專利名稱：用于對金屬帶進行拉力伸展的方法及設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對金屬帶尤其是鋁合金的薄金屬帶(連續(xù)地) 進行拉力伸展的方法，其中，金屬帶在一個或多個伸展區(qū)內(nèi)在屈服點 范圍內(nèi)或屈服點之上的拉應力作用下塑性變形。薄金屬帶尤其是指那些厚度為0.05至lmm，優(yōu)選0.1至0.5mm的金屬帶。伸展區(qū)通常是指在帶處理設備內(nèi)部在兩個驅(qū)動輥之間的一個使帶在其中塑性伸長以及拉應力處于屈服點數(shù)量級的帶材路段。
背景技術(shù)：
眾所周知，薄金屬帶可以在連續(xù)的拉力伸展過程中整平。帶通過 一個制動輥組和一個拉力輥組運行，并在兩個輥組之間的伸展過程中 遭受處于塑性范圍內(nèi)的伸展拉力。在這里，帶在兩個輥組之間可以通 過多個伸展區(qū)運行并在這些伸展區(qū)內(nèi)在塑性范圍和/或彈性范圍內(nèi)得 以伸展(參見DE10323811A )。除拉力伸展外，金屬帶的整平也可以通過軋制實現(xiàn)，例如平整軋 制和/或矯直。采用已知的通過軋制、矯直和/或拉力伸展整平金屬帶 的方法，幾乎不可能完全排除尤其是波紋度或帶材彎弓，從而只是;f艮 少實現(xiàn)理想的平面狀態(tài)。由于這個原因，尤其是在軋制時建議在金屬帶內(nèi)通過區(qū)域性地 加熱或冷卻來造成一種沿帶寬和必要時沿規(guī)定的帶長可變的溫度特 征，以影響拉應力分布。在這種情況下就通過改變拉應力分布調(diào)整了 平整度(參見DE19933610A1 )。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是發(fā)展一種前言所述類型的方法，使金屬帶的平整 度可以通過簡單和與此同,時經(jīng)濟的方式在拉力伸展過程中加以改善。 為達到此目的，本發(fā)明在一種按此類型的用于對金屬帶連續(xù)地進行拉力伸展的方法中規(guī)定在至少一個伸展區(qū)內(nèi)部為了調(diào)定一種沿帶 寬不均勻的溫度分布，沿帶寬局部地加熱和/或冷卻金屬帶。在這方面 本發(fā)明是從以下的認識出發(fā)只要在一個伸展區(qū)內(nèi)部或在多個伸展區(qū) 內(nèi)部在塑性變形期間區(qū)域性地加熱帶，便可以特別靈敏地影響拉力伸 展過程。因此帶并不是在拉力伸展區(qū)進口之前就已經(jīng)加熱，在那里應 變尚處于屈服點之下，而是要在它真正處于伸展區(qū)內(nèi)時才加熱。因此帶在開始加熱前拉應力的大小已經(jīng)處于屈服點<ys。在這種情況下有特別重要意義的事實是，認為通過例如加熱帶材窄條，帶內(nèi)的拉應力分 布不改變理想塑性的材料特性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，理想塑性材料指 的是這樣的材料，即，在塑性變形過程中不發(fā)生或僅發(fā)生一種可忽略 不計的輕微冷作硬化。當然，即使對于輕度冷作硬化的情形，仍可認 為當帶材窄條在伸展區(qū)(其中帶的拉應力處于屈服點范圍內(nèi))內(nèi)部加 熱時拉應力分布只是不顯著地改變。盡管如此仍然可在拉力伸展區(qū)內(nèi) 部通過加熱這種帶材窄條來局部影響拉力伸展過程，因為，在不同溫 度的各帶材窄條之間的塑性拉伸的差別，直接由被加熱的帶材窄條的 熱膨脹(而不是例如由不同的拉應力分布)造成。對于沒有加熱或冷卻的窄條適用下式￡ges=Os/E+￡p, kalt而對于加熱的窄條則適用下式￡ges=Ws/E+￡p， warm+a*ATSges表示總應變。Os是屈服點。E是彈性模量。a是熱膨脹系數(shù)。 AT是被加熱的窄條的(相對)溫升，按。C計量?！阷, wann或 ￡p， ka" 是熱或冷的窄條的塑性應變。