改進(jìn)輥軋帶的平坦度的制作方法
【專利說(shuō)明】改進(jìn)輥軋帶的平坦度
對(duì)相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2013年3月11日提交的第61/776，241號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，所述專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容是以引用方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開(kāi)涉及用于改進(jìn)金屬帶的平坦度的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]熱輥乳和冷輥乳是金屬形成過(guò)程，其中板材或帶通過(guò)一對(duì)輥筒以減小板材或帶的厚度。在一些情況中，處理輥乳帶或在輥乳之后以其它方式處理。例如，輥乳帶可通過(guò)涂布生產(chǎn)線以將聚合物材料的涂層或其它適當(dāng)涂層施加到輥乳帶。在施加涂層之后，可在烤爐中固化經(jīng)涂布帶。在許多情況中，輥乳帶產(chǎn)生自烤爐，其中部卷曲或沿帶出現(xiàn)其它變形而減小帶的總平坦度。因此可希望改進(jìn)金屬帶的平坦度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]術(shù)語(yǔ)實(shí)施例和相似術(shù)語(yǔ)旨在大概指代本公開(kāi)的主題和以下權(quán)利要求書(shū)的所有內(nèi)容。含有這些術(shù)語(yǔ)的聲明不應(yīng)被理解為限制本文中描述的主題或限制以下權(quán)利要求書(shū)的意義或范圍。本文中涵蓋的本公開(kāi)的實(shí)施例是由以下權(quán)利要求書(shū)而非本
【發(fā)明內(nèi)容】
界定。本
【發(fā)明內(nèi)容】
是本公開(kāi)的各個(gè)方面的高層次概述且介紹了以下實(shí)施方式章節(jié)中進(jìn)一步描述的一些概念。本
【發(fā)明內(nèi)容】
既不旨在識(shí)別本主題的關(guān)鍵或本質(zhì)特征，也不旨在單獨(dú)用來(lái)確定本主題的范圍。本主題應(yīng)通過(guò)參考本公開(kāi)的整個(gè)說(shuō)明書(shū)的適當(dāng)部分、任何或所有附圖和每一權(quán)利要求來(lái)理解。
[0005]本公開(kāi)敘述用于改進(jìn)金屬帶的平坦度的方法和系統(tǒng)，包含跨熱帶的寬度施加差溫冷卻以改進(jìn)帶的平坦度。在一些實(shí)施例中，可實(shí)施反饋控制環(huán)路，其包含平坦度測(cè)量裝置和控制差溫冷卻的控制系統(tǒng)。如果使用了反饋控制環(huán)路，那么控制系統(tǒng)可基于經(jīng)差溫冷卻的帶的平坦度測(cè)量作出自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
[0006]說(shuō)明書(shū)參考以下附圖，其中不同圖中的相似參考數(shù)字的使用旨在說(shuō)明相似或類似組件。
[0007]圖1是用于改進(jìn)輥乳帶的平坦度的系統(tǒng)的示意圖。
[0008]圖2是冷卻單元的一部分的示意圖。
[0009]圖3是具有連續(xù)槽的嗔嘴的不意圖。
[0010]圖4是套筒的等距視圖。
[0011]圖5是具有套筒的連續(xù)槽噴嘴的等距視圖。
[0012]圖6是包含用于計(jì)算和施加差溫冷卻的反饋控制環(huán)路的金屬加工過(guò)程的部分的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本文中公開(kāi)了用于改進(jìn)單件輥乳金屬(下文中稱作“輥乳帶”或“帶”)的平坦度的系統(tǒng)和過(guò)程。在一些實(shí)施例中，使用平坦度測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量輥乳帶的平坦度。控制系統(tǒng)可接收平坦度測(cè)量且控制冷卻單元，所述冷卻單元對(duì)金屬帶進(jìn)行差溫冷卻以產(chǎn)生跨金屬帶的寬度的所需非均質(zhì)溫度梯度。溫度梯度在帶中產(chǎn)生張力差，所述張力差是在金屬帶足夠熱時(shí)所賦予的且可改進(jìn)金屬帶的平坦度。
