一种深冷轧制用制冷轧辊及带有该轧辊的轧制系统、方法

摘要

一种深冷轧制用制冷轧辊，包括辊颈和辊身，在辊颈和辊身内设置用于通入采用液氮进行冷却的低温气体的通气管道。本发明还提供利用所述深冷轧制用制冷轧辊的轧制系统以及轧制方法：利用送风机将含有液氮的低温气体送入通气管道3的入气口，调整送入气体温度范围为零下90到零下150度；将轧辊冷却20‑60分钟，实现制冷轧辊温度已经均匀冷却到零下80到零下130度；进行深冷轧制，继续控制低温气体的速度和温度，实现轧制过程中制冷轧辊的温度恒定。本发明通过在轧辊设置多组通气管道，然后用送风机将带有液氮的空气送入通气管道，实现轧辊温度快速降低。由于液氮温度为零下196度，因而通过控制风速、通气管道大小、送风温度，即可对轧辊温度进行准确控制。

权利要求

1.一种深冷轧制用制冷轧辊，包括辊颈(1)和辊身(2)，其特征在于，在辊颈(1)和辊身(2)内设置用于通入采用液氮冷却的低温气体的通气管道(3)，所述通气管道(3)有N组，互不连通，N＝3～8，所述通气管道(3)的入气口位于辊颈(1)端部，出气口位于辊身(2)端部，且出入口位于同一端，所述通气管道(3)的管径d为轧辊直径D的十分之一至四十分之一，用送风机将带有液氮的空气送入通气管道，通过控制风速、通气管道大小、送风温度，对轧辊温度进行准确控制，调整送入气体温度范围为零下90到零下150度，实现制冷轧辊温度均匀冷却到零下80到零下130度。

2.根据权利要求1所述深冷轧制用制冷轧辊，其特征在于，所述通气管道(3)的入气口位于轧辊表层，靠近轧辊辊心的管道为排气管道。

3.一种利用权利要求1所述深冷轧制用制冷轧辊的轧制系统。

4.一种利用权利要求1所述深冷轧制用制冷轧辊的轧制方法，其特征在于：利用送风机将含有液氮的低温气体送入通气管道(3)的入气口，调整送入气体温度范围为零下90到零下150度；

将轧辊冷却20-60分钟，实现制冷轧辊温度已经均匀冷却到零下80到零下130度；

进行深冷轧制，继续控制低温气体的速度和温度，实现轧制过程中制冷轧辊的温度恒定。

说明书

一种深冷轧制用制冷轧辊及带有该轧辊的轧制系统、方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属材料轧制技术领域，特别涉及一种深冷轧制用制冷轧辊及带有该轧辊的轧制系统、方法。

背景技术

[0002] 目前，汽车轻量化得到国际社会的广泛关注，人们致力于通过各种工艺与技术降低汽车的重量。因为，随着汽车重量的降低，汽车能耗将大幅降低。降低汽车重量，其中一种方式是采用高强韧的铝合金材料替代钢板。相对于钢材而言，铝合金的密度大幅降低。另外，对于铝合金材料，其高温韧性较好，室温韧性较差，但是在超低温情况下韧性又变得很好。与此同时，对铝合金材料进行深冷轧制，可以大幅提高铝合金构件的强度与韧性。

[0003] 铝合金带材深冷轧制过程，首先将铝合金材料在轧制前放入液氮中进行冷却10分钟以上，实现材料温度降低，然后在取出进行轧制。传统深冷轧制，由于轧辊温度为室温，轧制过程中，由于塑性变形和接触导热使轧件温度上升不大，轧后轧件温度上升较快。

发明内容

[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种深冷轧制用制冷轧辊及带有该轧辊的轧制系统、方法，在轧制时轧辊温度可控制在零下80到零下130度，从而实现深冷轧制过程中，即使单道次轧制压下率达到50％，轧件温度依然能够低于零下100度，该轧辊将为深冷轧制提供更多的轧制规程设计路线。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0006] 一种深冷轧制用制冷轧辊，包括辊颈1和辊身2，在辊颈1和辊身2内设置用于通入采用液氮进行冷却的低温气体的通气管道3。

