CN202356421U - 制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属板带的轧间强制冷却装置，提供了一种制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，包括安装在机架上位于第一辊道和第二辊道之间的至少一个冷却水槽、冷却水槽的进水管和排水***；各冷却水槽槽体的两侧上部分别设置有开口，排水***包括两侧开口，两侧开口内分别设置有上限位辊和下限位辊，由两侧的上限位辊和下限位辊之间的辊缝分别构成进料口和出料口；冷却水槽内设置有压下结构，由压下结构及两侧的下限位辊形成的铅带输送面呈开口向上的拱形。适应于连轧的连续生产方式，能够保证对铅带的急冷，通过轧间铅带使前后两轧机获得不同的轧制张力并在张力波动时形成缓冲，使得对铅带实施多温度段轧制成为可能。

Description

制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置

技术领域

本实用新型涉及金属板带的轧间强制冷却装置，尤其是一种制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置。

背景技术

电极板栅作为电子集流体，同时起到固定活性物质的作用，是铅酸蓄电池的重要组成部分。铅酸蓄电池的使用过程中，多孔的活性物质会渗透硫酸，导致板栅发生腐蚀，影响板栅的循环使用寿命，进而对蓄电池的耐用性造成重要的影响；同时，电子的传递要求板栅具有良好的导电性，要求在使用过程中板栅的腐蚀产物具有较低的阻抗，尤其是正极板栅。板栅的耐腐蚀性和晶体结构之间存在密切的关系，因此为了改进板栅的晶体结构，以改善板栅的耐腐蚀性能和钝化产物，通常的方法包括加入锑等合金元素以及铸轧工艺的采用。与直接铸造成型的板栅相比，铸轧成型工艺首先铸成铸坯，然后对铸坯压延形成薄铅带，之后通过切口拉伸等工艺最终形成板栅。由于轧制使得铅带的组织更致密、机械强度高，因此所生产的板栅耐穿透腐蚀、循环寿命延长。

目前，铸轧成型工艺包括连铸连轧工艺和常规铸轧工艺。其中，常规铸轧工艺，采用模铸和轧机的组合，容易实施，但生产效率低，模铸时铅液大量暴露且位置分散，污染大；连铸连轧的自动化程度高、生产效率高，且连铸时铅液仅在结晶轮附近暴露，可通过集中抽风的方式有效的避免铅烟污染。

但连轧为连续式生产，板带在连轧过程中，需要一定的牵引力保证板带的进给也即板带具备一定的张力，且压下量越大、连续轧制的道次越多、轧制的温度越低则要求的张力越大，而极限的张力又受到抗力强度、断面尺寸等的限制。因此，如钢带的轧制通常包括粗轧、精轧和冷轧，首先通过提高轧制温度进行高于常温的轧制，以减小大压下量时的变形抗力，在获得大压下量的同时保证低的张力；但高于常温的轧制，受热胀冷缩等因素的影响，板型的控制精度低，表面质量差，通常需要在高于常温的轧制之后进行常温轧制。铅的抗拉、剪切以及蠕变强度均极低，虽然使得铅具备良好的塑性加工性能，但同时使得铅受轧制张力的影响更大，因此要对铅带实施大轧制比的连轧，多温度段轧制是其必然的选择。但，对铅带实施多温度段的连轧存在一定的技术困难。

具体的说，对于铅带的冷却可以采用水冷或空冷，其中水冷又包括喷淋冷却和浸没式冷却。但在采用高压冷却水喷淋冷却时，由于铅质软，容易在铅带表面形成冲击坑，甚至导致铅带被高压水束流击穿，因此无法采用。而浸没式冷却，只能在卷取后进行，成卷的冷却由于换热量极大，因此存在降温速度慢的问题，铅带组织会在卷取和冷却过程中不断长大，且冷却过程中存在径向的温度差，进而导致卷内、外的性能差异；而且铅带在热态条件下卷取后，容易由于自身重力影响而变形，进而导致板宽、板厚一致性差并影响后一轧机的轧制。因此，目前通常采用低压冷却水喷淋和强制空冷对铅带进行冷却，受冷却能力限制，降温速度慢，冷却距离短时，降温幅度小，使得多温度段的轧制失去意义；而要实现大的降温幅度，就需要延长冷却距离，但在距离延长的同时也延长了晶粒的生长时间，无法对前一轧机的轧制组织进行有效的保留，弱化了前一轧机对铅带组织的改善效果，在极端情况下，甚至可能导致到达后一轧机的铅带组织次于到达前一轧机的铅带组织，同样会使得多温度段的轧制失去意义。

