专利名称：用于对金属带进行拉力伸展的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对金属带尤其是铝合金的薄金属带(连续地) 进行拉力伸展的方法，其中，金属带在一个或多个伸展区内在屈服点 范围内或屈服点之上的拉应力作用下塑性变形。薄金属带尤其是指那些厚度为0.05至lmm，优选0.1至0.5mm的金属带。伸展区通常是指在带处理设备内部在两个驱动辊之间的一个使带在其中塑性伸长以及拉应力处于屈服点数量级的带材路段。
背景技术：
众所周知，薄金属带可以在连续的拉力伸展过程中整平。带通过 一个制动辊组和一个拉力辊组运行，并在两个辊组之间的伸展过程中 遭受处于塑性范围内的伸展拉力。在这里，带在两个辊组之间可以通 过多个伸展区运行并在这些伸展区内在塑性范围和/或弹性范围内得 以伸展(参见DE10323811A )。除拉力伸展外，金属带的整平也可以通过轧制实现，例如平整轧 制和/或矫直。采用已知的通过轧制、矫直和/或拉力伸展整平金属带 的方法，几乎不可能完全排除尤其是波紋度或带材弯弓，从而只是;f艮 少实现理想的平面状态。由于这个原因，尤其是在轧制时建议在金属带内通过区域性地 加热或冷却来造成一种沿带宽和必要时沿规定的带长可变的温度特 征，以影响拉应力分布。在这种情况下就通过改变拉应力分布调整了 平整度(参见DE19933610A1 )。 发明内容本发明的目的是发展一种前言所述类型的方法，使金属带的平整 度可以通过简单和与此同,时经济的方式在拉力伸展过程中加以改善。 为达到此目的，本发明在一种按此类型的用于对金属带连续地进行拉力伸展的方法中规定在至少一个伸展区内部为了调定一种沿带 宽不均匀的温度分布，沿带宽局部地加热和/或冷却金属带。在这方面 本发明是从以下的认识出发只要在一个伸展区内部或在多个伸展区 内部在塑性变形期间区域性地加热带，便可以特别灵敏地影响拉力伸 展过程。因此带并不是在拉力伸展区进口之前就已经加热，在那里应 变尚处于屈服点之下，而是要在它真正处于伸展区内时才加热。因此带在开始加热前拉应力的大小已经处于屈服点<ys。在这种情况下有特别重要意义的事实是，认为通过例如加热带材窄条，带内的拉应力分 布不改变理想塑性的材料特性。在本发明的范围内，理想塑性材料指 的是这样的材料，即，在塑性变形过程中不发生或仅发生一种可忽略 不计的轻微冷作硬化。当然，即使对于轻度冷作硬化的情形，仍可认 为当带材窄条在伸展区(其中带的拉应力处于屈服点范围内)内部加 热时拉应力分布只是不显著地改变。尽管如此仍然可在拉力伸展区内 部通过加热这种带材窄条来局部影响拉力伸展过程，因为，在不同温 度的各带材窄条之间的塑性拉伸的差别，直接由被加热的带材窄条的 热膨胀(而不是例如由不同的拉应力分布)造成。对于没有加热或冷却的窄条适用下式￡ges=Os/E+￡p, kalt而对于加热的窄条则适用下式￡ges=Ws/E+￡p， warm+a*ATSges表示总应变。Os是屈服点。E是弹性模量。a是热膨胀系数。 AT是被加热的窄条的(相对)温升，按。C计量。￡p, wann或 ￡p， ka" 是热或冷的窄条的塑性应变。因为在拉力伸展区内部一方面冷的窄条及另一方面热的窄条的总应变Sges是一致的，所以由上述关系式直接得知， 沿带宽的塑性拉伸分布直接取决于温度差AT A￡p—￡p， ka『Ep， warm—tt*AT因此沿带宽的塑性拉伸的分布可以直接通过《1入的温度差来施加 影响。温度分布的调定似乎是构成了拉力伸展过程的另一个平整度调 整环节。其结果是，在实施按本发明方法的过程中可以造成平整度特别高的金属带。此外，按本发明方法的特点还在于其具有高的灵活适应性。有特别重要意义地还在于下列事实在拉力伸展区内部并因而 在拉力伸展辊对的相应第一个拉力辊之后实施带的加温。由此排除了 影响拉力伸展辊温度的可能性，要不然拉力伸展辊会以不希望的方式 影响拉力伸展过程。