专利名称：用于制造镁带的生产线和方法
技术领域：
本发明涉及的是一种制造镁带的生产线和方法。
技术背景由于密度小，因此镁的重量就特别低，同时，镁具有和铝相类 似的强度特性，所以镁用来制造运输工具的车身，特别是汽车车身就 特别有利，因为对于车身来说，总是要求其具有更轻的重量和更高的 强度和刚度。在期干廿"in stahl und eisen 125 (2005) Nr. 4， Seiten 66—68，， 中出版的由B . Engl撰写的文章"Magnesium-Flachprodukte: Wirtschaftliches Verfahren f U r industrielle Fertigimg entwickelt"中，公开了 一种能够成本低廉地制造镁板的方法。为此 目的，首先，将镁熔融物连续地浇铸成具有最大厚度为50rara的预制 带，在考虑了确定的减少厚度后，并在确定的轧压温度下，预制带随 后被直接利用浇铸热热轧成典型的2-20mm厚的镁带。这种操作方法 的特别优点在于，预制带的热轧直接利用浇铸热就能完成，这样，由 于将所要轧压的预制带加热到热轧温度所产生的消耗就可以避免。公 开的制造方法的其它细节在专利文献EP 1 330 56 Bl中也进行了说 明。在板材加工工业中，特别是在汽车-车身制造的领域里，为了获 得所需要的厚度范围在0. 2-4nmi的板材，按照公开的方式制造出来的 镁板必须按照常规继续减厚。但是，对此存在的问题是，这类镁板只 能在被加热的状态下才能变形。当将板材向较小板厚冷轧时，这个问 题更是存在。在专利文献JP 2003-112205 A中，公开了一种以没有详细说明 的方式预制的并且被缠绕成巻的镁带，在一种可逆式轧辊机中进行冷 车L。为此，在每个轧压道次，镁带都要通过一个在缠绕装置间设置的 加热装置，此加热装置总共包括三台彼此平行布置的加热轧辊机，需 加热的镁带通过加热装置后才进行缠绕。经过和轧辊机热表面的接 触，在进入可逆式轧辊机前，镁带应被加热到所需的轧压温度。由于 设备的耗费，无论是和制造相关的成本，还是和加热装置运行相关的 成本，都是非常显著的，以至于这类设备实际上不能被经济地投入生 产当中。发明内容基于前面总结的现有技术现状，本发明的目的在于，提供一种生 产线和方法，使得成本低廉地制造即使是少量的薄镁板成为可能。一种制造薄镁带的生产线，配备有一套包括有一台浇铸轧辊机 的带材浇铸装置，带材浇铸装置可利用镁熔融物来制造镁带，还配备 有一台将镁带缠绕成带巻的缠绕装置，缠绕装置包括可绕着转轴转动 的缠绕心轴，并且还配备有一套最终轧辊装置，可以将预先缠绕成带 巻的镁带厚度轧压在0. 2-4mra之间。本发明的目的以此得以实现，即， 生产线包括至少一台输送辅助金属带的装置，为了将辅助金属带输送 到缠绕装置中，还包括一台装置，用于每个辅助金属带的端部和镁带 的端部间的连接以相应的方式，借助一种制造镁带的方法，在此方法中下面的 操作步骤应该实现-将用镁熔融物浇铸成镁带，-将镁带在缠绕心轴上缠绕成带巻，并且，-轧压已经缠绕成巻的镁带，使镁带的厚度处于O. 2-4讓之间，为了实现上述提及的目的，按照发明公开了，镁带在缠绕前以 其前端部和/或在缠绕后以其后端部，和相应的一个辅助金属带进行 连接，还公开了，各个金属带和镁带一起缠绕成带巻，这样，制成的 带巻具有由各个辅助金属带构成的内和或外的巻层。本发明基于的构思是，首先，将一种按照公开的方式通过带材 浇铸制成的，但用于直接深加工使其成为板材又太厚的镁带缠绕成带
