连续制造复合片的方法和设备与流程

本发明涉及一种复合片，其中两片或更多片金属带材被整体地相互结合在一起，更准确地，涉及一种连续制造复合片的方法和设备，其中待结合的金属带材(在下文称作“结合目标带材”)适于通过安装在结合目标带材的移动通道上的加热炉单独地加热，从而在后续的轧制过程中实现最佳的结合。

背景技术：

作为例如壶、煎锅等的厨房用具的材料，通常使用陶瓷、玻璃、单一金属材料例如铝或者合金材料例如不锈钢。然而，复合材料作为层压的合成材料也大量被使用，其中将两片或更多片被认为具有极好的抗冲击性、导热性和机械加工性的由不锈钢、铜、铝或其合金形成的金属片通过热轧相互接合在一起，金属地结合形成复合材料。

特别地，在要与热接触的被加热的厨房用具的情形中，与单一金属材料相比，以同时满足被加热的厨房用具所要求的各种特性而被制造的复合材料，占据相当大的部分，并且复合材料的应用趋向于向除了厨房用具之外的家用电器、汽车和重型机械货物的方面延伸。

最常见的复合材料——其中由不锈钢、铜或铝形成的两个或更多个片材相互结合，并且主要用于被加热的厨房用具——最大限度利用了铝或铜的热传导特性，同时通过不锈钢弥补或强化了这些材料的缺点，即，相对弱的防腐蚀性和机械加工性。因此，具有 优异的导热性、防腐蚀性和机械加工性的复合材料一直被用作厨房用具的材料。

由于复合材料的应用最近被扩展，已知各种复合材料的研制情况，其中形成复合材料的金属成分的种类和复合材料中的成分层的数量(例如，四层或五层)也增加了，目的是为了满足扩展应用所要求的质量特性。

生产这种复合材料的方法包括，例如爆炸结合、扩散结合、辊轧以及堆焊。大部分复合材料通过辊轧进行生产，辊轧是上述方法中所知的进行大批量生产最合适的方法。

通过辊轧制造复合片的方法分为两种方法，一种方法是间歇辊轧方法，该方法层叠并加热预裁剪的板形金属片，然后辊轧被加热和层叠的金属片，另一种方法是连续辊轧方法，该方法展开卷在一起成卷的金属带材，推进金属带材使其相互平行并通过加热炉，然后使金属带材就在辊轧辊之前层叠，然后将金属带材辊轧在一起。

间歇辊轧方法的优点在于设备简单。然而，由于层叠的金属片被间歇地卷动，因此生产率低下。此外，在层叠金属带材的相反端，在与层叠金属带材接触的轧辊的表面会产生辊印，从而缩短了轧辊的使用寿命。此外，由于在辊轧过程中在复合片的表面和相反端产生的辊印，缺陷经常产生，因此成品率也低。

同时，连续辊轧方法的优点在于在辊轧生产率和成品率方面大大优于间歇辊轧方法，这是由于待辊轧的材料(下文称作“辊轧目标材料”)被连续推进。然而，连续辊轧方法有些问题，就是生产设备装备昂贵，能源效率低，尤其是由于一起移动的带材在单独的加热炉中被加热到相同的温度，不考虑材料的热特性将不同材料在结合的过程中加热到相同的温度则无法预期最佳的结合状态。

例如，在铜片-铝片-不锈钢片三层复合片的情况下，其中铜片 和不锈钢片被结合到铝片的相反两侧，铜片和铝片之间的结合温度以及铝片和不锈钢片之间的结合温度相互不同。然而，由于不论什么种类的结合目标材料，结合目标材料被加热到相同温度，过多的能量消耗不可避免。

韩国专利号10-453939公开了连续辊轧方法和设备，用于解决上面提到的由在连续辊轧方法中将不同的结合目标材料加热到相同的加热温度所引起的问题。

在上述专利中公开的连续复合片制造方法和设备中，两个上列和下列加热器被安装成在三片带材的移动路线上垂直可移动，所述三片带材被导入加热炉内部并且相互平行移动，带材和加热器之间的间隔通过移动加热器以改变带材的加热温度而调整，从而每片带材材料能够根据材料和厚度被加热到要求的加热温度，因此提高能源效率和在接下来的辊轧过程中的结合性。

然而，上述专利中的连续辊轧设备要求独立的驱动装置来垂直地驱动设置在加热炉中沿着带材前进的方向相当长的距离的两列中的加热组件，其导致设备变复杂。此外，各个带材之间的空间不是被分开阻隔的独立空间，而是包括在加热炉的壳中的共用空间，并且加热组件有限的垂直运动在该共用空间中进行。因此，在控制每个带材的加热温度上不可避免地受到限制，这需要改进。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述的传统连续辊轧方法中指出的问题而作出的，本发明的目的是提供一种连续复合片制造方法，其中当结合目标金属带材通过安装在该结合目标金属带材的移动路径上的加热炉被加热，每个金属带材适于在与临近的金属带材热隔离的空间中被单独加热，从而在随后的辊轧过程中可以达到最佳结合。

本发明的另一个目的是提供一种连续复合片制造设备，用于执行上述连续辊轧方法，其中平行水平加热隔间形成在单独加热炉壳体中，隔间数量与导入到加热炉壳体中的带材的数量相对应，并且进行独立的温度控制的加热器安装在每个隔间中带材移动路径的下方，从而每个带材在最佳温度范围内被加热。

为了达到这些目的，提供一种连续制造复合片的方法。该方法包括：将两个或更多个结合目标金属材料卷分别安装在开卷机上；以通过入口侧导向架时保持带材之间的垂直间隔的状态，将从开卷机提供的成卷带材水平地导入到加热炉中；在加热炉中通过加热部件的同时，通过加热器将导入到加热炉中的带材分别独立地加热；通过出口侧导向架将从加热炉出来的被加热的带材导入到辊轧机中；以预设的厚度减少率对导入到辊轧机中的带材进行辊轧；并且通过卷取机将从辊轧机中出来的复合片材卷成一卷。

带材在加热隔间中分别被加热器单独加热，其中加热器靠近带材的移动路径安装，就在移动路径下方，并且在根据通过每个加热隔间的带材的金属组分和厚度而预设的温度范围内控制加热器加热。

作为例子，在具有于热条件下容易被氧化的特性的铜带材的情况下，控制加热器将铜带材加热到等于或低于导致铜带材被氧化的温度的温度。在相对于铜或铝具有相对高的熔点的不锈钢带材的情况下，控制加热器将不锈钢带材加热到导致不锈钢带材和将要与之相结合的带材一起延展的足够高的温度。当然，此时也是需要考虑带材的厚度，而不仅仅根据带材的金属种类来进行对加热温度的控制。

此外，本发明提供一种适合用来执行如上所述的连续的复合片制造方法的设备。该设备包括：两个或更多个开卷机，其上分别安装有结合目标金属带材卷；入口侧导向架，用于将从开卷机 提供的成卷带材导入到加热炉中；加热炉，包括两个或更多个水平安装且垂直设置于其中的加热隔间，其中每个加热隔间装备有一个独立地接受温度控制的加热器；出口侧导向架，用于将从加热炉出来的带材导向辊轧机；辊轧机，用于将带材以预定的厚度减少率以层叠的状态进行辊轧；以及卷取机，用于将从辊轧机辊轧出来的复合片材卷成一卷。

根据本发明，导入到加热炉内部的两个或更多个成卷带材在加热隔间(加热隔间的温度通过各个加热器独立控制)中被分别加热到在随后的辊轧时适合形成最佳复合片材的温度。因此，通过提高能源效率，能够缩减生产成本。由于每个带材在加热过程中被控制到合适的温度，阻止了表面氧化，从而通过减少材料的损失而提高生产率。

根据本发明设备的加热炉通过隔离材料防止了相临加热隔间之间的热干扰，从而每个带材能够容易地被加热到设置的温度范围，并且不需要将加热器在加热炉中移动。因此，与现有的可移动加热器结构相比，设备能得到简化并且容易操作。