在这方面，本发明按特别有利的设计建议，接着在同一个伸展区 内为了调定一种沿带宽均匀的温度分布，沿带宽(至少)局部地加热 和/或冷却金属带。在此，本发明是以下列认识为出发点特别有利的 是，仍在同一个伸展区内重新平衡原先不均匀的温度特征并因此重新 消除带内的温度差。因此，带在伸展后重新沿带宽有恒定的温度。在 这方面特别有利的是，所述的温度平衡仍在同一个伸展区内部实施， 因为以此方式不仅可靠地避免了拉力伸展辊对的第一拉力伸展辊而且 可靠地避免了其第二拉力伸展辊的不均匀的温度影响。这特别有利于 在同一个设备内先后处理不同的、为了整平需要不同温度分布的带材 或带材巻。原因是，以此方式可靠地避免了在第一个带材巻用规定 的温度分布处理后将此温度分布传输给拉力伸展设备的一个或多个 辊。由此防止在接着处理其他带材巻时必须考虑受事先已被加热的辊 的影响。为了均匀化温度特征，在本发明的框架内存在这样的可能性，即， 将带在起先加热(或冷却)的区域内接着反向调温，并因此冷却加热 的区域和/或加热冷却的区域。但还存在这样的可能性，即，不是事先 加热的区域被接着冷却，而是恰恰加热事先未加热的区域。以此方式 也可以均匀化温度特征，并且不需要冷却元件。此外本发明建议，在伸展区内部和/或在伸展区之后测量温度分 布；以及，根据该测量结果来控制和/或调节温度特征的调定。通过确 定温度分布可以非常可靠地进行过程监控，从而尤其也可以跟踪变化 的带速。此外还存在这样的可能性，即，在伸展区内部和/或在伸展区之后 测量带的平整度；以及，根据测量来控制和/或调节温度特征的调定。按所述类型的方法对金属带尤其是薄金属带进行拉力伸展的设备 也是本发明的技术主题。这种拉力伸展设备包括至少一个拉力伸展辊 对，它在第一拉力伸展辊与第二拉力伸展辊之间构成一个伸展区。优 选地，这种拉力伸展设备具有至少一个进口夹紧辊组，例如制动辊组， 以及具有至少一个出口夹紧辊组，例如拉力辊组，以及，在进口夹紧 辊组与出口夹紧辊组之间设置至少一个拉力伸展辊对。不过本发明还 包括一些有多个伸展区和尤其是有多个拉力伸展辊对的实施形式。按本发明，在这个或这些伸展区内或者至少伸展区之一内设置至 少一个第一调温装置，它有一个或多个加热元件和/或冷却元件，用于 调定一种沿带宽不均匀的温度特征。此外特别有利的是，在同一个伸 展区内在此第一调温装置下游相隔规定距离地设置一个第二调温装 置，它同样具有一个或多个加热元件和/或冷却元件，用于调定一种沿 带宽均匀的温度特征。因此，借助第一调温装置调定影响拉力伸展过 程所需要的不均匀温度分布，而设置在下游的调温装置用于使起先所 调定的温度特征均匀化。这种调温装置可以具有多个沿带宽分布的(独立的)加热元件和/ 或冷却元件。然而也处于本发明框架内的是，这种调温装置具有一个 或多个可沿带宽移动或横跨带宽的加热元件和/或冷却元件。加热元件 可以涉及热辐射器，例如红外辐射器。作为替代或补充，加热元件也 可以使用感应加热元件或其他类型的加热元件。冷却元件可例如设计 为用于供给冷却空气的鼓风元件。按优选的实施形式，，借其沿带宽调定不均匀温度特征的第一调温 装置直接设置在第一拉力伸展辊之后，也就是说，在拉力伸展区的起 始处进行调温。此外也恰当的是，借其重新平衡不均匀温度特征的第 二调温装置直接设置在第二拉力伸展辊之前或在它近前或设置在拉力 伸展区的末端区域内。在这方面例如恰当的是，在第一调温装置与第 二调温装置之间的距离至少为伸展区长度或拉力伸展辊对的拉力伸展 辊之间距离的一半。按本发明的另一项设计，建议在伸展区内和/或在此伸展区之后设置至少一个测温装置，它可以与一个控制和/或调节装置连接，后者 再与所述一个或多个调温装置相连。此外也可以恰当的是，在伸展区 内和/或在此伸展区之后设置一个平整度测量装置，它同样与一个控制 和/或调节装置连接，后者则又操作调温装置。
