卸卷小车的作用下可方便地移动，不会影响现场生产。
所述轧辊加热装置采用中频感应加热器。工作辊的温度对轧制会产生重要影响，该轧机工作辊采用半自动安装方式，可方便的取下和安装，轧制生产前需将工作辊取下利用中频感应加热装置对其进行加温。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
使镁合金宽幅薄卷板的大规模工业化生产成为可能，精准的温度控制使宽幅镁卷板的生产可稳定运行，大幅提高了镁合金卷板的生产效率和成材率，大幅降低了镁合金卷板的生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例镁合金宽幅薄卷板生产设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供了：一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，包括从左往右依次布置的助卷器1、卷曲机2、六辊HC轧机9、X射线测厚仪10和对中装置11，还包括一升温***、一降温***和一测温***，所述升温***包括来料加热炉12、镁卷保温炉3、镁卷在线补热装置5和轧辊加热装置，所述来料加热炉12布置在六辊HC轧机9的入口处；镁卷保温炉3位于卷曲机卷筒的外侧；在线补热装置5由感应加热部分和燃气加热部分组成，该装置可对镁合金板带横向不同位置实行差别化补热，以达到控制板型的目的；布置于六辊HC轧机9的轧辊前方轧机两牌坊之间，待轧镁板从两部分中间经过后进行轧制，感应加热部分位于待轧镁板上方，燃气加热部分位于待轧镁板下方；轧辊加热装置位于六辊HC轧机9外部；所述降温***布置在六辊HC轧机9内，包括高压空气冷却装置7和喷油脂器6，所述高压空气冷却装置7作用于上、下工作辊，沿轧辊轴向分布若干喷头，各喷头独立控制，通常情况下轧辊中间部分喷头喷气量大于两侧的喷气量；喷油脂器6作用于上下中间辊两侧，设有多个喷嘴，各喷嘴单独控制；所述测温***采用红外测温装置8，布置在轧机工作辊前后两侧，即安装在镁板轧制入口与出口处，对镁板中间及两侧温度进行精确测量。所述红外测温装置通过电源线连接有一数字显示仪；还包括一控制器，控制器的输入端与红外测温装置8相连，控制器的输出端与在线补热装置5、喷脂装置6、高压空气冷却装置7相连，另外机前导位装置、张力辊、夹送辊等设备在图纸未标识，卸卷小车、工作辊感应加热器、各仪表的显示及控制***图中未显示，均采用现有成熟结构。
本具体实施首道次轧制过程如下：首先将待轧镁合金中厚板在来料加热炉12中进行加热保温，期间反复调整镁合金中厚板在加热炉内位置；与此同时将轧机上、下工作辊取出，经感应加热器加热到规定温度后重新安装上去；胚料加热到规定时间及温度后加热炉底部传动辊转动将来料运往轧机，期间经对中装置11作用使来料中心与轧机的机心相重合；来料往前运行至右侧液压剪时对来料进行切头工作，在此期间X射线测厚仪已将来料厚度传至轧机AGC厚度控制***；接着来料在夹送辊的作用下经过张力辊进入轧机工作辊，此时工作辊辊缝已经AGC自动厚度控制***设定好；来料在预先设置好的轧制力、轧制速度、压下量等的情况下稳步轧制；经过轧制后的镁合金板带在助卷器1的协助下迅速在卷曲机2的卷筒上成卷，然后镁卷保温炉在卸卷小车的作用下进入卷筒外侧对镁卷进行保温；之后观察镁卷轧制情况，相继启动喷脂器6、高压空气冷却器7对镁卷板表面质量和工作辊温度进行调节，直至来料尾部即将进入轧机时结束，将来料尾部用右侧液压剪去除。
首道次轧制结束后，马上进行第2道次轧制：工作辊反向转动将镁合金卷板送入右侧卷曲机，在右助卷器的作用下帮助成卷，之后右助卷器后退，镁卷保温炉移动至右卷筒外侧对镁卷进行保温；启动镁合金在线加热装置5，调整其感应加热器高度、同时调整火焰加热器加热强度对过来镁卷进行补热；由于镁卷的内外温度有差异，红外测温仪8将进轧温度显示并反馈至控制***，通过人工调节或自动控制***来调节在线感应加热的相关参数来控制镁合金卷板进轧温度温度；同时通过测定轧后镁合金卷板温度来得出轧辊温度，适时启动高压空气冷却器7对工作辊进行降温；在轧制过程中结合镁合金卷板表面质量和温度，见机启动喷脂器6对镁卷、轧辊进行润滑、降温，按此方法进行稳步轧制，直到第二道次结束。
值得注意的是，在轧制过程中经常出现因散热而导致的镁卷及轧辊横向温度不一致的情况，该情况对板型造成直接影响，因此在操作过程中特别注意匹配镁合金卷板中间与两侧温度差在合理区间，在线补热装置5可对镁板的横向温度进行差异化补热、压缩空气冷却器7可对工作辊不同轴向位置进行差异化降温。
一般状况下，中厚板经过正、反两道次轧制即可达到所需厚度，若仍需多道次反复反复轧制，重复上述步骤即可。轧制结束后，先将镁卷保温炉移出，之后用卸卷小车将镁卷成品运出。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (5)
1.一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，其特征在于：包括从左往右依次布置的助卷器(1)、卷曲机(2)、六辊HC轧机(9)、X射线测厚仪(10)和对中装置(11)，还包括一升温***、一降温***和一测温***，所述升温***包括来料加热炉(12)、镁卷保温炉(3)、镁卷在线补热装置(5)和轧辊加热装置，所述来料加热炉(12)布置在六辊HC轧机(9)的入口处；镁卷保温炉(3)位于卷曲机卷筒的外侧；在线补热装置(5)由感应加热部分和燃气加热部分组成，布置于六辊HC轧机(9)的轧辊前方轧机两牌坊之间，待轧镁板从两部分中间经过后进行轧制，感应加热部分位于待轧镁板上方，燃气加热部分位于待轧镁板下方；轧辊加热装置位于六辊HC轧机(9)外部；所述降温***布置在六辊HC轧机(9)内，包括高压空气冷却装置(7)和喷油脂器(6)，所述高压空气冷却装置(7)作用于上、下工作辊，沿轧辊轴向分布若干喷头，各喷头独立控制；喷油脂器(6)作用于上下中间辊两侧，设有多个喷嘴，各喷嘴单独控制；所述测温***采用红外测温装置(8)，布置在轧机工作辊前后两侧，所述红外测温装置通过电源线连接有一数字显示仪。
2.如权利要求1所述的一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，其特征在于：该生产设备还包括一控制器，控制器的输入端与红外测温装置(8)相连，控制器的输出端与在线补热装置(5)、喷脂装置(6)、高压空气冷却装置(7)相连。
3.如权利要求1所述的一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，其特征在于：所述来料加热炉(12)为隧道式电阻炉或中频感应式隧道炉，来料加热炉(12)底部为由传动辊组成的辊道，由电机驱动，可正、逆转动。
4.如权利要求1所述的一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，其特征在于：所述镁卷保温炉(3)为电阻式加热炉，其电阻丝呈圆柱形布置。
5.如权利要求1所述的一套镁合金宽幅薄卷板生产设备，其特征在于：所述轧辊加热装置采用中频感应加热器。
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