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专利名称：振态感应热熔复合板的连续生产装置及其生产方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010247267.6

专利申请（专利权）人：湖北金稽山机械开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：湖北省黄石市经济技术开发区金山大道185号光谷联合开云优惠体育网页版入口城19栋302号

专利发明（设计）人：李纯,张殷夫

专利摘要：本发明实施例公开了一种振态感应热熔复合板的连续生产装置包括：沿展开方向依次布置的开卷机、感应热熔机、立式辊扎机、刚性振动平台、精整机以及张力卷取机，还包括水平设置的若干滚轮。本发明具有如下有益效果：本发明的振态感应热熔复合板的连续生产装置利用连续、自主产生的金属新生面促进冶金复合，利于小压下量、小应力轧制；复合板在余热状态经刚性振动平台实施振动去应力时效，消减残余应力取代扩散退火，实现连续生产；刚性振动平台产生的横向传播的振动力波，沿复合板展开方向反向渗入至辊扎机，使辊扎间的复合界面实现振动状态下感应热熔复合和多道次辊扎，细化晶粒提高冶金结合强度，减小应力提高机械性能。

主权利要求：
1.一种振态感应热熔复合板的连续生产装置，用于将两张竖直对置的卷板扎合成一张复合板，其特征在于，其包括：沿展开方向依次布置的开卷机、感应热熔机、立式辊扎机、刚性振动平台、精整机以及张力卷取机，还包括水平设置的若干滚轮；所述感应热熔机包括：机架，感应圈，导向辊以及第一中心轴；所述感应圈固定在所述机架的上、下横梁之间并平行于两张所述卷板的夹角内侧布置；所述导向辊安装在所述机架的上、下横梁之间并竖直设置；所述滚轮与所述第一中心轴构成第一转动副，所述第一中心轴两端分别安装在所述下横梁的水平面上；所述感应圈包括导磁体和矩形截面铜管，所述导磁体横截面为“凹”字型，开口朝向所述卷板，所述矩形截面铜管内嵌于所述导磁体的凹槽内，所述感应圈还包括涂覆于所述导磁体表面的耐高温绝缘体；
所述刚性振动平台包括高强度钢结构框架、4个弹性垫、第二中心轴以及竖直设置的若干振动组件，所述高强度钢结构框架由高强度箱型钢柱分别作为前、后立柱，上、下横梁构成单层多跨钢框架；所述弹性垫由减震弹簧组成的减震机构，均布固定在所述刚性振动平台的底部；所述滚轮与所述第二中心轴构成第二转动副，所述第二中心轴两端分别安装在所述刚性振动平台的上、下横梁的水平面上；
所述振动组件包括：上安装座、下安装座、牵引辊以及激振器；所述牵引辊竖直设置，所述上安装座和所述下安装座分别与所述牵引辊的上下两端转动副连接，所述上安装座和所述下安装座分别固定在所述刚性振动平台的上、下横梁间，所述激振器固定在所述下安装座底部的凹槽中。
2.根据权利要求1所述的振态感应热熔复合板的连续生产装置，其特征在于，所述立式辊扎机包括竖直设置的两组轧辊以及液压缸，所述液压缸与所述轧辊连接传动，用于控制两组所述轧辊在水平方向上的径向间隙。
3.根据权利要求1所述的振态感应热熔复合板的连续生产装置，其特征在于，所述精整机包括：精整机机架，冷却防锈油喷淋装置，扎辊及第三中心轴；所述冷却防锈油喷淋装置位于所述复合板两侧并安装在所述精整机机架的立柱上，所述扎辊竖直设置并安装在所述精整机机架的上、下横梁间；所述滚轮与所述第三中心轴构成第三转动副，所述第三中心轴两端分别安装在所述精整机机架的下横梁的水平面上。