因為在拉力伸展區(qū)內(nèi)部一方面冷的窄條及另一方面熱的窄條的總應變Sges是一致的，所以由上述關(guān)系式直接得知， 沿帶寬的塑性拉伸分布直接取決于溫度差AT A￡p—￡p， ka『Ep， warm—tt*AT因此沿帶寬的塑性拉伸的分布可以直接通過《1入的溫度差來施加 影響。溫度分布的調(diào)定似乎是構(gòu)成了拉力伸展過程的另一個平整度調(diào) 整環(huán)節(jié)。其結(jié)果是，在實施按本發(fā)明方法的過程中可以造成平整度特別高的金屬帶。此外，按本發(fā)明方法的特點還在于其具有高的靈活適應性。有特別重要意義地還在于下列事實在拉力伸展區(qū)內(nèi)部并因而 在拉力伸展輥對的相應第一個拉力輥之后實施帶的加溫。由此排除了 影響拉力伸展輥溫度的可能性，要不然拉力伸展輥會以不希望的方式 影響拉力伸展過程。在這方面，本發(fā)明按特別有利的設計建議，接著在同一個伸展區(qū) 內(nèi)為了調(diào)定一種沿帶寬均勻的溫度分布，沿帶寬(至少)局部地加熱 和/或冷卻金屬帶。在此，本發(fā)明是以下列認識為出發(fā)點特別有利的 是，仍在同一個伸展區(qū)內(nèi)重新平衡原先不均勻的溫度特征并因此重新 消除帶內(nèi)的溫度差。因此，帶在伸展后重新沿帶寬有恒定的溫度。在 這方面特別有利的是，所述的溫度平衡仍在同一個伸展區(qū)內(nèi)部實施， 因為以此方式不僅可靠地避免了拉力伸展輥對的第一拉力伸展輥而且 可靠地避免了其第二拉力伸展輥的不均勻的溫度影響。這特別有利于 在同一個設備內(nèi)先后處理不同的、為了整平需要不同溫度分布的帶材 或帶材巻。原因是，以此方式可靠地避免了在第一個帶材巻用規(guī)定 的溫度分布處理后將此溫度分布傳輸給拉力伸展設備的一個或多個 輥。由此防止在接著處理其他帶材巻時必須考慮受事先已被加熱的輥 的影響。為了均勻化溫度特征，在本發(fā)明的框架內(nèi)存在這樣的可能性，即， 將帶在起先加熱(或冷卻)的區(qū)域內(nèi)接著反向調(diào)溫，并因此冷卻加熱 的區(qū)域和/或加熱冷卻的區(qū)域。但還存在這樣的可能性，即，不是事先 加熱的區(qū)域被接著冷卻，而是恰恰加熱事先未加熱的區(qū)域。以此方式 也可以均勻化溫度特征，并且不需要冷卻元件。此外本發(fā)明建議，在伸展區(qū)內(nèi)部和/或在伸展區(qū)之后測量溫度分 布；以及，根據(jù)該測量結(jié)果來控制和/或調(diào)節(jié)溫度特征的調(diào)定。通過確 定溫度分布可以非?？煽康剡M行過程監(jiān)控，從而尤其也可以跟蹤變化 的帶速。此外還存在這樣的可能性，即，在伸展區(qū)內(nèi)部和/或在伸展區(qū)之后 測量帶的平整度；以及，根據(jù)測量來控制和/或調(diào)節(jié)溫度特征的調(diào)定。按所述類型的方法對金屬帶尤其是薄金屬帶進行拉力伸展的設備 也是本發(fā)明的技術(shù)主題。這種拉力伸展設備包括至少一個拉力伸展輥 對，它在第一拉力伸展輥與第二拉力伸展輥之間構(gòu)成一個伸展區(qū)。優(yōu) 選地，這種拉力伸展設備具有至少一個進口夾緊輥組，例如制動輥組， 以及具有至少一個出口夾緊輥組，例如拉力輥組，以及，在進口夾緊 輥組與出口夾緊輥組之間設置至少一個拉力伸展輥對。不過本發(fā)明還 包括一些有多個伸展區(qū)和尤其是有多個拉力伸展輥對的實施形式。按本發(fā)明，在這個或這些伸展區(qū)內(nèi)或者至少伸展區(qū)之一內(nèi)設置至 少一個第一調(diào)溫裝置，它有一個或多個加熱元件和/或冷卻元件，用于 調(diào)定一種沿帶寬不均勻的溫度特征。此外特別有利的是，在同一個伸 展區(qū)內(nèi)在此第一調(diào)溫裝置下游相隔規(guī)定距離地設置一個第二調(diào)溫裝 置，它同樣具有一個或多個加熱元件和/或冷卻元件，用于調(diào)定一種沿 帶寬均勻的溫度特征。