CN116528994A - 冷轧设备、冷轧方法及金属板的制造方法 - Google Patents

冷轧设备、冷轧方法及金属板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的冷轧设备具备：具备多个轧制机架的串联冷轧机和向串联冷轧机供给轧制油的轧制供给系统，轧制供给系统具有供给第一乳液轧制油的第一轧制油供给系统和供给比第一乳液轧制油高浓度的第二乳液轧制油的第二轧制油供给系统，以满足下述数学式(1)的方式对多个轧制机架中的至少特定的轧制机架供给第一乳液轧制油与第二乳液轧制油混合而成的混合轧制油。0.6≤F2/F1≤1.4…(1)，F1：在轧制方向上作用于所述特定的轧制机架所具备的辊的第一水平力，F2：在轧制方向上作用于在所述特定的轧制机架的上游侧相邻地配置的上游侧轧制机架具备的辊的第二水平力。

Description

冷轧设备、冷轧方法及金属板的制造方法
技术领域
本发明涉及冷轧设备、冷轧方法及金属板的制造方法。
背景技术
一般在利用轧辊对钢板等轧制对象材料进行冷轧时向轧辊供给轧制油。轧制油承担使轧制对象材料与轧辊之间产生的摩擦降低的润滑剂(润滑油)的作用。而且，轧制油也承担作为冷却剂的作用，所述冷却剂冷却轧制对象材料及轧辊以使得轧制对象材料及轧辊的温度不由于在轧制时产生的摩擦发热或加工发热而过度上升。作为冷轧时的轧制油的供给方式，已知不循环使用轧制油的直接供油方式(直接方式)和循环使用轧制油的循环供油方式(循环方式)。
此外，近年来，以通过轻重量化抑制油耗等为目的，高强度且薄规格的薄物硬质材料的需求高涨。但是，当在成为高负荷的冷轧时用以往的循环供油方式供给轧制油时，有时会成为润滑不足，称为颤振的向铅垂方向的轧机振动以100Hz～200Hz左右的频率发生。由于当发生颤振时，容易产生轧制对象材料的厚度周期性地变动的现象，所以颤振的发生成为妨碍高附加价值商品的生产性的因素。由于这样的背景，在专利文献1、2中提出了抑制发生由润滑不足引起的颤振的方法。具体而言，在专利文献1、2中记载了如下方法：在供给第一轧制油的循环供油方式和供给与第一轧制油不同的第二轧制油的直接供油方式的混合润滑方式中，通过控制第二轧制油的供给量，从而以最终轧制机架的摩擦系数成为目标摩擦系数的方式进行控制。
然而，本发明的发明人们发现：利用专利文献1、2记载的方法，也会发生轧制对象材料的厚度的变动。然后，调查其原因后，发现是由以比铅垂方向的轧机振动的频率低几十Hz(30～100Hz左右)的频率产生的向水平方向的轧机振动(以下，在本说明书中，有时也将“向水平方向的轧机振动”称为“水平振动”或“水平方向上的颤振”)引起。作为产生水平振动的原因，可列举：与近年来的高负荷且要求高精度的形状控制的冷轧对应地，在工作辊与辅助辊(支撑辊)之间设置有上下一对中间辊而成的6Hi型轧机不断增加。
轧机的各种辊经由安装于各自的轴线方向上的两端的辊轴承座，安装在配置于操作侧及驱动侧的左右的壳体上。此时，为了容易进行辊的更换作业，在辊轴承座与壳体之间设置有间隙。但是，当在保持该间隙的状态下进行轧制时，由于在轧制时施加于辊的力，会产生辊轴承座的位置发生偏移的所谓松动。因此，一般来说，为了在一个方向侧填埋辊轴承座与壳体之间的间隙，将工作辊及中间辊在水平方向上偏移配置，使轧制负载的一部分作用于水平方向而使工作辊在水平方向上的位置稳定。另一方面，在伴随着高负荷而作用于工作辊的水平力较大或无法消除松动的情况下，容易产生工作辊在水平方向上振动而厚度周期性地变动的现象。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-263772号公报
专利文献2：日本特开2013-99757号公报
专利文献3：日本特开2007-152352号公报
发明内容
发明要解决的课题
作为消除上述水平振动的手段，可考虑如下手段：为了在一个方向侧填埋辊轴承座与壳体之间产生的间隙，在辊轴承座与壳体之间配置松动吸收装置，一边吸收松动一边对轧制对象材料进行轧制(参照专利文献3)。然而，在串联冷轧机中，由于每分钟供给数千升的轧制油，所以即使配置松动吸收装置，由于松动吸收装置劣化、故障，水平振动也会复发，无法根本地解决。