4.根据权利要求1所述的振态感应热熔复合板的连续生产装置，其特征在于，所述开卷机包括：开卷机机架、开卷机卷辊、开卷机变速箱以及开卷机电机；所述开卷机卷辊的轴线与所述开卷机机架的立柱平行并安装在所述开卷机机架的横梁上，所述开卷机卷辊的主轴与所述开卷机变速箱连接，所述开卷机变速箱与所述开卷机电机连接驱动。
5.根据权利要求1所述的振态感应热熔复合板的连续生产装置，其特征在于，所述张力卷取机包括：张力卷取机机架、张力卷取机卷辊、张力卷取机变速箱以及张力卷取机电机；
所述张力卷取机卷辊的轴线与所述张力卷取机机架的立柱平行并安装在所述张力卷取机机架的横梁上，所述张力卷取机卷辊的主轴与所述张力卷取机变速箱连接，所述张力卷取机变速箱与所述张力卷取机电机连接驱动。
6.一种振态感应热熔复合板的生产方法,其特征在于,采用如权利要求1所述的振态感应热熔复合板的连续生产装置，所述生产方法包括如下步骤:步骤S1、通过所述开卷机将两卷钢卷分别展开得到两块长直板，然后将其竖立正对放置；
步骤S2、通过所述感应热熔机将两块钢板的内表面加热至熔融状态，并通过所述立式辊扎机轧制复合得到复合钢板，并同时通过所述刚性振动平台振动复合钢板；
步骤S3、通过所述精整机对复合钢板进行整理，最后通过所述张力卷取机卷曲复合钢板。 说明书 : 振态感应热熔复合板的连续生产装置及其生产方法技术领域[0001] 本发明涉及复合钢板制造设备技术领域，尤其涉及一种振态感应热熔复合板的连续生产装置及其生产方法。背景技术[0002] 金属复合材料是指利用复合技术或多种、化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料。传统的轧制复合工艺包括三个步骤：表面预处理、轧制复合、扩散退火。[0003] 钢板的传统热轧制复合法工艺中，进入轧制前，必须将基材、覆材的复合面进行预处理达到物理纯净状态(清除材料表面油污、氧化膜，防止高温产生的污染物、脆性氧化物杂质降低结合强度)，最好能在高度真空条件下进行轧制而成。[0004] 钢板的传统热轧制复合法工艺中，热轧制复合后，必须用热时效工艺进行扩散退火，增强复合界面原子间的扩散并消减应力。[0005] 钢板的传统热轧制复合法工艺中，工序多且需分步实施，产能低、周期长。发明内容[0006] 本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种振态感应热熔复合板的连续生产装置，解决现有技术中钢板需要进行表面预处理、扩散退火，工序多且需分步实施的技术问题。[0007] 为了达到上述技术目的，本发明实施例提供了一种振态感应热熔复合板的连续生产装置，该振态感应热熔复合板的连续生产装置用于将两张竖直对置的卷板扎合成一张复合板，其特征在于，其包括：沿展开方向依次布置的开卷机、感应热熔机、立式辊扎机、刚性振动平台、精整机以及张力卷取机，还包括水平设置的若干滚轮。[0008] 本发明实施例提供了一种振态感应热熔复合板的生产方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、通过开卷机将两卷钢卷分别展开得到两块长直板，然后将其竖立正对放置；步骤S2、通过感应热熔机将两块钢板的内表面加热至熔融状态，并通过立式辊扎机轧制复合得到复合钢板，并同时通过刚性振动平台振动复合钢板；步骤S3、通过精整机对复合钢板进行整理，最后通过张力卷取机卷曲复合钢板。