(57)【要約】  本発明は、圧延すべき製品(3)を圧延するための方法に関し、圧延すべき製品(3)は、ロールスタンド(1)の2つのワーキングローラ(9、10)間の圧延間隙(11)を通って送り出され、冷却潤滑剤が、接触域(15、16)内に注入され、圧延すべき製品(3)の接触表面(17、18)は、接触域(15、16)を潤滑するために、ワーキングローラ(9、10)に接するように置かれている。さらには、接触域(15、16)の潤滑必要量は、圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータにより決定され、接触域(15、16)に、現在、投入されている冷却潤滑剤量(C)が潤滑必要量をカバーしない場合、追加の潤滑剤が、圧延間隙(11)の手前の規定された塗布距離(D)において圧延すべき製品(3)の接触表面(17、18)に塗布される。塗布距離(D)は、接触表面(17、18)に対する追加の潤滑剤の付着が増加し、接触域(15、16)における潤滑効果が圧延間隙(11)の直前に塗布すること比較して向上するように、サイズ決めされる。加えて、接触域(15、16)に導入される潤滑剤量(C)は、追加の潤滑剤が接触表面(17、18)に塗布される場合、抑えられる。
2019514693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材料(3)を圧延するための方法であって、
-  圧延方向(13)にある前記被圧延材料(3)が、ロールスタンド(1)の2つのワーカローラ(9、10)間の圧延間隙(11)を通って誘導され、
-  前記被圧延材料(3)の接触表面(17、18)がワーカローラ(9、10)に当接する接触域(15、16)においては、冷却潤滑剤が、前記接触域(15、16)を潤滑するために投入され、
-  前記接触域(15、16)の潤滑必要量が、圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータに依存するように決定され、
-  前記接触域(15、16)に現在、投入されている冷却潤滑剤量(C)が前記潤滑必要量をカバーしないとき、添加潤滑剤が、前記圧延方向(13)に対して、前記圧延間隙(11)の手前の前記圧延間隙(11)からの所定の塗布距離(D)において前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)に塗布され、前記塗布距離(D)は、前記接触表面(17、18)における前記添加潤滑剤の付着が増加し、前記接触域(15、16)における前記添加潤滑剤の潤滑効果が、前記圧延間隙(11)の直前で前記接触表面(17、18)に前記添加潤滑剤を塗布することと比較すると、向上するように寸法決めされ、
-  添加潤滑剤が前記接触表面(17、18)に塗布されるとき、前記接触域(15、16)に投入される前記冷却潤滑剤量(C)が抑えられる、
方法。
【請求項２】
前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)に塗布される添加潤滑剤量(A)が、前記接触域(15、16)について決定される前記潤滑必要量に依存するように設定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記被圧延材料(3)の被圧延材料速度(v)、および/または前記被圧延材料(3)の圧縮強度、および/または前記被圧延材料(3)の粗度、および/または基準位置における前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)と前記ワーカローラ(9、10)の前記表面との間の相対速度、および/または前記被圧延材料(3)の厚さ、および/または前記冷却潤滑剤の粘度が、前記潤滑必要量を決定するための工程パラメータとして使用されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記接触域(15、16)に投入される前記冷却潤滑剤量(C)が、圧延工程の前記少なくとも1つの工程パラメータに依存するように設定されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
純潤滑剤が、前記添加潤滑剤として使用されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記冷却潤滑剤よりも潤滑剤比率が高い潤滑剤乳剤が、前記添加潤滑剤として使用されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記添加潤滑剤が、噴霧によって前記被圧延材料(3)に塗布されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記添加潤滑剤が、前記被圧延材料(3)の被圧延材料幅全体にわたって均一に前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)に塗布されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記添加潤滑剤が、前記冷却潤滑剤を前記接触域(15、16)に投入するための冷却潤滑装置(5)と無関係である追加の潤滑装置(7)によって、前記被圧延材料(3)に塗布されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記接触域(15、16)の前記潤滑必要量が、圧延工程の開始前または圧延工程中に決定されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記接触域(15、16)の前記潤滑必要量が、少なくとも1つの工程パラメータに依存するように、前記接触表面(17、18)と前記接触域(15、16)における前記ワーカローラ(9、10)との間の摩擦の摩擦係数にストライベック線図を使