CN105339101A - 用于热金属辊轧中的定向润滑的制造方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本文提供了利用定向润滑进行热辊轧的辊轧机设备和方法。具有多个辊筒堆叠(A、B、C)的辊轧机设备可包含通过管道系统与冷却喷嘴(24)和润滑喷嘴(25)流体地耦接的冷却流体泵(10)和润滑剂泵(20)。所述管道系统可经配置使得所述润滑剂泵(20)引入纯润滑剂,所述纯润滑剂与所述冷却流体混合以将润滑流体形成为疏松润滑剂乳状液而通过一或多个润滑喷嘴(25)排放到选定辊筒堆叠(A、B、C),而一或多个冷却喷嘴(24)排放不添加润滑剂的所述冷却流体。所述润滑喷嘴(25)可旨在将所述润滑剂乳状液定向排放到咬合辊筒。本文还提供了对辊轧机集管(24)的修改以提供根据本发明的定向润滑。

Description

用于热金属辊轧中的定向润滑的制造方法和设备
技术领域
本申请要求2013年3月15日提交的第61/798,769号美国临时专利申请的权益,所述申请是以引用方式全部并入本文。
本发明涉及用于热辊轧金属板的制造方法和设备。特定地说,本发明提供增强润滑以改进经辊轧金属板(诸如经热辊轧的铝)的表面质量的制造方法和设备。
发明内容
一方面,本发明提供增强定向润滑以改进经辊轧金属板的表面质量和生产效率的制造方法和辊轧机设备。本发明尤其有利于在具有多个辊架的辊轧机中对铝进行热辊轧。
根据某些方面,本发明提供将润滑剂(通常未充分乳化的润滑剂)输送到一或多个润滑喷嘴以排放到辊筒,优选地指向夹辊或咬合件(例如咬合喷嘴)。一方面,未充分乳化的润滑剂只被输送到具体辊轧机辊架、辊筒或集管(header)。在某些实施例中,未充分乳化的润滑剂可以不同量或成分输送到不同的辊轧机辊筒堆叠、辊筒或集管。此定向润滑允许按照需要改进对具体辊轧机辊架处的润滑剂的控制(例如增加或降低摩擦)。一般来说,另外的润滑剂或润滑剂成分的输送速率应致使其不超过组成润滑剂的日常添加速率。用未充分乳化的润滑剂进行的定向润滑可迅速地改进经辊轧铝的表面质量且改进辊轧加工处理期间润滑的一致性。此特征还可用于通过按照控制铝与顶部对底部工作辊筒之间的摩擦差异的需要降低或增加工作辊筒与铝带表面之间的摩擦来克服各种其它辊轧机控制问题,或克服由一些辊轧机辊架处的滑移产生的张力问题。
附图说明
图1示出了常规辊轧机的示意图。
图2A到2B示出了根据本发明的某些方面的铝热连轧机的示意图。
图3示出了根据本发明的方面的常规集管(在视图I、II中示出)和经修改集管(在视图III中示出)。
图4示出了根据本发明的方面的具有另外的咬合喷洒器集管的连轧机。
图5以图表例证热辊轧期间具有不同乳化剂浓度的润滑剂对油膜厚度的影响。
图6以图表例证热辊轧期间具有不同油水浓度的乳状液的润滑剂对油膜厚度的影响。
图7以图表此较具有以乳状液的形式使用的润滑剂的热辊轧负载与用于呈无水的纯形式的相同润滑剂的辊轧负载。
具体实施方式
如本文中描述,本发明的实施例涉及一种辊轧机,其用于热辊轧金属,尤其涉及以具有辊筒堆叠的多个辊架的辊轧机对铝进行热辊轧,且涉及用于辊轧金属的方法。
热带辊轧机中的金属(诸如铝)的辊轧是一种众所周知的金属形成过程。在辊轧金属形成过程中,金属坯料被输送通过称作辊筒堆叠的一对辊筒或辊轧为卷盘或切割为板。辊轧过程的类型是根据经辊轧金属的温度而分类。如果金属温度在辊轧期间超过其再结晶温度,那么所述过程被称作热辊轧;如果温度保持低于再结晶温度,那么所述过程被称作冷辊轧。通常,金属经辊轧通过多个辊架或辊筒堆叠,金属板随着其通过每一堆叠减小其厚度且形成光滑的加工表面。不同的堆叠可具有不同配置或操作条件或所施加的压力,其取决于所述过程。
图1描绘具有三个辊筒堆叠(堆叠A、堆叠B和堆叠C)的常规辊轧机,通过所述辊轧机的金属板1在热辊轧金属形成过程中减小厚度。因为辊轧期间金属的传入金属温度、摩擦和变形在每一堆叠的辊筒中产生大量的热量,所以辊轧机包含冷却系统,所述冷却系统将冷却流体(诸如水但是更通常的是水中的润滑油乳状液)排放到辊筒上以转移热量且防止辊筒在金属形成过程期间过热。通常,冷却系统包含冷却剂泵10,所述冷却剂泵10将相同的冷却流体泵送通过冷却系统的各个排放喷嘴。冷却系统包含辊筒冷却剂集管23,每一辊筒冷却剂集管23含有经引导朝向辊筒堆叠的入口侧的2行或3行喷嘴24,所述辊筒堆叠将冷却流体排放到所述对辊筒的上游侧上的辊筒表面上。一些辊轧机还可具有冷却剂喷嘴,其瞄准每一辊筒堆叠的金属出口侧处的辊筒。
