[发明专利]镁合金板带轧辊感应加热方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金板带轧辊加热技术，尤其涉及一种镁合金板带轧辊感应加热方法和装置。

背景技术

镁合金材料由于具有质轻、比强度高、减震性好、机械加工性能好、抗电磁干扰性能好、易回收等优点，被称为“21世纪的绿色工程结构材料”，在航天和汽车材料行业具有广阔的应用前景，美国、德国、澳大利亚、日本等国已启动多项镁合金材料的研究，并加大镁合金研究项目的资助力度。我国镁资源储量丰富，鉴于镁合金材料广阔的应用前景，已出台了一系列发展计划，资助了多项镁合金板带铸轧项目。目前，镁合金板带批量连续高强度轧制还很困难，由于其室温成型性较差，只在温热状态下具有良好的塑性成形性能。研究发现，在一定温度下轧制镁合金板带，可获得良好的拉伸性能，因此，镁合金板带轧制过程的温度控制对其质量具有至关重要的影响。

现有镁合金温轧工艺中，对镁合金板带和轧辊均需加热才能满足轧制要求，这要求轧辊在轧制前预热至一定温度，随着轧制过程的进行，辊面温度逐渐降低，需对轧辊进行重新加热，这不利于轧制工艺的稳定和连续运行，也降低了镁合金板带轧制生产效率。美国专利US20110100083采用多个加热炉，对轧辊和镁合金板带进行加热，以保证轧制过程满足温轧工艺温度，该专利技术涉及多个加热炉，占用了较多轧制生产线空间，可能对生产工艺产生一定的干涉。中国专利CN200620022896.4提出了采用加热保温装置，将轧辊和镁合金板带都置于加热保温箱内，保证轧制工艺的顺行，这种将轧辊和板带均置于炉内的方法，不利于轧制操作和现场观察，对轧机维护也带来了较大的难度，对于轧辊温度分布缺乏调节措施和手段。中国专利CN200810088216.2采用半开式感应加热装置，该加热装置占据了1/2的辊面，易对轧机其它设备造成干涉，对轧辊的位置调节和设备维护也造成诸多困难。中国专利CN01135993.5提出了另一种轧辊感应加热装置，在辊面水平方向布置了四个可滑动的感应器，其目的为均匀轧辊径向温度，通过提高加热频率的方法来提高加热温度，这种加热装置和方法均不适用于镁合金板带轧辊加热。

上述专利中，对轧辊加热采用介质炉、电阻炉加热或感应加热，其中介质炉采用燃气燃烧加热，对镁带而言不宜采用；采用电阻炉加热效率较低，加热时间较长，难以对轧辊温度实现即时精确控制，不利于连续快速生产；上述感应加热方法，其加热方法、装置和温度调节方法均不满足镁合金板带轧辊的加热要求。此外，轧制生产线安装有诸多装置和检测设备、探测器等，在满足加热、均热功能的前提下，应尽可能简化加热设备结构。因此，有必要开发一种镁合金轧辊加热的方法和装置，满足轧辊快速加热和实时温度精确控制的要求，保证镁合金板带顺利温轧的工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁合金板带轧辊感应加热方法和装置，该感应加热方法和装置能满足轧辊快速加热和实时温度精确控制的要求，保证镁合金板带顺利温轧的工艺要求。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种镁合金板带轧辊感应加热方法，感应加热装置经固定架和对应的轧辊安装于同一轧辊轴承座上，使感应加热装置与轧辊相对位置始终保持一致；所述感应加热装置包括感应器系统、测温系统、温度调节系统、智能处理单元、PLC控制系统；

所述轧辊感应加热方法的步骤是：

首先，设定轧辊的目标温度和辊面允许的温差，轧辊开启转动；

第二，启动感应器系统，将轧辊辊面加热至目标温度；

第三，在加热过程中，测温系统的测温仪实时检测轧辊辊面温度，并将辊面实时温度数据传送至智能处理单元，智能处理单元对温度进行计算，将计算结果发送至PLC控制系统；

第四，温度调节系统和感应器系统根据PLC控制系统发出的指令，对辊面温度进行实时调节；

（1）若轧辊表面温度高于设定温度，智能处理单元计算出冷却强度，发送给PLC控制系统，PLC控制系统对温度调节系统发出冷却指令，将对应区域的冷却气道打开进行冷却，一旦该区域温度与设定温度的差别低于设定值，则PLC控制系统对温度调节系统发出停止冷却指令；

（2）当轧辊表面温度达到目标温度时，PLC控制系统对感应器系统发出指令，感应器系统降低功率，采用小功率对轧辊进行加热，保证轧辊表面温度维持在目标温度范围；

（3）若轧辊表面温度低于目标温度，则PLC控制系统对感应器系统发出指令，感应器系统将增大加热功率，将轧辊加热至目标温度范围。

一种镁合金板带轧辊感应加热装置，包括：感应器系统、测温系统、温度调节系统、支架、智能处理单元、PLC控制系统，