CN116761682A - 冷轧设备的应用和用于受调节地冷轧铝箔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷轧设备(2)用于对铝箔(20)、尤其电池箔进行受调节的冷轧的应用，其中冷轧设备(2)具有多个辊(6、8)，其中冷轧设备(2)具有调节装置(16)，其设置用于实施对冷轧过程的调节，尤其以控制铝箔(20)的平整度和/或平面度，其中冷轧设备(2)具有冷却介质施加装置(38、40)，其设置用于对多个辊(6、8)中的至少一个辊施加液态的冷却介质(60)，其中冷轧设备(2)具有辊加热设备(42、44)，其设置用于对多个辊(6、8)中的所述至少一个辊进行加热，其中冷却介质施加装置(38、40)设置用于对多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个冷却区(58.1‑58.11)以能彼此单独控制的方式施加液态的冷却介质(60)，其中调节装置(16)设置用于至少部分地通过经由控制触发冷却介质施加装置(38、40)进行的区冷却实施所述调节，并且其中调节装置(16)设置用于控制触发辊加热设备(42、44)，以在正进行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上加热多个辊(6、8)中的所述至少一个辊。本发明还涉及冷轧设备(2)的另一种应用和用于受调节地冷轧铝箔(20)的方法。

Description

冷轧设备的应用和用于受调节地冷轧铝箔的方法

技术领域

本发明涉及冷轧设备用于铝箔、尤其是电池箔的受调节冷轧的应用。此外，本发明还涉及一种用于对铝箔、尤其是电池箔进行受调节冷轧的方法。

背景技术

制造薄铝带和铝箔的一种常用方法是冷轧。在冷轧时，除其它标准外，经轧制的箔的平面度(即在带材拉力下的带材拉应力分布)或者平整度(即在无拉伸状态下或者在非常小的辅助拉力下的波纹高度)对于无干扰的继续加工来说是一个重要的质量标准。为了设置和调节定义的平面度或者说平整度，冷轧机构通常具有用于影响辊隙或者说辊隙轮廓的调整环节，其根据所选择的工作点(例如工作辊身、支撑辊身)或者根据在线(inline)测量的带材拉应力分布可选地在闭合的调节回路中参数化，例如通过辊弯曲、辊的摆动或者说在辊宽度上的挤压力梯度的调整、轴向的辊移动、轮廓可变的支撑辊或者通过区冷却。各个执行器具有各自的作用区域(线性的、二次的、双二次的、Xⁿ)以及在其调整范围或修正范围中的物理边界。

区冷却优选用于控制高阶的平面度误差。区冷却与其它调整环节的区别在于，由变形过程本身形成冷却介质与工作辊之间的温度差，该温度差用作辊隙轮廓变化的驱动力。通过在变形过程中释放的热量对工作辊进行调温。

在由变形过程产生的热量不足以设置(一个或多个)工作辊相对于冷却介质的有效温度差的位置处，区冷却到达其极限。为了提高温度差而降低冷却介质温度也向下受限，因为例如添加剂在冷却介质中的溶解性或在设备部件上冷凝物的形成产生限制。

由US 8,166,785 B2已知一种具有区冷却(或者替代地区加热)的轧制设备。此外，US 2017/0080467 Al公开了一种通过局部加热或冷却而热力学控制工作辊的方法，但是不用于铝箔。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，即使在由由于小的变形功而具有少的热输入的轧制道次构成的轧制生产中，即在冷轧铝箔时，也满足高的平整度要求。

根据本公开的第一方面，该目的在一种冷轧设备用于对铝箔、尤其是电池箔进行受调节冷轧的应用中实现，其中，该冷轧设备具有多个辊，其中，该冷轧设备具有调节装置，该调节装置被设置用于实施对冷轧过程的调节、尤其是用于控制铝箔的平整度和/或平面度，其中，该冷轧设备具有冷却介质施加装置，该冷却介质施加装置被设置用于对多个辊中的至少一个、尤其是工作辊或支承辊施加液体冷却介质，其中，该冷轧设备具有辊加热设备，该辊加热设备被设置用于对多个辊中的至少一个辊加热，其中，该冷却介质施加装置被设置用于对多个辊中的至少一个辊的多个冷却区以能够单个控制的方式施加液体冷却介质，并且其中，该调节装置被设置用于至少部分地通过经由控制触发冷却介质施加装置进行的区冷却来实施调节，其中，根据本发明以以下方式实现上述目的，该辊加热设备设置成在正在运行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上加热多个辊中的所述至少一个辊。为此目的，调节装置尤其可以设置为，控制触发辊加热设备，使得多个辊中的所述至少一个在运行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上被加热。

特别是，辊加热设备可以以加热介质施加装置的形式构成，其设置用于，为多个辊中的所述至少一个施加液态的加热介质，其中，调节装置特别是可以设置用于，这样控制触发加热介质施加装置，使得多个辊中的所述至少一个在正在进行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上被加热，其方式是，多个辊中的所述至少一个在正在进行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上被施加液态的加热介质。

可替代地，辊加热设备可以以感应式加热设备的形式构造，其设置用于感应式加热多个辊中的所述至少一个，其中，调节装置可特别地设置用于控制触发感应式辊加热设备，使得多个辊中的所述至少一个在正在进行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上被感应式加热。