本发明鉴于上述课题而作出，其目的在于提供能抑制水平方向上的颤振产生的冷轧设备及冷轧方法。另外，本发明的另一目的在于提供能成品率良好地制造金属板的金属板的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的发明人们刻苦研究了用于在冷轧时有效地抑制水平方向上的颤振的轧制油的供给方法。本发明的发明人们关于铅垂方向上的颤振的抑制具有如下见解：不仅针对成为颤振的发生源的轧制机架，也基于一定的基准适当地保持与在其上游侧相邻的轧制机架的轧制条件的均衡性，从而能够抑制颤振。因此，关于规定用于抑制水平方向上的颤振的轧制条件的基准，进行更详细的研究后，想到如下技术思想：通过将作用于相邻的两个轧制机架的辊的水平力之比保持在适当的范围内，从而能够抑制水平方向上的颤振。本发明基于这样的见解而作出。
本发明的第一方案的冷轧设备具备：串联冷轧机，其具备多个轧制机架；和轧制供给系统，其向所述串联冷轧机供给轧制油，所述轧制供给系统具有供给第一乳液轧制油的第一轧制油供给系统和供给比第一乳液轧制油高浓度的第二乳液轧制油的第二轧制油供给系统，以满足下述数学式(1)的方式对所述多个轧制机架中的至少特定的轧制机架供给所述第一乳液轧制油与所述第二乳液轧制油混合而成的混合轧制油。
0.6≤F2/F1≤1.4…(1)
F1：在轧制方向上作用于所述特定的轧制机架所具备的辊的第一水平力，
F2：在轧制方向上作用于在所述特定的轧制机架的上游侧相邻地配置的上游侧轧制机架具备的辊的第二水平力。
也可以是，在所述第一水平力及所述第二水平力均超过规定的基准值的情况下，向所述特定的轧制机架及所述上游侧轧制机架双方供给所述混合轧制油，在所述第一水平力及所述第二水平力中的仅所述第一水平力超过规定的基准值的情况下，向所述特定的轧制机架供给所述混合轧制油、不向所述上游侧轧制机架供给所述混合轧制油。
也可以是，在所述第一水平力及所述第二水平力均超过规定的基准值的情况下、及所述第一水平力及所述第二水平力中的仅所述第一水平力超过规定的基准值的情况下，向所述特定的轧制机架供给所述混合轧制油、不向所述上游侧轧制机架供给所述混合轧制油。
本发明的第二方案的冷轧设备具备：串联冷轧机，其具备多个轧制机架；和轧制供给系统，其向所述串联冷轧机供给轧制油，所述轧制供给系统具有供给第一乳液轧制油的第一轧制油供给系统和供给比第一乳液轧制油高浓度的第二乳液轧制油的第二轧制油供给系统，以满足下述数学式(2)的方式对所述多个轧制机架中的至少特定的轧制机架供给第一乳液轧制油与第二乳液轧制油混合而成的混合轧制油。
0.6≤F3/F1≤1.4…(2)
F1：对所述特定的轧制机架具备的辊在轧制方向上起作用的第一水平力
F3：基于所述特定的轧制机架的过去的轧制实际值确定的第三水平力。
本发明的冷轧方法利用本发明的冷轧设备对轧制对象材料进行冷轧。
本发明的金属板的制造方法利用本发明的冷轧方法对作为金属板的轧制对象材料进行冷轧并制造金属板。
发明的效果
根据本发明的冷轧设备及冷轧方法，能够抑制水平方向上的颤振发生。另外，根据本发明的金属板的制造方法，能够成品率良好地制造金属板。
附图说明
图1是示出作为本发明的一实施方式的冷轧设备的结构的示意图。
图2是示出作为本发明的一实施方式的供给控制部的结构的示意图。
图3是用于说明水平力的运算方法的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明作为本发明的一实施方式的冷轧设备、冷轧方法及金属板的制造方法。在此，在本实施方式中使用的轧制油可以是石油类及乳液类的任意的轧制油。但是，一般来说，由于钢铁领域的冷轧油要求较高的冷却性能，所以作为轧制油，经常使用乳液类的轧制油(乳液轧制油)。因此，在以下实施方式中，作为轧制油，以乳液轧制油(以下，也仅记载为“乳液”)为例列举说明。
需要说明的是，乳液是指轧制油的颗粒在水中稳定地悬浊的状态下的混合液体。关于乳液的性状，利用其浓度及平均粒径赋予特征。乳液的浓度是乳液总质量中的油分质量的比率。另外，乳液的平均粒径是指乳液中的轧制油的平均粒径。另外，为了制造乳液，需要添加表面活性剂，使油在水中乳化。表面活性剂的添加量是用相对于轧制油量的质量浓度(对油浓度)表示的规定量。然后，在添加表面活性剂后，通过利用搅拌机及泵施加剪切，从而调整乳液的平均粒径。作为乳液轧制油，能够例示用温水等将轧制油稀释为浓度1～5质量％左右并且使用表面活性剂将油分散到水中而成的成为O/W乳液状态的轧制油(水中油滴型轧制油)。
