[发明专利]金属带材的控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种金属带材的拉制方法以及实现这种方法的装置。属于金属材料的生产。

目前，所有金属及其合金的带材都是采用轧制的方法生产的。金属轧制所使用的主体设备是轧机，由于自身结构上的原因，其刚性都比较差，带材的厚度精度低。当待轧件厚度波动时，也即轧制负荷波动时，辊缝就无法保持恒定，从而造成成品厚度沿宽度方向和长度方向上的波动。在变形区内存在着摩擦阻力，尤其是横向摩擦阻力特别大，金属无法横向流动，这样极易使带材内部产生局部内应力，结果导致带材板形恶化。

现代轧制技术中为解决上述问题，一是改善工艺条件，如采用张力，加强润滑。二是采用大规模在线控制技术，这也是目前轧制技术中的主要方向。其核心内容是对轧制过程中的坯料厚度，成品厚度，轧制负荷，轧制速度，辊缝状态，前、后张力，板型状态进行连续在线监测，并且对各参数所发生的变化随时作出迅速、准确的调整。这虽然有效地解决了前述问题，但使轧机的结构、测量和控制系统变得十分复杂，投资也因此而大大增加。

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种金属带材的拉制方法以及实现这种方法的装置，可以显著地提高带材的厚度精度和板型质量，而设备造价低，适合于中、小企业用于碳钢、合金钢、有色金属及其合金带材的生产。

本发明是这样实现的，将待加工的带坯卷装在开卷箱内，调节楔块将下模和下模垫下降，使模口张开，启动传动系统的电机驱动主牵引辊和压辊慢速转动，将待加工的带坯端头穿过模口延伸至主牵引辊和压辊之间，当主牵引辊和压辊将带坯全部咬入后，再调整楔块，使模口闭合至予定值，拉制过程即可正式开始，加工后的带材由卷取机收集。

根据本发明，为实现上述的拉制方法而设计了一套拉制装置，如图1所示，该装置是由开卷箱、模座、机架、主牵引辊系统、电机传动系统和卷取机组成。

开卷箱[1]是用来放置待加工带坯卷[2]的，并使带坯卷在加工过程中能在其内自由转动。

模座[4]是由上模[5]、下模[6]、上模垫[24]、下模垫[22]、楔块[21]、前档[20]、后档[17]、支撑瓦[18]、止推轴承[23]和模架[25]构成。如图2、3所示，上模[5]和下模[6]是拉制过程金属变形的主要工具，上模[5]为转动的圆柱体，其直径为30～150mm，圆柱体的两端装有止推轴承[23]，由支撑瓦[18]支撑着，保证上模[5]工作时可在其内自由转动，支撑瓦[18]安装在上模垫[24]内。下模[6]为带有一定锥度的长方体，嵌于下模垫[22]上，由其构成的锥形外模入口锥角α为0～8°，出口锥角β为10～30°，水平工作面宽度b为0.5～2.5mm。上下模垫由前档[20]和后档[17]前后压紧固定，可使上下模垫保持水平位置，并承受工作时的水平负荷。下模垫[22]置于楔块[21]上，两者之间可相对滑动。楔块[21]为两块带有一定斜度的长方体，其斜度为1∶30～50是用来调整下模垫[22]的升降，即控制模口的开合，上述各部件安装于模架[25]内而构成整体模座[4]。

机架[7]是用来安装模座[4]和主牵引辊系统，并承受模座和主牵引之间的拉力。

主牵引辊系统是由主牵引辊[9]和沿其辊面上均匀分布若干个压辊[8]组成。主牵引辊[9]是用来产生拉制带材所需的拉力，同时保证带材拉制过程中沿带材宽度方向上均匀受力。若干个压辊[8]用来保证初始拉制条件的建立，增加主牵引辊的辊面与带材之间的压力，配合主牵引辊对待加工带坯产生足够的拉力。主牵引辊的直径为200～500mm，压辊直径为100～200mm。

（3）电机传动系统是由电机[16]、联轴器[15]、减速器[14]、花键轴套[13]、小齿轮[12]、万向轴节[11]组成。电机[16]通过联轴器[15]将动力传给减速器[14]，减速器输出轴端安装有花键轴套[13]，通过该花键轴套将动力传给主牵引辊[9]。花键轴套上有一齿轮，与花键轴套为一整体，该齿轮的转动将带动与其啮合的若干个小齿轮[12]转动，每个小齿轮通过万向轴节[11]可将动力传给压辊[8]。即小齿轮[12]、万向轴节[11]和压辊[8]数目是相同的。

本发明设计的上下模是不相同的，上模[5]为可转动的圆柱体，下模[6]为固定不动的带有一定锥度的长方体，但亦可设计上下模是相同的，即同为上模[5]或同为下模[6]。

本发明拉制待加工带坯的厚度为≤3mm，宽度与厚度的比值为≥100∶3。拉制道次变形量为5～25%。