專利名稱：制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬板帶的軋間強制冷卻裝置，尤其是一種制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置。
背景技術：
電極板柵作為電子集流體，同時起到固定活性物質的作用，是鉛酸蓄電池的重要組成部分。鉛酸蓄電池的使用過程中，多孔的活性物質會滲透硫酸，導致板柵發生腐蝕，影響板柵的循環使用壽命，進而對蓄電池的耐用性造成重要的影響；同時，電子的傳遞要求板柵具有良好的導電性，要求在使用過程中板柵的腐蝕產物具有較低的阻抗，尤其是正極板柵。板柵的耐腐蝕性和晶體結構之間存在密切的關系，因此為了改進板柵的晶體結構，以改善板柵的耐腐蝕性能和鈍化產物，通常的方法包括加入銻等合金元素以及鑄軋工藝的采用。與直接鑄造成型的板柵相比，鑄軋成型工藝首先鑄成鑄坯，然后對鑄坯壓延形成薄鉛帶，之后通過切口拉伸等工藝最終形成板柵。由于軋制使得鉛帶的組織更致密、機械強度高，因此所生產的板柵耐穿透腐蝕、循環壽命延長。目前，鑄軋成型工藝包括連鑄連軋工藝和常規鑄軋工藝。其中，常規鑄軋工藝，采用模鑄和軋機的組合，容易實施，但生產效率低，模鑄時鉛液大量暴露且位置分散，污染大； 連鑄連軋的自動化程度高、生產效率高，且連鑄時鉛液僅在結晶輪附近暴露，可通過集中抽風的方式有效的避免鉛煙污染。但連軋為連續式生產，板帶在連軋過程中，需要一定的牽引力保證板帶的進給也即板帶具備一定的張力，且壓下量越大、連續軋制的道次越多、軋制的溫度越低則要求的張力越大，而極限的張力又受到抗力強度、斷面尺寸等的限制。因此，如鋼帶的軋制通常包括粗軋、精軋和冷軋，首先通過提高軋制溫度進行高于常溫的軋制，以減小大壓下量時的變形抗力，在獲得大壓下量的同時保證低的張力；但高于常溫的軋制，受熱脹冷縮等因素的影響，板型的控制精度低，表面質量差，通常需要在高于常溫的軋制之后進行常溫軋制。鉛的抗拉、剪切以及蠕變強度均極低，雖然使得鉛具備良好的塑性加工性能，但同時使得鉛受軋制張力的影響更大，因此要對鉛帶實施大軋制比的連軋，多溫度段軋制是其必然的選擇。 但，對鉛帶實施多溫度段的連軋存在一定的技術困難。具體的說，對于鉛帶的冷卻可以采用水冷或空冷，其中水冷又包括噴淋冷卻和浸沒式冷卻。但在采用高壓冷卻水噴淋冷卻時，由于鉛質軟，容易在鉛帶表面形成沖擊坑，甚至導致鉛帶被高壓水束流擊穿，因此無法采用。而浸沒式冷卻，只能在卷取后進行，成卷的冷卻由于換熱量極大，因此存在降溫速度慢的問題，鉛帶組織會在卷取和冷卻過程中不斷長大，且冷卻過程中存在徑向的溫度差，進而導致卷內、外的性能差異；而且鉛帶在熱態條件下卷取后，容易由于自身重力影響而變形，進而導致板寬、板厚一致性差并影響后一軋機的軋制。因此，目前通常采用低壓冷卻水噴淋和強制空冷對鉛帶進行冷卻，受冷卻能力限制，降溫速度慢，冷卻距離短時，降溫幅度小，使得多溫度段的軋制失去意義；而要實現大的降溫幅度，就需要延長冷卻距離，但在距離延長的同時也延長了晶粒的生長時間，無法對前一軋機的軋制組織進行有效的保留，弱化了前一軋機對鉛帶組織的改善效果，在極端情況下，甚至可能導致到達后一軋機的鉛帶組織次于到達前一軋機的鉛帶組織，同樣會使得多溫度段的軋制失去意義。另外，所謂熱軋即在再結晶溫度以上對板帶進行的軋制，所謂冷軋即在再結晶溫度以下對板帶進行的軋制。但純鉛的熔點在327°C，鉛合金的熔點通常也低于400°C，根據公式——再結晶溫度等于絕對溫度熔點乘以0. 4，計算得到的純鉛再結晶溫度為-33°C，因此，鉛及鉛合金在常溫條件下的軋制屬于軋制工藝中的熱軋。