巻，随后，再按照各自要求的最终厚度，在后续的加工步骤中对镁板 继续轧压。同时，按照发明所述，需要加工的镁带被缠绕成包括由辅 助的金属带构成的内和/或外巻层的带巻。如果镁带应缠绕在由辅助金属带构成的内巻层上，在向每台缠 绕装置的缠绕心轴上缠绕前，镁带以其初始段，和最初的辅助金属带 的后端部进行连接。在镁带缠绕之前，辅助金属带就已经完成缠绕或 接着进行缠绕。如果必须将辅助金属带选择性地或补充性地缠绕到镁 带的外周面上，为此，镁带的自由后端应和相应的金属带的起始段进 行连接，并带动金属带进行缠绕。按照本发明所述的措施的第一个优点在于，在带巻中，镁带的 由辅助金属带构成的内和外层能得以保护免受损坏，本发明所述的措 施是，在带巻中形成一个由和镁带不同的金属带构成的内和/或外层， 损坏可能由于镁带和巻筒内表面或镁带和缠绕心轴外表面之间的相 对运动而产生。另外，在镁带的最终轧压时，与要进行加工的镁带牢固连接的 辅助金属带，总是作为"先-"或"后带"来使用，并且和镁带一起 被轧压到最终厚度，因此对金属带的处理就很简单。在镁带上，由辅助金属带的内或外层进行的包裹或缠绕对生产 是十分重要的优点，其在于，在带巻中，辅助金属带巻总是起着热量 贮存器的作用，通过辅助的金属带巻可以减小温度损失。当由镁带和 辅助金属带一起缠绕而成的带巻，在最终轧压前要再进行加热，并且 最终轧压要分多个轧压道次进行，此时，上述的性能就特别起作用。 伴随着此操作步骤，金属带起着这样的作用，即，让镁带在各自的轧 压道次间能保持轧压所需要的温度，这样就可以免除成本高昂的再加 热过程。当镁带在两辅助金属带之间进行缠绕时，获得的带巻既包括 一个有辅助金属带构成的内巻层，又包括一个有辅助金属带构成的外 巻层，这样，所述的镁带位于所述的巻层之间，此时，上述的作用就 可特别有效地被利用。最后，在最终轧压完成后，在没有供热的情况下，通过镁带和 与其连接的金属带的缠绕，并且通过镁带在带巻中保持完成最终退火 所需的足够长的时间，这样，镁带也许和与其缠绕在一起的金属带能 够利用固有的热量，保持或进入一种合适状态，此状态是经过最终轧 压的薄镁板继续直接深加工所需要的。作为辅助金属带，碳素钢经证明是特别合适的材料，因为所述 的碳素钢具有高的可变形能力和相比而言高的热贮存能力。随后，以这种方式进行缠绕的镁带，在利用带巻制造过程中获 得的余热的情况下，可以在平常的轧辊装置中按照要求的最终厚度进 行轧压，此类具有代表性的平常的轧辊装置可用于例如钢-或铝板的 冷轧。因为此种缠绕方法，附加的加热过程就不再需要，附加加热过 程通常是通过在每个轧辊机的运转区域内成本髙昂设置的加热装置 来完成的。如果巻带按照各自需要的温度需要再加热，可以在通常的 罩式退火炉中进行。同样，借助本发明可以进一步地节省投在将镁带轧压成板材的 新设备上的投资。从而，镁板能以极具竞争力的成本进行制造。本发明所述的生产线的一种特别适于生产的，既鉴于所要生产 的镁带的特性，又鉴于生产安全性而优化的设计，其特征在于，缠绕 装置包括与缠绕心轴的转轴同轴并固定设置的巻筒，缠绕心轴在该巻 筒中转动，并且巻筒的内径对应于所要缠绕带巻的最大外径，此时， 缠绕心轴的部件从彼此相隔最远的位置，按照缠绕的进度彼此靠近运 动，在最远位置中，缠绕心轴的部件沿着朝向巻筒内表面的方向挤压 所要缠绕镁带的开始部分。根据本发明所述生产线的上述公开的设计和与此相应而设置的 方法，镁带的缠绕按照下面的方式得以实现，即， 一方面，在随着温 度降低其可变形性不断变差，并在没有材料断裂危险的情况下，确保 镁带能被缠绕成带巻，另一方面，将镁带的温度损失减小到最大程度。为此目的，按照发明所述，镁带的缠绕朝着一个巻筒的内表面 进行，在其上缠绕带巻的缠绕心轴在此巻筒里转动。因此，缠绕心轴 应该这样设计，即，在缠绕带巻时，缠绕心轴的外圆周从和巻筒内表 面紧邻的初始位置开始，减小到一个最终位置，此时，缠绕心轴的外 圆周对应于所需制造的带巻内径的大小。以这种方式，进入到缠绕装