用しながら決定されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記添加潤滑剤が、前記被圧延材料(3)の2つの互いに対向する接触表面(17、18)に塗布されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記添加潤滑剤の互いに異なる添加潤滑剤量(A)が、前記被圧延材料(3)の前記2つの接触表面(17、18)に塗布されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧延材料を圧延するための方法、詳細には、被圧延材料を冷間圧延するための方法に関し、この方法では、被圧延材料は、ロールスタンドの2つのワーカローラ間の圧延間隙の間を誘導され、被圧延材料の接触表面がワーカローラに当接する接触域が、潤滑される。
【背景技術】
【０００２】
本明細書では、被圧延材料は、厚さを減らすように圧延間隙を通って回転ワーカローラによって引き出される金属製被圧延ストリップである。被圧延材料がワーカローラと接触する接触域を潤滑すると、被圧延材料とワーカローラとの間の摩擦が抑えられる。ワーカローラにおける温度および摩耗を低減するために、通常、ワーカローラは冷却される。被圧延材料がワーカローラと接触する接触域を潤滑するための様々な方法および装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、2つのワーカローラ間の圧延間隙の中に誘導された金属製被圧延ストリップを圧延する際、潤滑剤を塗布するための方法が開示されている。ここでは、潤滑剤とキャリアガスとによる混合物が霧化設備において生成され、この混合物は、少なくとも一方のワーカローラの表面および/または被圧延ストリップの表面に噴霧ノズルによって塗布される。
【０００４】
特許文献２には、被圧延材料を圧延するための少なくとも1つの可逆ロールスタンドと、圧延パスの後、被圧延材料をコイル状に巻くためのコイルと、を有する可逆圧延ミルの動作方法が開示されている。ここでは、少なくとも1つの可逆ロールスタンドとコイルとの間に配置されている圧延油塗布装置を用いて、キャリア媒体としての水を含まない圧延油が、被圧延材料に排他的に塗布される。
【０００５】
特許文献３には、金属ストリップを圧延するための少なくとも1つのロールスタンドと、金属ストリップの幅にわたって分散されるような形で、ある量の潤滑剤を金属ストリップに塗布するための、ロールスタンドに割り当てられる潤滑装置と、を有するローラアセンブリが開示されている。この潤滑装置は、基本の潤滑装置と追加の潤滑装置とを有し、基本の潤滑装置によって塗布されることになる潤滑剤の量および分散は、パス中、一定であり、追加の潤滑装置によって塗布されることになる潤滑剤の量および/または分散は、設定可能である。金属ストリップの幅にわたる潤滑プロファイルは、潤滑プロファイル検出設備によってロールスタンドの後方で決定され、前記潤滑プロファイルは、潤滑剤の量および/もしくは分散、ならびに/または少なくとも1つの圧延パラメータを設定するのに利用される。
【０００６】
特許文献４には、ローラおよび/もしくは被圧延材料を冷却ならびに/または潤滑するための方法および装置が開示されている。ここでは、一方で、複数のノズル/ノズル列から冷却媒体をローラに塗布し、他方で、前記ノズル/ノズル列から基油を被圧延材料に塗布して圧延間隙の手前で潤滑し、冷却媒体は、基油とは別にローラに塗布され、キャリア媒体としての水を含まない基油は、排他的に、通常の量に対して非常に少ない量で、被圧延材料にその幅全体にわたって、直接塗布される。
【０００７】
特許文献５には、被圧延材料を冷間圧延するための圧延ミルおよび方法が開示されており、この方法では、圧延油は、被圧延材料とワーカローラとの間の圧延間隙の直前で投入され、冷却水が、ワーカローラに与えられる。
【０００８】
特許文献６には、ロールスタンドのローラを潤滑するための装置および方法が開示されており、混合/噴霧設備(mixing and spraying installation)を用いて、水と油による混合物が生成され、前記混合物は、ロールスタンドのローラのうちの少なくとも一方、および/または被圧延材料の表面上に噴霧される。
【０００９】
特許文献７には、ロールスタンドにおける被圧延材料を潤滑し、冷却するための方法が開示されており、ここでは冷却剤が、出口側におけるローラに塗布され、潤滑剤が、入口側におけるローラに塗布され、追加の潤滑剤が、必要なときにロールスタンドの手前の被圧延ストリップ上にノズルによって塗布され得る。
【００１０】
特許文献８によれば、ロールスタンドの場合では、潤滑剤は、入口側におけるワーカローラに塗布されるか、または被圧延ストリップの上側および下側にそれぞれ直接塗布されて、ストリップ品質の向上が、より安定的な圧延工程によって、特には、圧延間隙の摩擦を適合させることによって達成される。ここでは、塗布される総潤滑剤量は、工程データに依存して圧延工程に必要なだけの潤滑剤が塗布されるように、数学的モデルによって調節される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第2651577号明細書
【特許文献２】国際公開第2013/029886号パンフレット
【特許文献３】国際公開第00/64605号パンフレット
【特許文献４】欧州特許第1750864号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第0794023号明細書
【特許文献６】国際公開第2013/120750号パンフレット
【特許文献７】特開平1-218710号公報
【特許文献８】国際公開第2007/025682号パンフレット
