Способ и устройство для изготовления биметаллических полос или листов
Изобретение относится к области получения биметаллических материалов из металла и синтетического материала или металлических многослойных листов для использования в транспортном машиностроении и касается способа изготовления биметаллических полос или биметаллических листов. Биметаллические полосы или листы состоят, по меньшей мере, из первого внешнего слоя из металла, второго внешнего слоя из металла и, по меньшей мере, из внутреннего слоя из синтетического материала, расположенного между внешними слоями и соединенного с ними с замыканием материала; причем первую металлическую полосу для первого внешнего слоя, вторую металлическую полосу для второго внешнего слоя и синтетическую полосу для внутреннего слоя сводят вместе и непрерывно соединяют их друг с другом, применяя давление и/или тепло с замыканием материала; причем первую металлическую полосу и вторую металлическую полосу нагревают перед их сведением и/или во время сведения; причем после сведения и соединения металлических полос измеряют фактическую поперечную кривизну биметаллической полосы, и, поддержание необходимой температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы осуществляют перед их сведением и/или во время их сведения, в зависимости от фактической поперечной кривизны. Изобретение описывает устройство для осуществления способа с измерительным устройством поперечной кривизны. Изобретение обеспечивает сокращение веса металлических многослойных листов, улучшение акустических и теплоизоляционных свойств, а также экономичное и высококачественное изготовление биметаллических полос, лишенных поперечной кривизны. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу и устройству для изготовления биметаллических полос или биметаллических листов, состоящих, по меньшей мере, из первого (например, нижнего) внешнего слоя из металла, второго (например, верхнего) внешнего слоя из металла и, по меньшей мере, из внутреннего слоя из синтетического материала, расположенного между внешними слоями и соединенного с ними с замыканием материала, причем первую металлическую полосу для первого внешнего слоя, вторую металлическую полосу для второго внешнего слоя и, по меньшей мере, синтетическую полосу (например, синтетическую пленку) для внутреннего слоя сводят вместе и (непрерывно) соединяют их друг с другом, применяя давление и/или тепло, с замыканием материала, причем первую металлическую полосу и вторую металлическую полосу нагревают перед их сведением и/или во время сведения.
Такие биметаллические листы из металла и синтетического материала или металлические многослойные листы используются, например, в транспортном машиностроении. Они должны заменять, с одной стороны, обычную листовую сталь, а, с другой стороны, также листовой алюминий, так как они, с одной стороны, более легкие, чем листовая сталь, а с другой стороны, к тому же более экономичны, чем листовой алюминий. Для этого внешние листы имеют, например, толщину в диапазоне от 0,1 мм до 1 мм, а внутренний слой из полимерного материала имеет, например, толщину от 0,05 мм до 3 мм. Такие биметаллические листы находят разнообразное использование в автомобилестроении, например, в виде стальных листов для кузовов для наружной поверхности, но также и в качестве структурных и усиливающих деталей. Металлические многослойные листы отличаются высокой жесткостью на изгиб и выпучивание и, кроме того, они располагают хорошими свойствами для пластического формообразования, поэтому их можно отлично обрабатывать для соответствующих конструктивных элементов. Наряду с сокращением веса и себестоимости, с помощью таких металлических многослойных листов можно также улучшить акустические и теплоизоляционные свойства. В ходе изготовления для внешних листов сначала предоставляют, например, холоднокатаную листовую сталь, которую, как правило, отжигают, формуют и оцинковывают. Изготовленные таким способом внешние листы сводят затем вместе в качестве первого верхнего внешнего слоя и второго нижнего внешнего слоя при промежуточном включении синтетической полосы и соединяют при давлении и/или тепле друг с другом, соединяя с замыканием материала внутренний слой полимерного материала, как с верхним внешним слоем, так и с нижним внешним слоем.
Уровень техники
Способ изготовления биметаллических полос или биметаллических листов известен, например, из публикации DE 10 2013 110 282 A1. В ней оба внешних листа образованы из металлического листа, поверхности которого друг к другу имеют разную шероховатость. Слой синтетического материала должен быть изготовлен из полиамида, полиэтилена или из смеси полиамида и полиэтилена. Формуемую металлическую полосу сначала подвергают предварительной обработке на одной или на нескольких рабочих позициях, перед нанесением на одну сторону слоя синтетического материала. В частности, на одной рабочей позиции ленту обезжиривают, в частности, щелочным способом и/или очищают. На следующей рабочей позиции поверхность ленты пассивируют в одной или нескольких химических ванн для предварительной обработки и подготавливают, таким образом, для покрытия. Кроме того, может предусматриваться рабочая позиция для нанесения на одну сторону усилителя сцепления или клеящего вещества. После такой предварительной обработки на сторону ленты, снабженную в данном случае усилителем сцепления или клеем, наносят слой синтетического материала. Его можно, например, наклеивать на ленту в виде заготовленной синтетической пленки, например, с помощью устройства для ламинирования, имеющего прессующие валки, в котором, по меньшей мере, один из валков устройства для ламинирования может подогреваться. После нанесения слоя синтетического материала, покрытая с одной стороны лента проходит через устройство для охлаждения и/или сушки. Вслед за этим ленту сматывают в рулон и укладывают для временного хранения или непосредственно подают в устройство для покрытия внешнего листа или также внешнего листа, покрытого с одной стороны слоем синтетического материала. В этом подключенном устройстве сводятся затем, например, две заготовки в виде ленты, состоящие соответственно из внешнего листа и покрытия из синтетического материала, причем обе заготовки сматывают соответствующим разматывателем и направляют к паре валков таким образом, чтобы оба слоя синтетического материала заготовок были обращены и прилегали друг к другу. Непосредственно прежде, чем заготовки вводят в определенную валками щель валков, слои синтетического материала обеих заготовок активизируют средством, воздействующим со стороны синтетической внешней поверхности (ср. DE 10 2013 110 282 A1).