置中的镁带，总是被输送到巻筒的内表面和预先缠绕的带巻层之间， 或被输送到巻筒的内表面和缠绕心轴的外圆周面之间，这样，镁带在 缠绕过程中总是承受较小的弯曲应力。这样，通过发明所述的缠绕装 置的使用，即使处于内里的，在最终带巻中发生剧烈巻曲的带巻里层， 从带巻的大半径开始逐渐向小半径被拉紧。同时，由于通过巻筒确保 的隔热作用，已经缠绕好的带巻的温度损失是很小的，因此，整体上可以确保，镁带可以操作安全地，并以适合每个制造工序的总是令人 满意的速度进行缠绕。随后，根据对一种实施方式进行描述的附图，对本发明作详细 地说明。所述的附图只是概要地并以侧视对实施方式进行描述。
图1是一种镁带制造的生产线的示图；图2是一种处于两种工作状态的，在生产线中应用的缠绕心轴 的示图。
具体实施方式
用于制造镁带(M)的生产线(1)，沿着送料方向，包括先后 连续同轴布置的一套带材浇铸装置(2)、 一台罩式退火炉(3)和最 终轧辊装置(4)。带材浇铸装置(2)按照公开的方式构成，包括熔融物料仓(5)， 从熔融物料仓(5)中，镁熔融物被输送到喷管(6)中，同时，所述 的喷管(6)的喷嘴可以伸及位于浇铸轧辊机(9)的两个轧辊(7、 8) 之间，并由轧辊(7、 8)构成的轧压间隙(10)处，这样，从喷喷管 (6)中喷出的镁熔融物近似水平地有目的地被送进轧压间隙(10)。和轧辊(7、 8)的圆周面接触的镁熔融物，在接触的地方凝固 成铸件，并随即在轧压间隙(10)的最窄处轧压成镁带(M)。为了 精确输送从轧压间隙(10)离开的镁带(M)，沿送料方向(F)在浇 铸轧辊机(9)后面设置有同样按照公开的方式构成的传动装置(11)。 离开传动装置(11)后，镁带(M)通过一台沿送料方向(F)上，位
于所述的传动装置(11)后设置的普通的剪边机(12)，剪边机(12) 起着修剪镁带(M)长边的作用。离开剪边机(12)后，镁带(M)通过一台输送辅助金属带(Sl， S2)的送料装置(13)，装置(14)用于每个金属带(Sl， S2)的端 部和镁带(M)端部的连接。每个金属带(Sl， S2)由碳素钢制成并 从缠绕的钢带中获得，并以缠绕在一个缠绕心轴上的带巻(15)形式， 且位于镁带(M)输送途径上方，被预先放置在所述的送料装置(13) 中。缠绕钢带的厚度应和镁带(M)的厚度相当，并用于制成辅助金 属带(Sl， S2)。镁带(M)在经过送料装置(13)和连接装置(14)后，进入缠 绕装置(18)，在其中，镁带(M)被缠绕成带巻(C)。缠绕装置(18)包括一个巻筒(19)，其内径(I)对应于需被 缠绕的带巻(C)的外径。每个需被缠绕的带材(Sl、 M、 S2)通过开 口 (20)进入到巻筒(19)中，开口 (20)成和每个需被缠绕的带材 (Sl、 M、 S2)的水平运行的输送途径对齐设计。在缠绕装置(18)的巻筒(19)中，受一个没有在附图中示出 的转动驱动装置的驱动，缠绕心轴(21)绕着转轴(X)转动，缠绕 心轴(21)由两个轴瓦状部件(22， 23)组成。借助一个同样在附图 中没有示出的位置驱动装置，部件(22， 23)可以基于转轴(X)沿 径向从和巻筒(19)的内表面(24)紧邻的起始位置(见附图2a)， 向部件(22， 23)紧密靠近的最终位置(见附图2b)相向运动，在 最终位置时，部件(22， 23)的外圆周确定了所要缠绕的带巻(C) 眼孔的内圆周。