因此，借助第一調(diào)溫裝置調(diào)定影響拉力伸展過 程所需要的不均勻溫度分布，而設置在下游的調(diào)溫裝置用于使起先所 調(diào)定的溫度特征均勻化。這種調(diào)溫裝置可以具有多個沿帶寬分布的(獨立的)加熱元件和/ 或冷卻元件。然而也處于本發(fā)明框架內(nèi)的是，這種調(diào)溫裝置具有一個 或多個可沿帶寬移動或橫跨帶寬的加熱元件和/或冷卻元件。加熱元件 可以涉及熱輻射器，例如紅外輻射器。作為替代或補充，加熱元件也 可以使用感應加熱元件或其他類型的加熱元件。冷卻元件可例如設計 為用于供給冷卻空氣的鼓風元件。按優(yōu)選的實施形式，，借其沿帶寬調(diào)定不均勻溫度特征的第一調(diào)溫 裝置直接設置在第一拉力伸展輥之后，也就是說，在拉力伸展區(qū)的起 始處進行調(diào)溫。此外也恰當?shù)氖?，借其重新平衡不均勻溫度特征的?二調(diào)溫裝置直接設置在第二拉力伸展輥之前或在它近前或設置在拉力 伸展區(qū)的末端區(qū)域內(nèi)。在這方面例如恰當?shù)氖?，在第一調(diào)溫裝置與第 二調(diào)溫裝置之間的距離至少為伸展區(qū)長度或拉力伸展輥對的拉力伸展 輥之間距離的一半。按本發(fā)明的另一項設計，建議在伸展區(qū)內(nèi)和/或在此伸展區(qū)之后設置至少一個測溫裝置，它可以與一個控制和/或調(diào)節(jié)裝置連接，后者 再與所述一個或多個調(diào)溫裝置相連。此外也可以恰當?shù)氖?，在伸展區(qū) 內(nèi)和/或在此伸展區(qū)之后設置一個平整度測量裝置，它同樣與一個控制 和/或調(diào)節(jié)裝置連接，后者則又操作調(diào)溫裝置。


下面借助一個僅表示一種實施例的附圖詳細說明本發(fā)明。唯一的 附圖用示意和大大簡化的側(cè)視圖表示一個用于實施按本發(fā)明方法的拉 力伸展設備。
具體實施方式
就其基本結(jié)構(gòu)而言，這種拉力伸展設備具有一個設計為制動輥組1的進口夾緊輥組以及一個設計為拉力輥組2的出口夾緊輥組。按本 實施例，在制動輥組1與拉力輥組2之間設置一個拉力伸展輥對3， 它在一個第一拉力伸展輥4與一個第二拉力伸展輥5之間構(gòu)成一個拉 力伸展區(qū)R。制動輥組1和拉力輥組2分別有多個輥，它們被施加以 分成等級的扭矩/轉(zhuǎn)速并因而被施加伸展拉力，為的是調(diào)整在制動輥組 l與拉力輥組2之間期望的伸展拉力。拉力伸展輥對3的拉力伸展輥4、 5也相應地被驅(qū)動，使得帶在伸展區(qū)R內(nèi)部處于數(shù)量級為屈服點的拉 應力狀態(tài)，將帶B塑性變形或伸長?，F(xiàn)在按本發(fā)明在此伸展區(qū)R內(nèi)部設置一個第一調(diào)溫裝置6,它具 有一個或多個加熱元件和/或冷卻元件。借助此第一調(diào)溫裝置6直接在 第一拉力伸展輥4之后并因而在金屬帶B塑性變形期間造成一種沿帶 寬不均勻的溫度特征。帶B在一個或在多個選出的帶材窄條內(nèi)局部加 熱。這種局部加熱或引入的溫度差，直接影響塑性拉伸，從而可以靈 敏地影響拉力伸展過程。冷的區(qū)域比相應地加熱的區(qū)域被更強烈地拉 伸。在這里所述第一調(diào)溫裝置6直接設置在拉力伸展輥對3的第一輥 4之后。因此，帶在其離開第一輥4后立即局部調(diào)溫。此外在圖中還表示，在同一個伸展區(qū)R內(nèi)部還設有一個第二調(diào)溫 裝置7，它隔開距離a地布置在第一調(diào)溫裝置6下游。此調(diào)溫裝置7 也有具一個或多個加熱元件和/或冷卻元件，借助它們可以接著重新平衡事先不均勻調(diào)定的溫度特征。帶B因而具有沿帶寬恒定的溫度地離 開伸展區(qū)R。