[0009] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的振态感应热熔复合板的连续生产装置采用竖直布置扎辊的立式轧辊机，用感应圈同时加热竖直对置的卷板夹角内表面至熔融状态，当轧辊咬入卷板时，两张卷板的夹角内表面上被熔融的部分金属受挤压向夹角迁移，形成熔体包收纳卷板内表面的高温氧化物及表面杂质，并连续、自主产生金属新生面促进冶金复合，利于小压下量、小应力轧制；在重力作用下，熔体包在卷板夹角内沿复合带方向向下垂直熔流，替代复杂的前期表面预处理，简化工序；同时，感应热熔轧制后的复合板在余热状态经刚性振动平台实施振动去应力时效取代扩散退火工艺，既节能、无污染、环保，又能消减、均化残余应力，实现“扎合—振动去应力时效”紧密结合的连续生产，提高产能；同时，刚性振动平台产生的沿复合板展开方向横向传播的振动力波又反向渗入至辊扎机实施振动状态下的感应热熔，连续的振动力波使处在轧辊间的复合界面的晶粒偏离平衡位置产生动能和位能的连续互换形成“自主轧制”，另一方面，连续的振动力波在轧辊及卷板的冷硬外表层共同反射作用下形成“被动轧制”，使复合界面的晶粒受到多道次轧制，为小压下量、小应力就能实现可靠的冶金复合奠定基。桓春辖缑嬷锌赡懿挠仓手屑涮寮案呶滦纬傻拇蟪叽缇Я８菀妆凰毫、挤碎，增加金属新生面，促进界面的冶金结合，减小组织应力和塑性变形应力，为余热状态经刚性振动平台实施振动去应力时效，取代扩散退火消除残余应力奠定基。煌毕富春辖缑娌牧系木Я，锻焊裂纹，促进复合界面金属原子之间的扩散、键合，为提高复合材料的结合强度和机械性能奠定基础。附图说明[0010] 图1是本发明提供的振态热熔复合板的连续生产装置一实施例的生产设备立面布置示意图；[0011] 图2是图1中部分设备的俯视示意图；[0012] 图3是图1中刚性振动平台及振动组件结构示意图；[0013] 图4是感应热熔机的感应圈的截面图；[0014] 图5是卷板扎合时的放大图；[0015] 图6是开卷机、张力卷取机结构截面图。具体实施方式[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0017] 请参见图1至图6，图1是本发明提供的振态感应热熔复合板的连续生产装置一实施例的生产设备立面布置示意图；图2是图1中部分设备的俯视示意图；图3是图1中刚性振动平台及振动组件结构示意图；图4是感应热熔机的感应圈的截面图；图5是卷板扎合时的放大图；图6开卷机、张力卷取机结构截面图，开卷机与张力卷取机结构相同，作用不同。[0018] 振态感应热熔复合板的连续生产装置包括：竖直对置的两张卷板7沿展开方向依次布置的开卷机1、感应热熔机2、立式辊扎机3、刚性振动平台4和弹性垫9、精整机5，张力卷取机6以及水平面设置的若干滚轮8。用以将两张对置的卷板7扎合成一张复合板。[0019] 原材料卷板7顾名思义是卷成一卷的金属板材，卷板内孔轴线竖直地安装在开卷机1的卷辊12轴向端面上，开卷机1能够让卷板7展开成一张长直板。在生产时开卷机1的2个卷辊12轴向端面上各竖直安装一卷待放卷的卷板7，并同时相对展开。[0020] 感应热熔机2设置在开卷机1的后方，由机架23，感应圈21，导向辊22以及第一中心轴24组成。展开后的卷板7的竖直方向位移受到滚轮8与第一中心轴24构成的第一转动副的单向限制，只能沿滚轮8切线方向上滚动，保持水平状态进入感应圈21的工位。感应热熔机2用于将开卷机1展开的两张卷板7相对的夹角内表面加热至熔融状态，以便于辊扎机3扎合。感应热熔机2上的感应圈21用于快速加热两张卷板7相对的夹角内表面，并且外表面仍处于室温状态。