缠绕心轴(21)的部件(22)包括一个卡紧装置(25)， 用于卡紧所要缠绕带材(Sl、 M、 S2)各自的初始段。假如要制造新的镁带(M)，首先，第一辅助金属带(Sl)将从 送料装置(13)中输出，并通过连接装置(14)进入到缠绕装置(18) 中。此刻，部件(22， 23)位于其初始位置，部件(22， 23)的圆周 面和巻筒(19)的内表面(24)间的间隔大小大概对应于所述的辅助 金属带(S1)的厚度。辅助金属带(S1)的初始段安装在卡紧装置(25) 上并被卡紧。随后，缠绕心轴(21)开始绕转轴(X)转动，此时，
在朝着巻筒(19)的内表面(24)方向上，辅助金属带(Sl)连续地 受到部件(22， 23)挤压。此时，和向其上缠绕的辅助金属带(Sl) 的层数相对应，部件(22， 23)随着缠绕层数的增加，沿着径向并朝 着转轴(X)连续地进行位置调节。只要辅助金属带(Sl)在缠绕心轴(21)上缠绕了足够数量的 绕层(WS1)，在送料装置(13)中，辅助金属带(Sl)就和在带巻 (15)上预先放置的钢带的剩余部分分开，并且，辅助金属带(Sl) 现有的后端，在连接装置(14)中，和同时到达连接装置(14)中的 镁带(M)的前端，以适合的方式进行连接。随后，镁带(M)在缠绕 装置(18)中，按照上述的对辅助金属带(Sl)公开的方式，在由辅 助金属带(Sl)构成的绕层(WS1)上进行缠绕。此时，缠绕在缠绕 心轴(21)上的，由辅助金属带(Sl)和镁带(M)构成的带材持续 地受到拉紧，使得新进入的镁带(M)在朝着巻筒(19)的内表面(24) 方向上总是受到挤压。以此来确保镁带(M)总是这样传输，g卩，源 于镁带(M)的绕层(丽)在辅助金属带(Sl)的绕层(WS1)上生成， 并且绕层之间最优地紧密地彼此叠加在一起。只要镁带(M)的后自由端一到达连接装置(14)，自由端就和 同样从位于送料装置(13)中的带巻(15)抽出的第二辅助金属带(S2) 的初始端进行连接。随后，第二辅助金属带(S2)在缠绕装置(18) 中，按照上述的对辅助金属带(Sl)和镁带(M)公开的方式，在由 镁带(M)构成的绕层(丽)上，进行缠绕，直到足够厚的由辅助金 属带(S2)构成的绕层(WS2)生成为止。在缠绕装置(18)中缠绕的，由用第一辅助金属带缠绕成的绕 层(WS1)，和在绕层(WS1)上用镁带(M)缠绕成的绕层(MW)， 以及在绕层(MW)上用第二辅助金属带缠绕成的绕层(WS2)构成的 带巻(C)，在缠绕后，在普通的罩式退火炉(3)中，向着随后进行 的最终轧压所需的温度进行加热。此时，在带巻(C)中缠绕的金属 带(Sl、 S2)起着热量贮存器的作用，由此可以确保，在带巻(C) 中缠绕的镁带(M)即使在长途运输-或长时间的等待过程中能保持所 需的温度。
最终轧压装置(4)包括一台普通的用于钢带冷轧所配备的可逆式轧辊机27， 一台沿着送料方向(F)设置在可逆式轧辊机27后面 的贯通炉(28)和两台缠绕装置(29、 30)，两台中的一台放置在沿 送料方向(F)可以看到的可逆式轧辊机27的一侧，另一台放置在可 逆式轧辊机27的另一侧，并位于贯通炉(28)的后面。如果需要的 话，贯通炉(28)对处于由可逆式缠绕装置(29)驱动中的，并在可 逆式轧辊机27中运动的带材(B)，进行感应加热，以使带材(B) 达到每次变形所需要的轧压温度。另外，在贯通炉(28)和可逆式缠 绕装置(29)间设置有一台剪断机(31)，用于带材的横向剪断。如果需要的话，预先经过再加热，并以带巻(C)的方式提供的， 由金属带(Sl)、镁带(M)和金属带(S2)构成的带材(B)，按照 己公开的方式，在最终轧压装置(4)中轧压到最终厚度。