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】H. Hoffmann、R. NeugebauerおよびG. Spur(発行者)、「Handbuch Umformen」(「Manual of forming」)、第2版、Carl Hanser Verlag、2012、ISBN978-3-446-42778-5の第113ページにおける式(3.13)
【非特許文献２】J.B.A.F. Smeulders、「Lubrication in the Cold Rolling Process Described by a 3D Stribeck Curve」、AISTech 2013 Proceedings、1681〜1689ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、被圧延材料を圧延するための改良された方法を規定するという目的に基づき、この方法では、被圧延材料は、ロールスタンドの2つのワーカローラ間の圧延間隙を通って誘導され、被圧延材料がワーカローラと接触する接触域が潤滑される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、請求項1の特徴によって、本発明により達成される。
【００１５】
本発明の有利な設計実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１６】
被圧延材料を圧延するための、本発明による方法の場合では、圧延方向にある被圧延材料は、ロールスタンドの2つのワーカローラ間の圧延間隙を通って誘導され、被圧延材料の接触表面がワーカローラに当接する接触域においては、冷却潤滑剤が、接触域を潤滑するために投入される。さらには、接触域の潤滑必要量(lubrication requirement)は、圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータに依存するように決定され、接触域に、現在投入されている冷却潤滑剤量が潤滑必要量をカバーしないとき、添加潤滑剤が、圧延方向に対して、圧延間隙の手前の圧延間隙との所定の塗布距離(application spacing)において被圧延材料の接触表面に塗布される。
【００１７】
したがって、投入される冷却潤滑剤量では十分に潤滑することができないとき、この方法により、被圧延材料とワーカローラとの間の接触域を潤滑するための添加潤滑剤が、必要なときに冷却潤滑剤に追加的に使用できるようになるので有利である。さらなる潤滑により、接触域における被圧延材料とワーカローラとの間の圧延間隙摩擦が低減し、そのために、ワーカローラに必要な駆動出力がより低くなるためにエネルギーに対する節約が可能になるので有利である。さらには、添加潤滑剤を用いると潤滑が向上するために、より高強度の被圧延材料を圧延する際の圧延力の向上がもたらされ、そのため、潤滑必要量の増加がもたらされるので、より高強度の被圧延材料を許容可能なパス低減率において圧延する可能性ももたらされる。そのため、ロールスタンドによって創出され得る製品範囲が拡大されるので有利である。生産の柔軟性は、使用される添加潤滑剤の製品依存および/または工程依存の選択によってさらに向上し得る。その上、冷却とは無関係である潤滑が、必要なときに添加潤滑剤を塗布することによって可能になる。
【００１８】
その上、添加潤滑剤が、圧延間隙の手前の所定の塗布距離において被圧延材料に塗布されるために、添加潤滑剤は、被圧延材料が圧延間隙に到達するまで被圧延材料に作用する。この長く滞留している時間(dwell time)があるために、接触域における添加潤滑剤の潤滑効果(いわゆるプレートアウト)は、圧延間隙の直前で被圧延材料に添加潤滑剤を塗布することと比較すると向上するので有利である。
【００１９】
本発明は、添加潤滑剤が接触表面に塗布されるとき、接触域に投入される冷却潤滑剤量が抑えられることを可能にする。これにより、添加潤滑剤が、冷却潤滑剤によって再度、洗い落される可能性があることが考慮される。そのため、冷却潤滑剤の前記洗い落し効果をそれぞれ防止または低減するためには、添加潤滑剤が塗布されているとき、冷却潤滑剤量を抑えることが得策である。
【００２０】
追加の潤滑の使用は、被圧延材料表面の清浄度をさらに高め、言い換えれば、圧延後の被圧延材料に残る鉄塵を低減する。そのため、追加の潤滑はまた、被圧延材料表面の清浄度に対して要件が高い被圧延材料を創出するのにも使用可能であるので有利である。
【００２１】
本発明の1つの設計実施形態は、被圧延材料の接触表面に塗布される添加潤滑剤量が、接触域について決定される潤滑必要量に依存するように設定されることを可能にする。そのために、使用される添加潤滑剤量は、潤滑必要量に適合し得るので有利であり、それにより、一方で、接触域の、常に十分である潤滑が達成され、他方で、被圧延材料におけるワーカローラの滑りをもたらすことになるいずれの過剰な添加潤滑剤量も回避される。
【００２２】
本発明の1つのさらなる設計実施形態は、被圧延材料の被圧延材料速度、および/または被圧延材料の圧縮強度、および/または被圧延材料の粗度、および/または基準位置における被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度、および/または被圧延材料の厚さ、および/または冷却潤滑剤の粘度を、潤滑必要量を決定するための工程パラメータとして使用することを可能にする。
【００２３】
潤滑必要量を決定するために被圧延材料速度を工程パラメータとして使用すると、被圧延材料とワーカローラとの間の圧延間隙摩擦、したがって、潤滑必要量が被圧延材料速度に大きく依存するので、特に有利である。その上、圧延間隙摩擦は、被圧延材料の圧縮強度および粗度にかなり依存し、そのことは、被圧延材料のこれらの材料特性もまた、潤滑必要量を決定するのに工程パラメータとして適しているので有利である理由である。その上、被圧延材料のこれらの材料特性を考慮することにより、特に接触域の製品固有の潤滑が可能になるので有利である。