为了提供一致水平的摩擦,具有相对较低浓度的润滑剂的水中润滑剂乳状液用作冷却流体,所述冷却流体然后遍及冷却系统的所有喷嘴而排放。乳化润滑剂在辊轧期间在辊筒的表面上提供润滑剂的薄层。因为水和润滑剂通常不可混合,所以为了防止分离和保证用冷却水输送一致量的润滑剂,使用乳化剂来形成乳化以保证润滑剂更均匀地分布在冷却水内。这些常规技术的一个缺陷是,某些配方与所希望的配方相此可需要更多乳化剂,因为乳化剂的存在可减小润滑剂的整体效果且还增加成本。另一缺陷是,润滑剂乳状液从所有冷却喷嘴排放使得按照特定辊筒堆叠或经辊轧产品的需要修改润滑剂的浓度的能力有限。此外,热辊轧机冷却剂的典型维护需要部分倾泻使用中的冷却剂,因为其已被污染。此造成所浪费的润滑剂与其在冷却流体中的浓度成比例。
为了避免沉积的润滑剂比需要的润滑剂更多,通常使用具有相对较低含量的乳化润滑剂的冷却流体。即使使用这些技术,仍然可发生摩擦变动,从而造成经辊轧金属的不良表面质量和/或过量的辊轧负载,使得金属上的工作辊筒的摩擦过量或由于摩擦不充分而造成滑移。在许多常规系统中,一旦观察到过量摩擦或困难,另外量的润滑剂(例如,油、合成油等等)被注射到共同辊轧机供应冷却剂管线中,有时候无乳化剂通过所有冷却剂集管和喷嘴排放,此过程通常称作“榨汁”。此通过增加润滑层,因而减小其中需要另外润滑的堆叠辊筒以及每一其它辊筒堆叠中的摩擦,而暂时解决了所述问题。因为润滑剂合并到整个冷却系统的冷却流体中,所以为了避免超过冷却剂中的润滑剂的所需浓度,以此方式添加润滑剂通常只可持续有限的持续时间或以极低“榨汁速率”进行。例如,如表1中的实验结果表明,冷却剂供应泵的吸入侧上持续15分钟的330加仑的榨汁润滑剂(JL=通常无乳化剂的热辊轧配方)的添加引入到冷却流体中,从而只有多出大约6.25%的油以疏松油滴的形式流到辊轧机。此直接润滑效应持续时间在10分钟到15分钟之间,所持续的时间等于辊轧2卷金属板的时间。汁液润滑剂泵送速率越高,可产生流到辊轧机的润滑剂的量的增加更大,例如添加多出9.1%的润滑剂持续10分钟。
表1:热辊轧冷却剂榨汁期间的相对油浓度增加
冷却剂流速[GPM] 5,712
油浓度[%] 8
油流速[GPM] 457
SJ总体积[Gal] 330
添加/生效时间[min] 15 10
SJ流速[GPM] 22 33
作为SJ的油的部分[%] 6.25 9.1
考虑到上述内容,以常规润滑方法进行的辊轧增加成本且降低产量,以及使辊轧过程复杂化,因为当观察到与润滑不足相关联的问题时必须延迟并调整一些产品的辊轧。此方法还可需要改进或主冷却剂成分调整。因此,需要一种辊轧机设备和方法,其改进金属板的热辊轧的润滑的一致性和对所述润滑的控制、避免与常规方法相关联的缺陷,且改进辊轧而不会不必要地复杂化或增加与辊轧过程相关联的成本和时间。另外,如果这些方法或设备可被合并作为常规辊轧机的修改或改造,那么其将是进一步所需的。
一方面,本发明允许热辊轧设备的选定辊筒堆叠和/或咬合喷洒器喷嘴的定向润滑,这允许更一致的润滑和对不同辊筒堆叠中的润滑的控制。本发明的实施例允许的改进润滑提供改进的表面质量且增加产量和生产效率。在某些方面,定向润滑包含未充分乳化的润滑剂(可能但是不一定具有少量或无乳化剂)到经引导朝向辊筒堆叠的夹辊(咬合喷洒器)的润滑喷嘴的输送,用于特定堆叠的润滑喷嘴是由集管进料。因为在这些方面,另外润滑剂的输送只定向到咬合喷洒器且只定向到具体集管,所以所输送的润滑剂的总量低于当前“非定向”榨汁方法下的总量。此允许“定向润滑”或“榨汁”使用更长时间周期,从而改进大量卷盘的表面质量。例如,随着330GPM的咬合喷洒流通过所述两个喷嘴,相同的330加仑的榨汁润滑剂的直接效果可延长到188分钟(假设与冷却剂中最初存在的油相关,注射速率产生6.25%另外的油)或可延长到125分钟,使得注射速率产生9.1%另外的油。所述效果的持续时间的这些增加将允许改进易拉罐罐体底料(CES)卷取或通常需要常规的榨汁技术的其它表面敏感合金的辊轧日常生产。
图2A到4中描绘了根据上述方面的本发明的实施例。图2A说明提供润滑剂到堆叠A的定向和控制输送的辊轧机。管道系统已经修改使得先前通过所有排的喷嘴(冷却剂和咬合喷洒器)排放相同冷却流体的工作辊筒冷却排放喷嘴配置成通过咬合喷洒器喷嘴排放形成于固定混合器中的疏松乳状液的润滑剂且通过冷却剂喷嘴排放冷却流体。
