Номер патента: 24683

Опубликовано: 31.10.2016

Авторы: Романовски Кристофер А., Пассони Роберто

Есть еще 4 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Прокатный стан для прокатки магния, содержащий

реверсивный прокатный стан, имеющий по меньшей мере два рабочих валка для прокатки магниевого листа;

горячее намоточное устройство, расположенное с обеих сторон прокатного стана для нагрева и поддержания требуемой температуры магниевого листа, прокатываемого станом,

причем горячее намоточное устройство содержит конвекционный нагреватель, имеющий изолированный корпус и каналы с щелевыми воздушными форсунками, расположенные внутри корпуса для направления горячего воздуха на магниевый лист для предотвращения его нагрева выше температуры воздуха, подаваемого форсунками.

2. Стан по п.1, в котором горячее намоточное устройство имеет вытяжной вентилятор.

3. Стан по п.1, дополнительно содержащий удлинительную нагревательную камеру, примыкающую к горячему намоточному устройству для нагрева конца магниевого листа за пределами горячего намоточного устройства.

4. Стан по п.1, дополнительно содержащий активный нагреваемый рольганг для нагрева магниевого листа или магниевой плиты.

5. Стан по п.4, в котором рольганг имеет воздушные инжекторы горячего воздуха для нагрева магниевого листа или магниевой плиты.

6. Стан по п.1, дополнительно содержащий систему привода стана, в которой рабочие валки приводятся независимо для асимметричной прокатки магниевого листа.

7. Стан по п.6, в котором каждый рабочий валок приводится отдельным двигателем.

8. Стан по п.6, в котором один рабочий валок приводится главным независимым двигателем, а другой рабочий валок приводится системой дифференциальной зубчатой передачи и вспомогательным двигателем.

9. Стан по п.1, в котором рабочие валки нагреваются извне зональными индукторами для создания перепада температуры по ширине валка для создания управляемого теплового расширения бочки валка для коррекции профиля или формы полосы магниевого листа.

10. Стан по п.1, в котором рабочие валки имеют внутренние нагревательные элементы в сердцевине рабочих валков.

11. Стан по п.1, дополнительно содержащий по меньшей мере один подающий стол и прижимной ролик.

12. Стан по п.1, дополнительно содержащий пост загрузки и подачи теплого рулона.

13. Способ по п.1, дополнительно содержащий систему охлаждения для окончательного охлаждения перед окончательной намоткой магниевого листа.

14. Стан по п.1, дополнительно содержащий подающий и приемный барабан двойного назначения.

15. Стан по п.1, дополнительно содержащий отклоняющий ролик двойного хода горячего намоточного устройства для уплотнения горячего намоточного устройства, при этом стан дополнительно содержит заправочный фартук горячего намоточного устройства с интегрированными форсунками для горячего воздуха, который подается на них инжекторами горячего воздуха, причем горячее намоточное устройство далее содержит фланец в воздуховоде, питающем изолированный корпус, для доступа внутрь изолированного корпуса.