Известен также способ изготовления биметаллических листов, описанный в DE 102013013495 A1. Для этого активацию слоя из синтетического материала заготовок осуществляют непосредственно со стороны заготовки, покрытой синтетическим материалом.
В публикациях DE 102 011 015 071 A1 и DE 10 2012 106 206 A1 описываются соответствующие металлические многослойные листы, в которых слой из синтетического материала состоит из волокнисто - усиленного полимерного материала.
Альтернативно в ЕР 2 193 021 B1 описан металлический многослойный лист, в котором изготовленный из синтетического материала внутренний слой выполнен в виде слоя пены, имеющего полимерный сплав полиамид-полиэтилена.
В целом требуется экономичное и высококачественное изготовление биметаллических листов прежде описанной конструкции.
В частности, при изготовлении многослойной ленты, по существу, имеет место вероятность образования поперечной кривизны, называемой также "поперечной дугой". Для этого применяют изобретение.
Из публикации DE 689 26 006 T2 известно изготовление биметаллического листа, где между двумя слоями алюминия или слоями железа используют в виде сплошного слоя термопластический слой смолы. Для достижения высокого качества поверхностей, к слою алюминия или слою железа прикладывают большие растягивающие усилия при их подаче к горячим прессующим валкам.
Публикация DE 101 24 836 A1 включает выравнивание поперечной кривизны в металлических полосах, в частности, с помощью корректирующего валка с возможностью регулирования.
Раскрытие изобретения
В основе изобретения лежит задача усовершенствовать прежде описанный способ, позволяющий экономично и высококачественно изготавливать биметаллические полосы или биметаллические листы и, в частности, лишенные поперечной кривизны. Для этого необходимо создать также устройство, обеспечивающее экономичное и высококачественное изготовление биметаллических полос и, в частности, лишенных поперечной кривизны.
Для решения этой задачи согласно изобретению, в известном описанном способе, после сведения и соединения металлических полос измеряют фактическую поперечную кривизну биметаллической полосы, а поддержание необходимой температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы осуществляют и/или регулируют перед их сведением и/или во время их сведения, в зависимости от фактической поперечной кривизны.
При этом изобретение исходит из идеи, что при изготовлении биметаллических полос может возникать нежелательная поперечная кривизна, если в ходе соединения с замыканием материала соединения металлических полос при промежуточном включении синтетической полосы, а, следовательно, в процессе ламинирования, значения температуры внешних лент или внешних слоев не идентичны. После этого, при их сведении и соединении (например, в подогреваемом каландре) температура в многослойной ленте выравнивается. Если, например, нижняя внешняя лента перед сведением холоднее, чем верхняя внешняя лента, ее будут нагревать относительно верхней внешней ленты при соединении (например, в каландре), а при необходимости, в печи дополнительного нагрева. Это приводит к продольному расширению нижней внешней ленты в направлении ширины ленты относительно верхней внешней ленты. Разность длин между обеими внешними лентами приводит вследствие этого к подобной бочке поперечной кривизне. В данном случае, согласно изобретению, такую поперечную кривизну выравнивают не так, как это часто принято для металлических полос посредством дополнительного исправления кривизны, а согласно изобретению, целенаправленное поддержание необходимой температуры металлических полос уже осуществляют перед их сведением и/или во время сведения для предотвращения уже с самого начала образования поперечной кривизны. Однако согласно изобретению, этого достигают не посредством разогревания обеих металлических полос в устройствах предварительного нагрева всегда на точно такую же заданную температуру. Так как ленты проходят еще после устройств предварительного нагрева до их сведения, например в каландре, открытые участки пути, не обязательно имеющие одинаковую длину и существующие в них одинаковые условия. Кроме того, охватывание лент в сводящем устройстве, например, выполненного в виде каландра с валками, может быть уже с самого начала разным. Из-за этого при простом упреждающем регулировании температуры ленты, в многослойной ленте может оставаться поперечная кривизна. Согласно изобретению, металлические полосы предварительно нагревают не просто до идентичной температуры, а, возникающую, в зависимости от обстоятельств, поперечную кривизну регистрируют измерительными устройствами с заданным интервалом за сведением полос, и поддержание необходимой температуры металлических полос целенаправленно осуществляют в зависимости от измеренной поперечной кривизны. Результатом является то, что для исключения поперечной кривизны в данном случае устанавливают также целенаправленно разные температуры в обеих металлических полосах.
