[实用新型]一种用于铝合金中厚板差温轧制的冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轧制板材的装置，尤其是涉及一种用于铝合金中厚板差温轧制的冷却装置。

背景技术

水是最廉价的合金化元素，采用合理的冷却技术对提升轧制板材的质量将是最有前途和效益的一项技术。

喷水冷却控制轧制板材质量TMCP(thermo-mechanical control process)在钢铁技术中有着相对比较成熟的应用。1965年，美国匹兹堡市一座2286的带钢轧机对25.4mm的厚板进行了控制冷却实验。1980年，日本福山工厂建成首条在线钢板冷却设备(OLAC)。1998 年，JFE 西日本制铁所福山地区( 原NKK 福山厂) 厚板厂采用了所谓的Super-OLAC(Super On-Line Accelerated Cooling) 新型加速冷却系统。其最大的特点是避开了过渡沸腾和膜沸腾，实现了全面的核沸腾，具有可达极限冷却的冷却速率和极高的冷却均匀性。Super-OLAC 上冷却系统的喷嘴与钢板的距离较近，以一定的角度沿轧制方向将一定压力的水喷射到板面，将板面残存水与钢板之间形成的气膜吹扫掉，从而达到钢板和冷却水之间的完全接触，实现核沸腾。2003年，日本福山工厂安装了目前世界上唯一的一套中厚板在线热处理设备-Hop，是迄今为止最为先进的在线控制冷却和加热的设备。Hop系统安装于矫直机之后，如图1所示。为了提高加热效率，简化装置，采用巨大的感应线圈，可以对钢板进行高速率的加热。HOP与Super-OLAC组合在一起，可以灵活的改变轧制线上冷却、加热的模式，可以依照需要自由的设计和实现，组织控制的自由度大幅度的增加。

喷淋冷却控制轧制板材质量在铝合金轧制中的应用中也有一些，比如固溶热处理的连续式辊底淬火装置以及在轧制过程中采用乳化液冷却轧辊。这些技术都在板材轧制过程中和轧制完以后才采取的，尚未见在轧制前就采用热处理方式。

我国高性能铝合金中厚板材料目前存在的主要问题是综合性能和均匀性不能满足设计要求。生产中，超高强铝合金厚板在轧制初始阶段的变形很难深入内部，导致表面和心部的组织性能严重不均匀。目前，针对铝合金超厚板不能轧透已采取的措施有：增大轧制的轧辊直径；增加轧制的单道次压下量；采用非对称轧制技术即龙形轧制的方法。但是受制造技术的限制，现在轧机的大小以及单道次的压下量的增加已经很难突破，现有轧机改造成龙形轧机也非常不现实。

实用新型内容

本实用新型是提供一种用于铝合金中厚板差温轧制的冷却装置，其主要是解决现有技术所存在的超高强铝合金厚板在轧制初始阶段的变形很难深入内部，导致表面和心部的组织性能严重不均匀，并且轧机的大小以及单道次的压下量的增加已经很难突破等的技术问题。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型的一种用于铝合金中厚板差温轧制的冷却装置，包括辊道，所述的辊道的上下方均设有喷淋装置，喷淋装置包括有支架，支架上设有多个喷嘴，喷嘴与垂直方向呈10-20°的倾角，以铝合金中厚板的轧制方向中心平面为对称面，分别向板材边部倾斜。

本实用新型在中厚板可逆轧机前后均增加一个冷却装置，铝合金扁锭经过均匀化加热以后，经过输送辊道到达冷却装置部分，冷却装置喷射大量乳化液冷却铝合金铸锭，使铸锭在高度方向上产生一定的温度梯度，表层温度迅速降低，心部保持高温状态，由于合金都具有低温硬化，高温软化的特性，因此这种状态的铸锭进入轧机以后，表面变形难，中部变形容易，克服了传统中厚板轧制时轧不透的问题。同时，板材经过冷却后，表面温度低于再结晶温度，在轧制过程中不会产生动态再结晶，兼具冷轧的一些优点，如表面质量好，光泽度高等优点。通过本实用新型生产出来的板材，尤其是50mm以上的铝合金超厚板比用传统方法生产出来的热轧板组织性能均匀，表面质量高。

在轧机机架前后、辊道上下均设有喷淋冷却装置，该装置通过改变辊道的速度、喷嘴的开闭、喷射的压力和流量来调控喷水工艺。喷淋区的辊道不同于轧机上未喷淋区的辊道，该辊道采用不锈钢刷辊，最大限度地增大了下表面的喷淋面积，基本不存在喷淋死点。喷淋介质选用乳化液。

作为优选，所述的位于辊道上方的喷淋装置的支架上设有可使其上下摆动的液压缸。上喷淋冷却装置为一活动装置，采用一个液压缸支撑，可以按照需要升降，以便平时检修。

作为优选，所述的喷嘴成阵列布置，相邻列喷嘴互相对称设置。喷嘴与垂直方向呈15°的倾角，以轧制方向中心平面为对称面，分别向板材边部倾斜，这样有利于借助喷淋介质的动能带走厚板表面残留的已经被板材加热了的介质。