(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部作業ロールに近接する上部油噴霧ヘッダと、
下部作業ロールに近接する下部油噴霧ヘッダと、
前記下部作業ロールに近接する水噴霧ヘッダであって、圧縮ミルを通過した金属ストリップのパスラインの下にのみ位置付けられる、水噴霧ヘッダと、
前記上部油噴霧ヘッダ及び前記下部油噴霧ヘッダと流体接続している油供給部と、
前記下部油噴霧ヘッダと前記油供給部との間に直列に位置付けられたバルブであって、油を前記下部油噴霧ヘッダから前記上部油噴霧ヘッダに転送するように作動可能である、バルブと、
前記バルブと連結されたプロセッサであって、前記バルブを動作して油を前記下部油噴霧ヘッダから上部油噴霧ヘッダに転送するようにして前記下部作業ロール付近の前記水噴霧ヘッダにより提供される付加的な冷却をし、かつ前記下部作業ロールの温度を決定し、さらに前記下部作業ロールの温度に基づいて前記バルブを動作する、プロセッサと、
を備える、圧延ミル用のハイブリッド冷却システム。
【請求項２】
前記水噴霧ヘッダが、前記下部作業ロールの出口側に近接する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
噴霧された油及び水を収集するように位置付けられた排出部と、
共通の前記排出部に連結された水及び油分離タンクであって、前記水噴霧ヘッダに連結された水抽出ポートと、前記上部油噴霧ヘッダ及び下部油噴霧ヘッダに連結された油抽出ポートと、を有する、水及び油分離タンクと、を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
平坦性測定システムと、
前記平坦性測定システム及び複数の個別に制御可能なノズルに連結されたコントローラであって、前記複数の個別に制御可能なノズルが、前記上部油噴霧ヘッダ、前記下部油噴霧ヘッダ、または前記水噴霧ヘッダ上に位置する、コントローラと、を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記下部作業ロールから水を除去するために、前記下部作業ロールに近接して位置付けられたワイパーを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
ミル冷却システムを改良する方法であって、
上部作業ロールに近接する上部油噴霧ヘッダ及び下部作業ロールに近接する下部油噴霧ヘッダを含み、前記上部油噴霧ヘッダと前記下部噴霧ヘッダが油供給部と流体接続する、油ベースの冷却システムを提供することと、
前記下部作業ロールに近接した前記水噴霧ヘッダを設置することと、
油を前記下部油噴霧ヘッダから前記上部油噴霧ヘッダに転送するように作動可能であるバブルであって、前記バブルを前記下部油噴霧ヘッダと前記油供給部との間に直列に位置付けることと、
前記下部作業ロールの温度を決定し、前記下部作業ロールの温度に基づいて前記バルブを動作して油を前記下部油噴霧ヘッダから上部油噴霧ヘッダに転送するようにして前記下部作業ロール付近の前記水噴霧ヘッダにより提供される付加的な冷却をするプロセッサと前記バルブを連結することと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記水噴霧ヘッダを設置することが、前記水噴霧ヘッダを前記下部作業ロールの出口側に近接して設置することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記下部作業ロールから水及び油を収集するように位置付けられた排出部を設置することと、
水及び油分離タンクを前記排出部に連結することと、
前記水及び油分離タンクの水抽出ポートを前記水噴霧ヘッダに連結することと、
前記水及び油分離タンクの油抽出ポートを前記下部油噴霧ヘッダに連結することと、を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
平坦性測定システムを前記下部作業ロールの出口側に近接して位置付けることと、
コントローラを前記平坦性測定システム及び複数の個別に制御可能なノズルに連結することであって、前記複数の個別に制御可能なノズルが、前記上部油噴霧ヘッダ、前記下部油噴霧ヘッダ、または前記水噴霧ヘッダ上に位置する、連結することと、を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
圧延ミルを冷却する方法であって、
油供給部から上部油噴霧を上部作業ロールに適用することと、
油供給部から下部油噴霧を下部作業ロールに適用することと、
水噴霧を下部作業ロールだけに適用することと、
水噴霧を前記下部作業ロールに提供することにより提供される付加的な冷却を考慮して、油を前記下部油噴霧ヘッダから前記上部油噴霧ヘッダに転送することであって、油の転送が前記上部油噴霧を増加し前記下部油噴霧を減少することを含み、下部油噴霧から上部油噴霧に転送することが、