Особенно предпочтительно, если поперечную кривизну регулируют в замкнутом цикле регулирования до заданной поперечной кривизны, причем заданная поперечная кривизна предпочтительно имеет значение, равное нулю (в данном случае с заданным пределом допуска). В качестве управляющего параметра такого цикла регулирования используют поддержание необходимой температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы, предпочтительно перед их сведением или во время сведения. Это значит, что при отклонении измеренной фактической поперечной кривизны от заданной поперечной кривизны формируется корректирующий сигнал для управляющего параметра, т.е. для поддержания постоянной температуры.
Для поддержания необходимой температуры или для изменения поддержания необходимой температуры, а вследствие этого - температуры соответствующей металлической полосы, перед сведением регулируют один или несколько параметров эксплуатации соответствующего устройства предварительного нагрева. Под устройством предварительного нагрева речь может, например, идти о печи, предпочтительно, о флотационной печи для термообработки ленты, так что тогда для изменения поддержания необходимой температуры может использоваться температура циркулирующего воздуха в печи и/или скорость вращения вентилятора циркулирующего воздуха. Эти параметры можно быстро согласовывать, а благодаря этому, очень хорошо подбирать для изменения поддержания необходимой температуры или для изменения температуры ленты. При этом в основном обеспечивается, что значения температуры лент располагаются в диапазоне температур, обеспечивающем безупречную адгезию обеих внешних лент с внутренним слоем при их сведении и соединении, например, в каландре. В зависимости от используемых материалов значения температуры лент могут располагаться в диапазоне температур, например, от 190°C до 250°C, например, от 200°C до 240°C, особенно предпочтительно, от 210°C до 230°C.
Альтернативно для изменения температуры ленты посредством устройств для предварительного нагрева (например, флотационных печей для термообработки ленты), поддержание необходимой температуры можно регулировать также посредством устройства для сведения, например, устройства валков (например, каландра) с возможностью поддержания необходимой температуры. Так как металлические полосы сводят предпочтительно при промежуточном включении синтетической полосы между валками вальцового устройства, например каландра. Для поддержания необходимой температуры или для изменения поддержания необходимой температуры, а вместе с ним - температуры металлических полос, можно, кроме того, изменять или регулировать поддержание необходимой температуры одного или обоих валков. На практике принято, например, разогревать валки каландра внутри с помощью среды, например термомасла. Благодаря этому, можно изменять управляющий параметр также и на этом участке устройства.
Следовательно, приоритетным в изобретении является влияние температуры одной или обеих металлических полос, перед или во время сведения металлических полос при условии, что изготовленная многослойная лента лишена поперечной кривизны или имеет заданную поперечную кривизну (которая может быть в данном случае нулем). Следовательно, в зависимости от измеренной фактической поперечной кривизны, осуществляются мероприятия для изменения температуры ленты или лент, причем не требуется устанавливать точно заданную температуру ленты, или совсем не требуется регулировать ее до определенной заданной температуры. Следовательно, температура лент образуют в описанном цикле регулирования не регулируемую величину и также не заданную величину, а управляющего параметр, так как при изменении температуры ленты значение фактической поперечной кривизны приводится к заданному значению поперечной кривизны.
При этом предпочтительно регистрировать температуру первой металлической полосы и/или второй металлической полосы метрологически, например, с помощью соответствующих измерительных устройств. При этом речь может идти, например, о бесконтактно работающих измерительных устройствах, например пирометре, или также о работающих при контакте измерительных устройствах, например о контактном термометре.
В рамках изобретения речь идет, в первую очередь, о регулировании поперечной кривизны до заданного значения, причем поддержание необходимой температуры используется как управляющий параметр, является целесообразным определение, а, следовательно, измерение температуры. С одной стороны, может иметь смысл задавать определенные целевые температуры при старте процесса, а, с другой стороны, измерение температуры служит также в целях контроля. В частности, определение температуры также обеспечивает не только достижение поперечной кривизны (например, равной нулю), но и то, что температура лент находится в диапазоне температур, обеспечивающем безупречную обработку синтетического материала и безупречную адгезию обеих внешних лент с внутренним слоем.