类似于图1中的辊轧机配置,图2A中的辊轧机配置已经修改成提供润滑剂到选定辊筒堆叠的定向输送。辊轧机包含单独的润滑泵20和冷却流体泵10。冷却流体泵10通过管道系统与用于每一堆叠的集管23的冷却剂喷洒组的喷嘴24流体地耦接。管道系统包含选定堆叠处的内嵌式混合器22以允许需要时在选定堆叠处形成疏松乳状液以供排放。在此实施例中,辊轧机配置成在堆叠A的入口处具有一组咬合润滑喷嘴25,所述咬合润滑喷嘴25直接朝堆叠A的辊筒和经辊轧金属1的咬合处排放冷却剂。润滑泵20通过包含内嵌式固定混合器21的管道系统的润滑段流体地耦接到咬合润滑喷嘴25。润滑剂通过单独管线引入到润滑段中且在内嵌式混合器22中与冷却流体混合,而非将润滑剂乳状液引入到冷却流体的供应管线中。润滑剂到冷却剂流中的引入是通过阀21而选定性地控制。润滑剂与冷却水混合以形成疏松乳状液,所述疏松乳状液是含有可结合冷却水和与冷却水分离的相对较大润滑剂液滴的乳状液。疏松乳状液然后通过润滑喷嘴排放到选定辊筒堆叠的辊筒,在此实施例中,通过咬合润滑喷嘴25排放到辊筒咬合处。因此,通过将润滑剂选择性地引入到内嵌式固定混合物中,可在整个辊轧过程中轻易地控制辊筒咬合处的润滑,且不会以其它方式更改通过剩余喷嘴排放的冷却水的流动或成分。
在实例辊轧机的操作模型中,系统设计假设在150psi的操作压力下的330GPM咬合喷洒冷却剂流和未充分乳化油(“汁液润滑剂”)的多达3GPM注射。鉴于这些操作特性,具有4"直径和40″长度的固定混合器允许充分合并注射油和冷却水以形成疏松乳化作用以通过润滑喷嘴排放。冷却剂流通过混合器的所计算线性速度将在压力降5.5psi下为8.3ft/s。通常,建议1ft/s最小流速来维持固定混合器中的湍流,但是对于大多数混合应用,2ft/s到3ft/s流速应已经足够了。在一些实施例中,7ft/s到8ft/s流速可能特别适用于产生液液分散。应明白,可根据本发明的原理使用各种大小和形状的混合器。通常,能够在170psi压力下每分钟输送3加仑的润滑剂流的泵20将可适用于在固定混合器前面注射纯润滑剂,但是可取决于特定系统和相关联的操作特性使用各种其它的泵。在润滑剂注射埠之前,辊轧机冷却剂辊架供应流的部分从典型的6"或8"辊架冷却剂供应管线分裂为更小直径(诸如直径4")的单独咬合喷洒供应管线,其装备有固定混合器管22。榨汁润滑剂是从纯润滑剂槽供应且被注射到固定混合器上游右边的咬合喷洒供应管线中。通常,此利用具有适当压力和精确控制的流速的专用选定泵。润滑剂与冷却剂在固定混合器22中混合且然后由咬合喷洒冷却剂流携带到集管23且通过咬合喷洒器喷嘴25排放。
在其它方面,辊轧系统调适成允许辊轧机的两个或两个以上辊筒堆叠之间的润滑剂的定向输送。在一些实施例中,系统可包含多个润滑剂泵,其各自与一或多个堆叠处或不同的辊筒堆叠处的润滑剂喷嘴流体地耦接。此特征允许将不同量和/或类型的润滑剂输送到一或多个选定堆叠。在其它实施例中,系统可包含介于润滑剂泵与和每一堆叠相关联的润滑喷嘴之间的一或多个另外的阀,使得所述一或多个另外的阀的调整允许将不同量/浓度的润滑剂输送到一或多个堆叠、不同堆叠或按照需要在辊轧过程期间改变。所述一或多个阀的调整可通过用户输入命令或通过基于各种操作特性的自动控制算法而执行。
图2B说明另一实施例,其中管道系统在多个堆叠处包含固定混合器22以允许按照需要在特定辊筒堆叠处进行选择性润滑。管道系统已经修改,使得先前通过所有排的喷嘴(冷却剂和咬合喷洒器)排放相同冷却流体的工作辊筒冷却排放喷嘴配置成通过每一堆叠处的咬合喷洒器喷嘴排放形成于固定混合器22中的疏松乳状液的润滑剂,同时冷却流体继续通过冷却剂喷嘴排放。通过使用阀21,汁液润滑剂经选择性地引入使得形成只在选定堆叠处排放的疏松乳状液。此在辊轧程序期间可能是有用的,在辊轧程序中,下游喷嘴的辊筒咬合处在辊轧过程期间的某些时刻需要另外的润滑。另外,每一堆叠处的润滑可响应于特定堆叠处观察到或确定的过量摩擦或滑移而轻易地进行手动或自动调整。
因为润滑剂输送是定向的,所以润滑剂可被输送到其将对经辊轧金属表面质量和辊轧机的辊轧性能具有最大影响之处。例如,可通过将咬合/润滑冷却剂喷洒器瞄准到夹辊中而大幅改进大部分辊轧机上的再辊轧表面质量。另外,在辊轧期间只有一些辊架可在润滑匮乏条件下操作,从而造成不良表面加工。基于图5和6中的图表示出的实验数据,辊筒上的最优润滑剂厚度可根据辊轧速度而改变。具有更高辊轧速度的辊架可能未在辊筒或夹辊上释放足量的润滑剂。还有可能的是,在一些辊架上,夹辊温度可能足够高以至于润滑剂被挥发并分解。本发明允许输送另外的润滑剂到具有更高辊轧速度的辊筒,且不会对其它辊架或整个冷却供应管线的冷却流体进行“榨汁”。
