[发明专利]一种镁合金带材轧制过程中工作辊温度控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工领域，具体是一种镁合金带材轧制过程中工作辊温度控制装置。

背景技术

镁合金是结构材料中最轻的金属，近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域，同时这些领域对其力学性能的要求也在不断提高。传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，而通过挤压、锻造、轧制等工艺生产的变形镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能。其中，轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了长足的发展。但是，镁合金为密排六方结构，滑移系较少，在室温和低温条件下塑性较差，而且迄今对镁合金塑性变形机理的认识还不够全面和深入，镁合金板材制备及其轧制成形工艺的研究尚处于初级阶段。

随着厚度的减小，镁合金的轧制变得愈加困难。由于镁合金常温下塑性太低不能轧制，因此轧制镁合金必须在一定温度下进行，但太高的温度会使镁合金表面发生严重的黏连同时板型控制难度也有急剧上升。大量的试验表面镁合金轧制续在一段较窄的温度区间内进行，另一方面镁合金比热容较小对温度变化比较敏感，这就要求对镁合金进行轧制的工作辊温度有精确的控制。

传统的轧辊温度控制装置主要侧重于升温方面而不是温度控制方面，对温度的控制不够精确与敏感，同时传统的轧辊温度控制策略均是针对轧辊进行整体控制。然而，由于轧辊辊身自带负挠度同时辊身散热等原因，在进行镁合金薄板轧制过程中经常会因辊身的局部温度高或者低而对板型产生严重影响。

目前，对镁合金轧辊温度进行分阶段自动控制已成为改进镁合金薄板质量与提高镁合金生产效率刻不容缓的任务。

发明内容

为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种实用、高效的镁合金带材轧制过程中工作辊温度控制装置，该系统可精确、灵敏的控制轧制过程中轧辊的温度，控制方便快捷。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种镁合金带材轧制过程中工作辊温度控制装置，包括升温系统、降温系统、温度检测系统，所述升温系统包括燃气源，燃气源经阀门与第一干路相接，第一干路针对上、下两工作辊分为两个第一支路，第一支路分别针对轧辊不同轴向位置分为多个分支，分支的数量根据轧辊长度及轧辊局部温度控制精度确定；第一支路的各分支上均设有流量计与流量控制器；降温系统包括液体油源，冷却油源经主阀门与第二干路相接，第二干路针对上、下两工作辊分为两第二支路；第二支路分别针对轧辊不同轴向位置分为多个分支，第二支路的各分支与第二支路的分支在轧辊轴向位置一一对应，第二支路的各分支上均设有流量计与流量控制器，第一支路、第二支路上均设有流量调节器及流量监测器，温度检测系统由在轧辊侧面的红外感应装置构成，各流量调节器、流量监测器、流量计、红外温度感应装置均与一PLC控制器相连接。

优选地，所述流量计与PLC控制器的输入端子相连接，流量控制器与PLC控制器的输出端子相连接，该PLC控制器采用比例-积分-微分PID式控制方式，自带屏幕显示器，各支路分支的流量均显示在该屏幕显示器上；PLC控制器的控制模式分为自动模式和手动模式，一般情况下设定好温度后启用自动控制模式，当板型出现问题及需要及时调节燃气量时启动手动模式通过观察流量计示数手动控制。

优选地，所述第一干路和第二干路上分别设置总开关，方便维修和调控，该总开关为电磁式开关，并与PLC控制器相连，可方便的实现加热与冷却的整体控制。

优选地，所述第一支路、第二支路及红外感应装置为多排并列结构，并且左右各排支路与红外感应装置在轧辊轴向位置相对应，各排分支上均设有流量监测装置与流量调节器，如此可以对轧辊不同轴向位置施加不同的温度控制策略。

优选地，所述第一支路前端接近轧辊处设有圆弧状挡板，起到安全及防止散热的作用。

优选地，所述支路前端接近轧辊处亦设有圆弧状挡板，防止油液四溅。

优选地，所述红外感应装置分别由一系列沿轧辊轴向分配的红外感应器组成，各红外感应器在轴向的位置与升温系统、降温系统的各支路分支在轴向的位置相同。

优选地，各红外感应器与PLC控制器的输入端子相接，并在PLC控制器的的屏幕显示器上分别显示上下轧辊不同轴向位置处的温度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)解决了镁合金板材轧制过程中轧辊的温度控制问题，可精确控制轧辊温度，提高了镁合金的生产效率；

2)采用沿轧辊轴向分支控温策略，方便对轧辊温度分片控制，为对温度敏感的镁合金薄卷的轧制提供了良好的板型控制策略；