用于改变金属带材温度以调整平整度的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于改变金属带材，尤其是铝制或者铝合金制带材温度的装置，其具有用于通过加热或者冷却来改变金属带材温度的机构，在该装置中，使用用于运输金属带材的机构将金属带材在带材方向上相对于改变金属带材温度的机构移动。提供一种用于改变金属带材温度的装置，其尤其在改变铝带材的温度时实现了过程控制的优化和涉及所处理的金属带材平整度的精确度的提高，这一目的根据本发明专利技术利用一种装置解决，方法是用于改变金属带材温度的机构具有多个单独的调温机构，其分别仅局部地加热或冷却该金属带材并且至少多个调温机构的位置能够相对于金属带材以直线地或旋转地改变的方式定位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改变金属带材温度以调整平整度的方法和装置
本专利技术涉及一种用于改变金属带材，尤其是铝制或者铝合金制金属带材的温度的装置，其具有用于通过加热或者冷却来改变金属带材温度的机构，在该装置中，使用用于运输金属带材的机构将金属带材在带材方向上将对于用于改变金属带材温度的机构移动。此外，本专利技术还涉及根据本专利技术的装置用于金属带材，尤其铝带材或者铝合金带材的连续加工的应用。另外，本专利技术还涉及根据本专利技术的装置用于连续改变金属带材，优选铝带材或者铝合金带材的温度的方法。
技术介绍
金属带材，例如钢带材，也包括铝带材或者铝合金带材通常会经过热处理，以得到金属带材的特殊特性。为此，将钢带材和铝合金带材利用调温机构加热和/或非常快地降温。在热处理时将钢带材和铝合金带材加热的温度范围却差距很大。为了达到重结晶而对钢带材的加热例如在950℃或更高的区域，而与此相对，铝合金带材在300℃左右的温度下就已经重结晶了。在一些铝合金中，例如为了之后的沉淀硬化，必须使合金元素进入固溶体，其中必须达到580℃的温度。为了能够随后将这些合金元素在基体中保持在过饱和状态，必须从该温度进行快速的淬火。出于其它冶金学原因(例如为了晶粒细化)，经常需要高加热速率和冷却速率。由于需要高加热速率和冷却速率，这种热处理就不能在卷起的卷材上进行，而是必须在运行的带材上在所谓的连续炉和冷却段中进行。快速的加热或冷却引起热应力，其尤其会在薄带材中导致扭曲，这种扭曲既会在运行过程中阻碍带材稳定的运行，也会在制成的产品中引起平整度缺陷。在运行的带材上进行热处理的目的是，在短时间内在整个带材宽度上均一地改变温度水平，以在整个带材宽度上以所希望的方式均匀地改变特性。在横向于带材线形行进的均匀的温度变化中，却总会出现因热引起的横向应力，这些横向应力是引起扭曲的原因。其原因在于，受到热负荷的接近中央的带材纤维被临近的纤维在横向方向上所阻碍，而带材边缘却能够自由膨胀或收缩。对于钢制金属带材的冷却和对于铝带材的冷却来说，由现有技术中已知用于改变金属带材温度的装置，其具有用于冷却金属带材的机构和用于相对于用于温度改变的机构运输金属带材的机构，利用该装置可以例如连续冷却带材。这种在厚钢带材上既进行温度测量又进行平整度测量的方法公开在欧洲专利申请EP16346571中。国际专利申请WO2009/024644A1也涉及一种用于钢带材平整度控制的方法和装置，其具有以固定间隔安置的并可单独控制的调温机构，以促使对钢带材的特别冷却。美国专利申请US2014/0250963A1公开了用于冷却铝合金金属带材的冷却机构的固定排布。尽管根据金属带材冷却后的平整度或者根据金属带材冷却后的温度测量而对各个单独的调温机构的冷却功率进行了控制，现有的用于改变金属带材温度的概念方法，即用于为热处理加热金属带材的概念方法以及用于在热处理后冷却金属带材的概念方法依旧是值得改进的，因为平整度缺陷的问题在生产中依旧存在。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提供一种用于改变金属带材温度的装置，其尤其在铝带材温度改变时实现了更好的过程控制和在涉及所处理的金属带材平整度更高的精度。此外还应该给出根据本专利技术的装置的优选应用和使用根据本专利技术的装置来改变金属带材的温度的方法。所提到的目的根据本专利技术的第一种教导利用一种装置解决，对此用于改变金属带材温度的机构具有多个单独的调温机构，其分别仅局部地加热或冷却该金属带材并且至少多个调温机构的位置能够相对于金属带材可平移地或旋转地改变的方式定位。已经证明，尤其在对铝带材或者铝合金制带材的温度改变中通过各个单独的、局部加热或冷却金属带的调温机构位置为了调整平整度的改变实现了对金属带材最优的加热或者冷却，由此可以将金属带材中由于加热或冷却时的温度变化而产生的应力最小化。由此可以在相对于用于改变金属带材温度的机构运输该金属带材时在该金属带材中带来特别精确的温度分布。正如已经说明的，这些单独的调温机构可以将金属带材的温度仅局部地升高或者降低。通过调温机构平移的和/或旋转的位置改变可以将由调温机构改变了温度的区域非常精确地在金属带材上相对于彼此地推移。产生的结果是能够将待冷却或加热的金属带材区域精确地进行协调，以避免在金属带材中的应力。与如由现有技术中已知的调温机构的固定排布相反，由此可以在金属带材中产生非常明显更精细的温度变化分布。结果是金属带材以及在带材加热和在对经热处理的金属带材冷却时显著改善的平整度。利用前述措施可以尤其在铝合金带材中解决这样一个情况，即在温度变化大时，尤其是在高于250℃的加热时，在已经强烈加热的金属带材中出现剧烈的强化消除过程，这导致了铝合金带材的塑性变形。