前記下部作業ロールの温度を測定することと、および
前記下部作業ロールの温度に基づいて、前記バルブを動作して油を前記下部油噴霧ヘッダから上部油噴霧ヘッダに転送するようにして前記下部作業ロール付近の前記水噴霧ヘッダにより提供される付加的な冷却をすることからなる、前記下部油噴霧から前記上部油噴霧に転送することと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記水噴霧を適用することが、前記水噴霧を前記下部作業ロールの出口側に適用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ワイパーを使用して前記下部作業ロールから水を除去することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
平坦性測定値を得るために前記上部作業ロール及び前記下部作業ロールを使用して圧延された金属ストリップの平坦性を測定することと、
前記平坦性測定値を使用して前記金属ストリップの前記平坦性を制御することであって、前記上部油噴霧、前記下部油噴霧、または前記水噴霧のうちの少なくとも１つを調整することを含む、前記金属ストリップの前記平坦性を制御することと、を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属ストリップの前記平坦性を測定することが、複数の横方向ゾーンの各々についての個別の平坦性測定値を得ることを含み、前記複数の横方向ゾーンの各々が、複数の横方向に離間されたノズルのそれぞれのノズルに対応し、前記金属ストリップの前記平坦性を制御することが、前記それぞれの個別の平坦性測定値に基づいて、前記複数の横方向に離間されたノズルの各々を個別に制御することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記水噴霧が、前記複数の横方向に離間されたノズルを介して出る、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記下部油噴霧が、前記複数の横方向に離間されたノズルを介して出る、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記水噴霧を適用することが、前記下部作業ロールの幅にわたって均一に前記下部作業ロールから熱を取り除くことを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記水噴霧を適用すること及び前記下部油噴霧を適用することが、前記下部ロールから熱を取り除くことを総合的に含み、前記水噴霧を適用することが、前記熱の大部分を取り除くことを含み、前記下部油噴霧を適用することが、前記下部作業ロールを潤滑することを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年５月９日に出願され「ＷＡＴＥＲ−ＣＯＯＬＥＤ  ＲＯＬＬＩＮＧ」と題された米国仮出願第６１／９９０，８９０号の利益を主張し、その仮出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概して、金属圧延に関し、より具体的には、油及び水冷却の組み合わせを使用する圧延に関する。
【背景技術】
【０００３】
圧延は、原料シートまたはストリップの厚さを減らすために原料シートまたはストリップが一対の作業ロールを通過される金属形成プロセスである。圧延プロセス中、作業ロールは、一般的に油で冷却され、非常に熱くなることがある。作業ロールの高熱は、望ましくないストリップ平坦性、低い生産性、及び後に続く火災リスクを伴うストリップの破壊につながり得る。作業ロールは、代替的に水で冷却され得、それは、油よりもはるかに高い熱除去力を有し、非可燃性である。しかしながら、水で冷却されるミルは高価であり、設計、設置、維持、及び操作が困難であり、ならびに水滴に関係する表面欠陥が、水で冷却されるミルにおいて圧延されるストリップ上に出現し得る。水滴に関係する表面欠陥を有するストリップは、販売または更なる生産に不適切であり得る。したがって、水で冷却されるミルのかなりの費用が、パスライン（例えば、ストリップがミルを通過する経路）より上からの水がストリップ上に落ちることを防止する冷却剤包含システムの生成におけるものである。
【発明の概要】
【０００４】
実施形態という用語及び同様の用語が、この開示及び以下の請求項の主題の全てを広く言うように意図される。これらの用語を含む陳述は、本明細書に記載される主題を限定しないことまたは以下の請求項の意味または範囲を限定しないことを理解されたい。本明細書においてカバーされる本開示の態様は、以下の請求項によって定義され、この概要によって定義されない。この概要は、開示の様々な態様の上位の概略であり、以下の発明を実施するための形態の節に更に記載される概念のうちのいくつかを紹介する。この概要は、特許請求される主題の重要または本質的な特徴を特定することを意図されるものではないし、特許請求される主題の範囲を決定するための分離に使用されることを意図されるものでもない。主題は、この開示の明細書全体、図面及び各請求項のいずれかまたは全ての適切な部分への参照によって理解されるべきである。