而且，鉛在凝固過程中，并不存在復雜的相變過程，如純鉛僅存在一個凝固相，因此鉛不存在通過對相變過程的控制改善軋制組織的軋制及熱處理工藝。在常溫下，鉛及鉛合金表現出良好的塑性加工性能，變形抗力小，且無需退火處理，因此，目前鉛帶的常規鑄軋工藝均采用單溫度段軋制，且為了保證板型和表面質量，該單溫度段軋制是常溫軋制。因此，目前制備板柵 用鉛帶的連鑄連軋成套設備的軋機機組僅包括一臺軋機，僅對鉛帶實施常溫下的單溫度段軋制，受鉛的強度限制，軋制比小，限制了連鑄連軋鉛帶性能的提聞。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種適應于連軋的連續式生產方式，能對軋間鉛帶實施急冷，能方便對前后兩軋機的軋制張力進行不同設定，進而使得對鉛帶實施多溫度段軋制成為可能的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，包括冷卻水供水系統、機架、安裝在機架上位于進料側的第一輥道、安裝在機架上位于出料側的第二輥道、安裝在機架上位于第一輥道和第二輥道之間的至少一個冷卻水槽、冷卻水槽的進水管和排水系統；各冷卻水槽的槽體沿傳送方向兩側的上部分別設置有開口，所述排水系統包括兩側的開口，所述兩側開口內分別設置有軸線水平的上限位輥和下限位輥，由兩側的上限位輥和下限位輥之間的輥縫分別構成對應冷卻水槽的進料口和出料口 ；在所述進料口和出料口之間的冷卻水槽內設置有壓下結構，由壓下結構及兩側的下限位輥形成的鉛帶輸送面呈開口向上的拱形。進一步的，所述進水管包括進水總管和進水支管，各進水支管的一端管口整列于冷卻水槽的槽體底面、另一端分別與進水總管的一端連通，所述進水總管的另一端與冷卻水供水系統連通。進一步的，設置有回收水槽，所述冷卻水槽安裝在回收水槽內并通過回收水槽安裝在機架上；設置有連通冷卻水供水系統和回收水槽的回水管。進一步的，所述第一輥道同對應冷卻水槽相鄰的一端低于另一端，所述第二輥道同對應冷卻水槽相鄰的一端低于另一端。進一步的，所述第一輥道的兩端高度差和第二輥道的兩端高度差一致，所述第一輥道的水平傾角大于第二輥道的水平傾角。進一步的，設置有控制系統及與控制系統相連的鉛帶張力微調機構。作為一種優選，設置有與控制系統相連的壓下結構受力傳感器、與控制系統相連的調整壓下結構縱向位置的壓下結構升降機構，所述壓下結構通過壓下結構升降機構固定安裝，由壓下結構和壓下結構升降機構構成鉛帶張力微調機構。具體的，所述壓下結構升降機構采用張緊油缸，所述張緊油缸的控制器與控制系統相連，壓下結構采用張緊輥，由張緊油缸的油壓傳感器構成壓下結構受力傳感器。本實用新型的有益效果如下使用時，通過冷卻水的循環實現對水溫的控制；通過對進水量的控制，保持冷卻水槽內的水位在兩側開口的上方。配合壓下結構對鉛帶的限位，鉛帶始終浸入冷卻水并保證足夠的熱交換面積，因此能夠保證對鉛帶的急冷，同時適應于連軋的連續生產方式。由于對應兩軋機的軋間鉛帶重力的水平分力可以通過開口的位置等分別進行設置，能夠分別滿足兩軋機對軋制張力的不同要求；同時，通過冷卻水槽內的鉛帶在張力波動時形成緩沖。因此，使得對鉛帶實施多溫度段軋制成為可能，通過多溫度段軋制的采用，能有效提高鉛帶的軋制比，使得所生產鉛帶的性能優于現有的連鑄連軋鉛帶。
圖I是本實用新型制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置的結構簡圖。
具體實施方式
