一种轧制镁合金薄带的轧辊装置的制作方法

1.本实用新型涉及冶金行业金属板带材生产设备技术领域，具体为一种轧制镁合金薄带的轧辊装置。


背景技术：

2.镁合金板材具有质轻、比强度高、减振性能好、高屏蔽性，以及散热性能好、对人体亲和等优良特性，广泛应用于国防军工、航空航天、装备制造、电子产品外壳等领域。目前，随着市场需求的不断变化，镁合金板材向超薄、宽幅、高表面质量等方向发展。但镁合金具有的特殊晶格结构导致其常温下滑移系少，冷轧容易开裂，生产效率低且成品率低，各向异性严重。一般在冷轧时需要对镁合金带坯加热到120℃-230℃才能以较小的道次压下率（一般在5%-15%）并进行数个道次的轧程才能完成生产。
3.相比传统的块片式生产方式，带式法工艺具有连续化生产程度强，产品规格和性能一致性高，生产效率和成品率高，适合大规模批量生产等优点。因而，目前镁合金生产企业开始采用以往主要应用在钢带、铜带、铝带等金属带材生产领域的冷轧机及其带式法工艺用于镁合金薄带的生产。
4.由于镁合金薄带是具有特殊密排六方晶格结构的难变形金属（其他金属如钢铁、铜、铝等金属为容易变形的体心立方晶格结构的金属），因而其轧制工艺需求特点为短流程、轧程少、温度均匀、防止氧化等特点，在轧制时应减少热状态的镁合金坯料接触生产设备各冷态部件，以避免温度和变形的不均匀，同时应降低轧制过程中产生的累计变形所导致的各向异性。
5.但常规应用于钢、铜、铝等金属带材生产配置模式的带式法冷轧机辊系结构及其轧制方式（见说明书附图2）难以满足镁合金薄带的生产，主要原因是：1、其单机架冷轧机仅能在一次开卷、卷取过程中实现1个道次的轧制，所需轧程多、温降快，需要在开卷、卷取时多次重复加热补温；2、常规辊系采用的上下结构完全对称的、单一支撑辊传动或单一工作辊传动模式，使得镁合金带坯在工作辊的轧制压力下其上下侧的变形是完全对称的，导致累计的各向异性严重，进一步降低了产品的性能。
6.因此，本技术提供一种轧制镁合金薄带的轧辊装置，用以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种轧制镁合金薄带的轧辊装置，结构紧凑，以单机架生产线实现了镁合金薄带的一次开卷、卷取过程即可以进行3个道次的轧制，可以降低加热补温次数，同时，采用四驱动的非对称辊系本体结构，辊系偏心配置后，能够满足镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性，进一步提高产品性能，可以有效解决背景技术中的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种轧制镁合金薄带的轧辊装置，包括分别由电机单独驱动的上支撑工作辊、下支撑工作辊、上工作辊、下工作辊、开卷机
和卷取机，还包括均为电磁加热辊的机前随动转向辊和机后随动转向辊，以上工作辊的轴心和下工作辊的轴心之间连接线的中心点为原点，则上支撑工作辊与下支撑工作辊关于原点中心对称，机前随动转向辊与机后随动转向辊关于原点中心对称。
9.所述上支撑工作辊和上工作辊之间形成上辊缝，下支撑工作辊与下工作辊之间形成下辊缝，上工作辊与下工作辊之间形成中心辊缝，且轧制过程中开卷机上的镁合金薄带依次经过上辊缝、机后随动转向辊、中心辊缝、机前随动转向辊、下辊缝、并最终缠绕在卷取机上。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述机前随动转向辊位于下工作辊与开卷机之间，且机前随动转向辊的中心标高、辊半径与下工作辊的中心标高和工作辊半径r相同，用于对镁合金薄带实现90℃-300℃的加热和180
°
的包角、并将带材上一道次的运行方向改变为180
°
的偏转。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述机后随动转向辊位于上工作辊与卷取机之前，且机后随动转向辊的中心标高、辊半径与上工作辊的中心标高和工作辊半径r相同，用于对镁合金薄带实现90℃-300℃的加热和180
°
的包角、并将带材上一道次的运行方向改变为180
°
的偏转。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述上支撑工作辊和下支撑工作辊的半径r、上工作辊和下工作辊的半径r之间的关系为：r=1.8-2.2r。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述上支撑工作辊沿上工作辊和下工作辊竖直中心线向开卷机所在的机前一侧偏心10-50mm的距离，从而使上支撑工作辊、下支撑工作辊、上工作辊、下工作辊形成四驱动的中心对称辊系本体结构。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述开卷机和机前随动转向辊之间、卷取机和机后随动转向辊之间分别设置有机前偏导辊、机后偏导辊，机前偏导辊用于将镁合金薄带在开卷机和上辊缝之间进行包角和方向偏转，机后偏导辊用于将镁合金薄带在下辊缝和卷取机之间进行包角和方向偏转，机前偏导辊和机后偏导辊中心标高均与中心辊缝的轧制线标高相同。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型示例的轧制镁合金薄带的轧辊装置，以单机架生产线实现了镁合金薄带的一次开卷、卷取过程即可以进行3个道次的轧制，在提高生产效率的同时保证了镁合金薄带生产过程中温度和变形的均匀一致性，将传统1次的压下变形力只能压下变形1次提高到压下变形3次，大幅降低了用电量等能源消耗，降低了生产成本。