【００２４】
被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度は、接触表面の速度が観測される位置に依存し、それは、被圧延材料の厚さが接触域において変化し、そのため、圧延間隙の手前の接触表面が、ワーカローラの表面よりも低速に移動し、圧延間隙の後方の接触表面が、ワーカローラの表面よりも高速に移動するからである。そのため、被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度は、圧延間隙に対して固定される基準位置に関係していなくてはならない。この相対速度は、接触表面と接触域におけるワーカローラとの間の相対移動の尺度である。この相対移動は、被圧延材料の表面微細構造の塑性変形につながり、そのために、接触表面の凹みに付着する添加潤滑剤の分散に影響し、そのために、ひいては圧延間隙摩擦が影響を受ける。そのため、基準位置における被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度もまた、潤滑必要量を決定するのに工程パラメータとして適している。
【００２５】
基準位置における被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度は、たとえば、ワーカローラの瞬間角速度および半径、圧延間隙との基準位置の距離、圧延間隙の手前の被圧延材料の厚さおよび圧延間隙の後方の被圧延材料の厚さ、ならびに圧延間隙の手前のまたは圧延間隙の後方の非被圧延材料速度からコンピュータ計算され得、この目的を達成するために、たとえば、非特許文献１を参照されたい。したがって、基準位置における被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度は、測定結果によって容易に決定可能な、ほとんどの場合、いずれのやり方でも検出される記載の変数から少なくとも近似的に決定され得る。
【００２６】
そのため、工程パラメータに適合される追加の潤滑によって潤滑必要量を決定する場合に前述の工程パラメータを考慮すれば、特に、ワーカローラに必要な駆動出力を低減すること、圧縮強度が高い被圧延材料を圧延すること、それ以外に、圧延工程の総処理量を、被圧延材料速度を増加させることによっておよび/または不十分な潤滑による圧延中断を減少させることによって増加させることが可能になる。
【００２７】
本発明の1つのさらなる設計実施形態は、接触域に投入される冷却潤滑剤量を、圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータに依存するように設定することを可能にする。また、冷却潤滑剤量を少なくとも1つの工程パラメータに依存するように設定することによって、特に、追加の潤滑が、ワーカローラの加熱、したがって冷却要件も低下するために、圧延間隙摩擦を低減させ、したがって、使用される冷却潤滑剤量が、対応する形で低減し得ることを考慮することができる。
【００２８】
本発明のさらなる設計実施形態は、純潤滑剤、たとえば、圧延油、または冷却潤滑剤よりも潤滑剤比率が高い潤滑乳剤を添加潤滑剤として使用することを可能にする。これらの設計実施形態によれば、添加潤滑剤は、比較的少ない添加潤滑剤量により接触域の潤滑がすでに十分に高められるように、冷却潤滑剤よりも潤滑効果が高い。添加潤滑剤として、純潤滑剤の代わりに潤滑剤乳剤を使用すると、添加潤滑剤が、潤滑効果に加えて、被圧延材料を冷却するための冷却機能も有するべきであるときも有利であり得る。
【００２９】
本発明のさらなる設計実施形態は、添加潤滑剤が、噴霧によって被圧延材料に塗布されること、および/または添加潤滑剤が、被圧延材料の被圧延材料幅全体にわたって均一に被圧延材料の接触表面に塗布されることを可能にする。本発明のこれらの設計実施形態により、添加潤滑剤を接触域に均一に分散させることが可能になるので有利である。
【００３０】
本発明の1つのさらなる設計実施形態は、添加潤滑剤を、冷却潤滑剤を接触域に投入するための冷却潤滑装置と無関係である追加の潤滑装置によって、被圧延材料に塗布することを可能にする。したがって、本発明のこの設計実施形態は、冷却潤滑剤を塗布するための機構と添加潤滑剤を塗布するための機構とを分離することを可能にする。これにより、ロールスタンドの冷却/潤滑複合体全体を柔軟に構成すること、ならびに冷却潤滑剤を投入するためのその冷却潤滑装置に対する修正を何ら行う必要なしに既存のシステムを簡単に改造することができることを可能にするので有利である。
【００３１】
本発明の1つのさらなる設計実施形態は、接触域の潤滑必要量を、圧延工程の開始前および/または圧延工程中に決定することを可能にする。潤滑必要量を圧延工程の開始前に決定することにより、圧延工程の始まりに、すでに少なくとも1つの工程パラメータに適合している接触域の潤滑が可能になる。圧延工程中に潤滑必要量を決定することにより、圧延工程中に生じる、少なくとも1つの工程パラメータの変化、たとえば、被圧延材料速度、被圧延材料の圧縮強度および/または粗度の変化に適合する潤滑が可能になる。
【００３２】
本発明の1つのさらなる設計実施形態は、接触域の潤滑必要量を、少なくとも1つの工程パラメータに依存するように、接触表面と接触域におけるワーカローラとの間の摩擦の摩擦係数にストライベック線図(Stribeck diagram)を使用しながら決定することを可能にする。このタイプのストライベック線図は、たとえば非特許文献２により知られている。接触表面と接触域におけるワーカローラとの間の摩擦の摩擦係数を決定すると、決定された摩擦係数に依存するように、潤滑必要量の量的決定が可能になるので有利である。
【００３３】