许多常规的热辊轧机利用冷却和咬合润滑喷洒器喷嘴排。在这些辊轧机中,从冷却剂集管中的共同腔进给两种类型的喷嘴。一方面,本发明提供一种经修改集管,其中集管腔室和控制逻辑可修改成允许给冷却喷洒腔和咬合喷洒腔、阀和喷嘴单独进料。例如,经修改集管可包含集管腔内的间隔以界定与第二部分分离的第一部分,使得冷却水到给冷却排放喷嘴进料的集管腔的第一部分中的输入不会与给咬合润滑喷嘴进料的第二部分中的润滑流体混合。如图3的实例中示出,诸如视图I中示出的常规集管23′包含一或多个入口i,冷却水通过所述一或多个入口i而供应以通过喷嘴24、25排放。如横截面视图(II)中可见,常规集管23′包含共同集管腔,使得腔内的冷却流体为所有排放喷嘴所共有。诸如视图III中示出的经修改辊轧机集管23允许通过使用集管腔的下部部分(用于咬合喷洒器)与顶部腔(用于冷却剂喷洒器)之间的间隔给冷却排放喷嘴24和咬合润滑喷嘴25单独进料。因为许多常规辊轧机包含两排冷却喷嘴和一排咬合喷洒器/润滑喷嘴,所以经修改集管包含给通过入口阀i1连接到所述两排冷却喷嘴中的每一个的集管腔进料的埠,所述埠与给通过阀i2连接到咬合喷洒器/润滑喷嘴排的集管腔进料的埠分离。埠与集管腔之间的间隔允许用两种不同流体给冷却喷嘴和咬合润滑喷嘴进料。此经修改辊轧机集管可容易取代常规辊轧机集管,从而允许改造常规辊轧机以提供根据本发明的原理的定向润滑。
另一方面,系统可包含另外的修改以提供已经不具有咬合喷洒器的常规辊轧机中的定向辊筒咬合润滑。在无咬合喷洒器且对冷却进行程度控制的辊轧机上,可只以限制方式通过将另外的润滑剂注射到给单个辊架的入口集管进料的管线中来研究“定向润滑”概念。在此情况中,润滑效果将有可能减弱且其持续时间与通过这些集管的冷却剂流速成比例地减小,如下文表2中示出。为了容纳另外的冷却剂流而不产生过量压力降,可增加固定混合器的大小。例如,可使用具有6"直径和60"长度的固定混合器装置以在11psi压力降下容纳1100GPM冷却剂流,且注油器泵的大小可增加成处置6GPM到9GPM的另外的未充分乳化油。
表2:定向润滑期间通过选定入口侧冷却剂集管或专用咬合喷洒器的注射油的直接润滑效果
定向润滑剂输送的优点还可通过将润滑剂输送引导或集中于辊筒与金属板的夹辊上来实现。因为常规的辊轧设备通常包含通常朝辊筒且并未朝辊筒咬合处排放的润滑喷嘴,所以此设备可根据本发明的方面加以修改以进一步将润滑剂定向输送到夹紧部分或咬合处。对于缺少咬合喷洒器且对冷却进行程度控制的这些辊轧机,可设计并安装提供与润滑剂混合且被引导到辊筒咬合处的排放流的适当的集管。图4描绘了咬合喷洒器改造为无咬合喷洒器的连轧机,示出了对将与润滑剂混合的排放物引导到辊筒咬合处的导板和另外屏蔽件的修改。润滑剂可以各种方式输送,诸如直接通过集管进料、作为疏松乳状液通过内嵌式混合器从主润滑剂槽输送,或通过适用于与一或多个选定堆叠处的咬合喷洒器冷却剂流混合的任何其它方式输送。
另一方面,系统可包含用于顶部辊筒和底部辊筒的两个分离段,使得在辊轧期间金属带的顶面与金属带的底面之间的定向润滑可不同。此方面可用于改进对表面质量的控制以及板坯的顶侧与底侧之间的摩擦控制。
图5到7证实了根据本发明的方面的在辊轧机中使用纯润滑剂或具有少量或不具有乳化剂的疏松乳状液的优点。图5说明50℃的非离子乳化剂浓度对油膜形成的影响(数据源:Cambiella,A.,Benito,J.M.,Pazos,C,Coca,J.,Ratoi,M,Spikes,H.A.,Tribol.Lett.22,53-65,2006)。图6说明乳状液中的油水浓度对油膜形成的影响(数据源:Yang,H.,Schmid,S.R.,Reich,R.A.,Kasun,T.J.,Tribol.Trans.47,123-129,2004)。图7说明在具有纯润滑剂和其相关水包油乳状液的实验室辊轧机上测量的辊轧负载,从对角线到每一数据点的距离随着纯油与其对应乳状液之间的抗摩擦性质的差异的增加而增加。
与常规辊轧机中的冷却供应管线中使用的冷却剂乳状液(冷却流体)相比,少量疏松乳状液(未充分乳化的润滑剂,其包含具有少量或无乳化剂的油水组合)的输送提供不同的润滑改进。尤其当输送到选定辊筒堆叠的辊筒咬合处时,此乳状液提供改进的抗摩擦性质和再辊轧表面质量。研究表明,从水包油乳状液输送到平盘与球之间的摩擦接触区中的油量随着乳化剂量的降低和油浓度的增加而增加,诸如图5和6中指示。