Текст

Смотреть все

СТАН ДЛЯ ПРОКАТКИ МАГНИЯ Система прокатного стана для горячей прокатки магния, имеющая по меньшей мере два рабочих валка для прокатки магниевого листа или плиты, горячее намоточное устройство, расположенное с обеих сторон от прокатного стана для нагрева и поддержания заданной температуры магниевого листа или плиты, активные нагревающие рольганги, систему привода стана для независимого привода рабочих валков для асимметричной прокатки магниевого листа и пост загрузки и подачи теплого рулона. Область изобретения Настоящее изобретение относится к магниевому листу и, более конкретно, к устройству и способу производства магниевого листа прокаткой. Спрос на персональную электронику, топливно экономичные легкие транспортные средства и другие потребительские товары повлек за собой спрос на недорогие легкие материалы с высокой удельной прочностью и удельной жесткостью. В последние годы для решения многих задач использовалось литье под давлением магниевых сплавов, но дальнейшее снижение веса потребовало применения обработанного магниевого листа. Магний - это металл с гексагональной плотно упакованной кристаллической структурой, которая обладает очень ограниченной пластичностью при комнатной температуре. До недавнего времени все магниевые листы изготавливались горячей прокаткой небольших брусков металла и расходы на операцию повторного нагрева для поддержания температуры металла на уровне, пригодном для прокатки, и небольшие размеры рулона делали конечный лист запредельно дорогим для широкого применения. В случае магния и листов из магниевых сплавов гексагональная плотно упакованная кристаллическая структура металла ограничивает способность к деформации при низких температурах. Поддержание температуры в диапазоне от 250 до 450 С требует частого подогрева в автономных печах. При температуре ниже этого диапазона металл имеет тенденцию к растрескиванию при прокатке. Необходимость манипуляций и требования печи подогрева налагали ограничения на максимальный размер сляба и традиционно приводили к тому, что магниевые листы производились буквально по одному. Этот способ производства требовал огромных затрат труда и энергии, был неэффективным и обусловливал высокую стоимость магниевого листа. Недавние достижения в области технологии двухвалкового литья позволили непосредственно отливать магниевые сплавы в рулоны материала толщиной 4-7 мм, однако производить можно только небольшие рулоны магниевого листа. Обычные процессы прокатки позволяют получить рулоны лишь небольшого размера, поскольку, когда слиток прокатывают, он удлиняется и утончается что приводит к увеличению площади его поверхности и, следовательно, к быстрой потере теплоты, в результате чего металл становится слишком холодным для дальнейшей прокатки. Подогревать длинные секции прокатанного сляба, снимая его с линии прокатки, не экономично. Следовательно, существует потребность в прокатном стане для магниевых изделий, который создает возможность промышленного процесса прокатки, который не только уменьшает толщину прокатанного металла до требуемой величины, но и обладает способностью модифицировать микроструктуру отлитого магния для улучшения формуемости прокатанного листа, в то же время сохраняя высокое качество поверхности, которая требует минимальной обработки после прокатки. Краткое описание изобретения Стан для прокатки магния по настоящему изобретению позволяет осуществлять промышленный процесс прокатки, который не только экономично уменьшает толщину готовых рулонов до требуемой для потребительских изделий, но и модифицирует микроструктуру отлитого магния для улучшения формуемости прокатанного листа, в то же время сохраняя высокое качество поверхности, которое требует минимальной обработки после прокатки. Двухвалковое литье дает большое преимущество, заключающееся в возможности получения очень больших рулонов с такой же толщиной, что и у листа, полученного реверсивной прокаткой. Стан для прокатки магния по настоящему изобретению состоит из реверсивного стана, двух расположенных с противоположных сторон устройств горячей намотки, возможно в комбинации со столами для горячей намотки, оборудования для манипулирования материалом и принадлежностей. Магниевые изделия в форме плит или рулонов совершают возвратно-поступательные движения через стан до достижения нужной температуры и нужная окончательная толщина достигается без снижения качества конфигурации готового изделия из магниевого сплава. Стан для прокатки магния по настоящему изобретению позволяет осуществлять прокатку в несколько проходов листа магния после того, как температура листа будет повышена до, типично,250-350 С. Стан позволяет выполнять промежуточный отжиг для размягчения структуры металла. Стан выполнен с возможностью выполнять прокатку с асимметричной скоростью рабочих валков, чтобы выполнить больше механической работы и перенести теплоту в раствор валков и, следовательно, уменьшить текстуру плоскости спайности гексагональной плотно упакованной кристаллической структуры магния, тем самым улучшая текучесть и низкотемпературную формуемость прокатанной полосы. Стан по настоящему изобретению выполнен с возможностью увеличивать скорость прокатки для повышения общей производительности и обеспечивать большую скорость деформации. Стан имеет диаметр рабочего валка, который уравновешивает требование минимизировать длину контакта с деформируемой полосой магния, и одновременно имеет достаточную жесткость на кручение и прочность для выдерживания нагрузок, создаваемых условиями асимметричной прокатки. Стан имеет высокоскоростную гидравлическую систему корректировки зазора, способную работать в режиме управления давлением или положением для точного управления толщиной прокатанного магния. Стан обеспечивает большую степень обжатия за проход, чтобы достичь лучшего измельчения зерна и улучшения механических свойств прока-1 024683 танной полосы. Стан содержит мощные приводы для