[0007] 所述通气管道3有N组，互不连通，N＝3～8。

[0008] 所述通气管道3的入气口位于轧辊表层，靠近轧辊辊心的管道为排气管道。

[0009] 所述通气管道3的入气口位于辊颈1端部，出气口位于辊身2端部。

[0010] 所述通气管道3的管径d为轧辊直径D的十分之一至四十分之一。

[0011] 本发明还提供利用所述深冷轧制用制冷轧辊的轧制系统。

[0012] 本发明还提供利用所述深冷轧制用制冷轧辊的轧制方法：

[0013] 利用送风机将含有液氮的低温气体送入通气管道3的入气口，调整送入气体温度范围为零下90到零下150度；

[0014] 将轧辊冷却20-60分钟，实现制冷轧辊温度已经均匀冷却到零下80到零下130度；

[0015] 进行深冷轧制，继续控制低温气体的速度和温度，实现轧制过程中制冷轧辊的温度恒定。

[0016] 与现有技术相比，本发明通过在轧辊设置多组通气管道，然后用送风机将带有液氮的空气送入通气管道，实现轧辊温度快速降低。由于液氮温度为零下196度，因而通过控制风速、通气管道大小、送风温度，即可对轧辊温度进行准确控制。

[0017] 本发明可解决深冷轧制过程由于轧件与轧辊之间温差大而快速热传导导致轧件温度上升过快的问题，实现材料性能的进一步提高。可用于深冷轧制制备高性能高附加值的铝、铜等金属及合金板材。

附图说明

[0018] 图1是本发明结构示意图。

[0019] 图2是图1中AA截面视图。

[0020] 图3是图1中BB截面视图。

[0021] 图4是图1中CC截面视图。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

[0023] 如图1、图2、图3和图4所示，一种深冷轧制用制冷轧辊，包括辊颈1和辊身2，在辊颈1和辊身2内设置4组互不连通的用于通入采用液氮进行冷却的低温气体的通气管道3。其中，通气管道3的入气口位于辊颈1端部，出气口位于辊身2端部。通气管道3的管径d可为轧辊直径D的十分之一至四十分之一。

[0024] 本发明还提供利用所述深冷轧制用制冷轧辊的轧制方法：

[0025] 第一步：根据轧辊直径D大小，设置通气管道的组数、通气管道的直径大小、通气管道距轧辊表面距离等参数。

[0026] 第二步：利用送风机将采用液氮进行冷却的低温气体送入通气管道3。根据设计要求，调整送入低温气体温度范围零下90到零下150度。

[0027] 第三步：轧制前，先对轧辊冷却20-60分钟，实现轧辊温度已经均匀冷却到零下80到零下130度。

[0028] 第四步：采用该制冷轧辊进行深冷轧制，继续控制冷气速度和温度，实现轧制过程中轧辊温度恒定。

[0029] 以下是两个具体实施例。

[0030] 实施例1：320mm宽铝合金带材深冷轧制用制冷轧辊，参数以及轧制步骤如下：

[0031] 1)轧辊辊身长度为450mm，辊身直径为600mm。

[0032] 2)辊颈长度为400mm，辊颈直径为400mm。

[0033] 3)内置4组通气管道，通气管道直径为30mm。通气管道入气通道距轧辊表面50mm。

[0034] 4)轧制前，送气温度为零下140度，冷却40分钟实现轧辊温度恒定在零下120度。

[0035] 5)继续送入冷气，深冷轧制，维持轧辊表面温度恒定。

[0036] 实施例2：600mm宽铝合金箔材深冷轧制用制冷轧辊，参数以及轧制步骤如下：

[0037] 1)轧辊辊身长度为800mm，辊身直径为160mm。

[0038] 2)辊颈长度为400mm，辊颈直径为120mm。

[0039] 3)内置3组通气管道，通气管道直径为20mm。通气管道入气通道距轧辊表面30mm。

[0040] 4)轧制前，送气温度为零下150度，冷却40分钟实现轧辊温度恒定在零下130度。

[0041] 5)继续送入冷气，深冷轧制，维持轧辊表面温度恒定。