一種變凸度的張力破鱗輥的製作方法
2023-06-13 09:46:56
專利名稱：一種變凸度的張力破鱗輥的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋼板表面處理技術領域，特別涉及一種變凸度的張力破鱗輥，主要用於快速鬆動冷態鋼板表面的鱗皮組織，確保鱗皮與基板之間的粘附面、附著力等顯著降低， 以顯著提高後工序清除鱗皮的效率，有效降低除鱗工藝段的長度。
背景技術：
金屬材料在熱態軋制或熱處理過程中會在表面形成一層由金屬氧化物組成的緻密覆蓋物，俗稱「鱗皮」，該鱗皮的存在對進一步加工處理會造成影響一方面使材料的表面裂縫不易被提前發現，從而使加工出的成品存在質量問題；另一方面易將鱗皮壓入金屬表面，造成表面質量問題；此外，堅硬的氧化物的存在，會加速軋輥或拉拔機的磨損。為了消除氧化物對金屬製品質量的影響，國內外普遍溼法除鱗技術，即採用液態的化學除鱗方式，通常採用硫酸、鹽酸及氫氟酸的溶液，依託化學反應來溶解金屬表面的氧化物——鱗皮，然而這種傳統的溼法除鱗會產生大量的酸霧，直接對周邊環境產生汙染，同時對生產廠房等設施的防腐要求很高；另外，酸洗後排放的費酸液處理成本較高，回收再利用過程中的也會汙染周邊環境；同時，採用酸洗除鱗容易造成除鱗不均勻，且金屬損失大。 為了解決酸洗引起的環境汙染問題，科研工作者進行了大量的研究，研製了多種技術和設備，以替代酸洗去除金屬表面的鱗皮，如電解除鱗、電解研削除鱗、放電除鱗、電子束除鱗、 雷射除鱗、研磨除鱗、液體噴丸除鱗(又稱高壓水噴砂除鱗)、拋丸除鱗、反覆彎曲除鱗以及上述不同方法組合的除鱗方法。綜合以上除鱗工藝特徵，冷態鋼板的首步破鱗工序至關重要，即對冷態鋼板表面的鱗皮組織進行破裂，利用特殊的力學分布來實現對鱗皮的高速、高效的破裂工藝，造成表面鱗皮與基板之間的粘附面顯著降低，同時出現顯著的鱗皮裂紋，為後續的鱗皮清除打好 ■石出。在這種破鱗方面國內還沒有可以參閱的典型發明創造，主要還停留在對國外破鱗工藝的消化、吸收的層面上，如果中國專利CN1864880、CN2145092、CN85102221以及 CN101138837等均採用高速運動的顆粒或固液兩相流衝擊板面，實現鋼板表面的鱗皮清除工藝，然而這些發明都沒有涉及具體的破鱗工序。在國外尤其是日本、德國等冶金技術發達國家，其對破鱗工序的研究十分充分。其中日本針對破鱗公開的專利較多，技術範圍也非常廣泛，如日本三菱重工公開的JP56139214A採用彎曲、摩擦進行破鱗；同時，日本的 JP57007315A公開了一種扭彎一拉伸的破鱗方式，即採用一系列轉動軸不平行的空間輥系， 利用前後機組的張力作用實現對鱗皮的均勻破裂，為後續除鱗工序打下基礎；另外，日本川崎制鐵公開了 JP59118222A，即採用一種大正凸度輥，讓帶鋼在一定張力下通過其表面，實現帶鋼表面產生均勻的平面正應力，造成鱗皮均勻拉伸破裂。新的破鱗工藝以以上為最典型，其他的傳統破鱗工藝主要為單機架軋制破鱗，如PV軋制破鱗等，另外就是拉伸矯直破鱗等。
發明內容
本發明的目的是設計一種變凸度的張力破鱗輥，能實現對冷態鋼板進行高速、連續的破鱗，以高效的破鱗工藝來保證後續清除鱗皮的工藝高效快捷。為達到上述目的，本發明的技術方案是
一種變凸度的張力破鱗輥，其包括，剛性芯軸，兩端設置於兩軸承座；剛性芯軸設內主通道及與主通道連通的旁通道；彈性輥套，套設於剛性芯軸外，彈性輥套內設若干型腔，型腔與剛性芯軸的旁通道連通；連接管，一端接介質源，另一端與剛性芯軸主通道連通。進一步，所述的型腔在剛性芯軸徑向斷面上成中心軸對稱分布。所述的型腔在剛性芯軸徑向斷面上成中心軸對稱分布，設有4 16個。所述的型腔以彈性輥套長度的中心線為對稱分布。各個型腔之間採用與彈性輥套同質的隔壁進行隔開，且每個獨立型腔都與一個剛性芯軸的旁通道連通。另外，所述的主通道沿剛性芯軸軸向設置，旁通道與主通道連通，沿剛性芯軸徑向設置。所述的介質源為壓縮氣體源或液體介質源。所述的主通道或/和旁通道為管道。本發明通過一種彈性的且帶有特殊型腔的變凸度輥，將帶鋼在一定張力下通過該輥輥面，實現帶鋼鱗皮的特殊張力分布，顯著提高鱗皮的破裂效果，顯著降低除鱗產線的佔地面積與生產維護成本。本發明相對現有技術的優點