此外，根据本公开的第一方面，在用于对铝箔、尤其是电池箔进行受调节冷轧的方法中实现上述目的，其中，在使用具有多个辊的冷轧设备的情况下、尤其是在使用之前所描述的冷轧设备的情况下，对铝箔实施冷轧过程，其中，对冷轧过程进行调节、尤其是以对铝箔的平整度和/或平面度进行控制，其中，至少部分地通过对多个辊中的至少一个辊、尤其是对一个工作辊或对一个支撑辊进行区冷却来进行调节，根据本发明通过以下方式实现该目的，即，在对区冷却的调节期间，对多个辊中的至少一个辊基本上在整个辊宽度上进行加热、尤其是施加液态加热介质或感应式加热。

在上述的根据本公开的第一方面的冷轧设备的应用中或在上述的方法中，通过在基本上整个辊宽度上加热多个辊中的至少一个，使辊整体达到升高的温度水平，通过该温度水平，即使在由于在冷轧过程本身中的小的道次压下量而输入少量热量的情况下也可以实现辊表面与冷却介质之间的足够的温差，从而可以有效地区冷却。

因此，在冷轧过程中，尤其是多个辊中的至少一个辊被整体加热到总体上更高的温度水平，与用于区冷却的辊的局部冷却相结合。

为此目的，多个辊中的至少一个在冷轧过程期间优选基本上均匀地在基本上整个辊宽度上被加热，尤其是被施加有液态加热介质或感应式加热。

例如可以规定，与冷轧过程的调节无关地加热辊，特别是施加液态加热介质或者感应式加热。那么，实际的调节不改变辊的加热、尤其是对辊施加加热介质或感应加热，然而可能会影响其他调整变量的调节。

此外可以规定，与冷轧过程的调节无关地以基本加热功率加热辊，尤其是为辊施加液态加热介质的基本流量或以基本加热功率感应式加热辊。除了该基本加热功率、特别是该基本流量之外，例如，额外的加热功率、特别是额外的加热介质的流量可以作为调整变量被包括在调节中。

基本流量可以特别地在30-300l/h的范围内。液体加热介质、特别是油的温度优选地在65-85℃的范围内。利用这些运行参数，可以实现在辊表面和液体冷却介质之间的、对于区冷却来说足够的温度差，优选在15-35℃的范围内。

根据本公开的第二方面，在一种冷轧设备用于铝箔、特别是电池箔的受调节冷轧的应用中实现了上述目的，其中该冷轧设备具有多个辊，其中该冷轧设备具有调节装置，该调节装置被设置用于执行冷轧过程的调节，特别是用于控制铝箔的平整度和/或平面度，其中该冷轧设备具有辊加热设备，该辊加热设备被设置用于加热多个辊中的至少一个、特别是工作辊或支撑辊，并且其中该辊加热设备被设置用于以能够彼此单独控制的方式加热多个辊中的至少一个辊的多个加热区，该目的根据本发明通过以下方式实现，即该调节装置被设置用于至少部分地通过经由控制触发辊加热设备进行的逆区冷却执行该调节。

此外，根据本公开的第二方面，在用于铝箔、尤其是电池箔的受调节冷轧的方法中实现上述目的，其中，在使用具有多个辊的冷轧设备的情况下、尤其是在使用根据本公开的第二方面的冷轧设备的情况下，对铝箔实施冷轧过程，其中，尤其是为了控制铝箔的平整度和/或平面度而进行冷轧过程的调节，根据本发明通过如下方式实现该目的，即，至少部分地通过在多个辊中的至少一个上、尤其是在一个工作辊上或在一个支撑辊上的逆区冷却来进行调节。

在根据本公开的第二方面的前述的冷轧设备的应用或前述的方法中，通过逆区冷却实现调节，其即使在具有较少的变形功和因此较少的热输入的道次(Stich)的情况下也实现有效的区影响。

在传统的区冷却中，改变冷却介质对辊的冷却区域的局部加载，而在逆区冷却中，取而代之地，改变对辊的互补的加热区域的加热，尤其是改变用加热介质对辊的互补的加热区域的施加，或者改变对辊的互补的加热区域的感应式加热。代替特定地冷却辊的局部区域，在逆区冷却时有针对性地加热辊的其他的、尤其相邻的区域。以这种方式，可以实现不同区彼此的有效的相应影响。在逆区冷却时，因此进行加热，但不一定也进行冷却。

相应地，用于逆区冷却的调节装置优选设置用于，在对应于多个加热区中的第一加热区的调节变量存在额定值偏差的情况下，这样控制辊加热设备，使得一个或多个第二加热区的加热相对于第一加热区被提高，尤其是这样控制加热介质施加装置，使得一个或多个第二加热区的加热介质的施加相对于第一加热区被提高。相应地，在该方法中，优选在逆区冷却时，在对应于多个辊中的至少一个辊的多个加热区中的第一加热区的调节变量存在额定值偏差的情况下，使一个或多个第二加热区的加热相对于第一加热区提高，尤其是使一个或多个第二加热区的施加相对于第一加热区提高。所述一个或多个第二加热区是与第一加热区不同的加热区，优选是与第一加热区相邻的加热区。

对应于加热区的调节变量尤其是涉及这样的调节变量，该调节变量涉及在辊上或在经冷轧的铝箔上与加热区的位置相对应的位置。如果例如经冷轧的铝箔在宽度上的带材拉应力(带材拉应力分布)作为调节变量被检测，则加热区可以被分配给作为调节变量的、在宽度上在相应的位置上测得的带材拉应力。