如图7中示出,实验室结果表明:对纯润滑剂的热辊轧提供的抗摩擦效果强于冷却剂乳状液,且不稳定或疏松乳状液(即,具有大的油滴)提供的润滑(脱油)优于稳定乳状液(具有小的油滴)。此外,将无乳化剂的少量润滑剂(“汁液”、“纯汁液”、“汁液润滑剂”)注射到辊轧机冷却剂供应管线中(“榨汁”)已证实热辊轧机中的再辊轧的表面质量的迅速改进。因此,用如本发明提供的疏松乳状液进行的定向润滑允许在辊轧过程期间更一致地改进表面质量。另外,定向润滑剂输送到冷却剂中(“定向润滑”)所需的硬件可容易地修改成将热水或具有乳化剂的热水选择性地进料到选定咬合喷洒器中。此应造成摩擦增加,从而允许无止点的辊轧机螺合以及诸如顶部辊筒与底部辊筒之间和辊架之间的摩擦差异的控制。因此,本发明的原理可用于修改常规辊轧机且提供本文中描述的优点和益处。
已就实现本发明的各个目标描述了本发明的各个实施例。应认识到,这些实施例仅仅说明本发明的原理。所属领域技术人员将容易明白,在不脱离如以下权利要求书中界定的本发明的精神和范围的情况,可对本发明作出许多修改和调适。

Claims (20)

1.一种金属板辊轧设备,所述设备包括:
具有一对辊筒的至少一个辊架,金属板在所述对辊筒之间进行辊轧以减小其厚度,其中所述对辊筒包含顶部辊筒和底部辊筒;
一组润滑咬合喷嘴,其调适成将通过混合冷却流体与汁液润滑剂产生的润滑流体排放在所述对辊筒的每一顶部和底部辊筒的入口侧处,所述组润滑咬合喷嘴包括瞄准所述对辊筒和所述金属板的辊筒咬合区域的一或多个润滑咬合喷嘴;
一组冷却喷嘴,其调适成将冷却流体排放到所述顶部辊筒高于咬合喷洒器的辊筒表面且将所述冷却流体排放到所述底部辊筒低于所述咬合喷洒器的辊筒表面,所述组冷却喷嘴包括一或多个冷却喷嘴;
冷却流体泵,其通过管道系统将所述冷却流体泵送到所述一或多个冷却喷嘴;
润滑剂泵,其将汁液润滑剂泵送到所述管道系统中,所述管道系统经配置使得所述汁液润滑剂与所述冷却流体混合以在通过所述一或多个润滑咬合喷嘴排放之前形成所述润滑流体,同时所述冷却流体流到所述冷却喷嘴。
2.根据权利要求1所述的金属板辊轧设备,其中所述管道系统包含冷却段和润滑段,
所述冷却段将所述冷却流体泵流体地耦接到所述冷却喷嘴,且
所述润滑段将所述润滑剂泵和冷却剂泵流体地耦接到所述咬合润滑喷嘴。
3.根据权利要求2所述的金属板辊轧设备,其中所述润滑咬合喷嘴经配置使得从其排放的流体瞄准其中所述对辊筒接触所述金属板的辊筒咬合处。
4.根据权利要求2或3所述的金属板辊轧设备,其中所述润滑段包含固定内嵌混合器,所述内嵌混合器安置在阀与所述润滑喷嘴之间使得所述冷却流体和所述润滑剂在所述混合器内混合以形成所述冷却流体和所述润滑剂的乳化以通过所述润滑喷嘴排放。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其还包括:
具有润滑流体腔室和冷却流体腔室的辊轧机集管,所述腔室是分离的,其中所述润滑流体腔室流体地耦接到所述润滑喷嘴且所述冷却流体腔室与所述冷却喷嘴流体地耦接。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述设备经调适用于铝板的热辊轧。
7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述冷却流体包括水或稀释和稠密的油包水乳状液,且所述润滑剂包括油。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述至少一个辊架包括两个或两个以上辊架,其各自具有一对辊筒,所述金属板在所述对辊筒之间进行辊轧以在辊轧通过所述第一辊架之后减小其厚度;
一或多个另外组的润滑喷嘴,每一组润滑喷嘴具有润滑咬合喷嘴,所述润滑咬合喷嘴调适成将润滑流体排放在一或多个选定辊轧机辊架的所述对辊筒的入口侧处,所述每一组润滑喷嘴通过所述管道系统耦接到所述润滑剂泵和所述冷却流体泵两者。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述润滑喷嘴输送咬合喷洒器。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述第一组润滑喷嘴包括一或多个流体排放喷嘴,所述流体排放喷嘴将从所述排放喷嘴排放的流体引导朝向所述对辊筒的夹紧部分。