为了卷板7夹角内表面受热稳定，即为了让卷板7夹角内表面上产生的交变感应磁场强度、磁通量达到最大值，安装在机架23上、下横梁间竖直设置的导向辊22让感应圈21截面外沿各点与卷板7平面距离相等，即感应圈21平行于两个卷板7夹角内侧布置。感应圈21包括导磁体211和铜管212，导磁体211横截面为“凹”字型，开口朝向卷板7，铜管212采用矩形截面紫铜管制作，内嵌于导磁体211的凹槽内，在导磁体211的表面还涂覆有一层耐高温绝缘体。[0021] 为尽量减少已加热的卷板7在空气中的暴露时间，感应圈21的宽度尺寸受到限制，还要考虑导磁体211开口面两侧宽度的有效增加对加热温度的提升作用，故铜管212采用单回线型设置。由于感应圈21会将卷板7的夹角内表面加热至熔融状态，在如此高的温度下，卷板7的表面会迅速形成高温氧化物及表面杂质。[0022] 立式辊扎机3设置在感应热熔机2的后方。由于本技术方案中，立式辊扎机3竖直设置的两组轧辊31，由液压缸32操纵两组轧辊31之间在水平方向的径向间隙，控制复合板7的压下量和厚度尺寸精度。在扎合过程中，当轧辊31咬入卷板7时，两张卷板7的夹角内表面上被熔融的部分金属受挤压向夹角迁移产生熔体包71，收纳表面的高温氧化物及表面杂质，并连续、自主产生金属新生面促进冶金复合，利于小压下量、小应力轧制；在重力作用下，熔体包71在卷板7夹角内沿复合带方向向下垂直熔流，替代复杂的前期表面预处理，简化工序。[0023] 刚性振动平台4设置在辊扎机3的后方，由高强度钢结构框架及均布固定在其底部的4个弹性垫9，竖直设置的若干振动组件44，上、下滚轮8组成。其中，高强度钢结构框架由高强度箱型钢柱分别作为前、后立柱41，上、下横梁42构成单层多跨钢框架；振动组件44由上安装座441，下安装座442，牵引辊443以及激振器444构成。上安装座441、下安装座442与牵引辊443的上、下两端转动副连接，并固定在刚性振动平台的上、下横梁42间，激振器444固定在下安装座441底部的“凹”槽中。使用频率响应分析仪测量刚性振动平台4的固有频率，激振器444的振动频率为刚性振动平台4固有频率的1/3至2/3，振动幅值小于0.5。[0024] 余热状态下的复合板7在牵引辊443和上、下滚轮8的引导作用下进入刚性振动平台4绕若干牵引辊443转动并在其轴间平移。平移的复合板7的竖直方向位移受到上、下滚轮8与第二中心轴43构成的第二转动副的双向(上、下)限制，只能一边平移一边受迫与刚性振动平台4一起作竖直方向的振动。复合板7的平移速度与若干牵引辊443的轴间距离之和是振动时效的重要参数之一，复合板7在若干牵引辊443轴间平移时间不少于10min；扎合好的复合板7一边绕若干个牵引辊443的轴线转动、一边受激振器444驱动产生竖直方向的振动，绕轴转动产生的局部形变和振动效应一样，都会引起晶粒间的相对摩擦对复合板7产生附加热能，使已承载余热的复合界面上歪曲的晶格更容易恢复到平衡状态，位错重新滑移并钉扎变得更加容易。所以，刚性振动平台4对复合板7产生的振动和附加热能能够增强复合界面的原子扩散，在轧制复合过程实施小压下量轧制工艺、小应力应变的前提下，进一步消除和均化复合界面的残余应力，提高复合材料的结合强度和疲劳寿命，替代扩散退火工艺，节能、无污染、环保。[0025] 同时振动力波沿复合板7展开方向反向渗入至辊扎机3内，作用在轧辊31间的卷板7的复合界面上，使扎合阶段也受到振动作用，热熔、振动力波共同作用能增加界面结合强度，应力。招哉穸教4能进一步消除和均化残余应力奠定基础。