【０００５】
圧延中に作業ロールを冷却するためのシステム及び方法が開示される。本開示のある特定の態様に従って、水冷却が、下部ロールに対してロールの出口側で適用され、油冷却が、上部及び下部ロールに対して入口側で適用される。いくつかの場合では、下部作業ロールを冷却するためにもはや必要とされない油の一部分が、上部作業ロールに方向転換され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
明細書は、以下の添付図面を参照し、それらの図面において、異なる図面中の同様の参照番号の使用は、同様または類似の構成要素を例示することが意図される。
【図１】本開示のある特定の態様に従って圧延されている金属ストリップを例示する概略図である。
【図２】本開示のある特定の態様に従って圧延されている軟金属ストリップを例示する概略図である。
【図３】本開示のある特定の態様に従って既存のミルを改良する方法のフローチャートである。
【図４】本開示のある特定の態様に従って既存のミルを改良する方法のフローチャートである。
【図５】本開示のある特定の態様に従って圧延されている金属ストリップの上面概略図である。
【図６】本開示のある特定の態様に従って、圧延ミルの作業ロールを冷却する方法を描写するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示は、入口側における油冷却上部及び下部作業ロールと下部作業ロールの出口側における水冷却とを用いる圧延ミルに関する。水冷却は、パスラインより下のみで使用され得、圧延されたストリップの上面上への滴下のリスクを実質的に伴わずに、ミルにおける熱を減らす。水冷却は、下部作業ロールの熱を完全に管理するために使用され得、それ故、潤滑目的のためにわずかな量の油のみが、下部作業ロール上で使用される必要があり、油の残りの量が、上部ロールの更なる冷却のために上部作業ロールに転送される下部作業ロールを冷却する必要はもはやない。いくつかの場合では、平坦性制御の冷却剤部分が、下部ロールの水冷却のみを通して操作され得る。本開示は、パスラインより下の水の全てを保持することによって、パスラインの上で必要とされる複雑な水含有機器を省略すると同時に、水で冷却される圧延の利益が高められることを可能にする。
【０００８】
加えて、本開示は、下部作業ロールの出口側において水噴霧ヘッダを有する油冷却圧延ミルの改良に関する。硬金属（例えば、前の冷たい圧延パスを受け入れるストリップ、または加工硬化金属）を圧延するとき、水冷却が、下部作業ロール上で使用され得る一方で、油冷却は、両方の作業ロール上で使用され得る。軟金属（例えば、アニール炉から来るストリップ、または非加工硬化金属）を圧延するとき、油冷却のみが使用され得る。本開示は、平坦性の改善を伴うと共に、ミルが十分に水で冷却されることになるように油冷却ミルの完全な改良の費用を伴わずに、軟金属と硬金属の両方をうまく取り扱う圧延ミルの改良を可能にする。
【０００９】
これらの例示的な実施例は、本明細書に記述される一般的な主題を読み手に紹介するために与えられ、開示された概念の範囲を限定することを意図されない。以下の節は、図面を参照して様々な更なる特徴及び実施例を記載し、図面中、同様の番号は同様の要素を示し、方向の記載は、例示的な実施形態を記載するために使用されるが、同様に、例示的な実施形態が、本開示を限定するために使用されるべきではない。本明細書における例示に含まれる要素は、一定の縮尺ではなく描かれ得る。
【００１０】
図１は、本開示のある特定の態様に従って圧延されている金属ストリップ１０６を例示する概略図である。圧延ミル１００は、上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４を含む。上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４は、ストリップ１０６が方向１０８に動く際にストリップ１０６を圧延する。ストリップ１０６は、入口側１２４で作業ロール１０２、１０４に入り、出口側１２６から出る。圧延手順の間、上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４の両方が熱くなり、冷却される必要がある。上部後援ロール１５０は、力を上部作業ロール１０２に供給することができ、下部後援ロール１５２は、力を下部作業ロール１０４に供給することができる。
【００１１】