〔结构〕
首先，参照图1说明作为本发明的一实施方式的冷轧设备的结构。图1是示出作为本发明的一实施方式的冷轧设备的结构的示意图。需要说明的是，在以下的说明中，作为利用冷轧设备轧制的轧制对象材料，以钢板S为例列举。但是，轧制对象材料也能够应用铝板或其他金属板。
如图1所示，作为本发明的一实施方式的冷轧设备100具备串联冷轧机200。串联冷轧机200从钢板S的入口侧(朝向图1的纸面时为左侧)向出口侧(朝向图1的纸面时为右侧)按顺序具有第一轧制机架～第五轧制机架(#1STD～#5STD)这5个轧制机架。在该串联冷轧机200中，在相邻的轧制机架间，适当设置有未图示的张力辊及差动辊、板厚计、形状计。串联冷轧机200的结构、钢板S的搬送装置等不特别限定，可以适当应用公知的技术。
向串联冷轧机200的各轧制机架供给乳液轧制油(在以后的说明中有时将“乳液轧制油”仅称为“轧制油”)。在本实施方式中，作为轧制油供给系统，设置有向各轧制机架供给轧制油的第一轧制油供给系统2、向第四轧制机架(#4STD)及第五轧制机架(#5STD)供给轧制油的第二轧制油供给系统14。
冷轧设备100具备污浊容器(回收用容器)5及清洁容器7作为轧制油储存容器，储存于这些轧制油储存容器的轧制油通过第一轧制油供给系统2及第二轧制油供给系统14供给到各轧制机架。利用配置在各轧制机架的下方的油盘10回收的轧制油即在冷轧中使用过的轧制油通过返回配管11流入污浊容器5。
储存于清洁容器7的轧制油是通过将温水(稀释水)与轧制油的原液(添加有表面活性剂)混合而形成的轧制油。通过调整搅拌机12的搅拌叶片的转速，也就是说，通过调整搅拌程度，从而使该混合的温水和轧制油的原液成为具有作为目的的期望平均粒径和/或浓度范围的轧制油。作为轧制油的原液，能够利用在通常的冷轧中使用的原液。例如能够使用以天然油脂、脂肪酸酯、烃类合成润滑油中的任一种为基油的原液。并且，在这些轧制油中，可以添加油性提高剂、极压添加剂、抗氧化剂等在通常的冷轧油中使用的添加剂。另外，作为向轧制油添加的表面活性剂，可以使用离子类及非离子类中的任一种，可以使用在通常的循环供油方式的系统中使用的表面活性剂。然后，将轧制油的原液优选稀释为浓度2～8质量％，更优选稀释为浓度3～6.0质量％，另外，可以设为使用上述表面活性剂将油分散于水而成的O/W乳液轧制油。需要说明的是，其平均粒径优选15μm以下，更优选3～10μm。
操作开始以后，回收到污浊容器5的轧制油经由由铁粉量控制装置等构成的铁粉除去装置6供给到清洁容器7。在回收到污浊容器5的轧制油中，混合有通过轧辊与钢板S之间的摩擦而产生的磨损粉(铁粉)。因此，铁粉除去装置6以回收的轧制油的油溶性铁成分成为容许作为储存于清洁容器7的轧制油的油溶性铁成分的方式除去磨损粉。乳液轧制油从污浊容器5经由铁粉除去装置6向清洁容器7的移动既可以连续地进行，也可以间歇地进行。作为铁粉除去装置6，优选使用电磁过滤器或磁性分离器等磁性过滤器吸附并除去铁粉的装置，但不限于此。铁粉除去装置6可以是使用了离心分离等方法的公知的装置。
此外，供给到冷轧设备100的轧制油的一部分由钢板S带出到系统外或通过蒸发失去。因此，成为如下结构：以清洁容器7内的轧制油的储存水平或浓度成为规定范围内的方式，从原液容器(未图示)适当补给(供给)轧制油的原液。另外，用于稀释的温水也适当补给(供给)到清洁容器7。需要说明的是，清洁容器7内的第一乳液轧制油13的储存水平或浓度能够用未图示的传感器测定。
在乳液容器19上连接有轧制油原油容器22及温水容器23。然后，储藏于轧制油原油容器22的轧制油原油及储藏于温水容器23内的温水经由未图示的泵或流量控制阀21向乳液容器19内供给，并且在乳液容器19内利用搅拌机20混合。乳液容器19内的轧制油的条件优选设为与清洁容器7内的轧制油的条件相同。另外，乳液容器19内的第二乳液轧制油15的平均粒径通过调整搅拌机20的搅拌叶片的转速从而调整为10～30μm，其浓度调整为3～20质量％的范围内。
接着，详细说明第一轧制油供给系统2及第二轧制油供给系统14。需要说明的是，第一轧制油供给系统2及第二轧制油供给系统14均具有污浊容器5、铁粉除去装置6、清洁容器7及从清洁容器7吸上轧制油的泵8，第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14在泵8的下游侧分支。在以后的说明中，以分支点以后的结构为中心进行说明。需要说明的是，可以在清洁容器7与泵8之间配置用于除去异物的过滤器。