特にロールスタンドの場合、被圧延材料速度および被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度への摩擦係数の(したがって、ワーカローラに必要な駆動出力の)強い依存性があり、前記依存性は、被圧延材料速度および前記相対速度の関数として摩擦係数に3次元のストライベック線図によって説明可能である。この場合では、固有の形態のこの関数は、システムの潤滑特性、特に、潤滑剤それ自体の特性、被圧延材料における潤滑剤の付着、および被圧延材料の粗度に依存する。この関数を用いてロールスタンドには、システムの潤滑特性を考慮しながら、被圧延材料速度、および被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度のそれぞれの値についてのロールスタンドの摩擦係数を決定する動作点が割り当てられ得る。これにより、被圧延材料速度、および被圧延材料の接触表面とワーカローラの表面との間の相対速度に応じて、システムの固有の潤滑特性に適合している接触域の潤滑必要量の非常に特異な決定が可能になり、そのために、圧延工程が、たとえば被圧延材料の処理量率、ワーカローラにおける摩耗、潤滑剤および冷却潤滑剤の消費、ならびに/またはワーカローラに必要な駆動出力に対して最適化されるように、より的を絞った潤滑が設定され得る。
【００３４】
本発明の1つのさらなる設計実施形態は、添加潤滑剤を、被圧延材料の2つの互いに対向する接触表面に塗布することを可能にする。この場合、添加潤滑剤の互いに異なる添加潤滑剤量は、被圧延材料の2つの接触表面に塗布され得る。添加潤滑剤を被圧延材料の両方の接触表面に塗布することにより、ワーカローラによって被圧延材料の両方の接触域の互いに適合された潤滑が可能になるので有利である。特に添加潤滑剤の互いに異なる添加潤滑剤量を2つの接触表面に塗布することにより、ワーカローラ間のトルク分割(torque-splitting)が影響を受け、最適化されることが可能になる。
【００３５】
上述の前記本発明の特性、特徴、および利点、ならびに前記特性、特徴、および利点が達成される方式は、図面とともにより詳細に説明される例示的な実施形態の次の説明の文脈で、より明白にかつより明瞭に理解できることになろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ロールスタンド、冷却潤滑装置、および追加の潤滑装置を示すブロック図である。
【図２】被圧延材料速度、冷却潤滑量、および添加潤滑剤量の時間的プロファイルを示すグラフである。
【図３】圧延ミルの圧延ラインを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
等価な部材には、図における同じ参照符号が与えられる。
【００３８】
図1は、被圧延材料3を圧延するためのロールスタンド1、冷却潤滑装置5、および追加の潤滑装置7のブロック図を示している。被圧延材料3は、厚さが前記圧延によって低減する、金属製被圧延ストリップ、たとえば鋼ストリップである。
【００３９】
ロールスタンド1は、2つのワーカローラ9、10を有し、この2つのワーカローラ9、10は、互いの上面に配置され、圧延間隙11によって互いに離間されている。被圧延材料3を圧延するために、ワーカローラ9、10は回転するように設定され、被圧延材料3は、回転ワーカローラ9、10によって圧延間隙11を通って圧延方向13に引き出される。この場合、圧延間隙11の領域内の被圧延材料3は、2つの接触域15、16においてワーカローラ9、10と接触し、第1の接触域15における被圧延材料3の上側接触表面17は、上側ワーカローラ9に当接し、第2の接触域16における被圧延材料3の下側接触表面18は、下側ワークローラ10に当接する。
【００４０】
冷却潤滑剤が、冷却潤滑装置5によって接触域15、16に投入される。冷却潤滑剤は、冷却液と潤滑剤、たとえば冷却液としての水と潤滑剤としての油、ならびに可能性として乳化剤からなる冷却潤滑剤乳剤である。この場合、冷却潤滑剤乳剤の主成分は、冷却液であるが、冷却潤滑剤の潤滑剤比率は、ほんの数パーセント、たとえば2〜3パーセントにすぎない。
【００４１】
冷却潤滑装置5は、冷却潤滑剤ポンプ19、各ワーカローラ9、10のための少なくとも1つの冷却潤滑剤噴霧ビーム21、冷却潤滑剤ライン23、および冷却潤滑調節器25を備える。各冷却潤滑剤噴霧ビーム21は、冷却潤滑剤をそれぞれのワークローラ9、10に分注するための冷却潤滑剤ノズルを備える。冷却潤滑剤ポンプ19によって冷却潤滑剤は、冷却潤滑剤ライン23を通って冷却潤滑剤噴霧ビーム21にポンプ注入され、冷却潤滑剤噴霧ビーム21によってワーカローラ9、10上に噴霧される。冷却潤滑剤噴霧ビーム21によって各場合において分注される冷却潤滑剤量Cは、冷却潤滑剤ポンプ19を作動させることによって、冷却潤滑調節器25によって設定される。ワーカローラ9、10上に噴霧される冷却潤滑剤は、ワーカローラ9、10が回転するために、接触域15、16に輸送される。
【００４２】
添加潤滑剤が、追加の潤滑装置7によって被圧延材料3に塗布され得る。添加潤滑剤は、純潤滑剤、たとえば圧延油、またはキャリア液と潤滑剤、たとえばキャリア液としての水と潤滑剤としての圧延油による潤滑剤乳剤であり、添加潤滑剤の潤滑剤比率は、冷却潤滑剤の潤滑剤比率よりも高く、たとえば、約20%である。
【００４３】
追加の潤滑装置7は、添加潤滑剤ポンプ27、被圧延材料3の各接触表面17、18のための各場合における少なくとも1つの添加潤滑剤噴霧ビーム29、添加潤滑剤ライン31、および追加の潤滑調節器33を備える。各添加潤滑剤噴霧ビーム29は、それぞれの接触表面17、18上に添加潤滑剤を分注するための添加潤滑剤ノズルを有する。添加潤滑剤ポンプ27によって添加潤滑剤は、添加潤滑剤ライン31を通って添加潤滑剤噴霧ビーム29にポンプ注入され、添加潤滑剤噴霧ビーム29によって接触表面17、18上に噴霧される。添加潤滑剤噴霧ビーム29によって各場合において分注される添加潤滑剤量Aは、添加潤滑剤ポンプ27を作動させることによって、追加の潤滑調節器33によって設定される。接触表面17、18上に噴霧される添加潤滑剤は、被圧延材料3が移動するために、接触域15、16に搬送される。