17.1、本实用新型示例的轧制镁合金薄带的轧辊装置，整个辊系的轧辊包括上支撑工作辊，下支撑工作辊，上工作辊，下工作辊均为传动主动辊，同时上支撑工作辊，下支撑工作辊分别向机前、机后进行一定距离的偏心，满足了镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性。
18.1、本实用新型示例的轧制镁合金薄带的轧辊装置，结构紧凑，以单机架生产线实现了镁合金薄带的一次开卷、卷取过程即可以进行3个道次的轧制，可以降低加热补温次数，同时，采用四驱动的非对称辊系本体结构，辊系偏心配置后，能够满足镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性，进一步提高产品性能。
附图说明
19.图1为本发明结构示意图；
20.图2为传统冷轧机轧辊辊系结构示意图。
21.图中：1上支撑工作辊、2下支撑工作辊、3上工作辊、4下工作辊、5机前随动转向辊、6机后随动转向辊、7机前偏导辊、8机后偏导辊、9开卷机、10卷取机。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种轧制镁合金薄带的轧辊装置，包括分别由电机单独驱动的上支撑工作辊1、下支撑工作辊2、上工作辊3、下工作辊4、开卷机9和卷取机10，还包括均为电磁加热辊的机前随动转向辊5和机后随动转向辊6，以上工作辊3的轴心和下工作辊4的轴心之间连接线的中心点为原点，则上支撑工作辊1与下支撑工作辊2关于原点中心对称，机前随动转向辊5与机后随动转向辊6关于原点中心对称，整个辊系的轧辊包括上支撑工作辊1，下支撑工作辊2，上工作辊3，下工作辊4均为传动主动辊，同时上支撑工作辊1，下支撑工作辊2分别向机前、机后进行一定距离的偏心，满足了镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性。
24.上支撑工作辊1和上工作辊3之间形成上辊缝，下支撑工作辊2与下工作辊4之间形成下辊缝，上工作辊3与下工作辊4之间形成中心辊缝，且轧制过程中开卷机9上的镁合金薄带依次经过上辊缝、机后随动转向辊6、中心辊缝、机前随动转向辊5、下辊缝、并最终缠绕在卷取机10上，以单机架生产线实现了镁合金薄带的一次开卷、卷取过程即可以进行3个道次的轧制，在提高生产效率的同时保证了镁合金薄带生产过程中温度和变形的均匀一致性，将传统1次的压下变形力只能压下变形1次提高到压下变形3次，大幅降低了用电量等能源消耗，降低了生产成本。
25.进一步的，机前随动转向辊5位于下工作辊4与开卷机9之间，且机前随动转向辊5的中心标高、辊半径与下工作辊4的中心标高和工作辊半径r相同，用于对镁合金薄带实现90℃-300℃的加热和180
°
的包角、并将带材上一道次的运行方向改变为180
°
的偏转。
26.进一步的，机后随动转向辊6位于上工作辊3与卷取机10之前，且机后随动转向辊6的中心标高、辊半径与上工作辊3的中心标高和工作辊半径r相同，用于对镁合金薄带实现90℃-300℃的加热和180
°
的包角、并将带材上一道次的运行方向改变为180
°
的偏转，镁合金薄带在机前随动转向辊5、机后随动转向辊6包角转向的同时被其加热到工艺轧制温度，具有电磁加热功能的机前随动转向辊5和机后随动转向辊6仅对镁合金薄带进行加热补温和包角、并进行180
°
的运行方向转换。
27.进一步的，上支撑工作辊1和下支撑工作辊2的半径r、上工作辊3和下工作辊4的半径r之间的关系为：r=1.8-2.2r。
28.进一步的，上支撑工作辊1沿上工作辊3和下工作辊4竖直中心线向开卷机9所在的机前一侧偏心10-50mm的距离，从而使上支撑工作辊1、下支撑工作辊2、上工作辊3、下工作
辊4形成四驱动的中心对称辊系本体结构，上支撑工作辊1，下支撑工作辊2分别向机前、机后进行一定距离的偏心，满足了镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性。
29.进一步的，开卷机9和机前随动转向辊5之间、卷取机10和机后随动转向辊6之间分别设置有机前偏导辊7、机后偏导辊8，机前偏导辊7用于将镁合金薄带在开卷机9和上辊缝之间进行包角和方向偏转，机后偏导辊8用于将镁合金薄带在下辊缝和卷取机10之间进行包角和方向偏转，机前偏导辊7和机后偏导辊8中心标高均与中心辊缝的轧制线标高相同。