通过在逆区冷却时替代局部冷却(如在传统的区冷却中那样)而进行互补加热，即使在冷却过程中在具有小的变形热量的道次中输入小的热量的情况下也可进行铝箔的平面度调节或影响。

根据第一和第二方面的应用和方法分别用于铝箔、尤其是电池箔的(平面度)受调节的冷轧。

铝箔尤其理解为由铝或铝合金制成的具有最大200μm厚度的带状材料。与此相对地，铝带特别是理解为相应的带状材料，然而其厚度大于200μm。

特别地，上述冷轧设备可用于冷轧具有20μm或更小的最终厚度的铝箔。相应地，在所述方法中，铝箔的最终厚度尤其可以为20μm或更少。在这种最终厚度的情况下，每个道次所产生的辊的加热太小，以致于不能通过常规的区冷却来实现充分的平面度调节。通过这里所述的方法和冷轧设备，与之相反，即使在这种小的最终厚度的情况下也可以实现可靠的平面度调节。

冷轧过程尤其可以涉及纹理化道次的或平整道次(Skin-Pass-Stich)。这种冷轧过程在箔厚度小的情况下典型地具有小的道次压下量并且由此具有小的变形功。此外，铝箔尤其可以由热稳定性低的合金构成，因此为了达到一定的强度值，必须以降低的速度和/或小的道次压下量对该合金进行冷轧。

热稳定低的合金被理解为具有低的恢复温度和/或再结晶温度的合金。在这种合金中，这导致在低温下就已经软化。

冷轧过程中每个道次的道次压下量尤其可处于1.5-55％的范围中。在这些道次压下量的情况下，在对铝箔进行轧制的过程中，由变形引起的对(一个或多个)辊的加热通常不再单独地足以进行有效的区冷却，使得根据本公开的第一方面和第二方面的应用和方法是特别有利的。

优选冷轧用于制造电池电极、尤其是电池阴极的铝箔，所谓的电池箔。根据第一和第二方面的应用和方法尤其对于电池箔是有利的，因为对于这种箔一方面存在特别高的来自用户方面的平整度要求。另一方面，电池箔通常由非热稳定的合金构成，其在相对低的温度时恢复，从而为了达到所要求的高的最终强度需要低的轧制温度，其尤其通过小的道次压下量和/或小的轧制速度来实现。同时，对电池箔提出高的平整度要求，其在更高阶的平整度误差的情况下不能被遵守。因此，这里描述的用途和方法特别有利于电池箔。

利用根据第一和第二方面所描述的应用和方法，尤其在组合第一和第二方面的情况下，尤其可以制造厚度在5-20μm范围内的电池箔，其在带宽度和带长度上在8N/mm²的辅助拉力下具有波纹高度＜2mm的平整度偏差。

根据第一和第二方面，冷轧设备包括多个辊。多个辊尤其包括两个工作辊。工作辊理解为直接与轧件接触的辊。在工作辊之间布置有辊隙，该辊隙在宽度方向上具有辊隙轮廓。除工作辊外，冷轧设备还可具有两个或更多个支撑辊。四元冷轧设备包括例如两个工作辊和两个支撑辊。然而也可以设置多于两个的支撑辊，例如中间辊。

多个辊中的至少一个可以分别是工作辊或支撑辊。

根据第一和第二方面的冷轧设备的调节装置被设置用于，实施冷轧过程的调节，尤其是用于控制铝箔的平整度和/或平面度。该调节优选地也包括厚度调节。

优选在一个或多个必要时耦合的调节回路中进行调节，其中检测一个或多个调节变量并且将其与所属的参考变量进行比较以及根据比较结果来调整一个或多个调整变量。

根据第一方面，调节装置设置用于至少部分地通过经由控制冷却介质施加装置进行的区冷却来执行调节。为此目的，尤其是冷却介质施加装置或者冷却介质施加装置的各个喷嘴作为调节回路的调整变量被控制。尤其是在区冷却时，控制触发冷却介质施加装置、尤其是其各个喷嘴，使得有针对性地改变多个辊中的至少一个辊的各个冷却区的冷却介质施加。通过有针对性地改变一个冷却区的冷却介质施加，尤其通过改变用于相关冷却区的冷却介质流量和/或冷却介质压力和/或冷却介质温度，可以改变多个辊中的至少一个辊在相关冷却区中的温度，从而导致在相关冷却区中的辊的热膨胀变化。以这种方式可以局部地在相关冷却区的区域中影响辊隙几何形状，由此实现高阶的辊隙修正。

根据第二方面，调节装置设置用于，至少部分地通过经由控制辊触发加热设备、尤其加热介质施加装置进行的逆区冷却来执行调节。为此目的，尤其是辊加热设备、尤其是加热介质施加装置或加热介质施加装置的各个喷嘴作为调节回路的调整变量被控制。尤其在逆区冷却时，辊加热设备、尤其是加热介质施加装置、尤其是其各个喷嘴被控制为，使得多个辊中的至少一个辊的一个或多个第二加热区的加热被有针对性地改变，尤其是多个辊中的至少一个辊的一个或多个第二加热区的加热介质施加被有针对性地改变。通过有针对性地改变一个或多个第二加热区的加热、尤其是所述一个或多个第二加热区的加热介质施加，尤其是通过改变用于相关的第二加热区的加热介质流量和/或加热介质压力和/或加热介质温度，可以改变相关的第二加热区中的辊的温度，从而导致在相关的第二加热区中的辊的热膨胀变化。与此相反，所述辊在所述一个或多个第一加热区中没有或者至少仅仅具有较小的热膨胀变化，从而可以局部地在相关的第一加热区的区域中影响所述辊隙几何形状，由此能够进行高阶的辊隙修正。