【００４４】
この場合、添加潤滑剤噴霧ビーム29は、圧延方向13に対して圧延間隙11の手前の所定の塗布距離Dにおいて配置されて、圧延間隙11の手前のこの塗布距離Dにおいて被圧延材料3に添加潤滑剤を塗布する。そのために、添加潤滑剤は、前記添加潤滑剤が圧延間隙11に到達するまで被圧延材料3の接触表面17、18に作用する。接触表面17、18への添加潤滑剤の付着は、この滞留している時間中に促進される。そのために、接触域15、16における添加潤滑剤の潤滑効果(いわゆるプレートアウト)は、圧延間隙11の直前で接触表面17、18に添加潤滑剤を塗布することと比較すると、向上するので有利である。
【００４５】
接触表面17、18に塗布すべき添加潤滑剤量Aを設定するために、各接触域15、16のための潤滑必要量が、圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータに依存するように決定される。この場合、被圧延材料3の圧延材料速度vが、工程パラメータとして使用される。この場合、被圧延材料速度vは、たとえば、追加の潤滑調節器33によって、前記追加の潤滑調節器33に供給されるストリップ速度センサ37の測定信号35から決定され、前記ストリップ速度センサ37は、被圧延ストリップのストリップ速度を検出する。それぞれの被圧延材料3の材料特性41、たとえば被圧延材料3の圧縮強度および/または粗度は、潤滑必要量を決定するためのオプションのさらなる工程パラメータであり、前記オプションのさらなる工程パラメータは、生産システム43によって、材料特性データ41として追加の潤滑調節器33に供給される。
【００４６】
さらには、確立された基準位置における被圧延材料3の接触表面17、18とワーカローラ9、10の表面との間の相対速度を工程パラメータとして随意的に使用して、潤滑必要量を決定することができる。前述の相対速度は、たとえば基準位置における被圧延材料速度vから、およびワーカローラ9、10の旋回を検出するための旋回センサ39の測定信号35から、ならびに圧延間隙11の手前の被圧延材料3の厚さおよび圧延間隙11の後方の被圧延材料3の厚さから決定されることが可能であり、この目的を達成するために、非特許文献１を参照されたい。冷却潤滑剤の粘度、および/または被圧延材料3の厚さは、潤滑必要量を決定するためのさらなるオプションの工程パラメータである。必要に応じて、さらには接触域15、16における各場合において、現在、存在する冷却潤滑剤量C、および/または冷却潤滑剤の潤滑剤比率が検出され、工程パラメータとして使用され得る。その上、調節データ45が、冷却潤滑調節器25と追加の潤滑調節器33との間で交換されて、冷却潤滑剤量Cおよび添加潤滑剤量Aの設定を互いに調整することができる。
【００４７】
たとえば被圧延材料速度vが変化している、または圧縮強度が高い被圧延材料3が圧延されているとの理由により、接触域15、16に現在、投入されている冷却潤滑剤量Cが接触域15、16について決定された潤滑必要量をカバーしないとき、添加潤滑剤は、各接触表面17、18の接触域15、16について決定された潤滑必要量に依存するように前記接触表面17、18に塗布される。この場合、ワーカローラ9、10に塗布される冷却潤滑剤量Cは、一定に保たれるか、またはそうでなければ圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータに、および/または接触表面17、18に塗布される添加潤滑剤量Aに依存するように設定されており、この目的を達成するために、図2に関する説明を参照されたい。
【００４８】
図2は、ロールスタンド1、冷却潤滑装置5、および追加の潤滑装置7を有する、被圧延材料3を圧延するための方法を例示し、これらの2つの装置は、各場合において図1に従って構成されている。この目的を達成するために、図2は、時間tに依存する形で、被圧延材料3の被圧延材料速度vのプロファイルv(t)、冷却潤滑装置5によってロールスタンド1のワーカローラ9、10に塗布される冷却潤滑剤量CのプロファイルC(t)、および追加の潤滑装置7によって接触域15、16においてワーカローラ9、10に当接する被圧延材料3の接触表面17、18に塗布される添加潤滑剤量AのプロファイルA(t)、を示している。この場合、冷却潤滑剤量Cおよび添加潤滑剤量Aは、各場合において単位時間当たりで塗布される体積として定義される。
【００４９】
図2は、被圧延材料3が、互いに溶接された様々な被圧延部材ストリップから構成されている場合を示している。この場合、最初に、第1の被圧延部材ストリップが、時点t0とt4と間で圧延される。続いて、第1の被圧延部材ストリップと第2の被圧延部材ストリップとの間の、前記2つの被圧延部材ストリップを連結する第1の溶接シームを有する第1の移行領域が、時点t4とt5との間で圧延される。続いて、第2の被圧延部材ストリップは、時点t5とt8との間で圧延される。続いて、第2の被圧延部材ストリップと第3の被圧延部材ストリップとの間の、前記2つの被圧延部材ストリップを連結する第2の溶接シームを有する第2の移行領域が、時点t8とt9との間で圧延される。続いて、第3の被圧延部材ストリップは、時点t9より圧延される。この場合、第2の被圧延部材ストリップは、第1の被圧延部材ストリップおよび第3の被圧延部材ストリップよりも圧縮強度が高く、これらの第1の被圧延部材ストリップおよび第3の被圧延部材ストリップは、圧縮強度が同じである。
【００５０】