[第一轧制油供给系统]
第一轧制油供给系统2具备将一端部与清洁容器7连接的第一轧制油管路9(第一轧制油供给线路)、在第一轧制油管路9的另一端部(轧机侧)分支并分别配置在与各轧制机架对应的位置的5组润滑用冷却剂集管3及5组冷却用冷却剂集管4。各润滑用冷却剂集管3配置在轧制机架的入口侧，通过从各自设置的喷射喷嘴向辊缝喷射作为润滑油的轧制油，从而向辊缝或工作辊供给轧制油。冷却用冷却剂集管4配置在轧制机架的出口侧，通过从各自设置的喷射喷嘴向轧辊喷射轧制油，从而冷却轧辊。
利用该结构，在第一轧制油供给系统2中，利用泵8向第一轧制油管路9压送清洁容器7内的轧制油。以后，也将在第一轧制油管路9中压送并向各轧制机架供给的轧制油称为第一乳液轧制油13。成为如下结构：第一乳液轧制油13通过第一轧制油管路9供给到配置在各轧制机架的润滑用冷却剂集管3及冷却用冷却剂集管4，并从各自设置的喷射喷嘴喷射。另外，供给到轧辊的第一乳液轧制油13除了由钢板S带出到系统外或通过蒸发失去以外，用油盘10回收并通过返回配管11返回到污浊容器5内。其后，如上所述，为了除去通过冷轧产生的乳液轧制油中的油溶性铁成分的一定量，储存在污浊容器5内的乳液轧制油的一部分经由铁粉除去装置6返回到清洁容器7内。
利用以上的第一轧制油供给系统2的结构，对轧辊循环供给进行磨损粉的除去处理后的轧制油。即，第一乳液轧制油13被循环使用。在此，清洁容器7对应于以往的循环供油方式中的循环用的轧制油容器，如上所述，适当向清洁容器7补给(供给)轧制油的原液。
[第二轧制油供给系统]
第二轧制油供给系统14具备将一端部与第一轧制油管路9连接的第二轧制油管路16、将一端部与乳液容器19连接的第三轧制油管路24、流量控制阀17、润滑用冷却剂集管25以及一端与流量控制阀17连接且另一端与润滑用冷却剂集管25连接的混合轧制油管路26。
在乳液容器19上连接有轧制油原油容器22及温水容器23。然后，储藏于轧制油原油容器22的轧制油原油及储藏于温水容器23内的温水经由泵(未图示)及流量控制阀21向乳液容器19内供给，并且在乳液容器19内利用搅拌机20混合。在以后的说明中，有时也将乳液容器19内的轧制油称为第二乳液轧制油15。
第二乳液轧制油15的温度条件优选设为与第一乳液轧制油13的温度条件相同的条件。不过，从提高后段的轧制机架中的钢板S的冷却性能的观点出发，可以经由未图示的冷却装置使第二乳液轧制油15的温度比第一乳液轧制油13低温。另外，第二乳液轧制油15中的轧制油的浓度条件及粒径条件无需与第一乳液轧制油13相同。
通过泵8的驱动，储存于清洁容器7的第一乳液轧制油13通过第二轧制油管路16供给到流量控制阀17。另外，利用泵18，第二乳液轧制油15通过第三轧制油管路24供给到流量控制阀17。然后，第二乳液轧制油15在流量控制阀17内与第一乳液轧制油13混合，形成含有规定乳液浓度的包含第二乳液轧制油15的混合轧制油。该混合轧制油通过混合轧制油管路26送到第四及第五轧制机架的润滑用冷却剂集管25。润滑用冷却剂集管25通过分支配置在钢板S的表面侧及背面侧双方，从而构成为能够从多个喷射喷嘴向钢板S的正反两面喷射期望浓度的混合轧制油。接着，回收到油盘10的轧制油通过返回配管11返回到污浊容器5内从而循环使用。
需要说明的是，流量控制阀17可以是控制相对于第一乳液轧制油13的流量的第二乳液轧制油15的流量的阀。另外，虽然可以不经由构成混合部的流量控制阀17直接向钢板S供给第二乳液轧制油15，但更优选供给第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15混合而成的乳液轧制油。
如以上所述，流量控制阀17构成将第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15混合的混合部。根据来自图2所示的供给控制部27的指令调整流量控制阀17的开度，通过该调整，调整第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15的混合比。
〔混合轧制油的供给控制方法〕
接着，参照图2说明供给控制部进行的混合轧制油的供给控制方法(混合比的控制方法)。