本實用新型制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，包括冷卻水供水系統、機架 101、安裝在機架101上位于進料側的第一輥道102、安裝在機架101上位于出料側的第二輥道103、安裝在機架101上位于第一輥道102和第二輥道103之間的至少一個冷卻水槽 110、冷卻水槽110的進水管120和排水系統；各冷卻水槽110的槽體111沿傳送方向兩側的上部分別設置有開口 112，所述排水系統包括兩側的開口 112，所述兩側開口 112內分別設置有軸線水平的上限位輥131和下限位輥132，由兩側的上限位輥131和下限位輥132之間的輥縫分別構成對應冷卻水槽110的進料口 113和出料口 114 ;在所述進料口 113和出料口 114之間的冷卻水槽110內設置有壓下結構，由壓下結構及兩側的下限位輥132形成的鉛帶輸送面呈開口向上的拱形。使用時，通過進水管120進水、排水系統排水，通過冷卻水的循環實現對水溫的控制；通過對進水量的控制，保持冷卻水槽110內的水位在兩側開口 112的上方。由于開口 112較大，排水量大，因此相應的進水量也大，通過冷卻水的快速循環，能夠維持水溫在一個較低的水平。配合壓下結構對鉛帶的限位，鉛帶始終浸入冷卻水并保證足夠的熱交換面積， 因此能夠保證對鉛帶的急冷，同時適應于連軋的連續生產方式。將該軋間強制冷卻裝置設置于兩軋機之間，前一軋機利用鑄造余熱對鉛帶實施高于常溫的軋制，高于常溫的軋制，強化了對澆注時形成的氣泡、裂紋和疏松的焊合作用，大的壓下量，有利于晶粒的細化，保證了對鉛帶組織的改善；經冷卻，后一軋機在常溫下對鉛帶進行軋制，主要起到板型控制和改善表面質量的作用。由于鉛帶的軋制，張力主要起到繃緊和牽引鉛帶的作用，鉛帶的厚度控制對張力和軋制速度的敏感性低，主要受輥縫影響，當張力發生變化時，對板型的控制影響小。進一步的說，由于前一軋機高溫軋制，變形抗力小，在大壓下量條件下，前一軋機各軋輥和鉛帶的咬合強，能夠通過摩擦對鉛帶實施牽引；通過軋間鉛帶重力的水平分力對前一軋機對應鉛帶施加張力，能夠保證了前一軋機軋制過程的連續進行。后一軋機常溫軋制，通過卷取機構的牽引保證后一軋機軋制過程的連續進行；通過軋間鉛帶重力的水平分力和卷取張力的共同作用，能夠保證常溫軋制對張力的要求，保證了后一軋機軋制對板型和表面質量的控制。由于對應前一軋機和后一軋機的軋間鉛帶重力的水平分力可以通過開口 112的位置等分別進行設置，因此通過對對應軋間鉛帶重力的水平分力的預設，實現前一軋機要求的張力水平；通過對對應軋間鉛帶重力的水平分力的預設以及卷取張力的預設，實現后一軋機要求的張力水平，能夠分別滿足兩軋機對軋制張力的不同要求。同時，通過冷卻水槽內的鉛帶在張力波動時形成緩沖。因此，能夠保證對鉛帶的急冷，同時適應于連軋的連續生產方式，使得對鉛帶實施多溫度段軋制成為可能。通過多溫度段軋制的采用，能有效提高鉛帶的軋制比，使得所生產鉛帶的性能優于現有的連鑄連軋鉛帶。上述冷卻水槽110的設置數量，可以根據實際需要進行設置。其中，在設置多個冷卻水槽110時，能保證對水溫及其溫度均勻性的有效控制并能實現分段式的水溫控制，但不利于下墜量的控制。在設置一個冷卻水槽110時，能方便對下墜量的控制，但對于水溫和溫度均勻性的控制則成為關鍵。在如圖所示的實例中，如圖I所示，僅設置有一個冷卻水槽 110，為了保證其對水溫及水溫均勻性的控制，所述進水管120包括進水總管121和進水支管122，各進水支管122的一端管口整列于冷卻水槽110的槽體111底面、另一端分別與進水總管121的一端連通，所述進水總管121的另一端與冷卻水供水系統連通，通過進水支管 122向上的噴射，能強化冷卻水的循環，能在避免對鉛帶表面造成損傷的同時起到一定的噴淋、沖刷效果，進一步增強的冷卻效果。