另外，所谓热轧即在再结晶温度以上对板带进行的轧制，所谓冷轧即在再结晶温度以下对板带进行的轧制。但纯铅的熔点在327℃，铅合金的熔点通常也低于400℃，根据公式——再结晶温度等于绝对温度熔点乘以0.4，计算得到的纯铅再结晶温度为-33℃，因此，铅及铅合金在常温条件下的轧制属于轧制工艺中的热轧。而且，铅在凝固过程中，并不存在复杂的相变过程，如纯铅仅存在一个凝固相，因此铅不存在通过对相变过程的控制改善轧制组织的轧制及热处理工艺。在常温下，铅及铅合金表现出良好的塑性加工性能，变形抗力小，且无需退火处理，因此，目前铅带的常规铸轧工艺均采用单温度段轧制，且为了保证板型和表面质量，该单温度段轧制是常温轧制。

因此，目前制备板栅用铅带的连铸连轧成套设备的轧机机组仅包括一台轧机，仅对铅带实施常温下的单温度段轧制，受铅的强度限制，轧制比小，限制了连铸连轧铅带性能的提高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适应于连轧的连续式生产方式，能对轧间铅带实施急冷，能方便对前后两轧机的轧制张力进行不同设定，进而使得对铅带实施多温度段轧制成为可能的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，包括冷却水供水***、机架、安装在机架上位于进料侧的第一辊道、安装在机架上位于出料侧的第二辊道、安装在机架上位于第一辊道和第二辊道之间的至少一个冷却水槽、冷却水槽的进水管和排水***；各冷却水槽的槽体沿传送方向两侧的上部分别设置有开口，所述排水***包括两侧的开口，所述两侧开口内分别设置有轴线水平的上限位辊和下限位辊，由两侧的上限位辊和下限位辊之间的辊缝分别构成对应冷却水槽的进料口和出料口；在所述进料口和出料口之间的冷却水槽内设置有压下结构，由压下结构及两侧的下限位辊形成的铅带输送面呈开口向上的拱形。

进一步的，所述进水管包括进水总管和进水支管，各进水支管的一端管口整列于冷却水槽的槽体底面、另一端分别与进水总管的一端连通，所述进水总管的另一端与冷却水供水***连通。

进一步的，设置有回收水槽，所述冷却水槽安装在回收水槽内并通过回收水槽安装在机架上；设置有连通冷却水供水***和回收水槽的回水管。

进一步的，所述第一辊道同对应冷却水槽相邻的一端低于另一端，所述第二辊道同对应冷却水槽相邻的一端低于另一端。进一步的，所述第一辊道的两端高度差和第二辊道的两端高度差一致，所述第一辊道的水平倾角大于第二辊道的水平倾角。

进一步的，设置有控制***及与控制***相连的铅带张力微调机构。作为一种优选，设置有与控制***相连的压下结构受力传感器、与控制***相连的调整压下结构纵向位置的压下结构升降机构，所述压下结构通过压下结构升降机构固定安装，由压下结构和压下结构升降机构构成铅带张力微调机构。具体的，所述压下结构升降机构采用张紧油缸，所述张紧油缸的控制器与控制***相连，压下结构采用张紧辊，由张紧油缸的油压传感器构成压下结构受力传感器。

本实用新型的有益效果如下：使用时，通过冷却水的循环实现对水温的控制；通过对进水量的控制，保持冷却水槽内的水位在两侧开口的上方。配合压下结构对铅带的限位，铅带始终浸入冷却水并保证足够的热交换面积，因此能够保证对铅带的急冷，同时适应于连轧的连续生产方式。由于对应两轧机的轧间铅带重力的水平分力可以通过开口的位置等分别进行设置，能够分别满足两轧机对轧制张力的不同要求；同时，通过冷却水槽内的铅带在张力波动时形成缓冲。因此，使得对铅带实施多温度段轧制成为可能，通过多温度段轧制的采用，能有效提高铅带的轧制比，使得所生产铅带的性能优于现有的连铸连轧铅带。

附图说明

图1是本实用新型制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置的结构简图。

具体实施方式

本实用新型制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，包括冷却水供水***、机架101、安装在机架101上位于进料侧的第一辊道102、安装在机架101上位于出料侧的第二辊道103、安装在机架101上位于第一辊道102和第二辊道103之间的至少一个冷却水槽110、冷却水槽110的进水管120和排水***；各冷却水槽110的槽体111沿传送方向两侧的上部分别设置有开口112，所述排水***包括两侧的开口112，所述两侧开口112内分别设置有轴线水平的上限位辊131和下限位辊132，由两侧的上限位辊131和下限位辊132之间的辊缝分别构成对应冷却水槽110的进料口113和出料口114；在所述进料口113和出料口114之间的冷却水槽110内设置有压下结构，由压下结构及两侧的下限位辊132形成的铅带输送面呈开口向上的拱形。