本開示の水冷却態様が、既存の油冷却圧延ミルに追加され得るか、または新規の圧延ミルにおける油ベースの冷却／潤滑と統合され得る。既存の油冷却圧延ミルまたは新規の圧延ミルにおける油ベースの冷却／潤滑は、本明細書に記載されるような油供給部、ヘッダ、バルブ、及び他の特徴を含むことができる。
【００１２】
上部油噴霧ヘッダ１１０は、入口側１２４において上部作業ロール１０２に近接して設けられる。上部油噴霧ヘッダ１１０は、パスライン１２８より上に位置付けられる。上部油噴霧ヘッダ１１０は、上部作業ロール１０２を潤滑及び冷却する上部油噴霧１１２を噴射する１つ以上のノズルを含む。下部油噴霧ヘッダ１１４は、入口側１２４において下部作業ロール１０４に近接している。下部油噴霧ヘッダ１１４は、パスライン１２８より下に位置付けられる。下部油噴霧ヘッダ１１４は、下部作業ロール１０４を潤滑及び冷却する下部油噴霧１１６を噴射する１つ以上のノズルを含む。
【００１３】
油供給部１１８から供給される上部油噴霧ヘッダ１１０及び下部油噴霧ヘッダ１１４。上部油バルブ１２０は、上部油噴霧ヘッダ１１０を通して上部油噴霧１１２のタイミング及び量を制御し、下部油バルブ１２２は、下部油噴霧ヘッダ１１４を通して下部油噴霧１１６のタイミング及び量を制御する。他の場合では、異なる油噴射デバイスが、上部作業ロール１０２と下部作業ロール１０４を冷却及び／または潤滑するために使用されてもよく、任意の数のバルブ及びノズルを含む。いくつかの場合では、上部油噴霧ヘッダ１１０及び／または下部油噴霧ヘッダ１１４、あるいは他の油噴射デバイスが、入口側１２４または出口側１２６に位置付けられ得る。上部油噴霧ヘッダ１１０及び下部油噴霧ヘッダ１１４が、油ベースの冷却システムを構成する。
【００１４】
水噴霧ヘッダ１３０は、下部作業ロール１０４に近接して出口側１２６に位置付けられる。水噴霧ヘッダ１３０は、パスライン１２８より下に位置付けられる。水噴霧ヘッダ１３０は、下部作業ロール１０４を冷却する水噴霧１３２を噴射する１つ以上の個別のノズルを含む。水噴霧ヘッダ１３０は、水供給部１３４から供給される。水バルブ１３６は、水噴霧ヘッダ１３０を通して水噴霧１３２のタイミング及び量を制御する。他の場合では、異なる水噴射デバイスが、下部作業ロール１０４を冷却するために使用されてもよく、任意の数のバルブ及びノズルを含む。噴霧ヘッダにおけるバルブ及びノズルは、以下の更なる詳細に記述されるように、ミルの平坦性測定システムの測定ゾーンと整列し得る。水噴霧ヘッダ１３０及びその構成要素は、水ベースの冷却システムのミルの中の部分を構成し得る。
【００１５】
いくつかの場合では、下部作業ロール１０４の上に噴霧された水は、それが、例えば、ストリップ１０６の下部表面の中に圧延されることなどによって、ストリップ１０６と接触することになる機会を得る前に、下部作業ロール１０４から除去される。いくつかの場合では、下部作業ロール１０４の上に噴霧された水は、スキージーとして機能する下部後援ロール１５２によって、下部作業ロール１０４から除去される。いくつかの場合では、下部作業ロール１０４の上に噴霧された水が、下部作業ロール１０４に隣接して設置されるワイパーブレード（図示しない）によって、下部作業ロール１０４から除去される。いくつかの場合では、水噴霧ヘッダ１３０は、出口側１２６に位置付けられ得る。あるいはまたは更に、水噴霧ヘッダ１３０は、ワイパーブレードまたは他の機構が、下部作業ロール１０４からの水を、その水がストリップ１０６の中に圧延される機会を得る前に除去するために使用されるときにのみ、入口側１２４に位置付けられ得る。
【００１６】
圧延ミル１００は、上部作業ロール１０２に近接して水冷却デバイスを有さないので、水は、水冷却デバイスからストリップ１０６の上に落下せず、水で冷却された冷たいミルと一般に関連付けられる滴下に関係する表面欠陥を引き起こさない。
【００１７】
上部油噴霧ヘッダ１１０、下部油噴霧ヘッダ１１４、及び水噴霧ヘッダ１３０の各々は、適用可能な場合、上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４の長手方向軸全体を（例えば、図１に示される頁の外に延びる方向に）噴霧するのに十分なノズル及びバルブを含み得る。
【００１８】
水噴霧１３２は、下部作業ロール１０４を非常に効率的に冷却することができるので、油は、下部油噴霧ヘッダ１１４から上部油噴霧ヘッダ１１０に転送され得る。したがって、上部油バルブ１２０及び下部油バルブ１２２の一方または両方が、油を転送するように調整される。下部油噴霧ヘッダ１１４と直列にある減圧バルブ１３８が、下部油噴霧１１６の圧力を減らすと共に油を上部油噴霧ヘッダ１１０に転送するために使用され得る。油が転送されるとき、下部油噴霧１１６は、上部油噴霧１１２よりも弱い。いくつかの状況では、下部油噴霧１１６が、圧延のための十分な潤滑を提供するのに必要な十分な油のみを提供する。換言すれば、水ベースの冷却は、水ベースの冷却及び油ベースの冷却の組み合わせを通して、除去された熱の大部分を取り除くために使用され得る。上部油噴霧ヘッダ１１０は、必要ではないかもしれないが、下部油噴霧ヘッダ１１４より多くのノズルを含んでもよい。