この場合、冷却潤滑剤量Cおよび添加潤滑剤量Aは、各場合において、接触域15、16について、被圧延材料速度v、およびそれぞれの部材ストリップの圧縮強度、オプションで、上述のさらなる工程パラメータに依存するように決定される潤滑必要量に依存するように、冷却潤滑調節器25および追加の潤滑調節器33によって設定される。潤滑必要量を決定するために、たとえば工程パラメータに依存するように、接触表面17、18と接触域15、16におけるワーカローラ9、10との間の摩擦の摩擦係数のいわゆるストライベック線図が使用され、たとえば非特許文献２により知られている。
【００５１】
時点t0とt1との間の第1の被圧延部材ストリップは、第1の被圧延材料速度v1において圧延される。時点t1とt2との間の被圧延材料速度vは、第2の被圧延材料速度v2まで増加する。第2の被圧延材料速度v2は、最大で時点t3まで維持される。時点t0とt3との間の潤滑必要量は、冷却潤滑剤によってのみカバーされることが可能であり、したがって、添加材潤滑剤は塗布されない。被圧延材料速度vが第1の被圧延材料速度v1から第2の被圧延材料速度v2まで増加すると、潤滑必要量が増加する。潤滑必要量の増加は、冷却潤滑剤量Cの対応する増加によってカバーされる。
【００５２】
時点t3とt4との間の被圧延材料速度vは、第1の被圧延部材ストリップと第2の被圧延部材ストリップとの間の、第1の溶接シームを有する第1の移行領域の圧延を準備するために、第2の被圧延材料速度v2から第3の被圧延材料速度v3まで大きく低減する。その後、時点t4とt5との間の第1の移行領域は、第3の被圧延材料速度v3において圧延される。続いて、時点t5とt6との間の被圧延材料速度vは、第4の被圧延材料速度v4まで増加し、この第4の被圧延材料速度v4において、第2の被圧延部材ストリップが、時点t6とt7との間で圧延される。
【００５３】
この場合、第3の被圧延材料速度v3が非常に低いことにより、第1の移行領域の圧延の潤滑必要量は、第1の被圧延部材ストリップの圧延の潤滑必要量に対して増加する。第2の被圧延部材ストリップの圧縮強度が高いことにより、第2の被圧延部材ストリップの圧延の潤滑必要量は、第1の移行領域の圧延の潤滑必要量よりもさらに高い。そのため、添加潤滑剤は、時点t3より塗布され、ここで、時点t4とt5との間の第1の移行領域の圧延のための添加潤滑剤量Aよりも多い添加潤滑剤量Aが、時点t6とt7との間の第2の被圧延部材ストリップの圧延のために塗布される。同時に、時点t3とt6との間に塗布される冷却潤滑剤量Cは、冷却潤滑剤による、塗布された添加潤滑剤の洗い落しをそれぞれ防止または低減するために減らされ、時点t6とt7との間で一定に保たれる。
【００５４】
時点t7とt8との間の被圧延材料速度vは、第2の被圧延部材ストリップと第3の被圧延部材ストリップとの間の、第2の溶接シームを有する第2の移行領域の圧延を準備するために、再度、第4の被圧延材料速度v4から第3の被圧延材料速度v3まで減少する。その後、時点t8とt9との間の第2の移行領域は、第3の被圧延材料速度v3において圧延される。続いて、時点t9とt10との間の被圧延材料速度vは、第2の被圧延材料速度v2まで増加し、この第2の被圧延材料速度v2において、第3の被圧延部材ストリップは、時点t10とt11との間で圧延される。
【００５５】
したがって、塗布される添加潤滑剤量Aは、最初、第2の移行領域を圧延するために減らされ、第2の被圧延材料速度v2において第3の被圧延部材ストリップを圧延するためには、添加潤滑剤は、まったく塗布されない。同時に、塗布される冷却潤滑剤量Cは、再度、増加する。
【００５６】
時点t11とt12との間の被圧延材料速度vは、第2の被圧延材料速度v2から第5の被圧延材料速度v5まで減少し、この第5の被圧延材料速度v5において、第3の被圧延部材ストリップは、時点t12より圧延される。
【００５７】
第5の被圧延材料速度v5における第3の被圧延部材ストリップの圧延には、冷却潤滑剤だけではカバーすることができないという潤滑必要量が必要である。そのため、添加潤滑剤は、再度、第5の被圧延材料速度v5において第3の被圧延部材ストリップを圧延するために塗布され、塗布される冷却潤滑剤量Cは同時に低減され、ここで、塗布される添加潤滑剤量Aおよび冷却潤滑剤量Cは、潤滑必要量がカバーされ、冷却潤滑剤による、塗布された添加潤滑剤の洗い落しがそれぞれ、防止または低減するように、互いに調整される。
【００５８】
図3は、被圧延材料3を圧延するために、複数のロールスタンド1を1列に配置した圧延ミルの圧延ライン47を概略的に示している。ロールスタンド1は、各場合において、互いの上面に配置されている2つのワーカローラ9、10を有し、ワーカローラごとに1つの支持ローラ49を有する。各ロールスタンド1の圧延ライン47は、1つの冷却潤滑装置5(図3には例示されていない)、および1つの追加の潤滑装置7を有する。冷却潤滑装置5は、各場合において、図1に例示された冷却潤滑装置5と同様に構成され、追加の潤滑装置7は、各場合において、図1に例示された追加の潤滑装置7と同様に構成され、ここで、各追加の潤滑装置7の添加潤滑剤噴霧ビーム29は、圧延方向13に対して、関連のロールスタンド1の圧延間隙11の手前の塗布距離Dにおいて配置される。
【００５９】
本発明について、好ましい例示的な実施形態によって詳細に例示し、説明してきたが、本発明は、開示される諸例によって限定されるものではなく、他の変形形態が、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、当業者によって本明細書から導出され得る。
【符号の説明】
【００６０】
1  ロールスタンド
3  被圧延材料
5  冷却潤滑装置
7  追加の潤滑装置
9、10  ワーカローラ
11  圧延間隙
13  圧延方向
15、16  接触域
17、18  接触表面
19  冷却潤滑剤ポンプ
21  冷却潤滑剤噴霧ビーム
23  冷却潤滑剤ライン
25  冷却潤滑調節器
27  添加潤滑剤ポンプ
29  添加潤滑剤噴霧ビーム
31  添加潤滑剤ライン
33  追加の潤滑調節器
35  測定信号