图2是示出作为本发明的一实施方式的供给控制部的结构的示意图。需要说明的是，供给控制部27在一个或相邻的两个轧制机架中检测出水平振动的情况下，抑制由水平振动引起的钢板S的板厚变动的发生。以下，作为第一及第二控制方法，将在第五轧制机架中检测出水平振动的情况作为一例，说明在一个轧制机架中检测出水平振动的情况。
[第一控制方法]
如图2所示，供给控制部27具备第一水平力运算部28、第二水平力运算部29、目标水平力设定部30及混合比控制部31。需要说明的是，供给控制部27可以内置于串联冷轧机，也可以内置于通过无线或有线与串联冷轧机连接的操作盘。在此，操作盘是操作者自身设定串联冷轧机的轧制条件等时使用的操作构件。另外，一般来说，水平振动容易在轧制速度相对地较快且轧制负荷成为高负荷的串联冷轧机的后段产生。因此，在本实施方式中，将第一水平力运算部28及第二水平力运算部29分别设置于第四及第五轧制机架，但不限于此，可以设置于全部轧制机架。
在第一控制方法中，第一水平力运算部28运算第四轧制机架(相邻轧制机架#4STD)中的水平力。该第四轧制机架与最终轧制机架相邻而构成上游侧轧制机架。第一水平力运算部28例如用内置于辊轴承座或壳体、平衡块(project block)等的传感器或测压元件(load cell)测定作用于辊的轧制方向上的水平力。
第二水平力运算部29与第一水平力运算部28同样地，根据第五轧制机架(最终轧制机架#5STD)中的轧制实际值运算第五轧制机架中的水平力。需要说明的是，用于运算水平力的信息取得在钢板S被咬入第五轧制机架并在第五轧制机架开始轧制时进行。
在此，各轧制机架的水平力中的第四轧制机架的水平力是根据过去的轧制实际值不会给钢板S的板厚带来影响的程度的较弱的水平振动(基于过去的轧制实际值确定的、比与第四轧制机架关联的规定的第一阈值小的振动)。另外，第五轧制机架的水平力是根据过去的轧制实际值会给钢板S的板厚带来影响的水平振动(基于过去的轧制实际值确定的、比与第五轧制机架关联的规定的第二阈值大的振动)。
在该情况下，供给控制部27通过向第五轧制机架供给混合轧制油从而抑制由水平振动引起的钢板S的板厚变动。具体而言，目标水平力设定部30算出利用第一水平力运算部28运算的水平力F2与利用第二水平力运算部29运算的水平力F1之比(水平力比F2/F1)。然后，目标水平力设定部30对算出的水平力比F2/F1与目标水平力比(设定水平力比)进行比较，将其差值(偏差)作为反馈控制量传递给混合比控制部31。需要说明的是，目标水平力比优选在0.6以上且1.4以下的范围内设定。
当水平力比F2/F1超过上述范围时，第五轧制机架和第四轧制机架中的轧制机架间的张力变动不稳定化并发散从而容易发生颤振。虽然不限制将目标水平力比设为0.6～1.4中的哪个值，从防止利用油盘10回收的轧制油的浓度的变动的观点出发，将水平力比的范围中的、第二乳液轧制油15相对于第一乳液轧制油13的供给量成为最小的水平力比设定为目标水平力比。
混合比控制部31以水平力比F2/F1成为目标范围内的方式求出向第五轧制机架的入口侧供给的第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15的轧制油的混合比，将求出的混合比的指令供给到第五轧制机架的流量控制阀17。
[第二控制方法]
第二控制方法与第一控制方法大致共通，但水平力比的比较对象与第一控制方法不同。即，在第一控制方法中，以产生了给钢板S的板厚带来影响的水平振动的第五轧制机架与相邻配置在其上游侧的第四轧制机架的水平力比成为规定范围内的方式控制流量控制阀17。与此相对，在第二控制方法中，以第五轧制机架当前的水平力F1与根据过去的轧制实际值确定的第五轧制机架的目标水平力(即上述第二阈值)F3之比(水平力比F3/F1)成为目标水平力比的方式控制第五轧制机架的流量控制阀17。
[第三控制方法]
第三控制方法与第一及第二控制方法不同，在相邻的两个轧制机架中检测出水平振动的情况下，抑制由水平振动引起的钢板S的板厚变动的发生。以下，作为第三控制方法，以在第四轧制机架及第五轧制机架中检测出水平振动的情况为例，说明在相邻的两个轧制机架中检测出水平振动的情况。