本公开的第一方面和第二方面也可以尤其彼此组合。相应地，调节装置尤其是可设置用于，

a)至少部分地通过经由控制触发冷却介质施加装置进行的区冷却来实施调节，其中，辊加热设备被这样控制，使得多个辊中的至少一个在正在进行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上被加热、尤其是被施加以液态的加热介质，和

b)至少部分地通过经由控制触发辊加热设备进行的逆区冷却来实施调节。

通过区冷却和通过逆区冷却的调节尤其可以同时或相继地、尤其交替地进行。

以这种方式，一方面通过辊加热设备给轧制过程输送这样多的能量，使得区冷却的效果即使在小的变形功的情况下也再次有效。补充地，通过在逆区冷却时将效应逆转到有针对性的区加热中，可直接影响辊隙轮廓。

在区冷却和/或逆区冷却时的热量输入尤其可以在一个闭合的调节回路中根据在线测量的带材拉应力分布、可选地与其它平面度调整环节重叠地被控制。以此方式，可实现铝箔的平面度和平整度的良好结果。

在下文中，描述了根据本公开的第一方面的应用和方法以及根据本公开的第二方面的应用和方法的各种实施例，其中，各个实施例分别彼此独立地适用于根据第一方面的应用和方法以及根据第二方面的应用和方法。此外，本公开的第一方面和第二方面可以彼此组合。此外，各个实施方式可以任意地相互组合。

在一种实施方式中，所述辊加热设备以加热介质施加装置的形式构成，其被设置用于，为多个辊中的至少一个辊施加液态的加热介质，其中，所述加热介质施加装置优选被设置用于，以能够彼此单独控制的方式为多个辊中的至少一个辊的多个加热区施加液态的加热介质。加热介质施加装置尤其可以具有多个在辊轴线的方向上并排布置的喷嘴，它们优选能够单独控制。优选地，可以调整各个喷嘴的流量、压力和/或加热介质温度。以这种方式实现了对辊与位置相关地加载加热介质。根据本公开的第一方面，利用该加热介质施加装置也可为辊均匀地、与位置无关地施加加热介质。

在另一实施例中，辊加热设备以感应式辊加热设备的形式构成，其设置用于感应式加热多个辊中的至少一个，其中感应式辊加热设备特别地设置成以可彼此单独控制的方式感应加热多个辊中的至少一个的多个加热区。以这种方式实现了辊的与位置相关的加热。利用根据本公开第一方面的感应式辊加热设备，也可为均匀地、与位置无关地加热辊。

在一种实施方式中，所述冷轧设备具有冷却介质施加装置，该冷却介质施加装置设置用于，给多个辊中的至少一个辊施加液态冷却介质，其中，所述冷却介质施加装置优选设置用于，以能够彼此单独控制的方式给多个辊中的至少一个辊的多个冷却区施加液态冷却介质。冷却介质施加装置尤其可以具有多个在辊轴线的方向上并排布置的喷嘴，这些喷嘴优选可单独地控制。优选地，可以调整各个喷嘴的流量、压力和/或冷却介质温度。以这种方式实现了与位置相关地为辊施加冷却介质。在根据本公开第二方面的应用或方法中，除了逆区冷却之外，也可以利用该冷却介质施加装置给辊施加冷却介质，尤其是为了给冷轧过程供应足够的轧制油作为润滑剂。

在一种实施方式中，冷轧设备包括冷却介质施加装置和加热介质施加装置，其中，冷却介质施加装置包括第一喷嘴梁，并且加热介质施加装置包括第二喷嘴梁，其中，第一和第二喷嘴梁具有带有并排布置的、分别可控制的喷嘴的相应框架。以这种方式，可以彼此独立地、特别是同时地给辊施加冷却介质和加热介质，并且由此可以更灵活地对辊调温。

在另一实施例中，所述多个辊中的至少一个辊的冷却区和/或加热区的宽度在10-150mm的范围中。

在另一实施方式中，将轧制油用作加热和/或冷却介质。以这种方式，额外施加轧制油是多余的。优选地，在冷轧过程中，多个辊中的所述至少一个基本上在整个辊宽度上连续地被加载液态的冷却介质。在使用轧制油作为冷却介质时，可以通过这种方式确保辊的润滑。在为辊连续施加轧制油的情况下，区冷却可以通过冷却介质流量的局部变化、例如围绕预定的平均冷却介质流量、或冷却介质温度进行。

该冷轧设备可包括检测装置，该检测装置设置用于测量经冷轧的铝箔的带材拉应力分布，并且调节装置设置用于根据检测装置所测得的值来执行调节。为了测量带材拉应力分布，可以设置横向于轧制方向分段的辊，该辊具有一定的铝箔缠绕。通过在辊的各个分段上的力测量，可以以这种方式与横向于轧制方向的各个位置相关地确定相应的带材拉应力并且由此确定带材拉应力分布。这种检测装置的测量值是用于带材拉应力分布调节的合适的调节变量，由此可改善铝箔的平面度或者说平整度。特别是可以通过在对辊均匀施加加热介质的同时进行区冷却和/或通过逆区冷却来进行带材拉应力分布调节。