对此，假 如需要多个轧压道次的话，带材(B)为此应在可逆式缠绕装置(29、 30)上缠绕成带巻(C、 Cl)。全部的由金属带(Sl、 S2)构成的带 巻(C、 Cl)的里和外层具有的热贮存功能，能够防止处于带巻(C、 Cl)中并位于金属带(Sl、 S2)之间的镁带(M)的冷却。在各自的 轧压步骤之间存在的镁带(M)的温度损失，按照这样的方式可以尽 量小的发生，以至于再加热只是在特殊情况下才需要。在正常的生产 条件下，再加热过程可以完全取消。在轧压结束后，经过最终轧压的并缠绕成带巻的带材(B)应尽 量保持成带巻，直到缠绕成带巻的镁带(M)利用在带巻中还存有的 热量完成最终退火。随后，带材(B)输送给下一道加工工序。借助本发明，使得按照上述公开的方式来制造薄的，完成了最 终轧压的镁带成为可能，镁带的制造是在没有成本高昂的附加设备的 或工艺过程的步骤情况下，并在应用以普通方式构成的加热-和轧辊 装置的情况下进行的，镁带还满足最高的质量要求。
附图标记1 制造镁带(M)的生产线2 带材浇铸装置3 罩式退火炉4 最终轧辊装置5 熔融物料仓6 浇铸喷管 7、 8 浇铸轧辊9 浇铸轧辊机10 浇铸间隙11 传动装置12 剪边机13 辅助金属带(Sl、 S2)的送料装置14 用于辅助金属带(Sl、 S2)的端部和镁带(M) 端部连接的连接装置18 缠绕装置19 巻筒20 开口21 缠绕心轴22、 23 缠绕心轴21的部件24 巻筒19的内表面25 卡紧装置27 可逆式轧辊机28 贯通炉29、 30 可逆式缠绕装置31 剪断机B 由金属带S1、镁带M和金属带S2构成的带材C、 Cl 带巻I 巻筒19的内径F 送料方向 M 镁带Sl、 S2 辅助的作为钢带存在的金属带 X 缠绕心轴21的转轴
权利要求
1.用于制造薄镁带(M)的生产线，带有一包括一浇铸轧辊机(9)、可利用镁熔融物来制造镁带(M)的带材浇铸装置(2)，带有一用于将镁带(M)缠绕成带卷(C)、包括可绕转轴(X)转动的缠绕心轴(21)的缠绕装置(18)，带有一可将镁带(M)的厚度轧压在0.2-4mm之间的最终轧辊装置(4)，其特征在于，所述的生产线包括至少一用于辅助金属带(S1、S2)输送的装置(13)，所述的装置(13)是为了将所述的辅助金属带(S1、S2)输送到所述的缠绕装置(18)而设置的，且所述的生产线还具有一装置(14)，用于将辅助金属带(S1、S2)的一端和镁带(M)的一端相连。
2. 按照权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述的缠绕装 置(18)包括一与缠绕心轴(21)之转轴(X)同轴并固定设置的巻 筒(19)，所述的缠绕心轴(21)在所述的巻筒(19)中转动，并且 所述的巻筒(19)的内径(I)对应于待缠绕带巻(C)的最大外径， 其特征还在于，所述的缠绕装置(18)的缠绕心轴(21)由至少两个 可参照所述的转轴(X)沿径向运动的部件(22、 23)组成，其特征 还在于，设置有一调节装置，在带巻(C)的缠绕过程中，根据缠绕 进度，所述的调节装置将所述的缠绕心轴(21)的两个部件(22、 23) 从和所述的巻筒(19)的内表面(I)紧邻彼此相隔很远的位置，逐 渐调节到两个部件(22、 23)彼此紧密靠近的位置。
3. 按照上述权利要求的其中一个所述的生产线，其特征在于， 所述的最终轧辊装置(4)包括一台可逆式轧辊机(27)。