當然，上述進水總管121和進水支管122的設置方式也適用于設置有多個冷卻水槽110時。為了方便對冷卻水槽110排出的冷卻水進行收集和循環利用，設置有回收水槽 140，所述冷卻水槽110安裝在回收水槽140內并通過回收水槽140安裝在機架101上；設置有連通冷卻水供水系統和回收水槽140的回水管141。上述的壓下結構可以固定安裝，在正常生產過程中，鉛帶和壓下結構不接觸，僅通過下墜鉛帶的自重產生張力；也可以通過主動或被動的調節機構安裝，在正常生產過程中， 鉛帶和壓下結構接觸，通過下墜鉛帶的自重和壓下結構的張緊力產生張力。因此，進一步的，所述第一輥道102同對應冷卻水槽110相鄰的一端低于另一端，所述第二輥道103同對應冷卻水槽110相鄰的一端低于另一端。傾斜設置的第一棍道102和第二棍道103,使得第一輥道102和第二輥道103之間的鉛帶整體呈開口向上的拱形，能夠增大浸入冷卻水槽 110的鉛帶量，同時增大鉛帶自重產生的張力。在如圖所示的實例中，如圖I所示，兩側開口 112高度一致，槽體111底面水平，第一輥道102的兩端高度差和第二輥道103的兩端高度差一致，但第一棍道102的水平傾角大于第二棍道103的水平傾角，通過不同的水平傾角的第一輥道102和第二輥道103獲得不同的對應前一軋機和后一軋機的軋間鉛帶重力的水平分力。進一步的，為了方便對前后兩軋機軋間張力的控制，設置有控制系統及與控制系統相連的鉛帶張力微調機構。當前一軋機鉛帶張力發生變化時，通過鉛帶張力微調機構能夠實現快速的響應，進而維持前一軋機軋制的穩定；同時，通過對卷取張力的控制對后一軋機對應鉛帶張力進行耦合控制，進而維持后一軋機軋制的穩定。而當后一軋機鉛帶張力發生變化時，通過對卷取張力的控制對后一軋機對應鉛帶張力進行控制，進而維持后一軋機軋制的穩定；同時，通過鉛帶張力微調機構的快速響應，對前一軋機對應鉛帶張力進行耦合控制，進而維持前一軋機軋制的穩定。鉛帶張力微調機構可以采用任意的機構，如可以將第一輥道102和第二輥道103設置為動態的在線調節機構并構成鉛帶張力微調機構，通過對第一輥道102和第二輥道 103高度差、傾斜度或形狀的改變，改變鉛帶的支撐條件，進而實現軋間鉛帶的動態調整； 或者，設置有與控制系統相連的壓下結構受力傳感器、與控制系統相連的調整壓下結構縱向位置的壓下結構升降機構，所述壓下結構通過壓下結構升降機構固定安裝，由壓下結構和壓下結構升降機構構成鉛帶張力微調機構。但動態調整的第一輥道102和第二輥道103 實現成本較高且控制邏輯較為復雜。為了簡化結構，在如圖所示的實例中，所述壓下結構升降機構采用張緊油缸152，所述張緊油缸152的控制器與控制系統相連，壓下結構采用張緊輥151，由張緊油缸152的油壓傳感器構成壓下結構受力傳感器
權利要求1.制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，包括冷卻水供水系統，其特征在于包括機架(101)、安裝在機架(101)上位于進料側的第一輥道(102)、安裝在機架(101)上位于出料側的第二輥道(103)、安裝在機架(101)上位于第一輥道(102)和第二輥道(103)之間的至少一個冷卻水槽(110)、冷卻水槽(110)的進水管(120)和排水系統；各冷卻水槽 (110)的槽體(111)沿傳送方向兩側的上部分別設置有開口(112)，所述排水系統包括兩側的開口(112)，所述兩側開口(112)內分別設置有軸線水平的上限位輥(131)和下限位輥(132)，由兩側的上限位輥(131)和下限位輥(132)之間的輥縫分別構成對應冷卻水槽 (110)的進料口 (113)和出料口 (114);在所述進料口 (113)和出料口 (114)之間的冷卻水槽(110)內設置有壓下結構，由壓下結構及兩側的下限位輥(132)形成的鉛帶輸送面呈開口向上的拱形。