11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述管道系统经配置使得从所述冷却喷嘴排放的所述润滑剂和冷却流体的浓度不同于从所述组的润滑咬合喷嘴排放的所述润滑剂和冷却流体的浓度。
12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述管道系统经配置使得所述润滑流体中的所述润滑剂的成分和所述冷却流体中的所述润滑剂的成分是不同的。
13.根据权利要求1到12中任一权利要求所述的金属板辊轧设备,其中所述管道、阀和汁液润滑剂泵系统经配置使得在每一辊轧机辊架上润滑流体可含有不同润滑剂浓度和成分。
14.一种辊轧板的方法,所述方法包括:
在金属辊轧设备的一对辊筒之间对金属板进行辊轧;和
在辊轧期间用润滑流体润滑所述经辊轧金属与所述对辊筒中的每一辊筒之间的界面,所述润滑流体包括冷却流体与汁液润滑剂的混合物,所述冷却流体和所述汁液润滑剂是分别由冷却流体泵和润滑泵泵送到管道系统中,且在通过一组润滑咬合喷嘴排放之前在所述管道系统内混合。
15.根据权利要求14所述的方法,其还包括:
在固定混合器内混合所述管道系统中的所述润滑剂和冷却流体以形成润滑剂和冷却流体的疏松乳状液。
16.根据权利要求14或15所述的方法,所述方法还包括:
在所述金属板辊轧通过所述第一辊架之后,在所述金属辊轧设备的一或多个另外辊架的一对辊筒之间对所述金属板进行辊轧;
在辊轧期间用润滑流体润滑所述经辊轧金属与任何选定或所有辊轧机辊架的所述对辊筒中的每一个之间的界面。
17.根据权利要求16所述的方法,其中从所述润滑咬合喷嘴排放的润滑剂和冷却流体的所述混合物在每一辊轧机辊架上是相同的。
18.根据权利要求16所述的方法,其中从所述润滑咬合喷嘴排放的润滑剂和冷却流体的所述混合物在每一辊轧机辊架上是不同的。
19.根据权利要求14所述的方法,其中所述设备包括至少两个辊筒堆叠,每一辊筒堆叠包括一对辊筒和相关联的润滑咬合喷嘴,其中所述管道包含汁液润滑剂源与用于每一辊筒堆叠的所述润滑咬合喷嘴之间的固定混合器,所述方法还包括:
通过将汁液润滑剂引入到与用于选定辊筒堆叠的所述润滑咬合喷嘴相关联的所述固定混合器中来选择性地润滑所述选定辊筒堆叠。
20.根据权利要求14所述的方法,其中所述设备包括至少两个辊筒堆叠,每一辊筒堆叠包括一对辊筒和相关联组的润滑喷嘴,每一组润滑喷嘴具有集管,所述方法还包括:
通过将汁液润滑剂引入到与选定辊筒堆叠相关联的所述组润滑喷嘴的所述集管中来选择性地润滑所述选定辊筒堆叠。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109716860A (zh) * 2016-09-27 2019-05-03 诺维尔里斯公司 紧凑的连续退火固溶热处理

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008050392A1 (de) * 2008-06-18 2009-12-24 Sms Siemag Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren von Walzen und eines Walzbandes eines Walzgerüsts
CN103635267B (zh) * 2011-07-21 2015-08-05 新日铁住金株式会社 冷却装置、热轧钢板的制造装置及热轧钢板的制造方法
DE102013107010A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-22 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Anlage und Verfahren zum Warmwalzen von Stahlband
KR102239179B1 (ko) * 2019-10-15 2021-04-12 주식회사 포스코 압연설비의 혼합용액 공급장치