37  ストリップ速度センサ
39  旋回センサ
41  材料特性、材料特性データ
43  生産システム
A  加潤滑剤量
A(t)  プロファイル
C  冷却潤滑剤量
C(t)  プロファイル
D  塗布距離
t  時間
v  被圧延材料速度
v(t)  プロファイル
【図１】
2019514693.tif 000003
【図２】
2019514693.tif 000004
【図３】
2019514693.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月11日(2019.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材料(3)を圧延するための方法であって、
-  圧延方向(13)にある前記被圧延材料(3)が、ロールスタンド(1)の2つのワーカローラ(9、10)間の圧延間隙(11)を通って誘導され、
-  前記被圧延材料(3)の接触表面(17、18)がワーカローラ(9、10)に当接する接触域(15、16)においては、冷却潤滑剤が、前記接触域(15、16)を潤滑するために投入され、
-  前記接触域(15、16)の潤滑必要量が、圧延工程の少なくとも1つの工程パラメータに依存するように決定され、
-  前記接触域(15、16)に現在、投入されている冷却潤滑剤量(C)が前記潤滑必要量をカバーしないとき、添加潤滑剤が、前記圧延方向(13)に対して、前記圧延間隙(11)の手前の前記圧延間隙(11)からの所定の塗布距離(D)において前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)に塗布され、前記塗布距離(D)は、前記接触表面(17、18)における前記添加潤滑剤の付着が増加し、前記接触域(15、16)における前記添加潤滑剤の潤滑効果が、前記圧延間隙(11)の直前で前記接触表面(17、18)に前記添加潤滑剤を塗布することと比較すると、向上するように寸法決めされ、
-  添加潤滑剤が前記接触表面(17、18)に塗布されるとき、前記接触域(15、16)に投入される前記冷却潤滑剤量(C)が抑えられる、
方法。
【請求項２】
前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)に塗布される添加潤滑剤量(A)が、前記接触域(15、16)について決定される前記潤滑必要量に依存するように設定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記被圧延材料(3)の被圧延材料速度(v)、および/または前記被圧延材料(3)の圧縮強度、および/または前記被圧延材料(3)の粗度、および/または基準位置における前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)と前記ワーカローラ(9、10)の表面との間の相対速度、および/または前記被圧延材料(3)の厚さ、および/または前記冷却潤滑剤の粘度が、前記潤滑必要量を決定するための工程パラメータとして使用されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記接触域(15、16)に投入される前記冷却潤滑剤量(C)が、圧延工程の前記少なくとも1つの工程パラメータに依存するように設定されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
純潤滑剤が、前記添加潤滑剤として使用されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記冷却潤滑剤よりも潤滑剤比率が高い潤滑剤乳剤が、前記添加潤滑剤として使用されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記添加潤滑剤が、噴霧によって前記被圧延材料(3)に塗布されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記添加潤滑剤が、前記被圧延材料(3)の被圧延材料幅全体にわたって均一に前記被圧延材料(3)の前記接触表面(17、18)に塗布されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記添加潤滑剤が、前記冷却潤滑剤を前記接触域(15、16)に投入するための冷却潤滑装置(5)と無関係である追加の潤滑装置(7)によって、前記被圧延材料(3)に塗布されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記接触域(15、16)の前記潤滑必要量が、圧延工程の開始前または圧延工程中に決定されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記接触域(15、16)の前記潤滑必要量が、少なくとも1つの工程パラメータに依存するように、前記接触表面(17、18)と前記接触域(15、16)における前記ワーカローラ(9、10)との間の摩擦の摩擦係数にストライベック線図を使用しながら決定されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記添加潤滑剤が、前記被圧延材料(3)の2つの互いに対向する接触表面(17、18)に塗布されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記添加潤滑剤の互いに異なる添加潤滑剤量(A)が、前記被圧延材料(3)の前記2つの接触表面(17、18)に塗布されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
【国際調査報告】
2019514693.tif 000006
2019514693.tif 000007
2019514693.tif 000008
2019514693.tif 000009