使用时，通过进水管120进水、排水***排水，通过冷却水的循环实现对水温的控制；通过对进水量的控制，保持冷却水槽110内的水位在两侧开口112的上方。由于开口112较大，排水量大，因此相应的进水量也大，通过冷却水的快速循环，能够维持水温在一个较低的水平。配合压下结构对铅带的限位，铅带始终浸入冷却水并保证足够的热交换面积，因此能够保证对铅带的急冷，同时适应于连轧的连续生产方式。

将该轧间强制冷却装置设置于两轧机之间，前一轧机利用铸造余热对铅带实施高于常温的轧制，高于常温的轧制，强化了对浇注时形成的气泡、裂纹和疏松的焊合作用，大的压下量，有利于晶粒的细化，保证了对铅带组织的改善；经冷却，后一轧机在常温下对铅带进行轧制，主要起到板型控制和改善表面质量的作用。

由于铅带的轧制，张力主要起到绷紧和牵引铅带的作用，铅带的厚度控制对张力和轧制速度的敏感性低，主要受辊缝影响，当张力发生变化时，对板型的控制影响小。进一步的说，由于前一轧机高温轧制，变形抗力小，在大压下量条件下，前一轧机各轧辊和铅带的咬合强，能够通过摩擦对铅带实施牵引；通过轧间铅带重力的水平分力对前一轧机对应铅带施加张力，能够保证了前一轧机轧制过程的连续进行。后一轧机常温轧制，通过卷取机构的牵引保证后一轧机轧制过程的连续进行；通过轧间铅带重力的水平分力和卷取张力的共同作用，能够保证常温轧制对张力的要求，保证了后一轧机轧制对板型和表面质量的控制。由于对应前一轧机和后一轧机的轧间铅带重力的水平分力可以通过开口112的位置等分别进行设置，因此通过对对应轧间铅带重力的水平分力的预设，实现前一轧机要求的张力水平；通过对对应轧间铅带重力的水平分力的预设以及卷取张力的预设，实现后一轧机要求的张力水平，能够分别满足两轧机对轧制张力的不同要求。同时，通过冷却水槽内的铅带在张力波动时形成缓冲。

因此，能够保证对铅带的急冷，同时适应于连轧的连续生产方式，使得对铅带实施多温度段轧制成为可能。通过多温度段轧制的采用，能有效提高铅带的轧制比，使得所生产铅带的性能优于现有的连铸连轧铅带。

上述冷却水槽110的设置数量，可以根据实际需要进行设置。其中，在设置多个冷却水槽110时，能保证对水温及其温度均匀性的有效控制并能实现分段式的水温控制，但不利于下坠量的控制。在设置一个冷却水槽110时，能方便对下坠量的控制，但对于水温和温度均匀性的控制则成为关键。在如图所示的实例中，如图1所示，仅设置有一个冷却水槽110，为了保证其对水温及水温均匀性的控制，所述进水管120包括进水总管121和进水支管122，各进水支管122的一端管口整列于冷却水槽110的槽体111底面、另一端分别与进水总管121的一端连通，所述进水总管121的另一端与冷却水供水***连通，通过进水支管122向上的喷射，能强化冷却水的循环，能在避免对铅带表面造成损伤的同时起到一定的喷淋、冲刷效果，进一步增强的冷却效果。当然，上述进水总管121和进水支管122的设置方式也适用于设置有多个冷却水槽110时。

为了方便对冷却水槽110排出的冷却水进行收集和循环利用，设置有回收水槽140，所述冷却水槽110安装在回收水槽140内并通过回收水槽140安装在机架101上；设置有连通冷却水供水***和回收水槽140的回水管141。