Как уже было описано, целесообразно измерять фактическую поперечную кривизну после сведения металлических полос при промежуточном включении синтетической полосы. При этом имеется возможность измерять фактическую поперечную кривизну с заданным интервалом за сводящим устройством, например за каландром. Предпочтительно, если многослойную деталь после сведения и соединения в каландре окончательно обрабатывают затем в прессовальном устройстве. Такое прессовальное устройство может иметь, по меньшей мере, нагревательное устройство (например, флотационную печь для термообработки ленты) и устройство для прессования, например другой каландр. Также в таком прессовальном устройстве или в предусмотренной в нем печи дополнительного нагрева можно осуществлять дальнейшее выравнивание температуры между фактической разницей температуры металлических полос. Тем не менее целесообразно измерять фактическую поперечную кривизну перед прессовальным устройством и, следовательно, перед печью дополнительного нагрева. Следовательно, изобретение предусматривает, что фактическую поперечную кривизну измеряют после сведения и соединения и перед прохождением последующего прессовального устройства. Преимущество заключается в том, что фактическую поперечную кривизну измеряют относительно вплотную за сведением, поэтому минимизируют относящееся к управлению время запаздывания или запаздывающую длину. Тем не менее также опционально измерять в рамках изобретения фактическую поперечную кривизну за печью дополнительного нагрева или в зоне нагрева и на участке прессования или после зоны нагрева и участка прессования и регулировать этот результат измерения до заданной поперечной кривизны. Кроме того, имеется возможность измерять фактическую поперечную кривизну, как между сведением и печью дополнительного нагрева, так и за печью дополнительного нагрева или за зоной нагрева и участком прессования, поэтому можно осуществлять тогда каскадное регулирование.
Значения управляющего параметра, регулируемые при отклонении фактической поперечной кривизны от заданной поперечной кривизны, можно определять с помощью математической модели, содержащей, по меньшей мере, толщину ленты, ширину ленты, коэффициент теплового расширения металлических полос и/или разницу температуры металлических полос.
Имеется возможность изменять температуру обеих внешних лент для исправления поперечной кривизны. Тем не менее достаточно только использовать поддержание необходимой температуры одной из лент в качестве управляющего параметра для процесса регулирования. Таким образом, например, одна из внешних лент (постоянно) имеет при эксплуатации устройства предварительного нагрева заданную температуру, а для предотвращения поперечной кривизны ее соответственно согласовывают затем только с температурой другой металлической полосы, так что при соответствующем изменении температуры этой другой металлической полосы регулируют поперечную кривизну на желаемое значение, например на нуль.
Предметом изобретения является также устройство для изготовления биметаллических полос или биметаллических листов описанной конструкции. Такое устройство имеет, по меньшей мере, устройство предварительного нагрева для первой металлической полосы и второе устройство предварительного нагрева для второй металлической полосы и, по меньшей мере, сводящее устройство, в котором металлические полосы сводят вместе при промежуточном включении синтетической полосы. Сводящее устройство может быть выполнено, например, в виде вальцового устройства, например, каландра, по меньшей мере, с двумя (с возможностью поддержания необходимой температуры) валками. Согласно изобретению, устройство отличается, по меньшей мере, расположенным за сводящим устройством, устройством измерения поперечной кривизны, с помощью которого можно измерять фактическую поперечную кривизну биметаллической полосы. Кроме того, предусмотрено устройство управления и/или регулировочное устройство для возможности регулирования постоянной температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы перед сведением и/или во время их сведения в зависимости от фактической поперечной кривизны.
Устройства измерения поперечной кривизны выполнены для этого, предпочтительно, в виде бесконтактно работающих измерительных устройств. В этом отношении можно использовать известные из уровня техники устройства для определения поперечной кривизны (например, из области обработки металлических полос). В частности, используются работающие, например, оптически измерительные устройства, например, лазерные измерительные устройства, осуществляющие лазерный контроль расстояния. Для этого известны, например, лазерные устройства измерения расстояния, в которых по ширине ленты стационарно расположено множество лазерных устройств. Альтернативно могут использоваться лазерные устройства измерения расстояния с одним или несколькими лазерными устройствами, расположенным или расположенными по ширине ленты с пересечением, например, на каретке. Наконец, могут использоваться также лазерные измерительные устройства, в которых, по меньшей мере, один лазерный луч проводится с помощью соответствующих оптических элементов поперек направления движения ленты над лентой.
Предпочтительно, если устройство имеет перед и/или в сводящем устройстве первое измерительное устройство температуры для первой металлической полосы и второе измерительное устройство температуры для второй металлической полосы.
В рамках изобретения предполагается направлять синтетическую полосу непосредственно в ходе сведения металлических полос, так что синтетическую полосу вводят в данном случае в сходящуюся щель между обеими металлическими полосами. Следовательно, металлические полосы и включенную между ними синтетическую полосу одновременно сводят для этого в этой первой форме исполнения изобретения и, сведение осуществляют, предпочтительно, в сводящем устройстве, выполненном в виде устройства для ламинирования, например, с устройством валков, имеющим, по меньшей мере, два образующих щель валков (подогреваемых) валка.
