用于熱金屬輥軋中的定向冷卻的制造方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于熱輥乳金屬板的制造方法和設(shè)備。特定地說(shuō)，本發(fā)明提供增強(qiáng)冷 卻以減少輥乳時(shí)間且增加輥乳金屬板（諸如鋁）的產(chǎn)量和效率的制造方法和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于輥乳金屬板的改進(jìn)的制造方法和設(shè)備。特定地說(shuō)，本發(fā) 明的方面提供增強(qiáng)定向冷卻以最大化輥乳和/或冷卻速度和總產(chǎn)量的輥乳機(jī)設(shè)備。本發(fā)明 尤其有利于具有多個(gè)輥架的輥乳和卷取機(jī)中的鋁板熱輥筒的冷卻潤(rùn)滑。
[0003] 在某些方面，本發(fā)明包含冷卻劑系統(tǒng)，其在輥乳期間用50°C或高于50°C的第一溫 度的冷卻劑流體對(duì)輥乳的金屬板進(jìn)行冷卻且同時(shí)用低于50°C的第二溫度的冷卻劑流體在 不同位置處對(duì)輥乳的金屬板進(jìn)行冷卻以促進(jìn)所需輥乳溫度下的輥乳。還可在輥架的金屬入 口側(cè)上使用第一溫度的冷卻劑流體以對(duì)輥筒提供潤(rùn)滑。在某些實(shí)施例中，第二溫度比第一 溫度低5°C到15°C。此特征允許冷卻系統(tǒng)保留與輥乳過(guò)程期間的50°C或高于50°C的溫度 的冷卻劑排放相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，而低于50°C的冷卻劑流在選定位置處提供另外的冷卻以增加 輥乳或卷取速度且改進(jìn)效率。單獨(dú)的冷卻劑流可產(chǎn)生自使用由若干熱交換機(jī)組成的熱交換 機(jī)系統(tǒng)從所排放的冷卻劑收集的單個(gè)冷卻劑供應(yīng)，若干熱交換機(jī)諸如具有第一熱交換機(jī)和 第二熱交換機(jī)的熱交換機(jī)，第一熱交換機(jī)將加熱的排放冷卻劑流體的第一部分冷卻到大約 第一溫度，而第二熱交換機(jī)將加熱的排放冷卻劑流體的第二部分冷卻到較低溫度，所述較 低溫度適用于低于第一溫度的第二溫度的較低溫度冷卻劑流。按照冷卻效率、設(shè)備空間和 操作可靠度的要求，第一熱交換機(jī)和第二熱交換機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可表現(xiàn)為第一組熱交換機(jī) 和第二組熱交換機(jī)。
[0004] 在某些實(shí)施例中，現(xiàn)有的備用熱交換機(jī)可用作第二熱交換機(jī)。在此情況中，設(shè)計(jì)冷 卻系統(tǒng)可包含管道系統(tǒng)和一或多個(gè)閥，如果第一熱交換機(jī)處于服務(wù)中，那么所述一或多個(gè) 閥將主冷卻劑流引導(dǎo)通過(guò)第二熱交換機(jī)。管道系統(tǒng)還可包含管道和一或多個(gè)閥以針對(duì)選定 輥架或帶表面處的定向冷卻而控制冷卻劑的第二部分到所需組的噴嘴的流動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1示出了常規(guī)的輥乳機(jī)和冷卻劑系統(tǒng)的示意圖。
[0006] 圖2到3示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的輥乳機(jī)和冷卻系統(tǒng)的示意圖。
[0007] 圖4A到4B以圖表描繪通過(guò)輥乳機(jī)的產(chǎn)品的板坯溫度。
[0008] 圖5以圖表描繪熱輥乳期間的多輥架輥乳機(jī)中的最后一個(gè)輥架的輥乳速度對(duì)冷 卻劑溫度。
[0009] 圖6以圖表比較實(shí)例輥乳中的輥乳速度對(duì)冷卻劑溫度。
[0010] 圖7A到7D以圖表描繪根據(jù)本發(fā)明的某些方面通過(guò)輥乳機(jī)的產(chǎn)品的輥乳速度對(duì)冷 卻劑溫度。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 本發(fā)明涉及熱輥乳金屬，尤其涉及如本文中描述以具有多個(gè)輥架的輥乳機(jī)對(duì)鋁進(jìn) 行的熱輥乳和對(duì)在選定位置處的輥乳金屬進(jìn)行的定向冷卻。