上述的压下结构可以固定安装，在正常生产过程中，铅带和压下结构不接触，仅通过下坠铅带的自重产生张力；也可以通过主动或被动的调节机构安装，在正常生产过程中，铅带和压下结构接触，通过下坠铅带的自重和压下结构的张紧力产生张力。因此，进一步的，所述第一辊道102同对应冷却水槽110相邻的一端低于另一端，所述第二辊道103同对应冷却水槽110相邻的一端低于另一端。倾斜设置的第一辊道102和第二辊道103，使得第一辊道102和第二辊道103之间的铅带整体呈开口向上的拱形，能够增大浸入冷却水槽110的铅带量，同时增大铅带自重产生的张力。在如图所示的实例中，如图1所示，两侧开口112高度一致，槽体111底面水平，第一辊道102的两端高度差和第二辊道103的两端高度差一致，但第一辊道102的水平倾角大于第二辊道103的水平倾角，通过不同的水平倾角的第一辊道102和第二辊道103获得不同的对应前一轧机和后一轧机的轧间铅带重力的水平分力。进一步的，为了方便对前后两轧机轧间张力的控制，设置有控制***及与控制***相连的铅带张力微调机构。当前一轧机铅带张力发生变化时，通过铅带张力微调机构能够实现快速的响应，进而维持前一轧机轧制的稳定；同时，通过对卷取张力的控制对后一轧机对应铅带张力进行耦合控制，进而维持后一轧机轧制的稳定。而当后一轧机铅带张力发生变化时，通过对卷取张力的控制对后一轧机对应铅带张力进行控制，进而维持后一轧机轧制的稳定；同时，通过铅带张力微调机构的快速响应，对前一轧机对应铅带张力进行耦合控制，进而维持前一轧机轧制的稳定。

铅带张力微调机构可以采用任意的机构，如：可以将第一辊道102和第二辊道103设置为动态的在线调节机构并构成铅带张力微调机构，通过对第一辊道102和第二辊道103高度差、倾斜度或形状的改变，改变铅带的支撑条件，进而实现轧间铅带的动态调整；或者，设置有与控制***相连的压下结构受力传感器、与控制***相连的调整压下结构纵向位置的压下结构升降机构，所述压下结构通过压下结构升降机构固定安装，由压下结构和压下结构升降机构构成铅带张力微调机构。但动态调整的第一辊道102和第二辊道103实现成本较高且控制逻辑较为复杂。为了简化结构，在如图所示的实例中，所述压下结构升降机构采用张紧油缸152，所述张紧油缸152的控制器与控制***相连，压下结构采用张紧辊151，由张紧油缸152的油压传感器构成压下结构受力传感器。

Claims (8)

1.制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，包括冷却水供水***，其特征在于：包括机架(101)、安装在机架(101)上位于进料侧的第一辊道(102)、安装在机架(101)上位于出料侧的第二辊道(103)、安装在机架(101)上位于第一辊道(102)和第二辊道(103)之间的至少一个冷却水槽(110)、冷却水槽(110)的进水管(120)和排水***；各冷却水槽(110)的槽体(111)沿传送方向两侧的上部分别设置有开口(112)，所述排水***包括两侧的开口(112)，所述两侧开口(112)内分别设置有轴线水平的上限位辊(131)和下限位辊(132)，由两侧的上限位辊(131)和下限位辊(132)之间的辊缝分别构成对应冷却水槽(110)的进料口(113)和出料口(114)；在所述进料口(113)和出料口(114)之间的冷却水槽(110)内设置有压下结构，由压下结构及两侧的下限位辊(132)形成的铅带输送面呈开口向上的拱形。

2.如权利要求1所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：所述进水管(120)包括进水总管(121)和进水支管(122)，各进水支管(122)的一端管口整列于冷却水槽(110)的槽体(111)底面、另一端分别与进水总管(121)的一端连通，所述进水总管(121)的另一端与冷却水供水***连通。

3.如权利要求1所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：设置有回收水槽(140)，所述冷却水槽(110)安装在回收水槽(140)内并通过回收水槽(140)安装在机架(101)上；设置有连通冷却水供水***和回收水槽(140)的回水管(141)。

4.如权利要求1所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：所述第一辊道(102)同对应冷却水槽(110)相邻的一端低于另一端，所述第二辊道(103)同对应冷却水槽(110)相邻的一端低于另一端。

5.如权利要求4所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：所述第一辊道(102)的两端高度差和第二辊道(103)的两端高度差一致，所述第一辊道(102)的水平倾角大于第二辊道(103)的水平倾角。

6.如权利要求1所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：设置有控制***及与控制***相连的铅带张力微调机构。

7.如权利要求6所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：设置有与控制***相连的压下结构受力传感器、与控制***相连的调整压下结构纵向位置的压下结构升降机构，所述压下结构通过压下结构升降机构固定安装，由压下结构和压下结构升降机构构成铅带张力微调机构。

8.如权利要求7所述的制备板栅用铅带的轧间强制冷却装置，其特征在于：所述压下结构升降机构采用张紧油缸(152)，所述张紧油缸(152)的控制器与控制***相连，压下结构 采用张紧辊(151)，由张紧油缸(152)的油压传感器构成压下结构受力传感器。 

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