下面借助一个仅表示一种实施例的附图详细说明本发明。唯一的 附图用示意和大大简化的侧视图表示一个用于实施按本发明方法的拉 力伸展设备。
具体实施方式
就其基本结构而言，这种拉力伸展设备具有一个设计为制动辊组1的进口夹紧辊组以及一个设计为拉力辊组2的出口夹紧辊组。按本 实施例，在制动辊组1与拉力辊组2之间设置一个拉力伸展辊对3， 它在一个第一拉力伸展辊4与一个第二拉力伸展辊5之间构成一个拉 力伸展区R。制动辊组1和拉力辊组2分别有多个辊，它们被施加以 分成等级的扭矩/转速并因而被施加伸展拉力，为的是调整在制动辊组 l与拉力辊组2之间期望的伸展拉力。拉力伸展辊对3的拉力伸展辊4、 5也相应地被驱动，使得带在伸展区R内部处于数量级为屈服点的拉 应力状态，将带B塑性变形或伸长。现在按本发明在此伸展区R内部设置一个第一调温装置6,它具 有一个或多个加热元件和/或冷却元件。借助此第一调温装置6直接在 第一拉力伸展辊4之后并因而在金属带B塑性变形期间造成一种沿带 宽不均匀的温度特征。带B在一个或在多个选出的带材窄条内局部加 热。这种局部加热或引入的温度差，直接影响塑性拉伸，从而可以灵 敏地影响拉力伸展过程。冷的区域比相应地加热的区域被更强烈地拉 伸。在这里所述第一调温装置6直接设置在拉力伸展辊对3的第一辊 4之后。因此，带在其离开第一辊4后立即局部调温。此外在图中还表示，在同一个伸展区R内部还设有一个第二调温 装置7，它隔开距离a地布置在第一调温装置6下游。此调温装置7 也有具一个或多个加热元件和/或冷却元件，借助它们可以接着重新平衡事先不均匀调定的温度特征。带B因而具有沿带宽恒定的温度地离 开伸展区R。因此，在本发明的框架内，没有向任何参与工作的辊供 给不均匀调温的带，从而不存在任何局部加热和/或冷却参与工作的辊 的危险。其结果是保证能够特别可靠地实施按本发明的过程。在两个拉力伸展辊4、 5之间的距离A或伸展区R的长度通常不 超过5m,例如为2至3m。图中表示，第一调温装置6直接布置在拉 力伸展辊4之后，所以带B在它离开第一辊4之后立即局部调温。所 说的直接布置在第一拉力伸展辊之后的意思是指处于伸展区的第一个 一半内，优选地在伸展区的第一个三分之一内，例如在伸展区的第一 个四分之一内。调温装置离拉力伸展辊4的距离x优选小于lm，例 如小于0.5m。此外图中还表示，第二调温装置7直接布置在第二拉力 伸展辊5之前。所说的直接布置在第二拉力伸展辊之前的意思是指处 于伸展区的第二个一半内，优选地在伸展区的最后三分之一内，例如 在伸展区的最后四分之一内。第二调温装置7与第二拉力伸展辊5之 间的距离y例如小于lm，优选小于0.5m。在这方面恰当的是，在两 个调温装置6、 7之间的距离a相对拉力伸展辊4、 5之间的距离A而 言应尽可能大。在这里距离a优选至少是拉力伸展辊4、 5之间距离A 的一半。在本发明的框架内，所说的距离是指沿着带的距离或间隔， 例如调温装置或对应的被调温的带区域到带在那里离开辊或带在那里 与辊接触之区域的距离。此外，图中还表示，在此拉力伸展设备中，例如在拉力伸展辊对 3之后和必要时也在拉力辊组2之后，可以设置一个平整度测量装置8， 例如平整度测量辊，或者也可以设置一个不接触式的平整度测量装置。 因此可以直接测得或检验带B在拉力伸展过程中所达到的平整度。测 量结果可以输入一控制和/或调节装置，该控制和/或调节装置与拉力 伸展设备的各部件和尤其也与一个或多个调温装置6、 7连接。这在图 中没有示出。
权利要求
1.用于对金属带尤其是薄金属带(连续地)进行拉力伸展的方法，其中，金属带在一个或多个伸展区内在屈服点范围内或屈服点之上的拉应力作用下塑性变形，其特征为在至少一个伸展区内部为了调定一种沿带宽不均匀的温度分布，沿带宽局部地加热和/或冷却金属带。
2. 按照权利要求l所述的方法，其特征为，接着在同一个伸展区 内为了调定一种沿带宽均匀的温度分布，沿带宽(至少)局部地加热 和/或冷却金属带。