[0026] 进一步地，作用在轧辊31间的卷板7的复合界面上的振动力波，使复合界面晶粒偏离平衡位置产生动能和位能的连续互换形成“自主轧制”力，让可能残留的高温氧化物、杂质颗粒更容易被撕裂、挤碎，增加界面结合强度，减小组织应力和塑性变形应力，同时细化复合界面材料的晶粒、锻焊裂纹，促进复合界面金属原子之间的键合，提高复合材料的结合强度和机械性能。同时，在轧辊31有效工作区间内，卷板7的复合界面的截面上，内表面被前道工序快速加热，而外表面仍然处在室温状态保持原有基体强度，振动力波在轧辊31及卷板7的冷硬外表层共同反射作用下形成“被动轧制”力，相当于增加了一个附加的辊扎压力，促进金属间的融合、相互渗透结合。这就是振动力波的“力学效应”而产生的多道次轧制。[0027] 更进一步地，作用在轧辊31间的卷板7的复合界面上的振动力波，使复合界面的金属晶格相互作用生产摩擦热，具有“热效应”，进一步提高复合界面的温度，减小变形阻力，使处在热塑状态的硬质中间体及高温形成的大尺寸晶粒更容易被撕裂、挤碎，增加结合界面，细化复合界面材料的晶粒、锻焊裂纹，促进复合界面金属原子之间的键合；同时，促进部分已畸变、扭曲的晶格恢复到平衡状态，减小组织应力和塑性变形应力提高复合材料的结合强度和机械性能。[0028] 精整机5设置在刚性振动平台4的后方，由机架51，冷却、防锈油喷淋装置52，竖直设置的扎辊53及第三中心轴54组成。复合板7的竖直方向位移受到滚轮8与第三中心轴54构成的第三转动副的单向限制，只能沿滚轮8切线方向上滚动，保持水平状态进入轧辊53的工位。冷却、防锈油喷淋装置52位于复合板7两侧并安装在机架51的立柱上，向复合板7喷淋冷却、防锈油，降温、稳定组织结构；竖直设置的扎辊53安装在机架51的上、下横梁间，终端控制复合板7的截面尺寸，提高表面质量。[0029] 开卷机1、张力卷取机6分别置于生产线的首、未端，结构相同、作用不同；都由机架11，卷辊12，变速箱121以及电机122组成。卷辊12的主轴与变速箱121连接，变速箱121由电机122驱动；开卷机1用于带动卷板7旋转展开，张力卷取机6用于将复合钢板7卷绕成板卷、同时还使复合板7产生张力并控制轧制速度。[0030] 现以“304不锈钢?Q235碳钢”复合板为例，对立式辊扎机3和刚性振动平台4产生的热效应以及刚性振动平台4产生的激振力进行分析。[0031] 1.材料[0032] 将2卷(304不锈钢、Q235碳钢)宽度为1000mm、厚度为5mm的卷板，垂直对置的内表面截面加热深度分别为3mm，分别被压缩0.5mm进行轧制复合，复合板最终厚度为9mm。[0033] 2.热熔温度[0034] 加热到1500℃使其熔融。热熔温度与感应热熔机的输出功率、卷板的受热时间相关，受热时间与感应圈的尺寸、卷板的平移速度相关。[0035] 3.感应热熔机的额定功率P’[0036] 1)3s内将长1mm，宽1m,厚3mm，即体积V为3000mm3的金属加热到1500℃：[0037] 所需热能分别为Q304、Q235，单位时间所吸收的功率分别为P304、P235。[0038] 根据公式Q＝CxVxρx△T(比热x体积x密度x室温20℃至熔点的温度差，其中，相关材料的比热、密度查表可得)[0039] (1)Q304＝0.502J/(g·C)x3000mm3x7.85g/cm3x(1500℃?20℃)[0040] ＝17496.71J[0041] 即，单位时间所吸收的功率P304＝17496.71J/3s＝5832.24W[0042] (2)Q235＝0.465J/(g·C)x3000mm3x7.93g/cm3x(1500℃?20℃)＝16372.28J[0043] 即，单位时间所吸收的功率P235＝16372.28J/3s＝5457.43W。