镁合金板材轧制轧辊加热系统的制作方法

专利名称：镁合金板材轧制轧辊加热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种材料加工技术领域的板材轧制设备，特别是一种镁合金板材 轧制轧辊加热系统。
技术背景镁合金是一种新型的轻质结构金属材料，具有较高的比强度和比刚度、优良 的散热性，电磁屏蔽性、阻尼减震性和机械加工性好及可回收利用等诸多优点， 在航空、汽车、电子产品等领域都有广泛的应用前景。但镁为密排六方结构，室 温下塑性变形能力较差，成形困难。高温下，镁合金塑性变形能力有所改善。因 此，镁合金的塑性加工包括轧制、挤压等一般要在高温下进行。目前，塑性变形 方法生产的镁合金制品很少。变形镁合金銜材的轧制生产尚未成熟，限制了镁合 金的应用范围。由于镁合金的热容量小，变形能力对温度特别敏感，且镁合金板材轧制温度 范围较窄，若轧辊不加热，轧制过程中板材热量损失较大，塑性变差，易产生表 面裂纹和边裂，影响板材质量及后续轧制的进行，因此轧制前一般要先将轧辊加 热到一定温度。经对现有技术的文献检索发现，中国专利CN 1745920A中公开了一种轧辊辊 心加热装置，其特征为在空心轧辊内安装固定的加热棒，加热棒一端由夹紧装置 固定在支架上，另一端被悬臂支撑在轧辊内，利用辊心内部的热电偶反映轧辊表 面温度，以确定加热棒是否继续加热。这种轧辊辊心加热装置设计的不足之处为 加热棒被固定在轧辊内，不随轧辊同步转动；加热棒的功率调节受轧辊尺寸的限 制，且加热棒的拆卸和安装较麻烦。发明内容本发明针对现有技术的不足，提供了一种高效的镁合金板材轧制轧辊加热系 统，使其保证轧制过程中轧辊的温度，利于轧制过程的顺利进行，且加热器更换 方便。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括轧辊加热装置和轧辊温度控 制装置。通过轧辊加热装置中内嵌式的加热器对轧辊进行加热，并用温度控制装 置控制轧辊表面温度，保证轧制过程中轧辊的温度。所述轧辊加热装置包括电刷滑环、轴承、轧辊和加热器。其中电刷滑环一端 连接控温箱，另一端与加热器相连，为加热管提供所需要的电压；加热器一端连 接电刷滑环，另一端插入轧辊内部，对轧辊进行加热。所述轧辊材质为60CrMn钢，可通过直接铸造或对现有实心轧辊进行钻孔制成。所述加热器内导热填充料材质为氧化镁粉，加热器的功率可根据需要进行选定。所述每个轧辊内可放置多根加热器，加热管与轧辊间的缝隙距离小于 0. 02mm，轧机工作时加热器及电刷滑环与轧辊同步转动。所述轧辊温度控制装置包括热电偶、控温箱和电源。电源用于提供加热器所 需要的电压，与控温箱连接，热电偶一端连接控温箱，另一端与轧辊表面接触， 用于测量轧辊表面的温度。控温箱反馈热电偶测得的温度信息，并确定是否继续 对轧辊进行加热。与现有技术相比，本发明的优点是(1)解决了镁合金板材轧制过程中轧辊 的加热问题，轧辊辊面温度均匀，可精确控制轧辊温度，为提高轧制镁合金板材 的质量、提高生产效率提供了有力保障。(2)轧辊内放置多根加热管，加热管与 轧辊间的缝隙距离小于0.02mm，防止热量散失，利于轧辊的充分加热，能源利 用效率高；轧辊前后端皆伸出有小段加热器，保证轧辊温度的均匀性；轧辊前端 轴承段的孔直径大于加热管的直径，避免此段轴承的温度过高，延长了其使用寿 命。(3)轧机工作时加热器随轧辊同步转动，在轧制时亦可对轧辊进行加热，提 高了生产效率。(4)轧辊内的多根加热器独立工作，互不影响，便于对单根加热 器进行更换，成本低。