обеспечения изгиба рабочего валка для корректировки формы полосы, и позволяет работать в режимах рулон-рулон, плита-плита или плита-рулон. Стан для прокатки магния по настоящему изобретению оснащен подогреваемыми устройствами намотки с достаточной мощностью нагрева, чтобы подогревать рулон до оптимальной температуры и поддерживать эту температуру во время прокатки. Стан далее содержит дополнительную горячую камеру для дополнительного мгновенного нагрева конца магниевой полосы, которую реверсируют на устройстве намотки. Стан также может содержать комбинированный подающий/приемный барабан для первоначальной загрузки и подачи холодного или предварительно нагретого рулона, и для перемотки готового изделия. Стан может содержать необязательное автономное намоточное устройство для окончательной намотки обработанного рулона. В дополнение к датчикам, необходимым для работы обычного прокатного стана, стан по настоящему изобретению также оснащен датчиками толщины, устройством измерения формы прокатанной полосы и средствами мониторинга и управления температурой полосы. Стан содержит щетки рабочего валка для снятия и удаления магния. Имеется система подачи смазки, когда прокатка ведется не в асимметричном режиме. Стан далее может содержать систему направления и нагрева полосы для проката листа/плит, а не рулонов. В таком режиме работы направляющие используются для перекрытия ящиков для рулонов. Имеется система охлаждения полосы для окончательного охлаждения перед окончательной намоткой,которая предотвращает рост зерен из-за медленного охлаждения рулона. Стан содержит предназначенную для работы в тяжелых условиях систему привода с возможным переключением передач для повышения момента при асимметричной прокатке. Стан содержит подогреваемые рабочие валки для минимизации падения температуры полосы при контакте с валками во время формования. Способ прокатки магниевого листа содержит этапы, на которых холодный или предварительно подогретый магниевый сплав в форме рулона загружают на подающий барабан или на комбинированный подающий/приемный барабан. Первый виток рулона отгибают и подают на стан. Головную часть полосы зажимают и распрямляют на входном зажимном валке и правильном устройстве. Затем при необходимости головную часть полосы кондиционируют входными ножницами. Головную часть полосы проталкивают сквозь горячее намоточное устройство в раствор валков и наматывают на горячее намоточное устройство на противоположной стороне. Если рулон имеет температуру, пригодную для прокатки, прокатный стан используют для уменьшения толщины полосы. Если температура рулона ниже требуемой, прокатный стан используют как заправочный валок, подающий полосу. Затем полосу можно разматывать и наматывать двумя горячими намоточными устройствами (печными моталками), пока не будет достигнута нужная температура полосы и нужная равномерность температуры. Когда температура полосы достигает требуемой для прокатки величины, ее прокатывают в несколько проходов, чтобы получить нужную окончательную толщину. Затем полосу наматывают на комбинированный подающий/приемный барабан или факультативное специализированное намоточное устройство, где ее сматывают в рулон и снимают с производственной линии как готовое изделие. Во время этого процесса линией управляет автоматическая система, которая определяет количество проходов, температуру, уменьшение и толщину, скорость,профиль и форму требуемого готового изделия. В случае прокатки плит для возвратно-поступательного движения плит из магниевого сплава используют нагреваемые рольганги на входной и выходной сторонах стана, пока не будет достигнута температура прокатки, пока толщина плиты не будет уменьшена до величины, с которой могут справиться горячие намоточные устройства. Затем нагреваемые рольганги входной и выходной стороны отводят вбок, и начинают описанную выше операцию возвратнопоступательного перемещения между горячими намоточными устройствами. Краткое описание чертежей Фиг. 1 А - вид спереди стана для прокатки магния по настоящему изобретению; фиг. 1 В - вид сверху стана по фиг. 1 А; фиг. 2 А - вид спереди альтернативного варианта прокатного стана по настоящему изобретению; фиг. 2 В - вид сверху стана по фиг. 2 А; фиг. 3 А - второй альтернативный вариант стана для прокатки магния по настоящему изобретению; фиг. 3 В - вид сверху стана по фиг. 3 А; фиг. 4 А - детальный вид спереди системы привода стана по фиг. 1 А; фиг. 4 В - вид сверху системы привода по фиг. 4 А; фиг. 4 С - вид сверху альтернативной системы привода; фиг. 5 - сечение горячего намоточного устройства прокатного стана по фиг. 1 А. Подробное описание На фиг. 1 А и 1 В показан иллюстративный стан 10 для прокатки магния по настоящему изобретению. Стан 10 для прокатки магния является станом для прокатки рулонов или плит, имеющим независимые подающий барабан и намоточные или приемные барабаны. Стан 10 содержит входную тележку 12 для рулона для приема теплого или холодного рулона магния со склада, которая загружает его на подающий барабан 14. Из зоны хранения и охлаждения рулоны, подлежащие прокатке, загружают на козлы для хранения рулонов, используя мостовой кран. Козлы для рулона расположены над колодцем для те-2 024683 лежки. Тележка 12 движется перпендикулярно направлению прокатки для подбора рулонов с козел. Рулон подбирается тележкой и подается на подающий барабан 14. Тележка приводится в движение гидравлическим двигателем и поднимает рулон гидравлическим цилиндром. Для контроля подъема рулона и положения тележки используют лазерные датчики, что позволяет автоматизировать цикл погрузкивыгрузки рулона. Тележка для рулонов движется по рельсам. Подающий барабан 14 имеет расширяющуюся оправку 16, которая используется для захвата и поддержки рулона и подачи его на центральное обрабатывающее оборудование и для создания адекватного натяжения для плотной намотки на горячем намоточном устройстве. Подающий барабан также предусматривает возможность