2.如權利要求I所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于所述進水管(120)包括進水總管(121)和進水支管(122)，各進水支管(122)的一端管口整列于冷卻水槽(110)的槽體(111)底面、另一端分別與進水總管(121)的一端連通，所述進水總管 (121)的另一端與冷卻水供水系統連通。
3.如權利要求I所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于設置有回收水槽(140)，所述冷卻水槽(110)安裝在回收水槽(140)內并通過回收水槽(140)安裝在機架(101)上；設置有連通冷卻水供水系統和回收水槽(140)的回水管(141)。
4.如權利要求I所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于所述第一輥道(102)同對應冷卻水槽(110)相鄰的一端低于另一端，所述第二輥道(103)同對應冷卻水槽(110)相鄰的一端低于另一端。
5.如權利要求4所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于所述第一輥道(102)的兩端高度差和第二輥道(103)的兩端高度差一致，所述第一輥道(102)的水平傾角大于第二輥道(103)的水平傾角。
6.如權利要求I所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于設置有控制系統及與控制系統相連的鉛帶張力微調機構。
7.如權利要求6所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于設置有與控制系統相連的壓下結構受力傳感器、與控制系統相連的調整壓下結構縱向位置的壓下結構升降機構，所述壓下結構通過壓下結構升降機構固定安裝，由壓下結構和壓下結構升降機構構成鉛帶張力微調機構。
8.如權利要求7所述的制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，其特征在于所述壓下結構升降機構采用張緊油缸(152)，所述張緊油缸(152)的控制器與控制系統相連，壓下結構采用張緊輥(151)，由張緊油缸(152)的油壓傳感器構成壓下結構受力傳感器。
專利摘要本實用新型涉及金屬板帶的軋間強制冷卻裝置，提供了一種制備板柵用鉛帶的軋間強制冷卻裝置，包括安裝在機架上位于第一輥道和第二輥道之間的至少一個冷卻水槽、冷卻水槽的進水管和排水系統；各冷卻水槽槽體的兩側上部分別設置有開口，排水系統包括兩側開口，兩側開口內分別設置有上限位輥和下限位輥，由兩側的上限位輥和下限位輥之間的輥縫分別構成進料口和出料口；冷卻水槽內設置有壓下結構，由壓下結構及兩側的下限位輥形成的鉛帶輸送面呈開口向上的拱形。適應于連軋的連續生產方式，能夠保證對鉛帶的急冷，通過軋間鉛帶使前后兩軋機獲得不同的軋制張力并在張力波動時形成緩沖，使得對鉛帶實施多溫度段軋制成為可能。
文檔編號B21B45/02GK202356421SQ20112047310
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者馮旭龍, 唐曉東 申請人:馮旭龍, 德陽宏廣科技有限公司