图l是本发明结构示意图。图中，电源l、控温箱2、电刷滑环3、轴承4、轧辊5、热电偶6、加热器7。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括电源l、控温箱2、电刷滑环3、轴承4、轧辊5、 热电偶6、加热器7。其中电刷滑环3、轴承4、轧辊5和加热器7构成轧辊加热 装置，热电偶6、控温箱2和电源1构成轧辊温度控制装置。上述部件之间的联系关系为电源1通过导线与控温箱2连接，电刷滑环3 一端连接控温箱2，另一端通过导线与加热器7相连；加热器7—端通过导线连 接电刷滑环3，另一端插入轧辊5内部；热电偶6—端连接控温箱2，另一端与 轧辊5表面接触，用于测量轧辊5表面的温度，控温箱2反馈热电偶6测得的温 度信息，并确定是否继续对轧辊5进行加热。本实施例中，加热器7壳体材质为316L，电阻丝材质为Cr20Ni80，加热器 7内导热填充料材质为氧化镁粉。本实施例中，每个轧辊5内均匀放置4根加热器7，每根加热器功率为2. 5KW， 共计IOKW，可在2h内使轧辊5连续升温到400°C 。需要对轧辊5进行加热时，通过控温箱2设置加热器7的加热电压和加热温 度后，对轧辊5进行加热。利用热电偶6测量轧辊5表面的温度，当轧辊5表面 温度达到所需要的温度时，控温箱2将通过调节电压减少加热器7功率，停止对 轧辊5的加热。这时可将预热好的镁合金板材进行轧制，轧制时，轧辊5在传动 装置的作用下进行旋转，此时电刷滑环3和加热器7随轧辊5同步转动。当轧辊 5表面温度低于要求的温度范围时，控温箱2将增大电压，加热器7继续对轧辊 5进行加热。由于电刷滑环3和加热器7随轧辊5同步转动，可在轧制的同时对 轧辊5进行加热，从而达到了利用控温箱2自动控制加热器7，进而控制轧辊5 表面温度的目的。
权利要求
1、一种镁合金板材轧制轧辊加热系统，包括轧辊加热装置和轧辊温度控制装置，其特征在于所述轧辊加热装置包括电刷滑环、轴承、轧辊和加热器，电刷滑环一端连接控温箱，另一端与加热器相连，加热器一端连接电刷滑环，另一端插入轧辊内部，对轧辊进行加热；所述轧辊温度控制装置包括热电偶、控温箱和电源，电源与控温箱连接，热电偶一端连接控温箱，另一端与轧辊表面接触，用于测量轧辊表面的温度，控温箱反馈热电偶测得的温度信息，并确定是否继续对轧辊进行加热。
2、 根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述 轧辊材质为60CrMn钢。
3、 根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述 加热器，其壳体材质为316L，电阻丝材质为Cr20Ni80。
4、 根据权利要求1或3所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是， 所述加热器内导热填充料材质为氧化镁粉。
5、 根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述 轧辊内放置多根加热器。
6、 根据权利要求1或5所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是， 所述加热管与轧辊间的缝隙距离小于0. 02mm。
7、 根据权利要求1所述的镁合金板材轧制轧辊加热系统，其特征是，所述 加热器及电刷滑环与轧辊同步转动。
全文摘要
一种材料加工技术领域的镁合金板材轧制轧辊加热系统，包括轧辊加热装置和轧辊温度控制装置，所述轧辊加热装置包括电刷滑环、轴承、轧辊和加热器，电刷滑环一端连接控温箱，另一端通过导线与加热器相连，加热器一端连接电刷滑环，另一端插入轧辊内部；所述轧辊温度控制装置包括热电偶、控温箱和电源，电源通过导线与控温箱连接，热电偶一端连接控温箱，另一端与轧辊表面接触，用于测量轧辊表面的温度，控温箱反馈热电偶测得的温度信息，并确定是否继续对轧辊进行加热。本发明可精确控制轧辊表面温度，利于保证轧制过程的顺利进行，且充分利用加热管的能量，加热效率高。
文档编号B21B37/74GK101249512SQ20081003613
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者丁文江, 刘广耀, 平 张, 杨建新, 荣 王, 王树琪, 杰 董, 颜文辉 申请人:上海交通大学;中条山有色金属集团有限公司