即，在利用第一水平力运算部28运算得到的第四轧制机架的水平振动是比规定的第一阈值大的值(大的振动)，且利用第二水平力运算部29运算得到的第五轧制机架的水平振动是比规定的第二阈值大的值的情况下，供给控制部27通过向第四及第五轧制机架供给混合轧制油从而抑制由水平振动引起的钢板S的板厚变动。具体而言，目标水平力设定部30将两轧制机架的水平力分别成为阈值以下且两轧制机架的水平力比成为目标水平力比的控制量作为反馈控制量传递给混合比控制部31。与第二控制方法同样地，目标水平力比优选在0.6以上且1.4以下的范围内设定。混合比控制部31以第四轧制机架与第五轧制机架的水平力比成为目标范围的方式求出向第四及第五轧制机架的入口侧供给的第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15的混合比，将求出的混合比的指令供给到第五轧制机架的流量控制阀17。
[第四控制方法]
第四控制方法与第三控制方法大致共通，在如下点不同：供给混合轧制油的轧制机架是两个轧制机架中的一方的轧制机架。即，如上所述，当利用油盘10回收的轧制油的浓度较大地变动时，不仅招致轧制油消耗量的增加，也有可能诱发伴随着润滑过多的轧制滑移。为了防止该情况，即使在两个轧制机架中产生了给钢板S的板厚带来影响的水平振动，如果能够通过对一方的轧制机架供给混合轧制油从而抑制钢板S的板厚变动，则优选仅对一方的轧制机架供给混合轧制油。
因此，在本控制方法中，对检测出利用第一水平力运算部28及第二水平力运算部29运算得到的水平力中的绝对值较大的水平力的轧制机架供给混合轧制油。即，目标水平力设定部30将两轧制机架的水平力比成为目标水平力比的控制量作为反馈控制量传递给混合比控制部31。混合比控制部31以第四轧制机架与第五轧制机架的水平力比成为目标范围的方式求出向第五轧制机架的入口侧供给的第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15的轧制油的混合比，将求出的混合比的指令供给到第五轧制机架的流量控制阀17。
需要说明的是，轧制机架中的水平力的运算可以按上述方式实测，也可以根据轧制实际值运算。在根据轧制实际值运算的情况下，能够通过将如图3所示作用于轧制机架的各辊的力合计从而运算。例如，在6段轧制机架中，在上下辊位置为对象的情况下，使用以下示出的数学式(1)～(4)，运算作用于稳定轧制时的工作辊的水平力Fw。
[数学式1]
FW＝FOW+FTW+FFW…(1)
[数学式2]
[数学式3]
[数学式4]
在此，FOW表示伴随着辊偏移的水平力，FTW表示伴随着出入口侧张力差的力，FFW表示由于轴承阻力而产生的力，P表示轧制负载，x0表示与中间辊(IMR)的偏移量，RI表示IMR辊径，RW表示工作辊(WR)辊径，Tf表示前方张力，Tb表示后方张力，μ表示轴承内摩擦系数，θ1表示支撑辊(BUR)与IMR的偏移角度，dB表示BUR轴承内径，DB表示BUR直径。
需要说明的是，不限定运算水平力的辊，优选中间辊或工作辊。另外，可以使用上下辊单独的水平力，也可以仅运算上下一方的辊。另外，在将不会产生润滑不足的软质材料作为轧制对象材料的轧制、低速轧制时、加减速部中的轧制等难以发生颤振的实例的情况下，可以不进行基于反馈控制的轧制油调整。即，在难以发生颤振的实例中，可以使用按操作条件设定的混合比或不会发生颤振的全部操作条件所共用的混合比，即使仅在成为容易发生颤振的操作条件的情况下实施反馈控制，也能够得到同样的效果。
另外，供给混合了第二乳液轧制油15而成的混合轧制油的轧制机架(混合对象机架)可以为三个以上。在润滑用冷却剂集管25设置于三个以上轧制机架的各入口侧的情况下，流量控制阀17可以按轧制机架设置，也可以对多个轧制机架设置一个流量控制阀17。例如，可以对最终(第五)轧制机架设置一个流量控制阀17，对第三及第四轧制机架设置共用的一个流量控制阀17。在该情况下，关于水平力比，第三轧制机架与第四轧制机架的水平力比及第四轧制机架与第五轧制机架的水平力比在目标水平力比的范围内即可。另外，供给混合轧制油的轧制机架可以不包含最终轧制机架。另外，串联冷轧机中的轧制机架的数量不限于5个，也可以是具有4个以下或6个以上轧制机架的串联冷轧机。
另外，在上述实施方式中，检测并运算水平振动，混合比控制部31根据该结果控制流量控制阀17，将第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15的轧制油的混合比设为适当的混合比，但也可以在未图示的显示画面等上显示适当的混合比，流量控制阀17的操作由操作者进行。通过由操作者控制，从而能够通过操作者的裁量在适当的水平力比的范围内调整第一乳液轧制油13与第二乳液轧制油15的轧制油的混合比。