бокового смещения рулона для управления центром полосы во время работы стана. Расширяющаяся оправка подающего барабана является оправкой консольного типа с наружной подшипниковой опорой. Оправка имеет блокируемую четырехсегментную конструкцию с клиновым расширением. Расширение оправки осуществляется гидравлически для задания внутреннего диаметра готового рулона и для захвата внутреннего диаметра приходящего рулона. Система измерения диаметра и ширины рулона на подающем барабане основана на датчике лазерного типа, который измеряет диаметр рулона и на одном фотоэлементе, который измеряет ширину рулона. Сигнал датчика используется для функций замедления и компенсации натяжения. Подающий барабан управляет поперечным движением тележки и подъемом, для центрирования рулона на подающей оправке. Подающая оправка содержит устройство для центрирования полосы, имеющее датчик положения полосы и процессоры сигналов для управления положением путем перемещения подающего барабана на каждой стороне от центральной линии прокатного стана во время операции прокатки. Комбинированный приемный барабан также содержит отгибатель рулона, который установлен сверху на шестеренном редукторе во избежание телескопического эффекта во время снятия рулона. Пластина отгибателя поддерживается стальными направляющими стержнями и имеет гидравлический привод. После подающего барабана прокатный стан содержит узел 18 подготовки рулона. Этот узел подготовки рулона состоит из устройства 20 отгибания полосы, прижимного ролика 22 с отклоняющим роликом 24, и правильного узла 26. Прижимной ролик 22 способствует подаче первого витка разматываемого рулона и удержания последнего витка готового рулона после прокатки. Прижимной ролик состоит из сплошного стального валка, установленного на роликовых подшипниках и приводится в действие электродвигателем переменного тока. Гидравлический цилиндр 2 8 прижимает ролик к рулону. Наклоняемый и раздвижной подающий стол 30 расположен между подающим барабаном 14 и отклоняющим роликом 24. После того как полоса пройдет между прижимным роликом и отклоняющим роликом, она проходит сквозь правильный узел 26, который состоит из пяти валков, приводимых во вращение электродвигателем, при этом два верхних валка имеют электрический домкрат для независимой установки глубины проникновения валка. Система управления центром полосы, которая состоит из оптического датчика 32,расположена на узле подготовки рулона там, где полоса выходит из правильного устройства 26. Датчик 32 является EMG оптического типа или его эквивалентом и выполняет двойную функцию оперативного центрирования полосы во время операции размотки и центрирования полосы или выравнивания кромки во время операции намотки полосы. Полоса, после того как пройдет оптический датчик, попадает в ножницы 34 для кондиционирования головной части полосы перед подачей на заправочный стол 36 и подающий прижимной ролик 38, как лучше всего видно на фиг. 2 А и 2 В. На фиг. 1 А и 1 В показан активный тепловой рольганг, который будет более подробно описан ниже, расположенный между ножницами и прижимным роликом. Заправочный стол и подающий прижимной ролик подают рулон сквозь левое горячее намоточное устройство 40. Прижимной ролик и заправочный стол установлены на раме, поперек которой установлен электродвигатель и реечная приводная система, проходящая при необходимости внутрь левого горячего намоточного устройства и которая отводится во время реверсивных промежуточных ходов стана. Прижимной ролик приводится во вращение электродвигателем, а в вертикальном направлении гидравлическим цилиндром. Подающий стол состоит из множества стальных V-образных холостых валков. Левое горячее намоточное устройство 40 расположено слева от клети 42 стана, а правое горячее намоточное устройство 44 расположено справа от клети 42. Левое и правое горячие намоточные устройства являются зеркальными отображениями друг друга. Каждое из левого и правого горячих намоточных устройств окружено изолированным кожухом 46. Внутри кожухов набор каналов 48 со щелевыми форсунками 50 окружает приблизительно 75 процентов периметра кожуха. Изолированный циркуляционный вентилятор 52 с каланом 54, соединен с каждым кожухом для подачи горячего воздуха в форсунки. Попадание горячего воздуха на поверхность полосы сопровождается конвекционным теплообменом для нагрева полосы. При корректирующем нагревании ни одна часть рулона никогда не нагреется выше температуры воздуха, что предотвращает возможность воспламенения любой части магниевой полосы. Воспламенение возможно при радиационном нагреве, который, следовательно, должен быть исключен. Изолированная нагревательная камера в выходном канале циркуляционного вентилятора образует пространство для установки газовой горелки или электрических нагревательных элементов 56 для нагревания воздуха перед его подачей к форсункам внутри кожуха. Термопара 58 расположена в канале перед форсунками и обеспечивает необходимую обратную связь для модуляции управления температурой воздуха. Добавлен вытяжной вентилятор 60, создающий отрицательное давление в намоточном устройстве для предотвращения утечек теплоты в окружающую среду. Отработанный воздух выводится по выхлопной трубе 62 из здания. Воздушные каналы внутри горячих намоточных устройств выполнены из нержавеющей стали и имеют опоры для поддержания точного положения форсунок. Магистрали воздуховодов имеют дверцы для доступа внутрь воздуховодов для очистки. Кожухи намоточных устройств выполнены из плит из мягкой стали, усиленных снаружи каналами и уголками и на внутренней стороне уложено приблизительно восемь дюймов (203,2 мм) изоляции из керамического волокна. Керамическое волокно заделано в стальную плиту. Все соединения между секциями и дверцами снабжены прокладками для минимизации утечек теплоты. Каналы, сформированные по периметру, имеют прорези для минимизации теплопроводности к внешней поверхности. Для проведения тестов и установки