[0044] 2)设感应圈的宽度为H＝50mm，产生的热量将覆盖卷板长度为50mm的受热范围，单位时间所吸收的功率HP＝HXP[0045] 所以，HP304＝50X5832.24＝291.62(KW)[0046] HP235＝50X5457.43＝272.87(KW)[0047] 3)2台感应热熔机的额定功率P’[0048] 感应热熔机输出效率η一般为60％～80％，取平均值η＝75％。[0049] 所以，额定功率P’X输出效率η＝单位时间所吸收的功率HP[0050] 额定功率P’＝单位时间所吸收的功率HP/输出效率η[0051] P’304＝291.62/0.75＝388.83(KW)[0052] P’235＝272.87/0.75＝363.83(KW)[0053] 一、开卷机[0054] 开卷机卷辊12的转速由变速箱121控制变速，卷板在卷辊12上展开后，卷板7的平移线速度V(即，整个生产线上，卷板7的平移速度)[0055] V＝1m/min[0056] 二、感应热熔机[0057] 两组感应圈由2台电柜分别控制。卷板穿过导向辊的平移速度V＝1m/min＝50mm/3s[0058] 1。感应圈尺寸[0059] 1)长度L：卷板宽+60宽H：50[0060] 2)截面尺寸：[0061] 铜管宽C2＝17.5,高t2＝15，铜管壁厚t＝2；[0062] 导磁体开口宽C3＝18，便于安装及填充粘接剂；[0063] 导磁体开口面两侧宽C1＝15，导磁体顶部厚度C4＝15；[0064] 导磁体开口端面与铜管的高度差t1＝2；[0065] 导磁体开口端面与钢板间距t3＝2～5.[0066] 3.电柜的参数[0067] 感应热熔机的主要电参数是阳极电压V阳、阳极电流I阳、槽路电压V槽和栅极电流I栅。[0068] 在实际生产中，由于设备的输出功率、感应器的效率等因素是不稳定的，所以电气参数的确定比较复杂，一般是对这些参数先估算，然后在生产中进行验证，对误差较大的进行修改。[0069] 将额定功率P’视为电柜的输出功率，计算电参数[0070] 1)设置阳极电压V阳[0071] 阳极电压V阳设置在11KV～13KV之间，便于提高加热效率，一般取12.5KV[0072] 2)计算阳极电流：[0073] I阳304＝额定功率P’304/V阳＝388.82KW/12.5KV＝31.11A[0074] I阳235＝额定功率P’235/V阳＝363.83KW/12.5KV＝29.11A[0075] 3)计算栅极电流：[0076] I栅304＝I阳304/(5～10)＝31.11A/(5～10)＝3.11A～6.22A[0077] I栅235＝I阳235/(5～10)＝29.11A/(5～10)＝2.91A～5.82A[0078] 在实际操作中，阳极电流I阳的大小由耦合手轮调节。栅极电流I栅由反馈手轮调节。为使振荡管的输出功率最大，效率最高，I阳与I栅的比值应在5～10之间。[0079] 4)槽路电压V槽[0080] 反映振荡管回路特性的电气参数，不需要设置。[0081] V槽越高，感应器上的电流越大，加热速度越快。V槽的大小与V阳有关，特别是与I阳和I栅的大小及比值有关。当V阳较高时，I阳和I栅越大，V槽一般也越大。但I阳与I栅的比值不合理时，V槽也可能下降，I阳与I栅的最佳比值关系，应该是当I阳或I栅中任一数值变化时，都会使V槽下降。因此，通过调节耦合手轮和反馈手轮使V槽保持最大值，设备就处于最佳工作状态。