Тем не менее, в модифицированной второй форме исполнения изобретения сведение металлических полос и синтетической полосы может также осуществляться, по меньшей мере, двумя этапами. Для этого сводящее устройство имеет, предпочтительно, первое устройство для ламинирования, с помощью которого синтетическую полосу сводят с первой металлической полосой (например, нижней металлической полосой) и второе устройство для ламинирования, с помощью которого сводят вторую металлическую полосу (например, верхнюю металлическую полосу) с расположенной на или в первой металлической полосе синтетической полосой. Далее согласно изобретению, подводят первую металлическую полосу (например, нижнюю металлическую полосу), и синтетическую полосу сводят с первой металлической полосой, например, для наклеивания синтетической полосы на первую металлическую полосу. Сразу же за этим подводят затем вторую металлическую полосу для осуществления во втором устройстве для ламинирования второго процесса ламинирования или наклеивания. Измерение поперечной кривизны осуществляет в этой второй форме исполнения изобретения за вторым устройством для ламинирования.
Металлические полосы, сведенные вместе при промежуточном включении синтетической полосы а, следовательно, изготовленное соединение окончательно обрабатывают, предпочтительно, в нагревательном устройстве и или устройстве для прессования. Для этого нагревательное и прессовальное устройство может иметь, с одной стороны, например нагревательное устройство, например другую печь непрерывного действия или печь для дополнительного нагрева, а, с другой стороны, - расположенное за нагревательным устройством, отдельное устройство для прессования, образованное, например компоновкой валков или каландром. К этому устройству для прессования может опционально подключаться затем другое нагревательное устройство и/или устройство для охлаждения. При этом устройство измерения поперечной кривизны располагают между сводящим устройством и нагревательным и прессовальным устройством. Альтернативно или дополнительно измерительное приспособление поперечной кривизны может быть расположено на участке нагревательного и прессовального устройства (например, за печью дополнительного нагрева) или за нагревательным и прессовальным устройством.
Металлические внешние листы имеют предпочтительно толщину от 0,1 мм до 1 мм, предпочтительно от 0,2 мм до 0,6 мм.
Промежуточный слой из синтетического материала имеет, например, толщину от 0,05 мм до 3 мм, например, от 0,3 мм до 2 мм. При этом под толщиной промежуточного слоя понимают толщину промежуточного слоя в готовом продукте, а, следовательно, внутри биметаллического листа.
Синтетическая полоса выполнена предпочтительно в виде синтетической пленки. Синтетическая полоса может состоять, например, из термопластического синтетического материала, например, из полиэтилена, полипропилена и/или полиамида. При этом под синтетическим материалом или синтетической полосой понимают в рамках изобретения также синтетические полосы или синтетические материалы, в которые включены другие частицы или им подобные, например, волокна, и, следовательно, в частности, волокнисто-усиленные полимерные материалы или синтетические полосы. Следовательно, рассматриваются также полосы, имеющие синтетический материал в виде компонента или изготовленные на основе синтетического материала. Впрочем, между внешними слоями могут располагаться также несколько синтетических полос, например, две синтетические полосы.
Предпочтительно используются термопластические синтетические материалы с относительно высокими точками плавления для обеспечения в ходе их применения процессов обработки биметаллических полос или биметаллических листов также при более высоких температурах, например, при лакировке.
В частности, например, для внутреннего слоя можно использовать синтетические полосы с сердцевиной из соединения полиэтилена и полиамида с температурой плавления более чем 200°C, например от 200°C до 250°C, предпочтительно, около 220°C.
Краткое описание чертежей
Далее приводится более подробное разъяснение изобретения посредством изображающего только один пример его исполнения чертежа. На нем показаны:
фиг. 1 - биметаллическая полоса или биметаллическая лист в упрощенном поперечном сечении;
фиг. 2 - устройство для изготовления биметаллической полосы в сильно упрощенном, схематическом изображении;
фиг. 3 - измененная форма исполнения изобретения устройства по фиг. 2.
Осуществление изобретения
С помощью изображенного на фиг. 2 и фиг. 3 устройства можно изготавливать биметаллические полосы или листы, состоящие, по меньшей мере, из нижнего внешнего слоя 1 из металла, верхнего внешнего слоя 2 из металла и, по меньшей мере, из расположенного между внешними слоями 1, 2 внутреннего слоя 3 из синтетического материала, причем внешние слои 1, 2 соединены с замыканием материала с внутренним слоем 3 из синтетического материала (ср. фиг. 1).
Для изготовления таких биметаллических полос по фиг. 1 в устройство по фиг. 2 и фиг. 3, предоставляют первую металлическую полосу 4 для нижнего внешнего слоя и верхнюю металлическую полосу 5 для верхнего внешнего слоя и синтетическую полосу 6 для внутреннего слоя. Первую металлическую полосу 4, вторую металлическую полосу 5 и синтетическую полосу 6 непрерывно сводят и соединяют, применяя давление и/или тепло, и непрерывно соединяют друг с другом с замыканием материала. Следовательно, для соответствующего изобретению процесса изготовления биметаллических полос в качестве исходного продукта предоставляют металлические полосы 4, 5. При этом речь идет, например, о металлических полосах из стали, например, оцинкованных электролитическим способом, а в соответствующих случаях - промасленных стальных лентах. Однако альтернативно можно использовать ленты из алюминия или из других металлов. Предпочтительно, если такие металлические полосы 4, 5 сначала предварительно обрабатывают, непрерывно покрывая их с одной стороны усилителем сцепления. Такие мероприятия на фигурах не изображены.