因此，在本發(fā)明的框架內(nèi)，沒有向任何參與工作的輥供 給不均勻調(diào)溫的帶，從而不存在任何局部加熱和/或冷卻參與工作的輥 的危險。其結(jié)果是保證能夠特別可靠地實施按本發(fā)明的過程。在兩個拉力伸展輥4、 5之間的距離A或伸展區(qū)R的長度通常不 超過5m,例如為2至3m。圖中表示，第一調(diào)溫裝置6直接布置在拉 力伸展輥4之后，所以帶B在它離開第一輥4之后立即局部調(diào)溫。所 說的直接布置在第一拉力伸展輥之后的意思是指處于伸展區(qū)的第一個 一半內(nèi)，優(yōu)選地在伸展區(qū)的第一個三分之一內(nèi)，例如在伸展區(qū)的第一 個四分之一內(nèi)。調(diào)溫裝置離拉力伸展輥4的距離x優(yōu)選小于lm，例 如小于0.5m。此外圖中還表示，第二調(diào)溫裝置7直接布置在第二拉力 伸展輥5之前。所說的直接布置在第二拉力伸展輥之前的意思是指處 于伸展區(qū)的第二個一半內(nèi)，優(yōu)選地在伸展區(qū)的最后三分之一內(nèi)，例如 在伸展區(qū)的最后四分之一內(nèi)。第二調(diào)溫裝置7與第二拉力伸展輥5之 間的距離y例如小于lm，優(yōu)選小于0.5m。在這方面恰當?shù)氖?，在?個調(diào)溫裝置6、 7之間的距離a相對拉力伸展輥4、 5之間的距離A而 言應盡可能大。在這里距離a優(yōu)選至少是拉力伸展輥4、 5之間距離A 的一半。在本發(fā)明的框架內(nèi)，所說的距離是指沿著帶的距離或間隔， 例如調(diào)溫裝置或?qū)谋徽{(diào)溫的帶區(qū)域到帶在那里離開輥或帶在那里 與輥接觸之區(qū)域的距離。此外，圖中還表示，在此拉力伸展設備中，例如在拉力伸展輥對 3之后和必要時也在拉力輥組2之后，可以設置一個平整度測量裝置8， 例如平整度測量輥，或者也可以設置一個不接觸式的平整度測量裝置。 因此可以直接測得或檢驗帶B在拉力伸展過程中所達到的平整度。測 量結(jié)果可以輸入一控制和/或調(diào)節(jié)裝置，該控制和/或調(diào)節(jié)裝置與拉力 伸展設備的各部件和尤其也與一個或多個調(diào)溫裝置6、 7連接。這在圖 中沒有示出。
權(quán)利要求
1.用于對金屬帶尤其是薄金屬帶(連續(xù)地)進行拉力伸展的方法，其中，金屬帶在一個或多個伸展區(qū)內(nèi)在屈服點范圍內(nèi)或屈服點之上的拉應力作用下塑性變形，其特征為在至少一個伸展區(qū)內(nèi)部為了調(diào)定一種沿帶寬不均勻的溫度分布，沿帶寬局部地加熱和/或冷卻金屬帶。
2. 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征為，接著在同一個伸展區(qū) 內(nèi)為了調(diào)定一種沿帶寬均勻的溫度分布，沿帶寬(至少)局部地加熱 和/或冷卻金屬帶。
3. 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征為，金屬帶在起先加熱或 冷卻的區(qū)域內(nèi)接著被冷卻和/或加熱，和/或在起先沒有加熱或沒有冷 卻的區(qū)域內(nèi)凈皮加熱或冷卻。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征為，在伸展區(qū)內(nèi) 部和/或在伸展區(qū)之后測量溫度分布；以及，根據(jù)測量來控制和/或調(diào) 節(jié)溫度特征的調(diào)定。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征為，在伸展區(qū)內(nèi) 部和/或在伸展區(qū)之后測量帶的平整度；以及，根據(jù)測量來控制和/或 調(diào)節(jié)溫度特征的調(diào)定。