【００１９】
プロセッサ１４０は、センシング機器及び上部油バルブ１２０、下部油バルブ１２２、ならびに水バルブ１３６に接続され得る。プロセッサ１４０は、油及び水ベースの冷却の両方を利用して、最適な冷却を上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４に提供するように各バルブ１２０、１２２、１３６を制御する。プロセッサ１４０は、上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４に提供される冷却プロファイルを調整することによって、一旦圧延されたストリップ１０６の平坦性を制御することができる。プロセッサ１４０は、上部油噴霧１１２に対する調整を行うことによって上部作業ロール１０２の冷却プロファイルを制御してもよく、水噴霧１３２に対する調整を行うことによって下部作業ロール１０４の冷却プロファイルを制御する。かかる場合では、プロセッサ１４０は、下部油噴霧１１６に対する調整を行うことによって、下部作業ロール１０４の冷却プロファイルを制御しない。
【００２０】
図２は、本開示のある特定の態様に従って圧延されている軟金属ストリップ２０２を例示する概略図である。軟金属を圧延するときに必要な冷却の量は、硬金属を圧延するときに必要な冷却の量よりも少ないので、圧延ミル１００は、場合によっては、図２に見られるように、軟金属を圧延するときに油ベースの冷却システムのみを使用してもよい。油ベースの冷却システムのみが使用されているので、同等の量の油が、上部油噴霧１１２及び下部油噴霧１１６を用いて噴射されている。水バルブ１３６はオフにされ得る。
【００２１】
更なる冷却が必要とされる場合、水ベースの冷却が、水バルブ１３６をオンにすることによって開始され得る。その時点で、油は、下部油噴霧１１６から上部油噴霧１１２に転送され得、下部作業ロール１０４が油ベースの冷却及び水ベースの冷却の両方によって冷却される間に、更なる油ベースの冷却を上部作業ロール１０２に提供する。
【００２２】
油排出部１４２と、油排出部１４３から分離され得る水排出部１４４とが提供される。油排出部１４２は、使用済みの油を収集し、油濾過を通して使用済みの油を油供給部１１８に戻すよう導く。水排出部１４４は、使用済みの水を収集し、水濾過を通して水を水供給部１３４に戻すよう導く。いくつかの場合では、水噴霧１３２は、出口側１２６上のミルの中心線の方へ含められ、水を入口側１２４からの下部油噴霧１１６に混入しないようにする。
【００２３】
いくつかの場合では、共通の排出部（例えば、単一の排出部または単一の場所に供給する複数の排出部）が使用され、濾過及び分離プロセスが、油を水から分離するために使用される。共通の排出部（例えば、水排出部１４４及び油排出部１４２）からの水及び油が、水及び油分離タンク１５４内に収集され得る。油は、水及び油分離タンク１５４内で水に自然に浮かぶので、水及び油分離タンク１５４は、上部ポート（例えば、油抽出ポート１５６）であって、その上部ポートから油が油供給部１１８に収集及び提供される上部ポートと、下部ポート（例えば、水抽出ポート１５８）であって、その下部ポートから水が水供給１３４に収集及び提供される下部ポートと、を含むことができる。他の機構及び機器が、油供給部１１８及び水供給部１３４の各々を再供給するために、水から油を分離するために使用され得る。
【００２４】
図３は、本開示のある特定の態様に従って既存のミルを改良するプロセス３００のフローチャートである。既存の油冷却ミルが、ブロック３０２で提供される。ブロック３０４で、水噴霧ヘッダが、下部作業ロールに近接して設置される。また、ブロック３０４で、本明細書に記載されるように水噴霧ヘッダを操作するために必要な任意の更なる制御及び機器が設置される。
【００２５】
図４は、本開示のある特定の態様に従って既存のミルを改良するプロセス４００のフローチャートである。既存の水で冷却されるミルが、ブロック４０２で提供される。ブロック４０４で、上部作業ロールに近接した水噴霧ヘッダが除去される。ブロック４０６で、上部油噴霧ヘッダが、上部作業ロールに近接して設置され、下部油噴霧ヘッダが、下部作業ロールに近接して設置される。また、ブロック４０６で、本明細書に記載されるように上部油噴霧ヘッダ及び下部油噴霧ヘッダを操作するのに必要な任意の更なる制御及び機器が設置される。
【００２６】
図５は、本開示のある特定の態様に従って圧延されている金属ストリップ５０２の上面概略図である。金属ストリップ５０２は、下部作業ロール（図示されない）及び上部作業ロール５０６を通過する。上部作業ロールは、上部後援ロール５０８によって支援される。潤滑及び冷却目的のために作業ロールの上に油を噴霧するように、上部油ヘッダ５０４は、上部作業ロール５０６に隣接して配置され、下部油ヘッダ（図示されない）は、下部作業ロールに隣接して配置される。水噴霧ヘッダ５１０は、水を下部作業ロールの上に噴霧するように、ストリップ５０２の下にかつ下部作業ロールに隣接して位置付けられる。