Изображенное на фиг. 2 и фиг. 3 устройство имеет, как правило, по меньшей мере, не показанный сматыватель для первой металлической полосы 4 и также не изображенный сматыватель для второй металлической полосы 5, а кроме того, также не изображенное сматывающее устройство для синтетической полосы 6. Кроме того, может предусматриваться намоточное устройство для готовой биметаллической полосы. Оно также не изображено.
Устройство имеет, кроме того, первое устройство 7 предварительного нагрева для первой металлической полосы 4 и второе устройство 8 предварительного нагрева для второй металлической полосы 5, а также сводящее устройство 9, в котором металлические полосы 4, 5 сводят при промежуточном включении синтетической полосы 6 и соединяют друг с другом. За сводящим устройством 9 расположено нагревательное и прессовальное устройство 10, в котором окончательно изготавливают соединение между внешними листами 4, 5 и включенной между ними синтетической полосы.
Устройство 7 предварительного нагрева и устройство 8 предварительного нагрева выполнены в примере выполнения, соответственно, как печь, например, флотационная печь для термообработки ленты. В этих печах металлические полосы 4, 5 предварительно нагревают до определенной температуры.
Сводящее устройство 9 в примере выполнения по фиг. 1 выполнено в виде вальцового устройства или каландра с верхним валком 11 и нижним валком 12, причем эти валки 11, 12 могут подогреваться. В качестве нагревательного и прессовального устройства 10 в форме исполнения изобретения по фиг. 1 изображена только печь 13 дополнительного нагрева, которая также может быть выполнена в виде флотационной печи для термообработки ленты.
На фиг. 2 показана первая форму исполнения изобретения, в которой обе металлических полосы 4, 5 и синтетическую полосу 6 одновременно сводят и соединяют друг с другом, так что синтетическую полосу 6 непосредственно подводят в ходе сведения металлических полос 4, 5, а затем синтетическую полосу вводят в сходящуюся щель между обеими металлическими полосами.
Кроме того, на чертеже изображено, что металлические полосы 4, 5 могут соединяться локально друг с другом в устройстве при старте процесса на участке начала ленты с помощью дополнительного устройства 14 для соединения полос. Такое соединение обеих лент осуществляют при старте процесса, особенно предпочтительно, без включенной между ними синтетической полосы. Соединение можно осуществлять, например, посредством штампования, клепки, соединения с пронизыванием (штифтового соединения), сварки и/или склеивания. Такие устройства для соединения полос известны из производственных линий для изготовления металлических полос. Их располагают в описанном устройстве опционально на участке сводящего устройства или в направлении движения ленты за сводящим устройством и перед нагревающим устройством и/или прессовальным устройством. Это дополнительное, локальное соединение ленты на участке начала ленты, или на участке начала ленты одной из металлических полос предотвращает расщепление этого участка при дальнейшем прохождении через линию для ламинирования. В целом, начало процесса можно оптимизировать и, кроме того, обеспечивать, что при прохождении через линию для ламинирования и, в частности, через соответствующие зоны нагрева, а в соответствующих случаях, - через участки прессования с самого начала образуются обе поверхности проходящей компоновки металлических полос и не ленты полимерного материала.
Согласно изобретению, имеет особое значение то, что за сводящим устройством 9 расположено устройство 15 измерения поперечной кривизны, с помощью которого измеряют фактическую поперечную кривизну изготовленной в сводящем устройстве биметаллической полосы. Затем, согласно изобретению, в зависимости от измеренной фактической поперечной кривизны, осуществляют поддержание необходимой температуры первой металлической полосы 4 и/или второй металлической полосы 5 перед их сведением и/или во время сведения. Затем, согласно изобретению, возможно возникающую поперечную кривизну в биметаллической полосе не выравнивают с помощью последующих подходящих мероприятий, а немедленно блокируют образование поперечной кривизны посредством влияния поддержания необходимой температуры металлических полос, в частности, предпочтительно посредством относящихся к управлению мероприятий.
Для этого устройство имеет не изображенное на чертежах устройство управления или регулирования, с помощью которого регулируют поддержание необходимой температуры первой металлической полосы 4 и/или второй металлической полосы 5 перед их сведением и/или во время сведения в зависимости от фактической поперечной кривизны.
Предпочтительно, если поперечную кривизну регулируют в цикле регулирования на заданную поперечную кривизну, причем, для заданной поперечной кривизны задают предпочтительно значение, равное нулю. В качестве управляющего параметра цикла регулирования используют поддержание необходимой температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы перед их сведением или во время сведения. Если затем в ходе измерения устанавливают отклонение измеренной фактической поперечной кривизны от заданной поперечной кривизны (например, от нуля), то регулировочное устройство формирует корректирующий сигнал для управляющего параметра, поэтому соответствующим образом изменяется поддержание необходимой температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы. С помощью замкнутого цикла регулирования фактическую поперечную кривизну приводят затем к заданной поперечной кривизне.