[0014]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于改進(jìn)輥乳帶的平坦度的系統(tǒng)100的示意圖。金屬可被輥乳為帶102。帶102可以可選地涂布。如圖1中所示，帶102沿方向104移動(dòng)而通過(guò)烤爐106。在通過(guò)烤爐106之后，帶102將變熱。帶102然后通過(guò)冷卻單元108。在圖1中說(shuō)明的實(shí)施例中，冷卻單元108包含多個(gè)噴嘴110，噴嘴110將任何適當(dāng)?shù)睦鋮s劑112(也稱作冷卻介質(zhì))散布到帶102上。在通過(guò)冷卻單元108之后，帶102通過(guò)平坦度測(cè)量裝置114。平坦度測(cè)量裝置114確定帶102的平坦度且將平坦度信號(hào)116提供到控制系統(tǒng)118?？刂葡到y(tǒng)118然后確定所需冷卻分布且將冷卻信號(hào)120提供到冷卻單元108?；诶鋮s信號(hào)120，冷卻單元108可控制且(如果需要)調(diào)整冷卻劑112的施加，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]圖2是冷卻單元108的部分的示意圖。冷卻單元108配置成提供跨帶102的寬度202的差溫冷卻以減小帶102的中部卷曲或其它變形。冷卻單元108可為連續(xù)加工處理生產(chǎn)線的冷卻區(qū)的部分，但是差溫冷卻可在輥乳金屬的金屬加工過(guò)程期間的任何其它適當(dāng)點(diǎn)處施加。在一些實(shí)施例中，冷卻單元108定位在加工處理生產(chǎn)線中的某個(gè)點(diǎn)處使得隨著帶102退出涂布生產(chǎn)線的烤爐106而施加差溫冷卻，但是冷卻單元108可以其它方式定位使得差溫冷卻在加工處理生產(chǎn)線的其它點(diǎn)處施加于帶102。
[0016]如上文提及，冷卻單元108可將冷卻劑112散布到帶102。冷卻劑112可從上、下散布，或散布到帶102的側(cè)部，或其任何組合。在一些實(shí)施例中，冷卻劑112是空氣、氣體、水、油或能夠從帶102充分消除熱量以產(chǎn)生所需差溫冷卻的任何其它冷卻劑?？苫谒杵教苟日{(diào)整對(duì)沿帶102的寬度的特定位置的冷卻的量和施加。
[0017]差溫冷卻可通過(guò)對(duì)沿帶102的寬度202的帶102的選定部分204冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，選定部分204是其中帶張力最高的部分。帶張力在帶102的邊沿208處可最高。應(yīng)力越局部化，實(shí)現(xiàn)所需改進(jìn)平坦度所需的差溫冷卻可能越小。在一些情況中，相對(duì)較少量的冷卻(例如但不限于250°攝氏度或大約250°攝氏度的冷卻)可施加于帶102的邊沿208，這可消除或減少來(lái)自帶102的明顯的中部屈曲和/或變形。沿帶102的寬度202中比起選定部分204接收較少冷卻的部分稱作未選定部分206。未選定部分206可為其中帶張力較低的部分。差溫冷卻包含跨帶102的寬度202施加的任何溫度差。在一些實(shí)施例中，沿帶102的寬度202的選定部分204(例如，邊沿208)可經(jīng)歷冷卻，而沿帶102的寬度202的未選定部分206 (例如，帶102中間)不經(jīng)歷任何冷卻。在其它實(shí)施例中，沿帶102的寬度202的選定部分204 (例如，邊沿208)經(jīng)歷的冷卻可大于提供給沿帶102的寬度202的未選定部分206 (例如，帶102中間)的冷卻。
[0018]施加差溫(還稱作非均勻、優(yōu)先或選擇性)冷卻于帶102的寬度202的選定部分204可造成選定部分204熱收縮，從而增加沿選定部分204的張力。差溫冷卻可造成沿帶102的暫時(shí)溫度梯度，其中帶102的寬度202的選定部分204 (例如，邊沿208)比未選定部分206 (例如，中間)更冷。
[0019]在其中施加冷卻于帶102的邊沿208以產(chǎn)生溫度梯度的實(shí)施例中，帶102的邊沿208處的張力與帶102的較暖的未選定部分206 (例如，中間)相比可暫時(shí)增加。因?yàn)檠貛?02的寬度202的溫度不均勻，所以沿帶102的寬度202存在張力差。如果此強(qiáng)加張力分布在被施加之后不久(例如，通過(guò)介入支撐輥筒或以其它方式)便不平衡，且?guī)?02足夠熱以在張力差下稍微屈服，那么由差溫冷卻賦予的溫度差可造成帶102沿帶102的寬度(例如，選定部分204)的較冷部分稍微拉長(zhǎng)。如本文中使用，屈服可被認(rèn)為是帶的永久應(yīng)變或延長(zhǎng)，其部分緩解所施加應(yīng)力(例如，來(lái)自強(qiáng)加的張力分布)。造成永久應(yīng)變所需的應(yīng)力隨著帶102的溫度增加而降低。如本文中參考帶102使用，屈服包含常規(guī)接受的屈服應(yīng)力水平下以及低于常規(guī)接受的屈服應(yīng)力水平的應(yīng)力水平下的永久應(yīng)變，諸如由于快速潛變發(fā)生的永久應(yīng)變。因此，為了使帶102屈服(如本文中使用的所述術(shù)語(yǔ))，無(wú)需引發(fā)提供在帶102的常規(guī)接受的屈服應(yīng)力下或高于其的應(yīng)力水平的張力差。
[0020]無(wú)關(guān)于是否已知強(qiáng)加于帶102上的實(shí)際溫度梯度，溫度梯度均是基于差溫冷卻，差溫冷卻可基于各種因素，諸如模型、平坦度測(cè)量或如本文中公開(kāi)的其它因素。
[0021]帶102的邊沿208的差溫冷卻造成張應(yīng)力的局部集中足以使帶102屈服且拉伸邊沿208，從而修正帶102中存在的任何中部卷曲或變形。以此方式，可使用差溫冷卻調(diào)整和/或改進(jìn)帶102的平坦度。當(dāng)帶102的主動(dòng)差溫冷卻中斷時(shí)，帶102跨其寬度202的溫度分布將最