在另一实施方式中，液体冷却介质具有20-65℃、优选35-45℃范围内的冷却介质温度。通过20℃、优选35℃的最低温度，一方面实现了典型地包含在液体冷却介质中的添加剂的稳定溶解状态。另一方面，通过65℃、优选45℃的最高温度，保证了明显低于闪点的运行，由此提高了运行安全性。此外，通过冷却介质可以减少可能的氧化。

在另一实施方式中，冷却介质施加装置的冷却介质流量在200-5000l/min、尤其300-3000l/min的范围内。特别地，冷却介质供应装置的冷却介质流量可以在每mm辊宽度0.2l/min至1.0l/min的范围内。在冷却介质流量低于所述最小流量的情况下，可能不能保证对轧制过程的足够润滑以及冷却介质对辊的足够清洁。在冷却介质流量高于所述最大流量的情况下，可能发生各个区的过强的冷却，由此可能使轧制结果变差。

在另一实施方式中，液体加热介质具有在60-100℃，优选65-90℃范围内的加热介质温度。通过遵守上述加热介质最低温度，在本公开的第一方面中，可以确保辊与冷却介质之间的足够的温度差，并且在本公开的第二方面中，可以确保在逆区冷却中辊与加热介质之间的足够的温度差。此外，通过100℃、优选90℃的最高温度保证在闪点以下的运行，由此提高运行安全性。此外，通过冷却介质可以减少可能的氧化。

在另一实施例中，加热介质施加装置的加热介质流量在0-500

l/min的范围内。特别是，加热介质施加装置的加热介质流量可以在每mm辊宽度0l/min至0.5l/min的范围内。在加热介质流量高于所述最大流量时，运行不再经济。

在另一实施例中，冷却介质施加装置的冷却功率和/或加热介质施加装置的加热功率在每m辊宽度50-200kW的范围内。

附图说明

从以下参照附图对示例性实施例的描述中解释冷轧设备和方法的其它优点和特征。

附图中示出了

图1a-图1b示出了冷轧设备，其用于根据本公开的第一和第二方面的用于以平面度受调节的方式冷轧铝箔的应用和方法的实施例，

图2示出了现有技术中已知的区冷却的图示，

图3示出了根据本公开的第一方面的应用和方法的实施例，

图4示出了根据本公开的第二方面的应用和方法的实施例，和

图5示出了根据本公开的第一和第二方面的应用和方法的实施例。

具体实施方式

图1a-图1b示出了一种适合于根据本公开的第一和第二方面的铝箔的受调节冷轧的应用和方法的实施例的冷轧设备。图1a示出了对应于图1b中以Ia表示的剖切面的示意性剖视图。图lb示出了对应于图la中以Ib表示的视平面的冷轧设备的入口侧的示意图。

该冷轧设备2具有冷轧机架4，该冷轧机架在本实例中被构造为具有上工作辊6、下工作辊8、上支撑辊12和下支撑辊14的四元冷轧机架。上工作辊6和下工作辊8之间存在辊隙10。在对铝箔20进行轧制时，通常称之为闭合的辊隙，因为工作辊6、8由于铝箔20的小的厚度而在铝箔20外部的区域中相互接触。

此外，该冷轧设备2包括调节装置16，该调节装置被设置用于实施冷轧过程的(平面度)调节，在该冷轧过程中，从入口侧18输送给冷轧机架的铝箔20被冷轧，从而使铝箔20在出口侧22上具有较小的厚度。调节装置16例如可以包括微控制器控制装置或安装在计算机上的控制软件。

冷轧设备2可以包括用于确定轧制后铝箔20的厚度的检测装置24。

冷轧设备2还可以具有检测装置26，其测量经冷轧的铝箔20的带材拉力分布。为此目的，检测装置26例如可以具有多个横向于轧制方向依次布置的辊段27，通过这些辊段引导铝箔20。通过在各个辊段上的力测量可以在横向于轧制方向的相应位置处测量铝箔20的相应区段的带材拉应力，从而由在不同的辊上的测量得到带材拉应力分布。

为了使铝箔20充分缠绕在辊段27上，优选地设置有其它辊36、37，铝箔20在所述其它辊上引导。辊36可以是可移动的(见双箭头)，以简化铝箔20围绕辊27、36、37的穿入。

调节装置16设置成，作为调整变量控制冷轧设备2的不同部件，即例如

a)用于调整工作辊6、8和/或支撑辊12、14的竖直位置的调节装置30、30′，

b)用于调整力梯度的调节装置32、32′，工作辊6、8在其宽度上以该力梯度彼此挤压，

c)用于弯曲工作辊6、8和/或支撑辊12、14的调节装置33、33′，和/或

d)用于调整在入口侧或出口侧的带拉力的调节装置34、35，特别是用于调整卷绕速度和/或开卷速度的调节装置。

此外，冷轧设备2具有上和下冷却介质施加装置38、40，其设置成用于给上或下工作辊6、8施加液态冷却介质。替代地或附加地，冷却介质施加装置38、40也可以设置用于，为支撑辊施加液态冷却介质。

