[发明专利]一种镁合金热轧装置及轧制加热的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属塑性加工领域，涉及镁合金板材及带材的热轧装置。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度高，作为轻质结构材料在汽车、摩托车、高速列车、飞机等交通领域以及笔记本电脑、手机、数码相机等电子产品外壳等领域具有较大的应用潜力。但是镁合金与其它金属相比难于塑性加工，阻碍了变形镁合金特别是镁合金薄板在上述应用领域内的开发与应用。

具体的原因有：

（1）常用镁合金属于密排六方晶体结构，在室温下，通常只有一个滑移面，三个滑移系。这是塑性较差的根本原因。

（2）镁合金的热加工温度范围较窄。

（3）镁合金的体积热焓较低，与其它金属相比，更容易散热。

由于上面三方面的原因，致使镁合金在轧制过程中容易出现裂纹，废品率较高。

由于镁合金热加工温度范围窄，又易散热，目前的热轧通常是在轧制1-2道次后，将板料重新加热，然后再进行轧制，以确保塑性变形的顺利进行。但这种轧制工艺不容易控制，很容易出现裂纹，成品率较低。

中国专利申请号200880111488.8（镁合金热轧装置）、200610011745.3（一种用于镁合金带卷生产的轧制装置）等分别提供了一种镁合金热轧装置，但是这种装置只能用于镁合金带卷坯的热轧。目前镁合金带卷坯还不能象钢和铝合金那样通过热轧开坯获得。而目前镁合金带坯的生产通常采用热挤压成卷，这也存在一个问题，挤压坯接头在张力轧制过程中易断坯，影响轧制节奏，甚至造成轧制无法进行。并且热挤压开坯的收得率比热轧开坯低。

另外，中国专利申请号200810088216.2公开的一种中频感应加热式热双辊可逆轧制及轧制方法，其只提解决了镁合金坯料在变形区向轧辊的传热，而并没有考虑镁合金在空气中的散热以及与辊道之间的传热。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金热轧装置，从开坯至成卷无需中间加热，具有生产效率高、成材率高、成本低的特点。

上述目的通过以下的技术方案实现：

一种镁合金热轧装置，包括有成对轧辊的可逆轧机、安装在可逆轧机前后的辊道、以及安装在辊道末端的卷取机，其特征在于：

在所述可逆轧机的轧辊上方和下方设置有轧辊加热器，由控制器进行控制；

在所述辊道的上下设置有带辊道加热器的辊道保温罩，所述辊道加热器设置在辊道保温罩内侧，并与测量板坯表面温度的红外测温仪一起通过控制器实现闭环控制；

在所述辊道的两侧设置有板坯边部加热器和边部保温罩，并与测量板坯边部表面温度的红外测温仪一起通过控制器实现闭环控制。

加热器可采用红外加热、感应加热、石英管加热等。

利用上述装置进行轧制加热的方法如下：

（1）轧辊和辊道预热：在热轧前，通过预热装置将轧辊表面温度预热至120℃以上；同时开启保温罩内的辊道加热器和板坯边部加热器，对输送辊道预热，使输送辊子的表面温度预热至100℃以上。通过预热轧辊和辊道可以减少轧制时轧件向轧辊和辊道的传热。

（2）在轧制过程中，控制器通过获取测量板坯表面温度的红外测温仪的温度信号，控制布置在辊道上下的辊道加热器的加热温度；控制器对辊道加热器实行的是分段控制，在粗轧时，板坯较短，控制离轧辊近的辊道加热器为大功率加热，而离轧辊较远的辊道加热器为小功率加热，仅起预热输送辊道作用；在精轧时，通过控制器精确控制所有加热器的功率达到终轧温度和卷取温度在镁合金的再结晶温度以上；若坯料的温度高于预定轧制温度时，关闭加热器，或进一步打开上下保温罩，加快坯料冷却速度。

（3）在轧制过程中，控制器通过获取测量板锭边部表面温度的红外测温仪的温度信号，控制设置在辊道两边的板坯边部加热器的加热温度，降低板坯边部的温降，防止轧制过程中边裂的产生。

本发明提到的热轧装置可以是两辊轧机，也可以是四辊轧机，甚至多辊轧机。可是单机架轧机，也可是多机架连轧。

本发明镁合金热轧装置，除用于镁合金的热轧外，还可以用于其它难轧金属的热轧，如硬质合金钢、高合金特种钢、铝锂合金、锆合金等。

本发明的特点是在镁合金板材轧制时，对轧辊与镁合金板坯接触的输送辊道进行预热，并在轧制过程中对板坯进行加热，控制轧制过程中的温降，使板坯轧制至成卷。与传统镁合金轧制相比，具有生产效率高、成材率高、成本低等特点。此外，由于可以准确控制轧制温度，特别是终轧温度，可以控制镁合金再结晶晶粒尺寸的大小，因此用本发明的设备生产的镁合金带材具有力学性能优良的特点。

附图说明

图1  是本发明中的热轧装置的工作示意图（热粗轧阶段）；