实施例
以下，基于实施例说明本发明。
在本实施例中，使用图1所示的串联冷轧机，将母材厚2.0mm，板宽1000mm的含有2.5质量％Si及3质量％Si的电磁钢板用的原料钢板作为轧制对象材料，到精加工厚0.300mm为止，将目标轧制速度设为200mpm、600mpm、800mpm、1000mpm并进行轧制。在此，已知，电磁钢板用的原料钢板为硬质，在较低的轧制速度等之下成为高负荷的轧制的情况下容易发生颤振。作为轧制油的原液，使用如下物质：对于以合成酯油为基础添加植物油脂而成的基油，分别添加各1质量％的油性剂及抗氧化剂，另外，以对油浓度计添加3质量％的非离子类表面活性剂作为表面活性剂。从第一轧制油供给系统2供给并循环使用的第一乳液轧制油13调制为轧制油的浓度3.5质量％，平均粒径5μm，温度55℃的乳液轧制油。
[实施例1、比较例1]
在实施例1中，将上述2.5质量％Si原料作为轧制对象材料，算出对于第五轧制机架中的工作辊的水平力，基于与在第五轧制机架中没有发生颤振的过去的水平力实际值之比，将从第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14供给的乳液轧制油混合。目标水平力比设定为第五轧制机架的过去水平力实际值与第五轧制机架中的水平力之比成为0.6以上且1.4以下。另一方面，在比较例1中，以第四轧制机架与第五轧制机架中的水平力之比成为1.4以上的方式设定目标水平力比。
[实施例2、比较例2]
在实施例2中，将上述2.5质量％Si原料作为轧制对象材料，算出对于第四及第五轧制机架中的工作辊的水平力，基于算出的水平力比，将从第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14供给的乳液轧制油混合。以第四及第五轧制机架中的水平力之比成为0.6以上且1.4以下的方式设定目标水平力比。另一方面，在比较例2中，以第四及第五轧制机架中的水平力之比小于0.6的方式设定目标水平力比。
[实施例3、比较例3]
在实施例3中，将上述3.0质量％Si原料作为轧制材料，算出对于第四及第五轧制机架中的工作辊的水平力，基于算出的水平力比，将从第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14供给的乳液轧制油混合。以第四及第五轧制机架中的水平力之比成为0.6以上且1.4以下的方式设定目标水平力比。另一方面，在比较例3中，以第四及第五轧制机架中的水平力之比成为1.4以上的方式设定目标水平力比。
[实施例4、比较例4]
在实施例4中，将上述3.0质量％Si原料作为轧制材料，算出对于第四轧制机架及第五轧制机架中的工作辊的水平力，基于算出的水平力之比，将从第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14供给的乳液轧制油混合。目标水平力比设定为第四轧制机架中的水平力与第五轧制机架中的水平力之比成为0.6以上且1.4以下。另一方面，在比较例4中，以第四轧制机架中的水平力与第五轧制机架中的水平力之比小于0.6的方式设定目标水平力之比。
<评价>
进行以上的轧制油供给，确认了实施各实施例及比较例中的低速至高速轧制的情况下的作用于第四轧制机架和第五轧制机架的工作辊的水平力之比和颤振的发生状况。在以下的表1中示出其结果。需要说明的是，表中的〇、△、×指以下含义。
〇：在卷材全长中没有发生颤振
△：在卷材全长的一部分中发生轻度的颤振(产生微小的板厚变动)
×：发生颤振(产生过大的板厚变动)
如表1所示，在对Si含量为2.5质量％的钢板的冷轧中，确认如下情况：通过以对轧制机架中的工作辊的当前的水平力与没有发生颤振的过去水平力的实际值之比成为0.6以上且1.4以下的方式将从第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14供给的乳液轧制油混合，从而能够抑制颤振的发生(实施例1)。