3. 按照权利要求2所述的方法，其特征为，金属带在起先加热或 冷却的区域内接着被冷却和/或加热，和/或在起先没有加热或没有冷 却的区域内净皮加热或冷却。
4. 按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为，在伸展区内 部和/或在伸展区之后测量温度分布；以及，根据测量来控制和/或调 节温度特征的调定。
5. 按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征为，在伸展区内 部和/或在伸展区之后测量带的平整度；以及，根据测量来控制和/或 调节温度特征的调定。
6. 按权利要求1至5之一所述的方法对金属带(B )尤其是薄金属 带进行拉力伸展的设备，包括至少一个拉力伸展辊对(3)，它在第一 拉力伸展辊(4)与第二拉力伸展辊(5)之间构成一个伸展区(R)， 其特征为在伸展区(R)内设至少一个第一调温装置(6)，该第一 调温装置有一个或多个加热元件和/或冷却元件，用于调定一种沿带宽 不均匀的温度特征。
7. 按照权利要求6所述的设备，其特征为，在同一个伸展区(R) 内在所述第一调温装置(6)下游设置一个第二调温装置(7)，该第二 调温装置有一个或多个加热元件和/或冷却元件，用于调定一种均匀的 温度特征。
8. 按照权利要求6或7所述的设备，其特征为，第一和/或第二调温装置(6、 7)具有多个沿带宽分布的加热元件和/或冷却元件。
9. 按照权利要求6至8之一所述的设备，其特征为，第一和/或 第二调温装置(6、 7)具有一个或多个可沿带宽移动的加热元件和/ 或冷却元件。
10. 按照权利要求6至9之一所述的设备，其特征为，加热元件 设计为热辐射器，例如红外辐射器，或设计为感应加热元件。
11. 按照权利要求6至IO之一所述的设备，其特征为，在伸展区 (R)内和/或在此伸展区之后设置至少一个用于确定沿带宽的温度分布的测温装置，该测温装置优选与 一控制和/或调节装置连接。
12. 按照权利要求6至ll之一所述的设备，其特征为，在伸展区 内和/或在此伸展区之后设置一个用于确定带平整度的平整度测量装 置(8),该平整度测量装置优选与一控制和/或调节装置连接。
13. 按照权利要求6至12之一所述的设备，包括至少一个进口夹 紧辊组(l)，例如制动辊组，以及包括至少一个出口夹紧辊组(2)， 例如拉力辊组，以及包括至少一个设置在进口夹紧辊组(1)与出口夹 紧辊组(2)之间的拉力伸展辊对(3)。
14. 按照权利要求6至13之一所述的设备，其特征为，第一调温 装置(6)直接设置在第一拉力伸展辊(4)之后；和/或，第二调温装 置(7)直接设置在第二拉力伸展辊(5)之前。
15. 按照权利要求14所述的设备，其特征为，在第一调温装置(6 ) 与第二调温装置(7)之间的距离(a)至少为伸展区长度或拉力伸展 辊(4、 5)之间距离(A)的一半。
16. 按照权利要求14或15所述的设备，其特征为，第一调温装 置(6)设置在伸展区(R)的第一个一半内，例如在第一个三分之一 内，优选设置在伸展区(R)的第一个四分之一内；和/或，第二调温 装置(7)设置在伸展区(R)的第二个一半内，例如在最后三分之一 内，优选设置在伸展区(R)的最后四分之一内。
全文摘要
本发明涉及一种用于对金属带尤其是薄金属带(连续地)进行拉力伸展的方法，其中，金属带在一个或多个伸展区内在屈服点范围内或屈服点之上的拉应力作用下塑性变形。本方法的特征在于，在至少一个伸展区内部为了调定一种沿带宽不均匀的温度分布，沿带宽局部地加热和/或冷却金属带。
文档编号B21D1/00GK101239362SQ20081000446
公开日2008年8月13日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年2月7日
发明者A·诺埃 申请人:矿山机械和轧钢机械制造有限公司