【００２７】
平坦性測定システム５１４は、ストリップ５０２に隣接して位置付けられ得る。平坦性測定システム５１４は、作業ロールの後の（例えば、ストリップ５０２が作業ロールによって圧延された後の）ある位置に位置付けられ得る。平坦性測定システム５１４は、ストリップ５０２の平坦性を示す測定信号を提供するためにコントローラ５１８と連結され得る。これらの信号に基づいて、コントローラ５１８（例えば、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能な論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載される機能を行うように設計された他の電子ユニット、及び／またはそれらの組み合わせ）は、ストリップ５０２の所望された平坦性（例えば、横方向平坦性）を達成するために、上部及び／または下部作業ロールの冷却を制御することができる。
【００２８】
平坦性測定システム５１４は、ストリップ５０２の１つ以上の横方向ゾーン５２０ａ〜５２０ｋにわたってストリップ５０２の平坦性を検出する１つ以上のセンサ５１６ａ〜５１６ｋ（例えば、内部変換器または平坦性測定ロールのロードセル）を含んでもよい。１１個のセンサ及び横方向ゾーンが図５に示されるが、任意の数のセンサ及び横方向ゾーンが使用されてもよい。いくつかの場合では、横方向ゾーンの数は、センサの数と同じである。平坦性測定ロールが、特定の平坦性測定システム５１４として示されるが、適切な平坦性測定デバイスが使用されてもよい。
【００２９】
いくつかの場合では、コントローラ５１８が、平坦性測定システム５１４からの測定信号を使用して、作業ロールの冷却以外の機構を通して平坦性制御を提供する。
【００３０】
いくつかの場合では、コントローラ５１８が、平坦性測定システム５１４からの測定信号を使用して、他の部分よりも作業ロールのある特定の横方向部分を選択的に冷却することによって、平坦性制御を提供する。かかる制御された冷却は、作業ロールの一方または両方の上に噴霧されている油（例えば、上部油ヘッダ５０４からの油）の制御、下部作業ロールの上に噴霧されている水の制御、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、特定の横方向ゾーン（例えば、横方向ゾーン５２０ｅ）における望ましくない平坦性を示す平坦性測定が受信されるとき、コントローラ５１８は、一方または両方の作業ロールのそれぞれの横方向部分（複数可）の冷却を減らすための信号を送信することができ、作業ロール（複数可）が、その横方向位置においてわずかに相対的に広がることを可能にする。
【００３１】
水噴霧ヘッダ５１０を使用して制御される冷却は、水噴霧ヘッダ５１０が、水噴霧ヘッダ５１０にわたって横方向に離間された、いくつかの個別に制御可能なノズル５１２ａ〜５１２ｋを有することによって達成され得る。横方向に離間されているので、ノズル５１２ａ〜５１２ｋは、したがって、下部作業ロールの幅にわたって横方向に位置付けられる。１１個のノズル５１２ａ〜５１２ｋが図５に示されるが、任意の数のノズルが使用されてもよい。いくつかの場合では、各ノズル５１２ａ〜５１２ｋが、それぞれの横方向ゾーン５２０ａ〜５２０ｋと関連付けられ、したがって、平坦性測定システム５１４のそれぞれのセンサ５１６ａ〜５１６ｋと関連付けられる。各ノズル５１２ａ〜５１２ｋは、コントローラ５１８からの制御信号に基づいて（例えば、水の流れを減少または増加するように）制御され得る。したがって、特定のセンサ５１６ａ〜５１６ｋからの測定は、それぞれのノズル５１２ａ〜５１２ｋの水の流れの量を制御するコントローラ５１８によって影響を及ぼされ得、それ故、下部作業ロールの特定の横方向区分に適用される冷却の量を制御する。
【００３２】
油ヘッダを使用して制御される冷却は、複数の個別に制御可能なノズルであって、そのノズルを通して油が噴霧される、複数の個別に制御可能なノズルを含む油ヘッダ（例えば、上部油ヘッダ５０４）によって同様に達成され得る。コントローラ５１８からの制御信号は、平坦性測定システム５１４からの測定信号に基づいて、どのくらいの油が個別に制御可能なノズルの各々から流れ出るかを制御することができる。各々の個別に制御可能なノズルは、ストリップ５０２のそれぞれの横方向ゾーン５２０ａ〜５２０ｋと関連付けられ得る。一方または両方の油ヘッダが、したがって、制御され得る。
【００３３】
いくつかの場合では、油ベースの冷却と水ベースの冷却の組み合わせが、平坦性測定システム５１４からの測定信号に基づいて、コントローラ５１８によって制御される。