термопар имеются порты. Имеется дверь для доступа персонала для проведения ремонта и очистки. Кожухи собраны на фланцах, что позволяет разделять их горизонтально для крупного ремонта. Для доступа внутрь горячих намоточных устройств в канале, который питает верхнюю часть кожуха, расположен наклоненный на 45 фланец 64. Кожух в своем рабочем положении сжимает прокладку на фланце. Для доступа внутрь кожуха намоточного устройства фланец поднимают прямо вверх, чтобы автоматически разъединить канал на наклоненном на 45 фланце. Альтернативно, доступ можно обеспечить, сделав нижнюю половину кожуха сдвижной в поперечном направлении по рельсам. Полоса выходит из первого или левого горячего намоточного устройства в клеть 42 стана через прижимной ролик 66 и отклоняющий ролик 68. Эти отклоняющий и прижимной ролики уменьшают отверстие в горячем намоточном устройстве и минимизируют потери теплоты, удерживают задний конец полосы, когда она вышла из зазора рабочих валков и подают в зазор рабочих валков новую полосу. Полоса после прохождения через отклоняющий и прижимной ролики проходит через датчик 70 толщины, который выполнен выдвижным и поворотным и который может быть изотопным или рентгеновским, который необходим для измерения толщины полосы. Датчик также может выполнять функцию сканирования для измерения толщины или можно использовать множества датчиков для измерения профиля полосы. Имеется один входной и один выходной датчик толщины, каждый из которых имеет корпус источника, корпус детектора и С-образную стальную раму. Корпус датчика поддерживает следящий и пневматический механизм. На клети стана перед раствором рабочих валков установлена направляющая для полосы и ограждение 72 для направления полосы в раствор рабочих валков и предотвращения искривлений при прокатке в экстремальных условиях. Клеть 42 стана имеет станину 74, выполненную из стального литья, обработанную с четырех сторон и установленную на балках основания. При изготовлении со станиной с обеих сторон соединены верхняя и нижняя уширительные клети. Станина опирается на два стальных основания. Имеется стальная плита для выставления и монтажа с помощью анкерных болтов. Такая конструкция придает клети высокую жесткость для получения готовых изделий в пределах жестких допусков на всех этапах прокатки. Рабочий зазор регулируется двумя нагружающими цилиндрами, установленными на вершине каждой станины. Линия прокатки поддерживается на постоянном уровне установленной снизу клиновой системой. Лоток для сбора жидкости приварен к плитам основания под клетью стана. Под клетью, но над лотком для сбора жидкости, установлен стальной сетчатый лоток для сбора отходов. Станина является замкнутым кольцом высокой жесткости для двухрядной, четырехрядной или шестирядной конфигурации клети. Станина также спроектирована с возможностью установки валков, смещаемых в поперечном направлении. Нагружающие цилиндры являются установленными сверху или снизу гидравлическими цилиндрами 76, прилагающими силу к рабочим валкам для управления усилием при прокатке и положением прокатки. Система для установки линии прокатки может устанавливаться сверху или снизу, быть непрерывной или ступенчатой системой для компенсации изменений диаметра валка и, как показано на чертежах, является установленной снизу клиновой системой 78. Прокатный стан содержит корпусное удлинение 80 для изгиба валка, в котором имеется гидравлический цилиндр высокого давления для механического изгиба валков для компенсации формы полосы. Корпусное удлинение для изгиба валка выполнено с возможностью смещения для того, чтобы следовать положению валка, если того требует конфигурация стана, и его можно использовать для рабочих валков и для промежуточных валков, если это применимо. Усилие прокатки устанавливается двумя гидравлическими цилиндрами, установленными в окнах в станине над подушками верхнего опорного валка, по одному цилиндру с каждой стороны. Эти цилиндры являются цилиндрами двойного действия с центрально установленным датчиком положения, имеющим уплотнения низкого трения. Ход цилиндров достаточен для поддержания высоты линии прокатки за счет компенсации всего диапазона изменений диаметра верхнего рабочего валка и верхнего опорного валка в результате шлифования валка. Дополнительный ход позволяет извлекать рабочий валок и опорный валок. На каждом нагружающем цилиндре центрально установлен цифровой датчик положения, имеющий высокое разрешение. Величину силы прокатки определяют датчики давления, установленные в гидравлической линии высокого давления. Цилиндры используются для удержания линии прокатки верхней половины пакета, когда диаметры валка уменьшаются в результате шлифования, для создания силы прокатки, для регулирования зазора и для управления прокатным станом. Сила прокатки, прилагаемая цилиндрами вызывает упругую деформацию валков,которая компенсируется формой механической бочки, приданной валку шлифованием. Нижняя половина пакета валков подводится к линии прокатки системой клиньев, расположенной на дне станины. Клинья для нижней половины пакета валков имеют достаточный ход для компенсации всего диапазона уменьшения диаметра в результате шлифования. Прокатный стан содержит узел 82 рабочих валков, который содержит два валка в двухрядной или четырехрядной конфигурации. Опорные валки 84 примыкают к двум рабочим валкам. В шестирядной конфигурации между рабочим валком и опорным валком помещают промежуточный валок. Рабочие валки, промежуточные валки и опорные валки имеют охлаждаемые опорные подшипники и могут нагреваться внутренними или внешними нагревательными элементами. Вращающиеся щетки 86 расположены над рабочими валками для удаления металла с верхнего и нижнего рабочих валков. Прижимом или положением вращающихся щеток управляют для регулировки очистки рабочих валков. Вращающиеся щетки могут совершать колебания и могут оснащаться вакуумной системой для удаления пыли. Вдоль верха и низа и обеих сторон