1、本發明一種可利用介質壓力調節的方式，實現該輥的凸度可變，最終實現在其表面通過的帶鋼上產生顯著的徑向一軸向同時拉應力的分布特徵，同時也可以產生徑向拉應力一軸向壓應力特徵，以顯著提高破鱗效果。2、利用最終高效的前置破鱗設備與工藝，能顯著減少酸洗設備產線長度與佔地面積，能顯著降低初期的投資成本，靈活性大大增強。3、本發明由於採用純機械力，沒有使用與產生任何汙染環境的物質，在當前提倡綠色環保的大背景下顯得十分必要。4、本發明變凸度張力破鱗輥替代現有的傳統矯直破鱗機、拉伸破鱗機以及單機架軋制破鱗機，作為酸洗機組的前置破鱗設備。
圖1為本發明變凸度張力破鱗輥的軸向剖視圖。圖2為本發明變凸度張力破鱗滾的徑向剖視圖。圖3為本發明變凸度張力破鱗輥進行充入介質後，輥面變為負凸度的示意圖。圖4為本發明變凸度張力破鱗輥進行抽吸介質後，輥面變為正凸度的示意圖。
具體實施例方式參見圖廣圖4，本發明的一種變凸度的張力破鱗輥，其包括，剛性芯軸1，兩端設置於兩軸承座2、2』 ；剛性芯軸1設內主通道101及與主通道101連通的旁通道102 ；彈性輥套3，套設於剛性芯軸1外，彈性輥套3內設若干型腔31，型腔31與剛性芯軸1的旁通道102 連通；連接管4，一端接介質源，另一端與剛性芯軸主通道101連通。所述的介質源為壓縮氣體源或液體介質源。在本實施例中，所述的型腔31在剛性芯軸1徑向斷面上成中心軸對稱分布，設有 4 16個。且，以彈性輥套長度的中心線為對稱分布。各個型腔之間採用與彈性輥套同質的隔壁進行隔開，且每個獨立型腔都與一個剛性芯軸的旁通道連通。所述的主通道101沿剛性芯軸1軸向設置，旁通道102與主通道101連通，沿剛性芯軸1徑向設置。另外，本發明的所述的主通道101和旁通道102還可以為管道的形式設置於剛性芯軸1，並通過連通彈性輥套3的各個型腔31。帶鋼5竄帶經過彈性輥套3的外輥面，利用前後機組在帶鋼頭尾施加以一定的張力水平後，鋼板表面立刻產生均勻的拉應力分布。此時，熱軋來料帶鋼受終軋溫度、冷卻分布的不均勻等因素造成帶鋼表面鱗皮的厚度、性質呈現在帶鋼寬度方向的不均勻分布，如帶鋼中部鱗皮厚度較厚、強度較高，而帶鋼邊部較薄，強度較低等分布特徵。此時，利用剛性芯軸1主通道101對彈性輥套3內部排列的型腔31內部充入或吸出介質(介質如壓縮空氣、液態水、油等)，致使型腔發生一定形狀的收縮(如圖3所示)或膨脹(如圖4所示)，從而造成帶鋼在彈性輥套的凸度在較大範圍內可進行人工調整。所述變凸度張力破鱗輥利用型腔的抽吸與充入作用，可實現動態的輥面凸度變化，即可由正凸度、平輥以及負凸度之間進行靈活切換。其中，將介質填充至一定量，其目的是產生負凸度；將介質抽吸一定量出來，其目的是產生正凸度。所述變凸度張力破鱗輥所使用的介質可以為壓縮空氣、液態水、油以及混合氣體、 液體等均可。變凸度張力破鱗輥串聯布置，至少兩個變凸度張力破鱗輥，帶鋼呈S形穿入；對冷態帶鋼進行表面破鱗。在帶鋼表面鱗皮在橫斷面方向分布較為均勻時，利用連接管進行介質的壓力調節，實現彈性輥套的外輥面平直，達到均勻破裂的效果。當帶鋼中部鱗皮強度較大時，可連接管進行抽吸，以減小介質壓力，實現彈性輥套的外輥面呈現正凸度特徵，實現對帶鋼中部的更高應力破鱗。當帶鋼兩側邊部鱗皮強度較大時，可利用連接管進行介質充入，以增大介質壓力， 實現外輥面呈現負凸度特徵，實現對帶鋼兩側邊部的更高應力破鱗。冷態帶鋼竄帶經過彈性輥套的外輥面，在前後機組在帶鋼頭尾施加以一定的張力水平後，帶鋼表面立刻產生均勻的拉應力分布。此時，熱軋來料帶鋼受終軋溫度、冷卻分布的不均勻等因素造成帶鋼表面鱗皮的厚度、性質呈現在帶鋼寬度方向的不均勻分布。以帶鋼中部鱗皮厚度較兩側邊部鱗皮更厚為例，針對這個特徵，通過剛性芯軸主通道向外抽吸介質，降低型腔內部的壓強，致使型腔發生幾何收縮，此時彈性輥套的中部因為沒有任何空腔，故此不發生形變，而兩側邊部因為型腔的幾何收縮作用，導致彈性輥套兩側邊部的直徑立刻見效，如此即造成彈性輥套的外輥面呈現紡錘狀，即正凸度形狀。如此形狀下支撐的帶鋼外表面，會在帶鋼的板寬中部產生一個因為拉伸彎曲而產生的軋制方向拉伸應力，同時因為大凸度造成的軸向的平面拉伸應力，這直接增大了中部的破鱗效果，而邊部仍然僅為簡單的拉升彎曲破鱗。如果帶鋼兩側邊部的鱗皮強度較大，厚度較大時，可採用相反的策略，如圖3所