4. 用于制造镁带(M)的方法，按照下面操作步骤得以实现 -镁带(M)的带材浇铸，-将所述的镁带(M)在缠绕心轴(21)上缠绕成带巻(C)， 并且，-轧压已经缠绕成巻(C)的镁带(M)，使镁带的厚度处于0.2-4mm 之间，其特征在于，所述的镁带(M)在缠绕前以其前端部和/或在缠 绕后以其后端部与一辅助金属带(Sl、 S2)相连，所述的每个金属带 (Sl、 S2)和所述的镁带(M)共同缠绕成带巻(C)，使得所述的带 巻(C)具有由各个所述的辅助金属带(Sl、 S2)构成的一个内和/ 或外的巻层(WS1、 WS2)。
5. 按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述其上缠有镁 带(M)和金属带(Sl、 S2)的缠绕心轴(21)，由至少两个可参照 所述的缠绕心轴(21)的转轴(X)沿径向进行位置调节的部件(22、 23)构成，所述的镁带(M)与每个所述的金属带(Sl 、 S2) —起的 缠绕是朝着巻筒(19)的内表面(24)进行的，在所述的巻筒(19) 中，所述的缠绕心轴(21)转动，并且所述的巻筒(19)的内径(I) 对应于所要缠绕带巻(C)的最大外径，同时，所述的缠绕心轴(21) 的两个部件(22、 23)从彼此相隔最远的位置开始，根据缠绕进度相 向运动，在所述的彼此相隔最远的位置中，所述的部件(22、 23)朝 着所述的巻筒(19)的内表面(24)挤压所要缠绕的镁带(M)的开 始部分。
6. 按照权利要求4至5的其中一个所述的方法，其特征在于， 所述的镁带(M)和所述的辅助金属带(Sl、 S2) —起在缠绕完后还 要退绕，并且所述的镁带(M)和所述的辅助金属带(Sl、 S2) —起 被最终轧压到额定厚度。
7. 按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的镁带(M) 要被修边。
8. 按照权利要求4至7的其中一个所述的方法，其特征在于，在最终轧压前，所述的带巻(C)放置于一个罩式退火炉(3)中加热到轧压温度。
9. 按照权利要求4至8的其中一个所述的方法，其特征在于， 所述的最终轧压是在一种可逆式轧辊机(27)中完成的。
10. 按照权利要求4至9的其中一个所述的方法，其特征在于， 在最终轧压完成后，所述的镁带(M)被缠绕起来，并且，在没有热 量供给的情况下，所述的镁带(M)在带巻(C、 Cl)中应保持一段镁 带(M)完成最终退火所需的足够长的时间。
全文摘要
本发明涉及的是一种用于制造薄镁带(M)生产线，配置有包括一台浇铸轧辊机(9)的带材浇铸装置(2)，利用带材浇铸装置(2)可将镁熔融物加工成镁带(M)；还配置有一台将镁带(M)缠绕成带卷(C)的缠绕装置(18)，缠绕装置(18)包括有可绕着转轴(X)转动的缠绕心轴(21)；并且，还配置有一套可将镁带(M)的厚度轧压在0.2-4mm之间的最终轧辊装置(4)。借助这种生产线，为了使制造即使是少量的薄镁带成为可能，本发明公开了这种生产线包括至少一台用于辅助金属带(S1、S2)输送的装置(13)，为了将辅助金属带(S1、S2)输送到缠绕装置(18)中。这种生产线还包括一台装置(14)，用于每个辅助金属带(S1、S2)的一个端部和镁带(M)的一个端部间的连接。另外，在本发明中还公开了一种按照相应的方式进行操作的方法，使得成本低廉地制造少量薄镁带成为可能。
文档编号B65H18/28GK101116877SQ20071014315
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月3日 优先权日2006年8月3日
发明者伯恩哈德·恩格尔, 埃德加·拉文, 安德列亚斯·克佩, 曼弗雷德·宾格尔, 迪特马尔·皮耶萨克 申请人:蒂森克虏伯钢铁股份公司