[0082] (5)震荡频率[0083] 感应加热的频率范围：1KHz～200KHz，当加热深度S＝3mm时，震荡频率f：[0084] 根据公式：S＝500/√f[0085] f＝5002/32＝27.77KHz[0086] (三)立式辊扎机[0087] 1.结构特征[0088] 立式辊扎机包括竖直设置的两组轧辊以及液压缸，液压缸与轧辊连接传动，用于控制两组所述轧辊在水平方向上的径向间隙。[0089] 2.轧辊外沿线速度V[0090] 两组轧辊分别受到动力驱动，轧辊外沿线速度与卷板7的平移线速度V＝1m/min同步。[0091] 3.轧辊压力P[0092] 1)轧辊的受力面积[0093] (1)已知条件[0094] 将2卷(304不锈钢、Q235碳钢)宽度为1000mm、厚度为5mm的卷板，垂直对置的内表面截面加热深度分别为3mm，分别被压缩0.5mm进行轧制复合，复合板最终厚度为9mm.[0095] (2)轧辊的受力面积S[0096] 设轧辊直径D＝400,半径R＝200,[0097] 根据已知条件，每卷卷板的压下量△h＝0.5,[0098] 对应的圆心角α＝arccos(R?0.5)/R＝arccos199.5/200≈4.05°[0099] 圆心角α对应的弧长l＝απR/180°≈14.13mm[0100] 轧辊受力面在卷板上的展开面积S＝弧长lX卷板宽1000mm＝0.01413m2[0101] 2)轧辊压力P[0102] (1)应力σ条件[0103] 室温下，304不锈钢的室温屈服强度值310MPa，大于Q235碳钢的室温屈服强度235MPa；根据金属的特性：同样的高温状态下，304不锈钢的高温屈服强度值同样大于Q235碳钢的高温屈服强度值。[0104] 文献资料表明：304不锈钢在1200℃的高温屈服强度值＜20MPa；那么，在1500℃高温下，304不锈钢的高温屈服强度值一定小于20MPa；Q235碳钢的室温屈服强度一定更小于20MPa。[0105] 所以，选择304不锈钢在1200℃的屈服强度值σ＝20MPa作为计算依据。[0106] (2)轧辊压力P[0107] 本技术条件下，卷板外表面仍处在冷硬状态，夹角内表面金属被高温熔融，当轧辊咬入卷板时，两张卷板的夹角内表面上被熔融的部分金属受挤压沿水平方向向夹角迁移，形成熔体包，垂直方向的迁移量忽略不计。将轧辊压力P作如下简单计算：[0108] 轧辊压力P＝屈服强度值σX2个轧辊受力面在卷板上的展开面积S[0109] ＝20MPaX0.01413m2X2＝57.67t(最大值)[0110] (四)刚性振动平台[0111] 1.复合板的平移速度V[0112] 牵引辊外沿线速度与复合板7的平移线速度V＝1m/min同步。[0113] 2.刚性振动平台设计尺寸[0114] L:3.5m[0115] W:2m[0116] D:0.5m[0117] 3.振动时效[0118] 1)激振力＞20MPa[0119] 室温下，304不锈钢的室温屈服强度值310MPa，大于Q235碳钢的室温屈服强度235MPa；根据金属的特性：同样的高温状态下，304不锈钢的高温屈服强度值同样大于Q235碳钢的高温屈服强度值。[0120] 文献资料表明：304不锈钢在1200℃的高温屈服强度值＜20MPa；那么，在1500℃高温下轧制复合后，快速进入刚性振动平台进行振动时效，振动产生的附加热能补充部分散失的温度。[0121] 所以，选择304不锈钢在1200℃的屈服强度值σ＝20MPa作为激振力的设计依据。故需要确保刚性振动平台4的振动组件44产生的激振力大于304不锈钢的高温屈服强度20MPa即可，并最好保有一定的激振力储备。