【００３４】
いくつかの場合では、水ベースの冷却が、下部作業ロールからの熱の大部分を均一に取り除くために使用され得、一方で、油ベースの冷却が、平坦性測定システム５１４からのフィードバックに基づいて、下部作業ロールの制御可能な冷却を提供するために使用される。
【００３５】
図６は、本開示のある特定の態様に従って、圧延ミルの作業ロールを冷却する方法６００を描写するフローチャートである。方法６００は、金属ストリップが作業ロールによって圧延されている間に起こり得る。ブロック６０２で、油が、ロールを冷却するために上部作業ロールの上に噴霧され得る。ブロック６０４で、油が、ロールを冷却するために下部作業ロール上に噴霧され得る。ブロック６０６で、水が、ロールを冷却するために下部作業ロール上に噴霧され得る。いくつかの場合では、下部作業ロールの温度が、監視または予測され得、ブロック６０６の間に噴霧される水が、下部作業ロールから熱を引き抜く程度に基づいて、ブロック６０４で下部作業ロールに噴霧される油の量が、削減され得る。いくつかの場合では、オプションのブロック６０８で、ブロック６０４において下部作業ロール上にもはや噴霧されない油が、ブロック６０２における上部油噴霧から転送されてもよい。
【００３６】
オプションのブロック６１０で、圧延されているストリップの平坦性が測定されてもよい。この測定に基づいて、作業ロール（複数可）（例えば、下部作業ロール、上部作業ロール、またはそれらの組み合わせ）の横方向に制御された冷却が、ブロック６１２で行われ得る。横方向に制御された冷却は、ブロック６０２で上部作業ロールに適用される油、ブロック６０４で下部作業ロールに適用される油、及びブロック６０６で下部作業ロールに適用される水の任意の組み合わせの増加または減少を含むことができる。
【００３７】
本明細書に記載される概念を使用して、上部作業ロール１０２は、油のほとんどが下部油噴霧１１６から上部油噴霧１１２に転送されるので、ポンピング能力の投資なしで、さもなければ従来の油冷却ミルから利用可能なものよりもかなり多くの油を用いて冷却され得る。有利には、上部作業ロール１０２は、更なる分量の油がその上に噴霧されていることに起因して、かなり冷たいままになり、一方で、下部作業ロール１０４は、水冷却または油冷却と水冷却の組み合わせによって冷却される。
【００３８】
更に、作業ロール（例えば、上部作業ロール１０２及び下部作業ロール１０４）は、特に油及び水を特定の乳剤または機械的分散に混合するための機器またはプロセスを用いずに、十分かつ効率的に冷却され得る。代わりに、いくつかの態様では、容易に分離される油及び水が各々、必要に応じて、下部作業ロールに個別に提供されてもよい。
【００３９】
油及び水のハイブリッド冷却されるミルは、本明細書に記載されるように、既存のミルの生産性を改良及び向上する手法を提供することができる。既存の油冷却ミルは、水で冷却されるミルへの全面的な転換よりも低い費用で平坦性の改善及びより低い火災リスクを提供するように改良され得る。本明細書に記載される際、ハイブリッドミルは、下部作業ロール１０４上の全面的なまたはほぼ全面的な水ベースの冷却及び上部作業ロール１０２を冷却するための油の全面的またはほぼ全面的な転換の全体に及んで、油ベースの冷却のみからの冷却を動的に調整することができる。本明細書に記載されるハイブリッドミルは、優れた平坦性制御を提供し得、速いミル速度を可能にし得、各パスについて多くの削減が行われることを可能にし得、ターゲットゲージに到達するのに必要なパスの数を削減し得、低い費用で操作することができる。
【００４０】
個々の実施形態は、フローチャート、フロー図、データフロー図、構造図、またはブロック図として描写されるプロセスとして記載され得る。フローチャートは、連続したプロセスとして動作を記載し得るが、動作のうちの多くが、並行してまたは同時に行われてもよい。加えて、動作の順序は、再編成されてもよい。プロセスは、その動作が完了するときに終了されるが、図面に含まれない更なるステップを有し得る。
【００４１】
例示される実施形態を含む、実施形態の上記は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、包括的であることまたは開示される厳密な形態に限定することを意図されない。それらの非常に多くの修正、適合、及び使用が、当業者に明らかであろう。
【００４２】
以下に使用される際、一連の実施例への言及は、選言的にそれらの実施例の各々への言及として理解される（例えば、「実施例１〜４」は、「実施例１、２、３、または４」として理解される）。
【００４３】
実施例１は、上部作業ロールに近接する上部油噴霧ヘッダ、下部作業ロールに近接する下部油噴霧ヘッダ、及び下部作業ロールに近接する水噴霧ヘッダを備える、圧延ミル用のハイブリッド冷却システムである。
【００４４】