在冷却时，这种塑性变形会导致平整度缺陷，这些缺陷可以利用根据本专利技术的装置得到有效抑制。根据符合本专利技术的装置的第一种设计方案，至少一个调温机构单独地在金属带材纵向方向上，在金属带材的横向方向上和/或在与金属带材保持间距的情况下平移地可改变地定位。换句话说，至少一个调温机构，优选多个调温机构可以进行平移地位置改变，以在金属带材加热或者金属带材冷却时改善金属带材的平整度。调温机构优选安置在金属带材的一侧或两侧。单侧安置所需的用于安装和调节各个单独调温机构位置所需的成本更小。双侧安置允许即使是在金属带材厚度较大时也快速的温度变化，以及可以实现大的温度梯度。根据另一个设计方案，至少一个调温机构，优选多个调温机构可单独绕旋转轴旋转地安置，由此通过旋转，调温机构可以以相对于金属带材表面的角度可变的形式定位。调温机构相对于金属带材表面的角度的改变实现了，不仅推移各个单独调温机构作用范围的位置，而且改变每个单独调温机构在金属带材上的热传递或冷传递分布。为此，优选将调温机构绕平行于带材表面横向延伸的旋转轴进行旋转。这种旋转实现了各个单独调温机构作用范围在带材方向上变化的位置。金属带材表面上特别灵活的温度梯度设置可以根据该装置的另一个设计方案这样实现，即至少一个调温机构或者多个调温机构在所有平移或旋转自由度方面都可以可变地定位。根据另一个设计方案，各个单独调温机构的冷却或加热功率优选可彼此分开调节。可充分利用这种对各个单独调温机构加热或冷却功率的独立调节来作为对在热处理时对金属带材的加热中以及在热处理后对金属带材的冷却中调温机构位置的变化的额外自由度以达到金属带材非常好的平整度。为此，在根据本专利技术的装置的另一个设计方案中设置有用于金属带材平整度测量的机构和至少一个控制单元，该控制单元根据测得的金属带材平整度对至少一个调温机构，优选多个调温机构的几何定向和/或冷却或加热功率进行控制或调节。在控制时，优选根据给定的分布确定给定各个单独调温机构的位置，定向和/或加热或冷却功率。此外，调节还允许用于重新改变各个单独调温机构或多个调温机构的位置，定向和/或加热或冷却功率的测得的平整度值的反馈。根据另一个设计方案，在此使用可将热量以辐射、传导、对流和/或感应的方式传递到金属带材上或从金属带材上移除的调温机构作为调温机构。例如热辐射器就典型的辐射调温机构。其电磁热辐射在金属带材上被吸收。在传导调温机构中，在金属带材上施加直接加热或冷却金属带材的介质。对流调温机构例如可以通过热空气鼓风机，也就是通过使用热气体对金属带材进行加热。同样，也可以感本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于金属带材(2)，尤其由铝或者铝合金制成的金属带材的温度改变的装置(4)，所述装置具有用于通过加热或者冷却来改变金属带材温度的机构(5)，在该装置中，使用用于运输金属带材(2)的机构(3)将所述金属带材(2)在带材方向上相对于用于改变金属带材温度的机构(5)移动，其特征在于，用于改变金属带材温度的机构(5)具有多个单独的调温机构(5)，其分别仅局部地加热或冷却该金属带材并且至少多个所述调温机构(5)的位置能够相对于所述金属带材(2)以平移地或旋转地改变的方式定位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.28 DE 102015112293.61.用于金属带材(2)，尤其由铝或者铝合金制成的金属带材的温度改变的装置(4)，所述装置具有用于通过加热或者冷却来改变金属带材温度的机构(5)，在该装置中，使用用于运输金属带材(2)的机构(3)将所述金属带材(2)在带材方向上相对于用于改变金属带材温度的机构(5)移动，其特征在于，用于改变金属带材温度的机构(5)具有多个单独的调温机构(5)，其分别仅局部地加热或冷却该金属带材并且至少多个所述调温机构(5)的位置能够相对于所述金属带材(2)以平移地或旋转地改变的方式定位。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个调温机构(5)单独地在金属带材(2)的纵向方向上，在金属带材(2)的横向方向上和/或在与金属带材(2)保持间距的情况下能够平移变化地定位。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个调温机构(5)能够单独绕旋转轴旋转地安置，由此通过旋转，所述调温机构(5)能够以相对于金属带材表面的角度可变的形式定位。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，至少一个调温机构(5)在所有平移或旋转自由度(8，α)方面都能够变化地定位。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的装置，其特征在于，各个单独调温机构(5)的冷却和/或加热功率能够彼此分开调节。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的装置，其特征在于，设置有用于金属带材(2)平整度测量的机构(6)和至少一个控制单元(7)，该控制单元根据测得的金属带材(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯弗里德里希·卡尔豪森，霍尔格·阿雷茨，
申请(专利权)人：海德鲁铝业钢材有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE