用于热金属辊轧中的定向冷却的制造方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于热辊乳金属板的制造方法和设备。特定地说，本发明提供增强冷 却以减少辊乳时间且增加辊乳金属板（诸如铝）的产量和效率的制造方法和设备。
【发明内容】
[0002] 本发明的实施例涉及用于辊乳金属板的改进的制造方法和设备。特定地说，本发 明的方面提供增强定向冷却以最大化辊乳和/或冷却速度和总产量的辊乳机设备。本发明 尤其有利于具有多个辊架的辊乳和卷取机中的铝板热辊筒的冷却润滑。
[0003] 在某些方面，本发明包含冷却剂系统，其在辊乳期间用50°C或高于50°C的第一温 度的冷却剂流体对辊乳的金属板进行冷却且同时用低于50°C的第二温度的冷却剂流体在 不同位置处对辊乳的金属板进行冷却以促进所需辊乳温度下的辊乳。还可在辊架的金属入 口侧上使用第一温度的冷却剂流体以对辊筒提供润滑。在某些实施例中，第二温度比第一 温度低5°C到15°C。此特征允许冷却系统保留与辊乳过程期间的50°C或高于50°C的温度 的冷却剂排放相关联的优点，而低于50°C的冷却剂流在选定位置处提供另外的冷却以增加 辊乳或卷取速度且改进效率。单独的冷却剂流可产生自使用由若干热交换机组成的热交换 机系统从所排放的冷却剂收集的单个冷却剂供应，若干热交换机诸如具有第一热交换机和 第二热交换机的热交换机，第一热交换机将加热的排放冷却剂流体的第一部分冷却到大约 第一温度，而第二热交换机将加热的排放冷却剂流体的第二部分冷却到较低温度，所述较 低温度适用于低于第一温度的第二温度的较低温度冷却剂流。按照冷却效率、设备空间和 操作可靠度的要求，第一热交换机和第二热交换机在系统设计中可表现为第一组热交换机 和第二组热交换机。
[0004] 在某些实施例中，现有的备用热交换机可用作第二热交换机。在此情况中，设计冷 却系统可包含管道系统和一或多个阀，如果第一热交换机处于服务中，那么所述一或多个 阀将主冷却剂流引导通过第二热交换机。管道系统还可包含管道和一或多个阀以针对选定 辊架或带表面处的定向冷却而控制冷却剂的第二部分到所需组的喷嘴的流动。
【附图说明】
[0005] 图1示出了常规的辊乳机和冷却剂系统的示意图。
[0006] 图2到3示出了根据本发明的方面的辊乳机和冷却系统的示意图。
[0007] 图4A到4B以图表描绘通过辊乳机的产品的板坯温度。
[0008] 图5以图表描绘热辊乳期间的多辊架辊乳机中的最后一个辊架的辊乳速度对冷 却剂温度。
[0009] 图6以图表比较实例辊乳中的辊乳速度对冷却剂温度。
[0010] 图7A到7D以图表描绘根据本发明的某些方面通过辊乳机的产品的辊乳速度对冷 却剂温度。
【具体实施方式】
[0011] 本发明涉及热辊乳金属，尤其涉及如本文中描述以具有多个辊架的辊乳机对铝进 行的热辊乳和对在选定位置处的辊乳金属进行的定向冷却。