実施例２は、上部油噴霧ヘッダ及び下部油噴霧ヘッダと流体接続している油供給部、ならびに下部油噴霧ヘッダと油供給部との間に直列に位置付けられたバルブを更に備え、バルブが、油を下部油噴霧ヘッダから上部油噴霧ヘッダに転送するように作動可能である、実施例１のシステムである。
【００４５】
実施例３は、水噴霧ヘッダが、下部作業ロールの出口側に近接する、実施例１または２のシステムである。
【００４６】
実施例４は、噴霧された油及び水を収集するように位置付けられた排出部と、共通の排出部に連結された水及び油分離タンクであって、水噴霧ヘッダに連結された水抽出ポートと、上部油噴霧ヘッダ及び下部油噴霧ヘッダに連結された油抽出ポートと、を有する、水及び油分離タンクと、を更に備える、実施例１〜３のシステムである。
【００４７】
実施例５は、平坦性測定システムと、平坦性測定システム及び複数の個別に制御可能なノズルに連結されたコントローラと、を更に備え、複数の個別に制御可能なノズルが、上部油噴霧ヘッダ、下部油噴霧ヘッダ、または水噴霧ヘッダ上に位置する、実施例１〜４のシステムである。
【００４８】
実施例６は、下部作業ロールから水を除去するために、下部作業ロールに近接して位置付けられたワイパーを更に備える、実施例１〜５のシステムである。
【００４９】
実施例７は、上部作業ロールに近接する上部油噴霧ヘッダ及び下部作業ロールに近接する下部油噴霧ヘッダを含む、油ベースの冷却システムを提供することと、下部作業ロールに近接する水噴霧ヘッダを設置することと、を含む、ミル冷却システムを改良する方法である。
【００５０】
実施例８は、水噴霧ヘッダを設置することが、下部作業ロールの出口側に近接して水噴霧ヘッダを設置することを含む、実施例７の方法である。
【００５１】
実施例９は、少なくとも下部作業ロールから水及び油を収集するように位置付けられた排出部を設置することと、水及び油分離タンクを排出部に連結することと、水及び油分離タンクの水抽出ポートを水噴霧ヘッダに連結することと、水及び油分離タンクの油抽出ポートを下部油噴霧ヘッダに連結することと、を更に含む、実施例７または８の方法である。
【００５２】
実施例１０は、平坦性測定システムを下部作業ロールの出口側に近接して位置付けることと、コントローラを平坦性測定システム及び複数の個別に制御可能なノズルに連結することと、を更に含み、複数の個別に制御可能なノズルが、上部油噴霧ヘッダ、下部油噴霧ヘッダ、または水噴霧ヘッダ上に位置する、実施例７〜９の方法である。
【００５３】
実施例１１は、上部油噴霧を上部作業ロールに適用することと、下部油噴霧を下部作業ロールに適用することと、水噴霧を下部作業ロールに適用することと、を含む、圧延ミルを冷却する方法である。
【００５４】
実施例１２は、水噴霧を適用することが、水噴霧を下部作業ロールの出口側に適用することを含む、実施例１１の方法である。
【００５５】
実施例１３は、ワイパーを使用して下部作業ロールから水を除去することを更に含む、実施例１１または１２の方法である。
【００５６】
実施例１４は、油を下部油噴霧から上部油噴霧に転送することを更に含む、実施例１１〜１３の方法である。
【００５７】
実施例１５は、平坦性測定値を得るために、上部作業ロール及び下部作業ロールを使用して圧延された金属ストリップの平坦性を測定することと、平坦性測定値を使用して金属ストリップの平坦性を制御することと、を更に含み、金属ストリップの平坦性を制御することが、上部油噴霧、下部油噴霧、または水噴霧のうちの少なくとも１つを調整することを含む、実施例１１〜１４の方法である。
【００５８】
実施例１６は、金属ストリップの平坦性を測定することが、複数の横方向ゾーンの各々についての個別の平坦性測定値を得ることを含み、複数の横方向ゾーンの各々が、複数の横方向に離間されたノズルの各ノズルに対応し、また、金属ストリップの平坦性を制御することが、それぞれの個別の平坦性測定値に基づいて、複数の横方向に離間されたノズルの各々を個別に制御することを含む、実施例１５の方法である。
【００５９】
実施例１７は、水噴霧が、複数の横方向に離間されたノズルを介して出る、実施例１６の方法である。
【００６０】
実施例１８は、下部油噴霧が、複数の横方向に離間されたノズルを介して出る、実施例１６の方法である。
【００６１】
実施例１９は、水噴霧を適用することが、下部作業ロールの幅にわたって均一に下部作業ロールから熱を取り除くことを含む、実施例１８の方法である。
【００６２】
実施例２０は、水噴霧を適用すること及び下部油噴霧を適用することが、下部ロールから熱を取り除くことを総合的に含み、水噴霧を適用することが、熱の大部分を取り除くことを含み、下部油噴霧を適用することが、下部作業ロールを潤滑することを含む、実施例１１〜１９の方法である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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