[0122] 2)激振时间T[0123] 按设计条件：复合板移动速度V是50mm/3s[0124] ,即：V＝1m/min。[0125] 移动距离S：5(L+D)＝5(3.5+0.5)＝20(m)[0126] 所以，激振时间T：T＝S/V＝20/1＝20(min)[0127] 3)激振振幅[0128] 本技术实施小压下量、小应力、多道次轧制，选择激振振幅小于0.5。[0129] 4)激振频率[0130] 使用频率响应分析仪测量刚性振动平台4的固有频率，激振器444的振动频率为刚性振动平台4固有频率的1/3至2/3。[0131] (五)精整机[0132] 冷却、防锈油喷淋装置向复合板7喷淋冷却、防锈油，降温、稳定组织结构；竖直设置的扎辊53安装在机架51的上、下横梁间，终端控制复合板7的截面尺寸，提高表面质量。[0133] 1.复合板的平移速度V[0134] 扎辊外沿线速度与复合板7的平移线速度V＝1m/min同步。[0135] 2.轧辊特征[0136] 1)轧辊没有动力驱动，两组轧辊在复合板表面上滚动，磨损。籟0137] 2)两组轧辊之间的间距可调，但生产过程中固定；[0138] 间距＝复合板截面尺寸(+0，?0.01)；[0139] 微小的压下量使复合板的截面尺寸误差缩。砻嬷柿刻岣撸籟0140] 3)轧辊直径D[0141] 轧辊直径D＞500，保证高强度减小受力变形，提高间距尺寸精度。[0142] (六)张力卷取机[0143] 张力卷取机卷辊12的转速由变速箱121控制变速，产生张力并控制轧制速度；[0144] 复合板7在卷辊12上卷取时，复合板7的平移线速度V(即，整个生产线上，卷板7的平移速度)[0145] V＝1m/min[0146] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的振态感应热熔复合板的连续生产装置采用竖直布置扎辊的立式轧辊机，用感应圈同时加热竖直对置的卷板夹角内表面至熔融状态，当轧辊咬入卷板时，两张卷板的夹角内表面上被熔融的部分金属受挤压向夹角迁移，形成熔体包收纳卷板内表面的高温氧化物及表面杂质，并连续、自主产生金属新生面促进冶金复合，利于小压下量、小应力轧制；在重力作用下，熔体包在卷板夹角内沿复合带方向向下垂直熔流，替代复杂的前期表面预处理，简化工序；同时，感应热熔轧制后的复合板在余热状态经刚性振动平台实施振动去应力时效取代扩散退火工艺，既节能、无污染、环保，又能消减、均化残余应力，实现“扎合—振动去应力时效”紧密结合的连续生产，提高产能；同时，刚性振动平台产生的沿复合板展开方向横向传播的振动力波又反向渗入至辊扎机实施振动状态下的感应热熔，连续的振动力波使处在轧辊间的复合界面的晶粒偏离平衡位置产生动能和位能的连续互换形成“自主轧制”，另一方面，连续的振动力波在轧辊及卷板的冷硬外表层共同反射作用下形成“被动轧制”，使复合界面的晶粒受到多道次轧制，为小压下量、小应力就能实现可靠的冶金复合奠定基。桓春辖缑嬷锌赡懿挠仓手屑涮寮案呶滦纬傻拇蟪叽缇Я８菀妆凰毫、挤碎，增加金属新生面，促进界面的冶金结合，减小组织应力和塑性变形应力，为余热状态经刚性振动平台实施振动去应力时效，取代扩散退火消除残余应力奠定基。煌毕富春辖缑娌牧系木Я，锻焊裂纹，促进复合界面金属原子之间的扩散、键合，为提高复合材料的结合强度和机械性能奠定基础。[0147] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：湖北

专利申请日期：2020-03-31

专利公开日期：2024-09-17

专利公告号：2024-09-17