30.在使用时：
31.如图1，镁合金薄带在单轧程3道次轧制的过程如下：
32.1、镁合金薄带从开卷机9在机前偏导辊7的作用下被引导到上支撑工作辊1和上工作辊3之间完成第1道次轧制；
33.第1道次为上支撑工作辊1逆时针转动，上工作辊3顺时针转动；
34.2、然后在机后随动转向辊6的包角和180
°
转向作用下被引导到上工作辊3和下工作辊4之间完成第2道次轧制；
35.第2道次为上工作辊3顺时针转动，下工作辊4逆时针转动
36.3、再通过机前随动转向辊5的包角和180
°
转向作用下被引导到下工作辊4和下支撑工作辊2之间完成第3道次轧制；
37.第3道次为下工作辊4逆时针转动，下支撑工作辊2顺时针转动
38.4、最后镁合金薄带在机后偏导辊8的作用下被引导到卷取机10上，进而完成单轧程3道次的生产。
39.本实用新型结构紧凑，以单机架生产线实现了镁合金薄带的一次开卷、卷取过程即可以进行3个道次的轧制，可以降低加热补温次数，同时，采用四驱动的非对称辊系本体结构，辊系偏心配置后，能够满足镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性，进一步提高产品性能。
40.本实用新型中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种轧制镁合金薄带的轧辊装置，包括分别由电机单独驱动的上支撑工作辊（1）、下支撑工作辊（2）、上工作辊（3）、下工作辊（4）、开卷机（9）和卷取机（10），其特征在于：还包括均为电磁加热辊的机前随动转向辊（5）和机后随动转向辊（6），以上工作辊（3）的轴心和下工作辊（4）的轴心之间连接线的中心点为原点，则上支撑工作辊（1）与下支撑工作辊（2）关于原点中心对称，机前随动转向辊（5）与机后随动转向辊（6）关于原点中心对称；所述上支撑工作辊（1）和上工作辊（3）之间形成上辊缝，下支撑工作辊（2）与下工作辊（4）之间形成下辊缝，上工作辊（3）与下工作辊（4）之间形成中心辊缝，且轧制过程中开卷机（9）上的镁合金薄带依次经过上辊缝、机后随动转向辊（6）、中心辊缝、机前随动转向辊（5）、下辊缝、并最终缠绕在卷取机（10）上。2.根据权利要求1所述的轧制镁合金薄带的轧辊装置，其特征在于：所述机前随动转向辊（5）位于下工作辊（4）与开卷机（9）之间，且机前随动转向辊（5）的中心标高、辊半径与下工作辊（4）的中心标高和工作辊半径r相同，用于对镁合金薄带实现90℃-300℃的加热和180
°
的包角、并将带材上一道次的运行方向改变为180
°
的偏转。3.根据权利要求1所述的轧制镁合金薄带的轧辊装置，其特征在于：所述机后随动转向辊（6）位于上工作辊（3）与卷取机（10）之前，且机后随动转向辊（6）的中心标高、辊半径与上工作辊（3）的中心标高和工作辊半径r相同，用于对镁合金薄带实现90℃-300℃的加热和180
°
的包角、并将带材上一道次的运行方向改变为180
°
的偏转。4.根据权利要求1所述的轧制镁合金薄带的轧辊装置，其特征在于：所述上支撑工作辊（1）和下支撑工作辊（2）的半径r、上工作辊（3）和下工作辊（4）的半径r之间的关系为：r=1.8-2.2r。5.根据权利要求1所述的轧制镁合金薄带的轧辊装置，其特征在于：所述上支撑工作辊（1）沿上工作辊（3）和下工作辊（4）竖直中心线向开卷机（9）所在的机前一侧偏心10-50mm的距离，从而使上支撑工作辊（1）、下支撑工作辊（2）、上工作辊（3）、下工作辊（4）形成四驱动的中心对称辊系本体结构。6.根据权利要求1所述的轧制镁合金薄带的轧辊装置，其特征在于：所述开卷机（9）和机前随动转向辊（5）之间、卷取机（10）和机后随动转向辊（6）之间分别设置有机前偏导辊（7）、机后偏导辊（8），机前偏导辊（7）用于将镁合金薄带在开卷机（9）和上辊缝之间进行包角和方向偏转，机后偏导辊（8）用于将镁合金薄带在下辊缝和卷取机（10）之间进行包角和方向偏转，机前偏导辊（7）和机后偏导辊（8）中心标高均与中心辊缝的轧制线标高相同。

技术总结
本实用新型公开了一种轧制镁合金薄带的轧辊装置，包括分别由电机单独驱动的上支撑工作辊、下支撑工作辊、上工作辊、下工作辊、开卷机和卷取机，还包括均为电磁加热辊的机前随动转向辊和机后随动转向辊，以上工作辊的轴心和下工作辊的轴心之间连接线的中心点为原点，则上支撑工作辊与下支撑工作辊关于原点中心对称。该轧制镁合金薄带的轧辊装置，结构紧凑，以单机架生产线实现了镁合金薄带的一次开卷、卷取过程即可以进行3个道次的轧制，可以降低加热补温次数，采用四驱动的非对称辊系本体结构，能够满足镁合金薄带特殊晶格结构对轧制变形的特殊要求，有利于降低产品的各向异性，进一步提高产品性能。一步提高产品性能。一步提高产品性能。


技术研发人员：韩晨 孙付涛
受保护的技术使用者：中色科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/9/3