стана расположены разбрызгиватели 88 для возможного перехода от сухой прокатки к влажной прокатке или прокатке со смазкой или к прокатке в более мокрых условиях. Управление распылителями может осуществляться зонально, чтобы регулировать ширину распыления. Прокатный стан может содержать приспособление с выпускной системой 90 для создания полностью замкнутой системы, обеспечивающей чистую рабочую среду для оператора. Рабочие валки выполнены из кованого легированного стального сплава электрошлакового переплава. Подшипники рабочего валка являются четырехрядными коническими роликовыми подшипниками и имеют четыре стальные подушки с прокладками, контргайками, запорными кольцами и торцевыми крышками. Боковые стороны подушек оснащены сменными бронзовыми вкладышами. Подушки охлаждаются для управления температурой подшипников для оптимизации смазки. Изгибом управляют Е-блоки, привинченные к каждой стороне окна стана с нагрузкой приблизительно 120 тонн на подушку. Рабочие валки могут подогреваться изнутри резистивными нагревателями мощностью 68 кВт, расположенными по центральной оси валков. Нагреватели заключены в гильзу из медного сплава для хорошей теплопроводности и равномерного распределения теплоты по телу валка. Питание на нагреватели подается через вращающийся электрический распределитель, прикрепленный к валку на стороне оператора. Нагреватели обеспечивают базовую подачу теплоты, которая затем модифицируется индукционной нагревательной системой для управления профилем при достижении окончательной температуры валков. Опорные валки изготовлены из кованой легированной стали и имеют четыре четырехрядных конических роликовых подшипника и четыре литые стальные подушки. Подушки нижнего опорного валка оснащены стальными качающимися опорами для идеального контакта с нижними клиньями системы установки линии прокатки. Подушки нижнего опорного валка оснащены колесами, катящимися по рельсам, закрепленным внутри станины. Подушки рабочего валка и опорного валка удерживаются в станине гидравлическими удерживающими плитами, прикрепленными к станине. Линия прокатки автоматически удерживается на постоянной высоте независимо от изменений диаметра валка с помощью моторизованного клинового механизма, смонтированного в нижней части стана. Между подушками опорного валка и окнами станины установлены два закаленных и шлифованных клиновых узла из легированной стали. Закаленные и шлифованные стальные поперечные балки станины прикреплены к подушкам нижнего опорного валка. Клинья приводятся в действие ходовым винтом, приводимым в действие гидравлическим двигателем. Фактическим положением клиньев управляет датчик положения. Крайние точки хода клиньев определяют бесконтактные выключатели. Это управление интегрировано в основную систему управления станом и осуществляется полностью автоматически. После замены валка оператор вводит диаметр нового валка в эту систему, которая рассчитывает новое положение клиньев и выдает необходимую команду на гидравлический двигатель. Как показано также на фиг. 4 А и 4 В, прокатный стан имеет приводную систему 92 стана. Рабочие валки приводятся во вращение независимо электродвигателями 94 и 96. Система привода содержит шестереночный редуктор 102 и приводные шпиндели 104 и 106. Управление приводными шпинделями осуществляется индивидуально для асимметричной прокатки с деформацией сдвига, когда крутящие моменты двигателей отрегулированы так, чтобы довести до максимума внутреннюю деформацию магниевой полосы для генерирования равномерной микроструктуры с текстурой, которая имеет лучшую вязкость во время последующих операций формования. Переключение передач позволяет работать на низкой скорости с исключительно высоким моментом, чтобы лучше осуществлять процесс асимметричной прокатки. Как показано на фиг. 4 С, альтернативно система привода стана может иметь конфигурацию, в которой системы привода верхнего и нижнего рабочих валков механически соединены через дифференциальную передачу 108. Дифференциальная передача может быть передачей автомобильного планетарного типа, позволяющей регенерировать крутящий момент от холостого валка при состоянии асимметричной прокатки на ведомом валке. Основной двигатель 110 используется для привода стана, а вспомогательный меньший двигатель 112 используется для коррекции скорости дифференциала. Альтернативно система дифференциала может быть эпициклической. Например, асимметричная прокатка по настоящему изобретению дает разницу в скорости между рабочими валками, составляющую 3:1, что приводит к резкому улучшению измельчения микроструктуры отлитой полосы. Внешние нагревательные элементы 114 валков установлены и для верхнего и для нижнего рабочих валков. Внешние нагревательные элементы способны обеспечивать нагрев до 350 С. Внешние нагревательные элементы валков являются индуктивными, проходят по всей ширине и имеют сегменты, позволяющие индивидуально управлять нагревом по ширине валка, что дает возможность управлять тепловым профилем/расширением валка. Верхний и нижний рабочие валки также имеют внутренние нагревательные элементы 116. Нагревающая способность внутренних нагревательных элементов как автономных элементов составляет приблизительно 150 С. Внутренние нагревательные элементы являются электрическими и расположены в продольном отверстии по центральной оси валка. Внутренние нагревательные элементы имеют конструкцию с раздвижной оболочкой, которая обеспечивает плотный контакт с телом рабочего валка для обеспечения прекрасной теплопроводности и оптимизации потребляемой мощности. Внутренние нагревательные элементы оснащены высокоскоростными вращающимися контактами. Профилирующие валки 117 расположены рядом с горячими намоточными устройствами и измеряют форму полосы во время каждого прохода и осуществляют управление приводами с обратной связью. Профилирующие валки выдерживают повышенную температуру, используемую для прокатки магния, и коммерчески выпускаются компанией ABB