6. 按權(quán)利要求1至5之一所述的方法對金屬帶(B )尤其是薄金屬 帶進行拉力伸展的設備，包括至少一個拉力伸展輥對(3)，它在第一 拉力伸展輥(4)與第二拉力伸展輥(5)之間構(gòu)成一個伸展區(qū)(R)， 其特征為在伸展區(qū)(R)內(nèi)設至少一個第一調(diào)溫裝置(6)，該第一 調(diào)溫裝置有一個或多個加熱元件和/或冷卻元件，用于調(diào)定一種沿帶寬 不均勻的溫度特征。
7. 按照權(quán)利要求6所述的設備，其特征為，在同一個伸展區(qū)(R) 內(nèi)在所述第一調(diào)溫裝置(6)下游設置一個第二調(diào)溫裝置(7)，該第二 調(diào)溫裝置有一個或多個加熱元件和/或冷卻元件，用于調(diào)定一種均勻的 溫度特征。
8. 按照權(quán)利要求6或7所述的設備，其特征為，第一和/或第二調(diào)溫裝置(6、 7)具有多個沿帶寬分布的加熱元件和/或冷卻元件。
9. 按照權(quán)利要求6至8之一所述的設備，其特征為，第一和/或 第二調(diào)溫裝置(6、 7)具有一個或多個可沿帶寬移動的加熱元件和/ 或冷卻元件。
10. 按照權(quán)利要求6至9之一所述的設備，其特征為，加熱元件 設計為熱輻射器，例如紅外輻射器，或設計為感應加熱元件。
11. 按照權(quán)利要求6至IO之一所述的設備，其特征為，在伸展區(qū) (R)內(nèi)和/或在此伸展區(qū)之后設置至少一個用于確定沿帶寬的溫度分布的測溫裝置，該測溫裝置優(yōu)選與 一控制和/或調(diào)節(jié)裝置連接。
12. 按照權(quán)利要求6至ll之一所述的設備，其特征為，在伸展區(qū) 內(nèi)和/或在此伸展區(qū)之后設置一個用于確定帶平整度的平整度測量裝 置(8),該平整度測量裝置優(yōu)選與一控制和/或調(diào)節(jié)裝置連接。
13. 按照權(quán)利要求6至12之一所述的設備，包括至少一個進口夾 緊輥組(l)，例如制動輥組，以及包括至少一個出口夾緊輥組(2)， 例如拉力輥組，以及包括至少一個設置在進口夾緊輥組(1)與出口夾 緊輥組(2)之間的拉力伸展輥對(3)。
14. 按照權(quán)利要求6至13之一所述的設備，其特征為，第一調(diào)溫 裝置(6)直接設置在第一拉力伸展輥(4)之后；和/或，第二調(diào)溫裝 置(7)直接設置在第二拉力伸展輥(5)之前。
15. 按照權(quán)利要求14所述的設備，其特征為，在第一調(diào)溫裝置(6 ) 與第二調(diào)溫裝置(7)之間的距離(a)至少為伸展區(qū)長度或拉力伸展 輥(4、 5)之間距離(A)的一半。
16. 按照權(quán)利要求14或15所述的設備，其特征為，第一調(diào)溫裝 置(6)設置在伸展區(qū)(R)的第一個一半內(nèi)，例如在第一個三分之一 內(nèi)，優(yōu)選設置在伸展區(qū)(R)的第一個四分之一內(nèi)；和/或，第二調(diào)溫 裝置(7)設置在伸展區(qū)(R)的第二個一半內(nèi)，例如在最后三分之一 內(nèi)，優(yōu)選設置在伸展區(qū)(R)的最后四分之一內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對金屬帶尤其是薄金屬帶(連續(xù)地)進行拉力伸展的方法，其中，金屬帶在一個或多個伸展區(qū)內(nèi)在屈服點范圍內(nèi)或屈服點之上的拉應力作用下塑性變形。本方法的特征在于，在至少一個伸展區(qū)內(nèi)部為了調(diào)定一種沿帶寬不均勻的溫度分布，沿帶寬局部地加熱和/或冷卻金屬帶。
文檔編號B21D1/00GK101239362SQ20081000446
公開日2008年8月13日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者A·諾埃 申請人:礦山機械和軋鋼機械制造有限公司