7J\ ο本發明不僅適用於酸洗的前處理工序，也可運用於機械除鱗的前置破鱗工序。綜上所述，本發明充分利用介質的充入與抽吸，實現破鱗輥的凸度可變，即實現拉伸彎曲破鱗與橫向拉壓應力破鱗的聯合除鱗作用，增大彎曲破鱗的效率與可調性。
權利要求
1.一種變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，包括，剛性芯軸，兩端設置於兩軸承座；剛性芯軸設內主通道及與主通道連通的旁通道； 彈性輥套，套設於剛性芯軸外，彈性輥套內設若干密閉的型腔，型腔與剛性芯軸的旁通道連通；連接管，一端接介質源，另一端與剛性芯軸主通道連通。
2.如權利要求1所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的型腔在剛性芯軸徑向斷面上成中心軸對稱分布。
3.如權利要求1所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的型腔在剛性芯軸徑向斷面上成中心軸對稱分布，設有4 16個。
4.如權利要求1或2所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的型腔以彈性輥套長度的中心線為對稱分布。
5.如權利要求1或2所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，各個型腔之間採用與彈性輥套同質的隔壁進行隔開，且每個獨立型腔都與一個剛性芯軸的旁通道連通。
6.如權利要求4所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，各個型腔之間採用與彈性輥套同質的隔壁進行隔開，且每個獨立型腔都與一個剛性芯軸的旁通道連通。
7.如權利要求1所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的主通道沿剛性芯軸軸向設置，旁通道與主通道連通，沿剛性芯軸徑向設置。
8.如權利要求1所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的介質源為壓縮氣體源或液體介質源。
9.如權利要求1或6或7所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的主通道或/和旁通道為管道。
10.如權利要求5所述的變凸度的張力破鱗輥，其特徵是，所述的主通道或/和旁通道為管道。
全文摘要
一種變凸度的張力破鱗輥，其包括，剛性芯軸，兩端設置於兩軸承座；剛性芯軸設內主通道及與主通道連通的旁通道；彈性輥套，套設於剛性芯軸外，彈性輥套內設若干型腔，型腔與剛性芯軸的旁通道連通；連接管，一端接介質源，另一端與剛性芯軸主通道連通。本發明利用介質壓力調節的方式，實現破鱗輥的凸度可變，最終實現在其表面通過的帶鋼上產生顯著的徑向—軸向同時拉應力的分布特徵，同時也可以產生徑向拉應力—軸向壓應力特徵，以顯著提高破鱗效果。
文檔編號B21B45/04GK102451842SQ20101052492
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者李山青, 段明南 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司