под торговым наименованием Stressometer Roll. Профилирующий валок измеряет напряжение полосы и в продольном, и в поперечном направлении прокатываемой полосы. Система управления подачей с помощью заправочного стола 118 расположена на выходной стороне правого горячего намоточного устройства содержит прижимной ролик, проходящий поперек магниевой полосы для обхода правого горячего намоточного устройства во время окончательной подачи полосы на приемный барабан. Система 120 охлаждения полосы содержит магистраль принудительного воздушного охлаждения для снижения температуры полосы перед окончательным охлаждением на приемном барабане. Система охлаждения полосы может охлаждать полосу водяным туманом или водой, после чего используется воздушный шабер для осушения полосы, если на последующем этапе обработки допускается незначительное окисление поверхности полосы. Выходной отклоняющий ролик 122 примыкает к системе охлаждения полосы для прижимания и отклонения магниевой полосы к приемному барабану, и для создания подходящего угла намотки для стабильности намотки. Приемный барабан 124 расположен рядом с валком измерения формы для плотной намотки готовой полосы в рулон с требуемым внутренним диаметром для последующего применения магниевой полосы. Ременный захлестыватель 126 является частью приемного барабана и предназначен для создания первого витка рулона на оправке приемного барабана. Тележка 128 на выходе принимает готовую свернутую в рулон полосу для перемещения от прокатного стана. Система 10 прокатного стана для магния по настоящему изобретению может содержать активный подогреваемый рольганг 130, который используется для реверсирования прокатки магниевой полосы или плиты. Рольганг оборудован форсунками 132 горячего воздуха, которые способны обеспечивать нагрев от температуры окружающей среды до приблизительно 500 С. Подогреваемый рольганг можно установить на любой стороне системы прокатного стана рядом с горячими намоточными устройствами, и горячие намоточные устройства можно использовать для прокатки плит или использовать лишь частично по мере необходимости. Активные подогреваемые рольганги можно отводить от линии прокатки, когда между горячими намоточными устройствами движется полоса. Система прокатного стана для магния по фиг. 1 А и 1 В имеет независимые загрузочный подающий барабан и разгрузочный, приемный барабан и может использоваться для прокатки магниевых плит и магниевых рулонов. Система прокатного стана для магния по фиг. 2 А и 2 В имеет независимые загрузочный подающий барабан и разгрузочный приемный барабан, но предназначена для прокатки только рулонов, поскольку в ней нет активного подогреваемого рольганга. На фиг. 3 А и 3 В показана система прокатного стана для магния для прокатки магниевых рулонов, в которой погрузка и выгрузка магниевого рулона осуществляется комбинированным барабаном 134, выполняющим двойную функцию подачи и приема. Этот барабан двойного назначения для подачи и приема является альтернативным единственным узлом, выполняющим и функцию подающего барабана, и функцию приемного барабана и используется для размотки нового рулона и для окончательной намотки готового рулона. Как показано на фиг. 5, горячее намоточное устройство может иметь заправляющий фартук с интегрированными форсунками 136 для горячего воздуха, в которые воздух подается инжекторами 138. Некоторые из признаков и преимуществ настоящего изобретения включают систему прокатного стана для магния, содержащую горячие намоточные устройства для обработки магниевого сплава, предназначенные для плотной намотки и натяжения прокатываемой полосы, в то же время поддерживая нужную температуру. Горячие намоточные устройства являются конвекционными для ускорения нагревания и содержат рециркуляционный вентилятор, теплообменник, изолированные воздуховоды, модулируемые воздушные клапаны и верхние, нижние и боковые форсунки для подачи горячего воздуха к поверхности наматываемого рулона. Дополнительный вытяжной вентилятор создает отрицательное давление в горя-6 024683 чем намоточном устройстве для предотвращения рассеяния теплоты в рабочее пространство. Отдельная нагревательная камера быстро поднимает температуру концов полосы. Камера расположена над хвостовой частью полосы, которая остается за пределами кожуха горячего намоточного устройства, когда рулон полностью намотан на одно из горячих намоточных устройств. Хвостовая часть должна оставаться вне кожуха, чтобы облегчить повторную заправку полосы для следующего прохода. Нагревательная камера встроена в поворотную плиту отклоняющего валка. Такая конструкция позволяет расположить камеру ближе к хвостовой части полосы, когда отклоняющий ролик активен и оптимизировать теплоперенос. Камера оборудована эжекторами горячего воздуха, способными нагреть окружающий воздух до 500 С. Система прокатного стана для магния по настоящему изобретению позволяет обходить горячее намоточное устройство с помощью подвижных в поперечном направлении подающих рольгангов. Рольганг с прижимным роликом захватывает полосу, которая подается на стан или на приемный барабан для обхода горячего намоточного устройства. Рольганг отводят в исходное положение, когда магниевый сплав обрабатывают в горячих намоточных устройствах. Другим преимуществом системы прокатного стана по настоящему изобретению является то, что он содержит двухскоростную систему главного привода для асимметричной прокатки магния с двумя независимыми главными двигателями. Малая скорость используется для создания большого крутящего момента, который необходим для асимметричной прокатки, когда полоса вталкивается и выталкивается из зазора валков двумя рабочими валками для улучшения измельчения микроструктуры за счет сдвига и теплоты. Полученная микроструктура менее склонна к растрескиванию во время последующих операций формования. Альтернативно, двухскоростная независимая система главного привода для асимметричной прокатки использует механическую