[0012] 熱帶輥乳機(jī)中的金屬（諸如鋁）的輥乳是一種眾所周知的金屬形成過(guò)程。在輥乳 金屬形成過(guò)程中，金屬坯料被輸送通過(guò)一或多個(gè)輥筒堆疊中的一對(duì)輥筒或多個(gè)輥筒。通常， 金屬經(jīng)輥乳通過(guò)多個(gè)輥筒堆疊，金屬板隨著其通過(guò)每一堆疊而減小厚度且形成光滑的加工 表面且隨后被輥乳成卷盤(pán)。輥乳過(guò)程的類(lèi)型是根據(jù)所輥乳的金屬的溫度而分類(lèi)。如果金屬 溫度在輥乳期間超過(guò)其再結(jié)晶溫度，那么所述過(guò)程被稱(chēng)作熱輥乳；如果溫度保持低于再結(jié) 晶溫度，那么所述過(guò)程被稱(chēng)作冷輥乳。在任一過(guò)程中，金屬在輥乳期間的摩擦和變形在所 輥乳的金屬板和每一堆疊的輥筒兩者中產(chǎn)生大量的熱量。為了解決與過(guò)量熱量相關(guān)聯(lián)的問(wèn) 題，輥乳機(jī)包含冷卻系統(tǒng)，其將冷卻流體（諸如水或水基乳狀液）從各組冷卻噴嘴排放到輥 筒和所輥乳的金屬板上。通常，如圖1中示出，一組冷卻潤(rùn)滑噴嘴5定位成將冷卻流體排放 在輥乳機(jī)的入口側(cè)處的工作輥筒表面上。輥乳機(jī)的出口側(cè)處的輥筒冷卻噴嘴6也可能是可 用的。常規(guī)輥乳機(jī)中的冷卻系統(tǒng)使用常見(jiàn)的冷卻劑供應(yīng)，其被栗送到所有冷卻噴嘴6和冷 卻潤(rùn)滑噴嘴5使得冷卻流體的溫度在所有排放噴嘴處是相同的。
[0013] 圖1描繪具有三個(gè)輥筒堆疊A、B和C的常規(guī)輥乳機(jī)，金屬板坯1通過(guò)所述三個(gè)輥 筒堆疊A、B和C輥乳以在熱輥乳金屬形成過(guò)程中減小厚度。因?yàn)檩伻槠陂g金屬的摩擦和 變形在經(jīng)輥乳的金屬板和每一堆疊的輥筒兩者中產(chǎn)生大量的熱量，所以輥乳機(jī)包含冷卻系 統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)將冷卻流體（諸如水或水包油乳狀液的潤(rùn)滑劑）排放到輥筒和輥乳金屬 上以轉(zhuǎn)移熱量且防止金屬形成過(guò)程期間輥筒或金屬過(guò)熱。通常，冷卻系統(tǒng)包含冷卻栗（未 示出），所述冷卻栗將冷卻流體栗送通過(guò)每一輥筒堆疊處的冷卻系統(tǒng)的各個(gè)噴嘴。冷卻系 統(tǒng)可包含：輥筒堆疊的入口側(cè)上的輥筒冷卻潤(rùn)滑噴嘴5,其將冷卻流體排放到上游側(cè)上的 輥筒表面上；和帶冷卻噴嘴，其將冷卻流體排放到下游側(cè)上的一對(duì)輥筒6上。類(lèi)似定位的輥 筒冷卻潤(rùn)滑噴嘴也可在另外的輥筒堆疊下游上使用。常規(guī)的熱鋁連乳機(jī)是借助于以相同溫 度供應(yīng)給輥乳機(jī)的所有輥架的輥筒的冷卻劑流體（通常是冷卻劑乳狀液）來(lái)冷卻。在將冷 卻劑排放在輥筒堆疊處之后，被加熱到高溫HT的冷卻劑被收集在收集貯槽中，然后栗送通 過(guò)過(guò)濾/貯存系統(tǒng)且通過(guò)將冷卻劑的溫度降低到較低溫度LT的熱交換機(jī)HX到輥筒冷卻潤(rùn) 滑噴嘴5和帶冷卻噴嘴6。以此方式，在金屬輥乳過(guò)程期間可連續(xù)地使用和再使用冷卻劑。 如通過(guò)參考圖1可知，來(lái)自熱交換機(jī)HX的廢水溫度LT的冷卻劑為所有冷卻排放噴嘴所共 有。通常，所使用的冷卻劑的溫度基于各種因素（諸如以下因素）被限于55+/-5°C。一些 合金需要稍微升高冷卻劑溫度以用于輥乳以產(chǎn)生脫油劑到工作輥筒上。另外，改變主冷卻 劑系統(tǒng)的溫度且響應(yīng)于受輥乳的產(chǎn)品的需求，在將乳狀液重新加熱到以較暖冷卻劑輥乳更 好的合金所需的溫度時(shí)，能量輸入成為必需。低于50°C的主冷卻劑溫度由于與工人接觸有 關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)的增加而通常是不合需要的，且在一些輥乳機(jī)中，輥乳機(jī)冷卻劑溫度下降受限于 冷卻水的流量和溫度。
[0014] 與使用此溫度范圍內(nèi)的冷卻劑相關(guān)聯(lián)的一個(gè)缺陷是：經(jīng)輥乳的金屬板溫度可超過(guò) 冶金原因所需的溫度，或?yàn)榱吮苊獬^(guò)此溫度，將必須降低輥乳速度。這些方面的情況可限 制輥乳過(guò)程之后經(jīng)輥乳金屬板的可卷取速度。將希望提供一種冷卻系統(tǒng)，其還對(duì)一或多個(gè) 位置處的經(jīng)輥乳金屬板進(jìn)行冷卻，同時(shí)在輥乳過(guò)程期間維持剩余冷卻潤(rùn)滑位置處的主冷卻 劑溫度。如果此冷卻系統(tǒng)可允許控制定向冷卻溫度且如果可搭配具有收集共同流內(nèi)的排放 冷卻劑的冷卻系統(tǒng)的常規(guī)輥乳機(jī)使用這些改進(jìn)，那么所述冷卻系統(tǒng)將是進(jìn)一步所需的。
[0015] 在某些方面，本發(fā)明提供一種冷卻系統(tǒng)，其用50°C或高于50°C的第一溫度的冷卻 劑流體對(duì)輥乳期間處于一個(gè)位置處的經(jīng)輥乳金屬板進(jìn)行冷卻，且用低于50°C的第二溫度的 冷卻劑流體對(duì)另一位置處的經(jīng)輥乳金屬板進(jìn)行冷卻，以允許增加輥乳速度。此允許冷卻系 統(tǒng)保留大部分輥乳過(guò)程期間大約50°C的冷卻劑排放的優(yōu)點(diǎn)，而選定位置處低于50°C的冷