[0012] 热带辊乳机中的金属（诸如铝）的辊乳是一种众所周知的金属形成过程。在辊乳 金属形成过程中，金属坯料被输送通过一或多个辊筒堆叠中的一对辊筒或多个辊筒。通常， 金属经辊乳通过多个辊筒堆叠，金属板随着其通过每一堆叠而减小厚度且形成光滑的加工 表面且随后被辊乳成卷盘。辊乳过程的类型是根据所辊乳的金属的温度而分类。如果金属 温度在辊乳期间超过其再结晶温度，那么所述过程被称作热辊乳；如果温度保持低于再结 晶温度，那么所述过程被称作冷辊乳。在任一过程中，金属在辊乳期间的摩擦和变形在所 辊乳的金属板和每一堆叠的辊筒两者中产生大量的热量。为了解决与过量热量相关联的问 题，辊乳机包含冷却系统，其将冷却流体（诸如水或水基乳状液）从各组冷却喷嘴排放到辊 筒和所辊乳的金属板上。通常，如图1中示出，一组冷却润滑喷嘴5定位成将冷却流体排放 在辊乳机的入口侧处的工作辊筒表面上。辊乳机的出口侧处的辊筒冷却喷嘴6也可能是可 用的。常规辊乳机中的冷却系统使用常见的冷却剂供应，其被栗送到所有冷却喷嘴6和冷 却润滑喷嘴5使得冷却流体的温度在所有排放喷嘴处是相同的。
[0013] 图1描绘具有三个辊筒堆叠A、B和C的常规辊乳机，金属板坯1通过所述三个辊 筒堆叠A、B和C辊乳以在热辊乳金属形成过程中减小厚度。因为辊乳期间金属的摩擦和 变形在经辊乳的金属板和每一堆叠的辊筒两者中产生大量的热量，所以辊乳机包含冷却系 统，所述冷却系统将冷却流体（诸如水或水包油乳状液的润滑剂）排放到辊筒和辊乳金属 上以转移热量且防止金属形成过程期间辊筒或金属过热。通常，冷却系统包含冷却栗（未 示出），所述冷却栗将冷却流体栗送通过每一辊筒堆叠处的冷却系统的各个喷嘴。冷却系 统可包含：辊筒堆叠的入口侧上的辊筒冷却润滑喷嘴5,其将冷却流体排放到上游侧上的 辊筒表面上；和带冷却喷嘴，其将冷却流体排放到下游侧上的一对辊筒6上。类似定位的辊 筒冷却润滑喷嘴也可在另外的辊筒堆叠下游上使用。常规的热铝连乳机是借助于以相同温 度供应给辊乳机的所有辊架的辊筒的冷却剂流体（通常是冷却剂乳状液）来冷却。在将冷 却剂排放在辊筒堆叠处之后，被加热到高温HT的冷却剂被收集在收集贮槽中，然后栗送通 过过滤/贮存系统且通过将冷却剂的温度降低到较低温度LT的热交换机HX到辊筒冷却润 滑喷嘴5和带冷却喷嘴6。以此方式，在金属辊乳过程期间可连续地使用和再使用冷却剂。 如通过参考图1可知，来自热交换机HX的废水温度LT的冷却剂为所有冷却排放喷嘴所共 有。通常，所使用的冷却剂的温度基于各种因素（诸如以下因素）被限于55+/-5°C。一些 合金需要稍微升高冷却剂温度以用于辊乳以产生脱油剂到工作辊筒上。另外，改变主冷却 剂系统的温度且响应于受辊乳的产品的需求，在将乳状液重新加热到以较暖冷却剂辊乳更 好的合金所需的温度时，能量输入成为必需。低于50°C的主冷却剂温度由于与工人接触有 关的风险的增加而通常是不合需要的，且在一些辊乳机中，辊乳机冷却剂温度下降受限于 冷却水的流量和温度。
[0014] 与使用此温度范围内的冷却剂相关联的一个缺陷是：经辊乳的金属板温度可超过 冶金原因所需的温度，或为了避免超过此温度，将必须降低辊乳速度。这些方面的情况可限 制辊乳过程之后经辊乳金属板的可卷取速度。将希望提供一种冷却系统，其还对一或多个 位置处的经辊乳金属板进行冷却，同时在辊乳过程期间维持剩余冷却润滑位置处的主冷却 剂温度。如果此冷却系统可允许控制定向冷却温度且如果可搭配具有收集共同流内的排放 冷却剂的冷却系统的常规辊乳机使用这些改进，那么所述冷却系统将是进一步所需的。
[0015] 在某些方面，本发明提供一种冷却系统，其用50°C或高于50°C的第一温度的冷却 剂流体对辊乳期间处于一个位置处的经辊乳金属板进行冷却，且用低于50°C的第二温度的 冷却剂流体对另一位置处的经辊乳金属板进行冷却，以允许增加辊乳速度。此允许冷却系 统保留大部分辊乳过程期间大约50°C的冷却剂排放的优点，而选定位置处低于50°C的冷