此外，所述冷轧设备2具有上和下加热介质施加装置形式的辊加热设备42、44，所述辊加热设备被设置用于向上或者下工作辊6、8施加液态的加热介质。替代地或附加地，加热介质施加装置38、40也可设置成用于，给支撑辊施加液态的加热介质。

冷却介质施加装置38、40和加热介质施加装置42、44分别包括具有并排设置的喷嘴48、49的框架46、47。冷却介质施加装置38、40的喷嘴48通过供应管道50连接在冷却介质供应装置52上，并且加热介质施加装置42、44的喷嘴49通过供应管道54连接在加热介质供应装置56上。冷却介质供应装置52尤其可以设置用于将具有在20-65℃、尤其35-45℃范围内的可调温度的轧制油作为冷却介质引导到冷却介质施加装置38、40的喷嘴。加热介质供应装置52尤其可以被设立用于将具有在60-100℃、尤其65-90℃范围内的可调温度的轧制油作为加热介质引导到加热介质施加装置42、44的喷嘴。

作为替代方案也可以设想，将冷却介质施加装置的喷嘴48和加热介质施加装置的喷嘴49连接到共同的供应装置上并且在加热介质施加装置42、44的各个喷嘴49上设置加热介质，用于将轧制油加热到希望的温度范围。

冷却介质施加装置38、40的喷嘴48和加热介质施加装置的喷嘴49可通过调节装置16单个地控制，由此选择性地控制从各喷嘴48或49中排出的轧制油量。冷却介质施加装置38、40的每个喷嘴48对应于所属的工作辊6、8的相应的冷却区58，该冷却区可由该喷嘴48施加冷却介质。相应地，为加热介质施加装置42、44的每个喷嘴49分配所属的工作辊6、8的相应的加热区59，其可由该喷嘴49施加加热介质。各个冷却区或加热区58、59在图1b中(同样如在图2-图4中那样)通过虚线彼此分界。工作辊的冷却区58和加热区59可如图1b中所示是相同的(每个冷却区对应于一个相应的加热区)或不同的，其中冷却区和加热区尤其可在其相应的数量和/或相应的宽度方面不同。

在一个替代的实施例中，这些辊加热设备42、44也可以构造为感应的辊加热设备。这样的辊加热设备针对一个辊的每个加热区59尤其包括至少一个相应的对应的感应线圈，其可被单个控制地加载加热电流，以便在相应的加热区59的区域中感应地加热该辊。

现在，调节装置16被设置用于，为了冷轧过程的(平面度)调节，尤其是作为调整变量控制冷却介质施加装置38、40的喷嘴48和/或加热介质施加装置42、44的喷嘴49。通过这种方式可以局部地影响工作辊6和8的辊几何形状，从而在调节时可以修正调节变量特别是与高阶的预设变量的偏差。

现在下面借助于图2-4对使用冷却介质施加装置38、40和/或加热介质施加装置42、44对冷轧过程的可能调节进行解释。

图2-4示意性地示出了冷轧设备的上工作辊6以及冷却介质施加装置38的喷嘴48和加热介质施加装置42的喷嘴48。为了清楚起见，在图2-4中出于图解说明的目的在工作辊6上方绘出冷却介质施加装置38的喷嘴48，并且在工作辊6下方绘出加热介质施加装置38的喷嘴48，并且为了区分各个喷嘴而以附图标记48.1至48.11或49.1至49.11来表示。工作辊6的所属的冷却区和加热区相应地设有附图标记58.1至58.11或59.1至59.11，其中冷却区58.1配属于喷嘴48.1，冷却区58.2配属于喷嘴48.2等，加热区59.1配属于喷嘴49.1，加热区59.2配属于喷嘴49.2等。

图2首先示出了由现有技术已知的区冷却。在通常的区冷却中，通过有针对性地控制各个喷嘴(在图2中例如喷嘴48.2和48.7)局部地将较大流量的冷却介质60施加到工作辊6的所属的冷却区上(在图2中例如冷却区58.2和58.7)，由此工作辊6在相关的冷却区中局部地被较强地冷却，使得工作辊6的直径在这些冷却区中局部地改变，尤其减小。

如果在调节冷轧工艺时例如确定到经冷轧的铝箔20的横向于轧制方向的一个区段的特性偏离参考变量，尤其是具有过低的带拉应力，则可以通过控制对应于该区段的冷却区的喷嘴48、尤其是通过提高该喷嘴的冷却介质流量来局部修正工作辊直径并且由此修正辊隙。在区冷却时工作辊6的直径变化典型地处于μm范围中。

但是在具有小的道次压下量和/或缓慢轧制速度的铝箔20的冷轧中已经显示，工作辊6、8的表面没有通过在冷轧时引入的热量而充分地加热，以便达到相对于冷却介质的温度足够的温度差来用于有效的区冷却。此外，冷却介质的温度通常不能任意降低，因为例如添加剂在冷却介质中的溶解性或冷凝物形成产生限制。因此，在冷轧铝箔20时，仅可有限地使用在图2中示出的现有技术的区冷却。

图3示出了根据本公开的第一方面的使用图1a-图1b中所示的冷轧设备的应用和方法的示例性实施例。对于在图3中所示的调节，调节装置16被设置用于如此控制加热介质施加装置42，使得工作辊6在正在进行的区冷却期间通过控制加热介质施加装置42的喷嘴49.1-49.11基本上在整个辊宽度上被施加液态的加热介质62。