CN117798191B (zh) * 2024-02-28 2024-05-10 常州市力俊机械有限公司 一种可调控黑色金属压延定位工装及使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH038510A (ja) * 1989-06-06 1991-01-16 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム熱間圧延における潤滑方法
US5090225A (en) * 1988-10-18 1992-02-25 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Method for cooling and lubricating chiplessly shaped metals
JP2000351002A (ja) * 1999-06-08 2000-12-19 Kawasaki Steel Corp 熱延鋼帯の製造方法および仕上タンデム圧延機
CN101304820A (zh) * 2005-11-08 2008-11-12 Posco公司 在连续热轧设备中供应润滑剂的装置和方法
CN100528388C (zh) * 2004-05-18 2009-08-19 Sms迪马格股份公司 用于冷却和/或润滑轧辊和/或轧制件的方法和装置
CN101821026A (zh) * 2007-10-08 2010-09-01 冶金研究Asbl中心 轧辊的雾化润滑设备和方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3855136A (en) 1971-11-15 1974-12-17 Kaiser Aluminium Chem Corp Dispersion for hot rolling aluminum products
JPS585731B2 (ja) * 1979-09-12 1983-02-01 川崎製鉄株式会社 冷間圧延機における給油方法
JPH0741790A (ja) * 1993-07-29 1995-02-10 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油および該圧延油を使用するアルミニウムの熱間圧延方法
JPH07116706A (ja) * 1993-10-20 1995-05-09 Hitachi Ltd 圧延機およびタンデム圧延機
US6423164B1 (en) * 1995-11-17 2002-07-23 Reynolds Metals Company Method of making high strength aluminum sheet product and product therefrom
JP3629704B2 (ja) 1997-05-19 2005-03-16 住友軽金属工業株式会社 アルミニウムの冷間圧延方法
DE19744503A1 (de) 1997-10-09 1999-04-15 Schloemann Siemag Ag Vorrichtung und Verfahren zur Beeinflussung der Reibungsverhältnisse zwischen einer oberen und einer unteren Walze eines Walzgerüstes
DE60030288T2 (de) 2000-03-09 2007-10-31 Jfe Steel Corp. Walzölversorgungsverfahren zum kaltwalzen
DE10131369A1 (de) * 2001-06-28 2003-01-09 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren von Walzen eines Walzgerüstes
DE102004040375A1 (de) 2004-06-09 2005-12-29 Sms Demag Ag Verfahren und Walzgerüst zum Kaltwalzen von metallischem Walzgut, insbesondere von Walzband, mit Düsen für gasförmige oder flüssige Behandlungsmedien
JP2006142339A (ja) 2004-11-19 2006-06-08 Nippon Steel Corp 熱間圧延における潤滑剤供給方法