另外，在对Si含量为2.5质量％的钢板的冷轧中，确认如下情况：通过以对第四轧制机架和第五轧制机架中的工作辊的水平力比成为0.6以上且1.4以下的方式将从第一轧制油供给系统2和第二轧制油供给系统14供给的乳液轧制油混合，从而能够抑制颤振的发生(实施例2)。并且，在Si含量为3质量％的高强度电磁钢板中也同样地确认能够抑制颤振的发生(实施例3、4)。
与此相对，确认如下情况：在水平力比小于0.6或超过1.4的情况下，大量地发生颤振，表面质量及板厚精度下降(比较例1～4)。
根据以上内容，确认如下情况：通过使用基于本发明的润滑油供给方法，即使在广泛的轧制速度及材料变形阻力下，也能够使在后段轧制机架的轧制方向上起作用的辊的水平力保持在适当的范围内，能够稳定地制造具有较高的生产性和良好的形状及板厚精度的钢板。
[表1]
以上，对应用了本发明人们所完成的发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于构成基于本实施方式的本发明内容的一部分的描述和附图。即，本领域技术人员等根据本实施方式得到的其它实施方式、实施例以及运用技术等全部包含在本发明的范畴内。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供能抑制水平方向上的颤振产生的冷轧设备及冷轧方法。另外，根据本发明，能够提供能成品率良好地制造金属板的金属板的制造方法。
附图标记的说明
2 第一轧制油供给系统
3 润滑用冷却剂集管
4 冷却用冷却剂集管
5污浊容器(回收用容器)
6铁粉除去装置
7清洁容器(储存容器)
8 泵
9 第一轧制油管路
10 油盘
11 返回配管
13 第一乳液轧制油
14 第二轧制油供给系统
15 第二乳液轧制油
16 第二轧制油管路
17流量控制阀(混合部)
18 泵
19 乳液容器
20 搅拌机
21 流量控制阀
22 轧制油原油容器
23 温水容器
24 第三轧制油管路
25 润滑用冷却剂集管
26 混合轧制油管路
27 供给控制部
28 第一水平力运算部
29 第二水平力运算部
30 目标水平力设定部
31 混合比控制部
S 钢板

Claims (6)

1.冷轧设备，其具备：
串联冷轧机，其具备多个轧制机架；和
轧制供给系统，其向所述串联冷轧机供给轧制油，
所述轧制供给系统具有供给第一乳液轧制油的第一轧制油供给系统和供给比第一乳液轧制油高浓度的第二乳液轧制油的第二轧制油供给系统，
以满足下述数学式(1)的方式对所述多个轧制机架中的至少特定的轧制机架供给所述第一乳液轧制油与所述第二乳液轧制油混合而成的混合轧制油，
0.6≤F2/F1≤1.4…(1)
F1：在轧制方向上作用于所述特定的轧制机架所具备的辊的第一水平力
F2：在轧制方向上作用于在所述特定的轧制机架的上游侧对相邻地配置的上游侧轧制机架所具备的辊的第二水平力。
2.根据权利要求1所述的冷轧设备，其中，
在所述第一水平力及所述第二水平力均超过规定的基准值的情况下，向所述特定的轧制机架及所述上游侧轧制机架双方供给所述混合轧制油，
在所述第一水平力及所述第二水平力中的仅所述第一水平力超过规定的基准值的情况下，向所述特定的轧制机架供给所述混合轧制油、不向所述上游侧轧制机架供给所述混合轧制油。
3.根据权利要求1所述的冷轧设备，其中，
在所述第一水平力及所述第二水平力均超过规定的基准值的情况下、及所述第一水平力和所述第二水平力中的仅所述第一水平力超过规定的基准值的情况下，向所述特定的轧制机架供给所述混合轧制油、不向所述上游侧轧制机架供给所述混合轧制油。
4.冷轧设备，其具备：
串联冷轧机，其具备多个轧制机架；和
轧制供给系统，向所述串联冷轧机供给轧制油，
所述轧制供给系统具有供给第一乳液轧制油的第一轧制油供给系统和供给比第一乳液轧制油高浓度的第二乳液轧制油的第二轧制油供给系统，
以满足下述数学式(2)的方式对所述多个轧制机架中的至少特定的轧制机架供给第一乳液轧制油与第二乳液轧制油混合而成的混合轧制油，
0.6≤F3/F1≤1.4…(2)
F1：在轧制方向上作用于所述特定的轧制机架所具备的辊的第一水平力
F3：基于所述特定的轧制机架的过去的轧制实际值而确定的第三水平力。
5.冷轧方法，其中，利用权利要求1～4中任一项所述的冷轧设备对轧制对象材料进行冷轧。
6.金属板的制造方法，其中，利用权利要求5所述的冷轧方法对作为金属板的轧制对象材料进行冷轧来制造金属板。
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