以这种方式，工作辊6的表面温度在整个辊宽度上整体提高，从而对于实际的区冷却，即使在小道次压下量的情况下也确保与液体冷却介质60的足够温度差并且因此确保有效的区冷却。换句话说，通过向工作辊6施加加热介质62，整个工作辊6的温度水平升高。

因为在该调节中不需要为工作辊6局部施加加热介质，所以加热介质施加装置42的喷嘴49.1-49.11也可以是能够共同控制的，从而可以放弃喷嘴的单个的可控制性。此外，代替喷嘴49.1-49.11，也可以仅设置一个单个的纵向喷嘴，所述纵向喷嘴在工作辊6的辊宽度上延伸并且因此能够实现给工作辊6均匀地施加加热介质。

在一个替代的实施例中，工作辊6在正在进行的区冷却期间通过控制触发所设置的感应式辊加热设备而基本上在整个辊宽度上被感应加热。为此，感应式辊加热设备可包括例如至少一个感应线圈，该感应线圈基本上在整个辊宽度上延伸或延伸，从而使得能够对工作辊6进行均匀的感应加热。

在图3中，通过冷却介质施加装置38进行的实际的区冷却通过局部改变某些喷嘴的冷却介质流量(在图3中通过不同大小的箭头示出)来进行。优选地，冷却介质施加装置的所有喷嘴48.1-48.11以预定的基本流量运行，该基本流量为了区冷却而局部地被提高(在图3中例如在喷嘴48.2和48.7中)。以这种方式，冷却介质施加装置38的喷嘴可以与区冷却无关地同时保证工作辊6在整个辊宽度上供应轧制油，从而不必单独地供应轧制油。作为替代方案，也可以通过所述加热介质施加装置来保证为了进行润滑和清洁的轧制油供应，方法是以预定的基本流量来运行所述喷嘴49.1-49.11。

图4示出了根据本公开的第二方面的使用图1a-1b所示的冷轧设备的应用和方法的实施例。对于图4中所示的调节，调节装置16设置用于，通过控制加热介质施加装置42至少部分地经由逆区冷却来执行调节。

在逆区调节中，当配属于一个或多个第一加热区(在图4中例如为加热区59.2和59.7)的调节变量存在额定值偏差时，加热介质施加装置42被这样控制，使得一个或多个第二加热区(在图4中例如为其余的加热区59.1、59.3-59.6和59.8-59.11)的加热介质的施加被提高。为此目的，使与这些第二加热区相对应的喷嘴(在图4中相应于喷嘴49.1、49.3-49.6和49.8-49.11)的加热介质流量提高(在图4中例如从零提高到特定的值)。

被分配给加热区的调节变量例如可以是铝箔在经冷轧的铝箔上的横向于轧制方向的与加热区相对应的位置上的带材拉应力。

因此，在(传统的)区冷却期间对涉及额定值偏差的冷却区域进行冷却(参见图2)，而在逆区冷却的情况下对非所涉及区域的区域进行加热。以这种方式通过工作辊6的互补的加热来代替局部的冷却，由此可实现对工作辊6的轮廓和进而对辊隙轮廓的相当的局部几何形状匹配。

使用加热介质代替冷却介质确保了即使在小的道次压下量下也存在与工作辊的足够的温度差。

在图4的实施例中，工作辊6还通过冷却介质施加装置38均匀地施加有基本流量的冷却介质，以便为冷轧过程提供足够的轧制油。

图5示意性地示出了根据本公开的第一和第二方面的应用和方法的实施例。图5示出了调节回路70，借助所述调节回路可以借助于所述调节来控制图1中的设备2。出于展示的目的，调节回路70在图5中被示出为简单的单回路调节回路。取而代之，调节回路也可以构造为多回路的、尤其级联的调节回路。

对于调节回路，检测调节变量72，这些调节变量在比较单元74中与相应的参考变量76进行比较。比较结果在调节器78中被处理，调节器78因此确定调整变量80。对调整变量的控制影响调节路段82，该调节路段自身处于外部影响84下，并且由此又影响调节变量72，由此闭合调节回路。

作为调节变量尤其考虑以下调节变量中的一个或多个：经冷轧的铝箔20的额定厚度；经冷轧的铝箔的带材拉应力分布、经冷轧的铝箔20的平面度和/或平整度的其它测量变量；由上述测量变量计算出的测量变量。

为了检测调节变量，设备2具有相应的检测装置，特别是用于带材拉应力分布的检测装置26，以及可能的另外的检测装置。

作为参考变量76考虑上述调节变量的相应规定值，尤其是经冷轧的铝箔20的期望额定厚度、期望平面度和/或平整度、期望的带材拉力分布的相应规定值。

对于在调节器78中的调节，尤其考虑以下调节中的一个或多个，这些调节尤其也可以同时执行：厚度调节、平整度调节或平面度调节。

作为调整变量80尤其考虑以下操纵变量中的一个或多个：工作辊6、8彼此间的竖直间距(通过调节装置30、30′)，工作辊和/或支撑辊彼此间的定向或在辊宽度上的挤压力梯度的调整(通过调节装置32、32′)、工作辊和/或支撑辊的弯曲(通过调节装置33、33′)、带材拉应力(通过调节装置34、35)、辊速度、工作辊6、8的各个冷却区和/或加热区以冷却介质或加热介质的施加(通过冷却介质施加装置38、40或加热介质施加装置42、44)。