систему регенерации с единственным главным двигателем и исполнительным механизмом, приводимым в действие через дифференциал. Другим преимуществом настоящего изобретения является внутренний и внешний нагрев рабочего валка для прокатки магния. Внешний нагрев является индукционным нагревом поверхности валка. Индукторы являются зональными, чтобы создать возможность получения перепада температуры по длине валка так, чтобы можно было создавать управляемое расширение бочки валка для коррекции профиля/формы полосы. Внутренний нагрев осуществляется специфическими электрическими нагревательными элементами, расположенными в теле сердцевины валка, которая находится в хорошем тепловом контакте с телом валка для быстрого переноса теплоты. Температура валка составляет приблизительно 300 С, чтобы предотвратить отбор теплоты от прокатываемой полосы, когда она контактирует с рабочими валками. Для повышения производительности стана на подающий барабан можно загружать предварительно разогретые рулоны и непосредственно подавать их на стан. Это снизит или устранит необходимость для любого предварительного разогрева на стане перед первым проходом. Для создания возможности ускоренного охлаждения для предотвращения любой тенденции роста зерен на приемном барабане после охлаждения, система прокатного стана для магния содержит охлаждающую систему, которая поддерживает улучшенные физические свойства мелкозернистого листа, производимого станом. Изолированные и нагреваемые рольганги с кожухами могут быть установлены с каждой стороны от прокатного стана для нагрева магниевой плиты до температуры, необходимой для прокатки, и могут устанавливаться или снаружи от горячих намоточных устройств, и/или между горячими намоточными устройствами и клетью стана. Во внутреннем положении они поднимают температуру полосы, прокатываемую между горячими намоточными устройствами. Другим преимуществом системы стана для прокатки магния по настоящему изобретению является использование подающего и приемного барабана двойного назначения, который уменьшает общую длину линии прокатки и позволяет снизить инвестиции в систему. Расширением оправки на устройстве можно управлять так, чтобы задавать два диаметра - больший диаметр для работы с рулонами с большим центральным отверстием, которые обычно производятся при двухвалковой разливке, и второй, меньший диаметр для использования катушки, чтобы более тонкий прокатанный материал можно было наматывать на такие катушки для последующих операций обработки. Хотя выше были описаны и показаны некоторые варианты изобретения, следует понимать, что в них могут быть внесены различные изменения и модификации, находящиеся в пределах объема изобретения, определяемого приложенной формулой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Прокатный стан для прокатки магния, содержащий реверсивный прокатный стан, имеющий по меньшей мере два рабочих валка для прокатки магниевого листа; горячее намоточное устройство, расположенное с обеих сторон прокатного стана для нагрева и поддержания требуемой температуры магниевого листа, прокатываемого станом,причем горячее намоточное устройство содержит конвекционный нагреватель, имеющий изолиро-7 024683 ванный корпус и каналы с щелевыми воздушными форсунками, расположенные внутри корпуса для направления горячего воздуха на магниевый лист для предотвращения его нагрева выше температуры воздуха, подаваемого форсунками. 2. Стан по п.1, в котором горячее намоточное устройство имеет вытяжной вентилятор. 3. Стан по п.1, дополнительно содержащий удлинительную нагревательную камеру, примыкающую к горячему намоточному устройству для нагрева конца магниевого листа за пределами горячего намоточного устройства. 4. Стан по п.1, дополнительно содержащий активный нагреваемый рольганг для нагрева магниевого листа или магниевой плиты. 5. Стан по п.4, в котором рольганг имеет воздушные инжекторы горячего воздуха для нагрева магниевого листа или магниевой плиты. 6. Стан по п.1, дополнительно содержащий систему привода стана, в которой рабочие валки приводятся независимо для асимметричной прокатки магниевого листа. 7. Стан по п.6, в котором каждый рабочий валок приводится отдельным двигателем. 8. Стан по п.6, в котором один рабочий валок приводится главным независимым двигателем, а другой рабочий валок приводится системой дифференциальной зубчатой передачи и вспомогательным двигателем. 9. Стан по п.1, в котором рабочие валки нагреваются извне зональными индукторами для создания перепада температуры по ширине валка для создания управляемого теплового расширения бочки валка для коррекции профиля или формы полосы магниевого листа. 10. Стан по п.1, в котором рабочие валки имеют внутренние нагревательные элементы в сердцевине рабочих валков. 11. Стан по п.1, дополнительно содержащий по меньшей мере один подающий стол и прижимной ролик. 12. Стан по п.1, дополнительно содержащий пост загрузки и подачи теплого рулона. 13. Способ по п.1, дополнительно содержащий систему охлаждения для окончательного охлаждения перед окончательной намоткой магниевого листа. 14. Стан по п.1, дополнительно содержащий подающий и приемный барабан двойного назначения. 15. Стан по п.1, дополнительно содержащий отклоняющий ролик двойного хода горячего намоточного устройства для уплотнения горячего намоточного устройства, при этом стан дополнительно содержит заправочный фартук горячего намоточного устройства с интегрированными форсунками для горячего воздуха, который подается на них инжекторами горячего воздуха, причем горячее намоточное устройство далее содержит фланец в воздуховоде, питающем изолированный корпус, для доступа внутрь изолированного корпуса.

МПК / Метки

МПК: B21B 47/00, B21B 3/00, B21B 35/00, B21B 27/08

Метки: стан, прокатки, магния

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-24683-stan-dlya-prokatki-magniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Стан для прокатки магния</a>

Похожие патенты