[发明专利]可变凸度铸轧辊、铸轧系统以及可变凸度铸轧工艺

说明书

技术领域

本发明属于机械领域，涉及一种可变凸度铸轧辊、铸轧系统以及可变凸度铸轧工艺。

背景技术

铝及铝合金双辊铸轧技术始创于上世纪50年代，是一项相对于热轧技术年轻的多的新技术。该技术自上世纪60年代进入我国并在70年代末进入工业化应用以来，由于其本身具有投资规模小、建设周期短、生产成本低、短流程、低能耗的技术优势，再加上我国改革开放后铝及铝加工产品大规模从军工、航空领域向民用领域转移的市场环境，该项技术和产能得到飞速发展。截至目前，我国采用铸轧工艺生产铝及铝合金板带箔产品，无论从生产能力还是从实际产量，均占有了我国铝板带箔生产和消费的70％以上。

在长期的生产实践中我们体会到，要获得板形优良的铝箔产品，原始坯料的原始板形非常重要。坯料理想的原始板形应该是对称的、中部略厚的、均匀的抛物线。但由于铸轧工艺过程是一个金属凝固和轧制共同作用的过程，凝固过程受多种因素的影响，其温度场的分布客观上是不均匀的，从而导致紧接着进行的轧制过程中，轧辊变形的不均匀。因此，在铸轧生产过程中，实际得到的坯料板形总是与理想板形有差距，这给最终生产板形优良的铝箔产品造成相当大的困难。

图1描述了铸轧工艺的基本过程：熔融态的铝水(1)在静压力的作用下，通过由上下两片铸嘴(2)构成的铸腔成扇形流出并与铸轧辊套(3)外表面接触，冷却并完成金属的结晶过程，凝固的金属随后通过上下轧辊间的辊缝，经一定程度的轧制变形后获得预定厚度的铸轧铝板(4)。金属凝固所释放的热量是采用冷却水通过铸轧辊芯(5)外表面机械加工成的热交换槽与铸轧辊套(3)内表面进行热交换而带走的。

传统的铸轧辊套冷却方式采用一根进水管和一根出水管对铸轧辊套进行整体冷却，这种方式只能解决热量传递问题，而不能解决由于沿轧辊轴线方向上温度分布的不均匀以及因轧辊不均匀弹性压扁等原因而引起的铸轧板在同截面上厚度的不均匀。

发明内容

本发明的目的是克服传统铸轧工艺所获板形不够理想的不足，提出一种可变凸度铸轧辊、铸轧系统以及可变凸度铸轧工艺，从而实现铸轧辊凸度可变控制，从而获得优良板形的铸轧板。

本发明的技术解决方案如下：

一种可变凸度铸轧辊，包括辊芯和设在辊芯外周的辊套，其特征在于，包括一根进水管和多根出水管，所述的进水管连接辊芯，所述的辊芯沿轴向分隔为多个区段，每个区段对应一根所述的出水管；所述的出水管上设有流量控制阀。

在所述的出水管上还设有测温仪表。

所述的辊芯的每一区段设有径向冷却水槽和周向冷却水槽，进水管中的水通过径向冷却水槽和周向冷却水槽，带走铸轧辊芯一个区段的热量，再由出水管将水导出。

一种可变凸度铸轧系统，包括2个可变凸度铸轧辊、铸轧辊驱动装置、铸嘴、厚度测量机构、PLC控制器和上位机；所述的2个可变凸度铸轧辊包括辊芯和设在辊芯外周的辊套，至少有一个铸轧辊包括一根进水管和多根出水管，所述的进水管连接辊芯，所述的辊芯沿轴向分隔为多个区段，每个区段对应一根所述的出水管；所述的出水管上设有流量控制阀；

所述的铸嘴中流出的熔液在2个铸轧辊的间隙中冷却，并在2个铸轧辊的作用下形成铸轧板；

所述的流量控制阀受所述的PLC控制器控制；所述的PLC控制器通过铸轧辊驱动装置来驱动铸轧辊；

所述的厚度测量机构测量铸轧板的厚度，并输出该厚度到所述上位机，所述的上位机输出指令到所述PLC控制器。

所述的出水管上还设有测温仪表，所述测温仪表输出信号到所述PLC控制器。

所述的辊芯的每一区段设有径向冷却水槽和周向冷却水槽，进水管中的水通过径向冷却水槽和周向冷却水槽，带走铸轧辊芯一个区段的热量，再由出水管将水导出。

一种可变凸度铸轧铸轧工艺，其特征在于，包括以下步骤：

铸嘴中流出的熔液在2个铸轧辊的间隙中冷却，并在2个铸轧辊的作用下形成铸轧板；在铸轧过程中，测厚仪测出的铸轧板的厚度，并将数据传送至控制器，控制器将该数据与理想板形的数据进行比较，通过分析计算，发出控制指令控制流量控制阀打开程度，测温仪表测出回水温度后反馈给控制器；由测厚仪、铸轧辊的流量控制阀及测温仪表、铸轧板和控制器组成自动控制系统，使得铸轧板的厚度达到预设的理想精度。所述的可变凸度铸轧辊，包括辊芯和设在辊芯外周的辊套，还包括一根进水管和多根出水管，所述的进水管连接辊芯，所述的辊芯沿轴向分隔为多个区段，每个区段对应一根所述的出水管；所述的出水管上设有流量控制阀；在所述的出水管上还设有测温仪表。