附图说明

本发明的上述以及其他的目的、特点和优点从下面结合附图的详细描述中将会变得更清楚，其中：

图1为示出根据本发明的一个实施方式的连续复合片制造设备的结构的示意图；

图2为图1中的加热炉的纵向截面图；

图3为图1中的加热炉的侧面截面图。

具体实施方式

从下面基于本发明的实施方式的描述，将会更清楚地理解本 发明的发明目的、技术特征和作用效果的细节。

图1为示出根据本发明的一个实施方式的连续复合片制造设备的结构的示意图，图2是图1中的加热炉的纵向截面图，以及图3为图1中的加热炉的侧面截面图。在下文中，将参考附图来描述本发明的连续复合片制造设备的结构。

首先，如图1所示，本实施方式描述了通过辊轧结合三个带材制造三层复合片的设备。该设备包括：三个开卷机1，其上分别安装了结合目标金属卷C1、C2和C3；入口侧导向架2，其中垂直安装有导入辊2a，以便引导从开卷机提供的成卷带材S1、S2和S3在垂直方向上以预定间隔相互平行地推进；加热炉5，包括被隔热材料P密封的三个加热隔间3a、3b和3c，该三个加热隔间分别装备有独立接受温度控制的加热器4a、4b和4c；出口侧导向架6，用于将从加热炉5中出来的带材引导至辊轧机7；辊轧机7，用于将带材以预定的厚度减少率在带材被层叠的状态下进行辊轧；以及卷取机8，用于将从辊轧机出来的复合片材C以复合卷11的形式进行卷曲。

如图2和图3所示，每一个被隔热材料P密封的加热隔间3a、3b和3c的三个阶段位于由壳体5a密封的加热炉5中，其中每个加热隔间的入口侧和出口侧分别设有带材入口SI和带材出口SO，用于相对于隔间导入和导出带材S1、S2和S3。此外，从动轧辊9以有规律的间隔安装在带材S1、S2和S3的移动路径下方，该移动路径从每个加热隔间3a、3b和3c的带材入口SI延伸至带材出口SO，从而带材S1、S2和S3以带材S1、S2和S3的下表面支撑在从动轧辊9上的状态连续地移动。

每个加热器4a、4b和4c可以设置为电加热器，其具有插入到陶瓷管中的产热组件，从而加热器4a、4b和4c对带材S1、S2和S3间接加热。

同时，剪切机10安装在辊轧机7和卷取机8之间，以便当复合片材C完全卷在卷取机上时对带材进行剪切。

在下文中，将基于根据上述本发明的实施方式的使用连续复合片制造设备的连续复合片制造过程进行描述。

首先，在进行了去除表面杂质的表面处理(例如酸清洗)和擦拭处理(在铝和铜带材的情况下)的三个结合目标材料金属卷分别安装在开卷机1上的状态下，使被打开并从开卷机1出来的成卷带材S1、S2和S3通过垂直安装在入口侧导向架2上的各个阶段的引导辊2a，从而三个带材S1、S2和S3被水平地导入到加热炉5中，同时保持其间的预定的垂直间隔。

被导入到加热炉5的各个加热部件3a、3b和3c中的带材S1、S2和S3在移动通过各个加热隔间的同时被加热，通过根据之前输入到控制单元(未示出)的加热温度而独立操作的加热器4a、4b和4c中的一个，每个带材被保持在一个预定的温度，从而带材S1、S2和S3分别被加热到使得带材S1、S2和S3在随后辊轧过程中进行最佳辊轧的温度。

在加热炉5中被分别加热到合适的温度之后，带材S1、S2和S3从加热炉中出来并通过出口侧导向架6以堆叠的状态导入到辊轧机7中。

随后，导入到辊轧机7中的层叠的带材以预设的厚度减少率被辊轧成复合片材C，其中带材被相互结合在一起。在复合完成之后，复合片材C从辊轧机中出来并通过卷取机8被卷成一卷，从而完成连续的复合片制造过程。