Для поддержания необходимой температуры или для изменения поддержания необходимой температуры, а вследствие этого - температуры соответствующей металлической полосы в ходе такого процесса регулирования, можно, например, регулировать параметры эксплуатации соответствующего устройства предварительного нагрева и, следовательно, соответствующей печи 7 и/или 8.
Альтернативно для поддержания необходимой температуры или изменения поддержания необходимой температуры, а вследствие этого температуры соответствующей металлической полосы можно изменять или регулировать поддержание необходимой температуры валков 11, 12 сводящего устройства.
Постоянно обеспечивается такое согласование температуры металлических полос, что в ходе соединения изготавливается лишенная поперечной кривизны биметаллическая полоса.
Для этого значения температуры обеих металлических полос не должны быть неизбежно идентичными, так как металлические полосы проходят после выхода из печей 7, 8 разные участки пути, а также не идентичны охватывания вокруг валков 11, 12. Следовательно, согласно предлагаемому способу речь не идет об абсолютных значениях температуры металлических полос и, в частности, не об идентичных температурах, а значения температуры должны согласовываться друг с другом лишь настолько, чтобы формировать в результате при соединении лишенную поперечной кривизны биметаллическую полосу. Так, как во время сведения (в каландре 9) и/или после сведения температура в многослойной ленте выравнивается. Если нижняя внешняя лента 4 была бы перед ламинированием холоднее верхней внешней ленты 5, ее бы нагревали в каландре 9 и/или в печи дополнительного нагрева 13 относительно верхней ленты, а это приводило бы к продольным расширениям нижней внешней ленты 4 в направлении ширины ленты относительно верхней внешней ленты 5. Разность длин между обеими внешними лентами приводили бы тогда к подобной бочке поперечной кривизне, предотвращаемой согласно изобретению целенаправленным изменением температур или во время сведения. Для этого изобретение предусматривает, что за первой печью 7 расположено первое измерительное устройство 16 температуры, а за второй печью 8 - второе измерительное устройство 17 температуры. В примере выполнения по фиг. 2 устройство 15 измерения поперечной кривизны расположено с интервалом за сводящим устройством 9 и перед нагревательным и прессовальным устройством 10, или перед печью 13 дополнительного нагрева. Тем не менее, альтернативно в рамках изобретения устройство 15 измерения поперечной кривизны 1 расположено за печью 13 дополнительного нагрева или за нагревательным и прессовальным устройством 10.
На фиг. 3 показана измененная форма исполнения изобретения, в которой сведение металлических полос 4, 5 и синтетической полосы 6 осуществляет в два этапа. Для этого сводящее устройство 9 имеет первое устройство 9а для ламинирования, с помощью которого сводят синтетическую полосу 6 с первой металлической полосой 4 (например, с нижней металлической полосой) и второе устройство 9b для ламинирования, с помощью которого сводят вторую металлическую полосу 5 (например, верхнюю металлическую полосу) с расположенной на или в первой металлической полосе 4 синтетической полосой 6. Первое устройство 9а для ламинирования выполнено, в свою очередь, как вальцовое устройство или каландр с верхним валком 11a и нижним валком 12a. Второе устройство 9b для ламинирования выполнено также как вальцовое устройство или каландр с верхним валком 11 и нижним валком 12. Также предусмотрены устройства 7, 8 предварительного нагрева. Кроме того, на участке первой металлической полосы 4 за первым устройством 9а для ламинирования предусмотрено другое нагревательное устройство 7'. За сводящим устройством 9, а в примере выполнения - за вторым устройством 9b для ламинирования расположено устройство 15 измерения поперечной кривизны, используемое уже описанным в связи с фиг. 2 способом. Опционально это устройство 15 измерения поперечной кривизны может также располагаться за печью 13 дополнительного нагрева, например, между печью 13 дополнительного нагрева и каландром 19.
Кроме того, подсоединенное за сводящим устройством 9 нагревательное и прессовальное устройство имеет в форме исполнения изобретения по фиг. 2 в качестве примера нагревательное устройство 10, например, печь 13, устройство для прессования, а также в соответствующих случаях другое нагревательное устройство, например, печь 13, устройство для прессования 19, а также в соответствующих случаях другое нагревательное устройство 20 и в соответствующих случаях подсоединенное устройство 21 для охлаждения. Опционально за дополнительным устройством 15' измерения поперечной кривизны может располагаться дополнительное нагревательное и прессовальное устройство 10. Это дополнительное устройство 15' измерения поперечной кривизны может использоваться только c контрольными целями. Тем не менее, альтернативно, в рамках изобретения, это дополнительное устройство 15' измерения поперечной кривизны используют также вместе с устройством 15 измерения поперечной кривизны для каскадного регулирования.
К первой металлической полосе 4 относится, в свою очередь, измерительное устройство 16 температуры, а ко второй металлической полосой 5 – также измерительное устройство 17 температуры. На участке второй металлической полосы 5 может быть предусмотрено другое измерительное устройство 18 температуры.