JP4355278B2 (ja) 2004-11-22 2009-10-28 新日本製鐵株式会社 冷間圧延における潤滑油供給方法
JP5756341B2 (ja) 2011-01-24 2015-07-29 株式会社神戸製鋼所 圧延における潤滑油供給方法および潤滑油供給装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5090225A (en) * 1988-10-18 1992-02-25 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Method for cooling and lubricating chiplessly shaped metals
JPH038510A (ja) * 1989-06-06 1991-01-16 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム熱間圧延における潤滑方法
JP2000351002A (ja) * 1999-06-08 2000-12-19 Kawasaki Steel Corp 熱延鋼帯の製造方法および仕上タンデム圧延機
CN100528388C (zh) * 2004-05-18 2009-08-19 Sms迪马格股份公司 用于冷却和/或润滑轧辊和/或轧制件的方法和装置
CN101304820A (zh) * 2005-11-08 2008-11-12 Posco公司 在连续热轧设备中供应润滑剂的装置和方法
CN101821026A (zh) * 2007-10-08 2010-09-01 冶金研究Asbl中心 轧辊的雾化润滑设备和方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109716860A (zh) * 2016-09-27 2019-05-03 诺维尔里斯公司 紧凑的连续退火固溶热处理
CN109716860B (zh) * 2016-09-27 2021-09-24 诺维尔里斯公司 紧凑的连续退火固溶热处理
US11242586B2 (en) 2016-09-27 2022-02-08 Novelis Inc. Systems and methods for threading a hot coil on a mill
US11377721B2 (en) 2016-09-27 2022-07-05 Novelis Inc. Systems and methods for threading a hot coil on a mill
US11479837B2 (en) 2016-09-27 2022-10-25 Novelis Inc. Pre-ageing systems and methods using magnetic heating
US11499213B2 (en) 2016-09-27 2022-11-15 Novelis Inc. Systems and methods for threading a hot coil on a mill
US11821066B2 (en) 2016-09-27 2023-11-21 Novelis Inc. Systems and methods for non-contact tensioning of a metal strip

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Publication number Publication date
BR112015018406A2 (pt) 2017-07-18
WO2014151731A1 (en) 2014-09-25
US20140260476A1 (en) 2014-09-18
ES2639741T3 (es) 2017-10-30
EP2969278A1 (en) 2016-01-20
JP2016512174A (ja) 2016-04-25
KR20160012994A (ko) 2016-02-03
EP2969278B1 (en) 2017-08-02

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