[发明专利]轧机温度控制有效
申请号: | 200980151052.6 | 申请日: | 2009-11-23 |
公开(公告)号: | CN102256714A | 公开(公告)日: | 2011-11-23 |
发明(设计)人: | P.R.奥斯博恩;A.D.麦雷;P.D.史密斯 | 申请(专利权)人: | 西门子VAI金属科技有限公司 |
主分类号: | B21B3/00 | 分类号: | B21B3/00;B21B27/10;B21B37/32 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 薛峰 |
地址: | 英国南*** | 国省代码: | 英国;GB |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 轧机 温度 控制 | ||
技术领域
本发明涉及铝带或铝箔轧机领域,并描述了一种新方法,其将改进轧辊的温度控制,从而改进带的平直度并带来其他安全和生产方面的益处。
背景技术
轧制铝的过程需要润滑剂,从而以更高的压缩获得令人满意的表面加工。然而,即使利用润滑剂,轧制过程产生大量的热,该热必须被消耗以防止设备过热和润滑油分解。因此需要对辊进行额外冷却。目前,这仅能通过两种方式实现:
轧制较冷铝带或铝箔的少量轧机使用水基乳剂作为轧制冷却剂和润滑剂。由于水具有较高的冷却能力,同时含油量能够被调节以产生良好的润滑性能,因此这似乎是理想的解决方案。然而,除非在轧制之后将水立即从带上完全去除,否则在带表面上形成污迹,损坏其外观。实际上,除非带离开轧机的出口温度显著高于100℃,否则已非常难以确保完全的干带。这限制了轧制的实用性,因而只是轧制特殊产品的少数专用轧机使用这种方法。
轧制较冷铝带或铝箔的大多数轧机使用煤油作为轧制润滑剂和冷却剂。已发现煤油在冷却和润滑性能之间具有最好的折中,而不会具有任何带划痕问题。然而,煤油并不是最好的润滑剂或冷却剂,并具有与之相关的明显的防火安全、环境和健康问题。
为了利用煤油提供有效的冷却,可能需要高达每分钟几千升的流速。这种体积需要昂贵的循环和过滤系统,并不可避免地将导致形成油雾,这需要昂贵的排烟和清洁系统。发明人已指出,对于单独的润滑目的,小于10 升/分钟的流速能够满足。
在以上两种解决方案中,数排喷嘴将流体直接施加到辊上以将其有效冷却,同时其他分别受控的喷嘴将流体引导至更靠近辊隙的辊上,以润滑轧制过程。
冷却喷头的其他用途也是已知的。铝带和铝箔的冷却轧制中一种主要困难在于确保产品在轧制之后是平直的。较差的平直度由轧机宽度上的不同量引起的厚度减少的带造成。这是由轧机辊间的间隙变动造成的。通过改变辊宽度上的冷却效果,可以对辊的不同部分施加不同程度的热膨胀,由此提供用于补偿辊缝的局部变动的机构。
有许多专利(例如GB2012198、EP41863)例示了用于改变辊宽度上的冷却速度的技术,并且利用轧机的出口侧上的平直度测量装置直接控制轧制带的平直度。
GB2156255描述了采用单独润滑和冷却(SLC)的方法。数排喷水口用于冷却辊并实现形状控制,同时少量更合适的润滑油被直接施加到轧机上游的带。
在铝行业已知为“紧边”的作用是轧制期间带破裂的主要原因之一。GB2080719描述了使用所谓的“紧边感应器”(TELs)的局部辊加热——这种技术使用感应效应在带边缘的区域中对轧机进行局部加热,从而防止带边缘的轧制不足。
这种技术已成功使用许多轧机上,然而,在使用煤油冷却剂的轧机上,使用电热设备有很大的困难。
在1980年日本的钢轧国际会议上,Sparthmann 和Pawelsky在他们的论文“Thermal Shape Control in Cold Strip Rolling by Controlled Inductive Roll Heating”中描述了使用水冷却喷嘴和感应加热器的组合的试验,以在钢带轧制期间实现平直度的变化。
目前,该领域的进一步发展已受限于煤油冷却效应的控制和分解的进步。
同时,在其他领域中,已进行了一些工作使用低温气体或液体作为工业轧制过程中的冷却剂。关于该课题已公布了各种专利,包括DE3150996、JP2001096301、WO02/087803、US6874344。
然而,所有这些现有技术中的工作曾关注于冷却冶金的已加工材料和其他效果。
US2007/0175255公开了一种用于冷轧金属轧制材料的方法和设备,其中许多喷嘴用于施加润滑油乳剂或原油的各种组合,冷却剂和惰性气体被施加到上下辊的楔形和弧状区域,用于清洁、冷却、润滑和提供惰性的目的。热工作辊筒的平直度控制被提及,然而,其被描述成通过使用惰性气体和传统冷却剂的组合而实现,这在铝轧制领域意味着较高的煤油流动速度以及所有与其相关的设备和安全问题。
发明内容
根据本发明,用于在轧制金属带或金属箔期间控制辊温度的设备包括所附权利要求1中所陈述的各特征。
根据本发明的第二方面,用于在轧制金属带或金属箔期间控制辊温度的方法包括所附权利要求18中所陈述的各特征。
在本说明书的情况下,术语制冷剂指的是在常温下通常为气态但通过合适的控制温度和压力保持在液态并用作冷却剂的物质。诸如制冷剂的相关术语应进行相应地解释。
制冷剂包括但不限于氮、二氧化碳、氩和氧气。
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