Независимо от описанных различий между формами исполнения изобретения по фиг. 2 и фиг. 3 в форме исполнения изобретения по фиг. 3 также осуществляется регулирование поперечной кривизны, когда при отклонении измеренной фактической поперечной кривизны от заданной поперечной кривизны формируется корректирующий сигнал для управляющего параметра, причем, в качестве управляющего параметра снова используют поддержание необходимой температуры первой металлической полосы и/или второй металлической полосы перед их сведением или во время сведения.
При этом, по существу, имеется возможность влиять в ходе регулирования, как на поддержание необходимой температуры первой металлической полосы, так и на поддержание необходимой температуры второй металлической полосы. Однако предпочтительно, если в качестве управляющего параметра для регулирования используют только поддержание необходимой температуры одной из металлических полос, например, верхней металлической полосы.
1. Способ изготовления биметаллических полос или биметаллических листов, состоящих, по меньшей мере, из первого внешнего слоя (1) из металла, второго внешнего слоя (2) из металла и, по меньшей мере, из внутреннего слоя (3) из синтетического материала, расположенного между внешними слоями (1, 2) и соединенного с ними с замыканием материала,
причем первую металлическую полосу (4) для первого внешнего слоя (1), вторую металлическую полосу (5) для второго внешнего слоя (2) и синтетическую полосу для внутреннего слоя сводят вместе и непрерывно соединяют их друг с другом, применяя давление и/или тепло с замыканием материала,
при этом первую металлическую полосу (4) и вторую металлическую полосу (5) нагревают перед их сведением и/или во время сведения, отличающийся тем, что после сведения и соединения металлических полос (4, 5) измеряют фактическую поперечную кривизну биметаллической полосы, и поддержание необходимой температуры первой металлической полосы (4) и/или второй металлической полосы (5) осуществляют перед их сведением и/или во время их сведения, в зависимости от фактической поперечной кривизны.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поперечную кривизну регулируют в замкнутом цикле регулирования до заданной поперечной кривизны, причем заданная поперечная кривизна предпочтительно имеет значение равное нулю.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что заданной поперечной кривизне задано значение, равное нулю.
4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что в качестве управляющего параметра цикла регулирования используют поддержание необходимой температуры первой металлической полосы (4) и/или второй металлической полосы (5) перед их сведением или во время сведения.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что для поддержания необходимой температуры соответствующей металлической полосы, перед сведением регулируют один или несколько параметров эксплуатации соответствующего устройства предварительного нагрева.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве устройства предварительного нагрева используют, по меньшей мере, печь, предпочтительно, флотационную печь для термообработки ленты.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что металлические полосы сводят при промежуточном включении синтетической полосы между валками вальцового устройства, например, каландра.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что для поддержания необходимой температуры металлических полос, изменяют поддержание необходимой температуры валков.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что температуру первой металлической полосы (4) и/или второй металлической полосы (5) измеряют с помощью, по меньшей мере, одного измерительного устройства (16, 17, 18).
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что биметаллическая полоса проходит после сведения через нагревательное и прессовальное устройство (10) и осуществляют одно или несколько измерений поперечной кривизны между сведением и нагревательным и прессовальным устройством (10) и/или после нагревательного и прессовального устройства (10).
11. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что значения управляющего параметра, регулируемые при отклонении фактической поперечной кривизны от заданной поперечной кривизны, образуют с помощью математической модели, содержащей, по меньшей мере, толщину ленты, ширину ленты, коэффициент теплового расширения металлических полос и/или разницу температуры металлических полос.
12. Устройство для изготовления биметаллических полос или биметаллических листов, состоящих, по меньшей мере, из первого внешнего слоя (1) из металла, второго внешнего слоя (2) из металла и, по меньшей мере, из внутреннего слоя (3) из синтетического материала, расположенного между внешними слоями (1, 2) и соединенного с ними с замыканием материала согласно способу по любому из пп. 1-11, содержащее:
по меньшей мере, первое устройство (7) предварительного нагрева для первой металлической полосы (4) и второе устройство (8) предварительного нагрева для второй металлической полосы (5);
сводящее устройство (9), в котором металлические полосы (4, 5) сводятся вместе при промежуточном включении синтетической полосы (6), отличающееся тем, что имеется, по меньшей мере, расположенное за сводящим устройством (9) устройство (15) измерения поперечной кривизны, выполненное с возможностью измерения фактической поперечной кривизны биметаллической полосы, и
устройство управления и/или регулировочное устройство, выполненное с возможностью регулирования необходимой температуры первой металлической полосы (4) и/или второй металлической полосы (5) перед их сведением и/или во время сведения в зависимости от фактической поперечной кривизны.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что устройства (15, 15') измерения поперечной кривизны выполнены в виде контактно или бесконтактно работающих измерительных устройств.
14. Устройство по п. 12 или 13, отличающееся тем, что перед и/или в сводящем устройстве (9) расположено первое измерительное устройство (16) температуры для первой металлической полосы (4) и/или второе измерительное устройство (17) температуры для второй металлической полосы (5).