在此，调节路段82包括冷轧过程，该冷轧过程一方面通过前面所述的调整变量、并且另一方面通过外部影响(例如环境温度波动、所输入的铝箔20的厚度或者机械特性波动等等)来影响。

参考变量可以在设备2中尤其存储在调节装置16的存储器中。此外，比较单元74和调节器78可在调节装置16中实现。例如，调节装置16可以具有带有指令的存储器，所述指令在调节装置16的至少一个微处理器上的实施引起根据图5的调节的执行。

调节器78在此设置用于这样来控制冷却介质施加装置38、40和加热介质施加装置42、44，即，通过区冷却连同同时为相关工作辊的整个辊宽度施加液态加热介质来进行调节(参见图3)，和/或通过逆区冷却来进行调节(参见图4)。此外优选地同时进行厚度调节，从而经冷轧的铝箔20具有期望的额定厚度和/或期望的厚度轮廓。

厚度调节可以与平面度或平整度调节无关地进行，例如根据利用检测装置34测得的铝箔厚度以及通过借助于执行器34和/或35控制卷绕速度和/或开卷速度来调整整体的带材应力。

Claims (15)

1.冷轧设备(2)用于对铝箔(20)、尤其电池箔进行受调节的冷轧的应用，

其中，该冷轧设备(2)具有多个辊(6、8)，

其中，该冷轧设备(2)具有调节装置(16)，该调节装置被设置用于实施对冷轧过程的调节，尤其是以控制铝箔(20)的平整度和/或平面度，

其中，该冷轧设备(2)具有冷却介质施加装置(38、40)，该冷却介质施加装置被设置用于对所述多个辊(6、8)中的至少一个辊施加液态的冷却介质(60)，

其中，该冷轧设备(2)具有辊加热设备(42、44)，该辊加热设备被设置用于对所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊进行加热，

其中，该冷却介质施加装置(38、40)被设置用于对所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个冷却区(58.1-58.11)以能够彼此单独控制的方式施加液态的冷却介质(60)，并且

其中，该调节装置(16)被设置用于至少部分地通过经由控制触发冷却介质施加装置(38、40)进行的区冷却实施所述调节，

其特征在于，

该辊加热设备(42、44)被设置用于在正在进行的区冷却期间基本上在整个辊宽度上加热所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊。

2.优选根据权利要求1所述的、冷轧设备(2)用于对铝箔(20)、尤其电池箔进行受调节的冷轧的应用，

其中，该冷轧设备(2)具有多个辊(6、8)，

其中，该冷轧设备(2)具有调节装置(16)，该调节装置被设置用于实施对冷轧过程的调节，尤其是以控制铝箔(20)的平整度和/或平面度，

其中，该冷轧设备(2)具有辊加热设备(42、44)，该辊加热设备被设置用于对所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊进行加热，并且

其中，该辊加热设备(42、44)被设置用于以能够彼此单独控制的方式对所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个加热区(59.1-59.11)进行加热，

其特征在于，

该调节装置(16)被设置用于至少部分地通过经由控制辊加热设备(42、44)进行的逆区冷却来实施所述调节。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述辊加热设备以加热介质施加装置(42、44)的形式构成，所述加热介质施加装置被设置用于，为多个辊(6、8)中的所述至少一个辊施加液态的加热介质(62)，其中，所述加热介质施加装置(42、44)优选被设置用于，以能够彼此单独控制的方式为所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个加热区(59.1-59.11)施加液态的加热介质(62)。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述辊加热设备以感应式辊加热设备的形式构成，所述感应式辊加热设备设置用于感应式加热所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊，其中，所述辊加热设备优选设置用于以能够彼此单独控制的方式感应式加热所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个加热区(59.1-59.11)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的应用，其特征在于，用于逆区调节的所述调节装置(16)设置用于，在对应于所述多个加热区(59.1-59.11)中的第一加热区的调节变量存在额定值偏差的情况下，如此控制激活所述辊加热设备(42、44)，使得一个或多个第二加热区(59.1-59.11)相对于所述第一加热区(59.1-59.11)被更强烈地加热，尤其是相对于所述第一加热区(59.1-59.11)提高对一个或多个第二加热区(59.1-59.11)的加热介质(62)施加，或者相对于所述第一加热区(59.1-59.11)提高一个或多个第二加热区(59.1-59.11)的感应式加热功率。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的应用，其特征在于，所述冷轧设备(2)具有冷却介质施加装置(38、40)，其设置用于，为所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊施加液态的冷却介质(60)，其中，所述冷却介质施加装置(38、40)优选设置用于，以能够彼此单独控制的方式给所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个冷却区(58.1-58.11)施加液态的冷却介质(60)。

7.根据权利要求3、5或6中任一项所述的应用，其特征在于，所述冷却介质施加装置(38、40)包括第一喷嘴梁，并且所述加热介质施加装置(42、44)包括第二喷嘴梁，其中，所述第一喷嘴梁和第二喷嘴梁具有各自相应的框架(46、47)，所述框架具有并排布置的、分别能够控制的喷嘴(48.1-48.11；49.1-49.11)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的应用，其特征在于，轧制油用作加热介质(62)和/或冷却介质(60)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的应用，其特征在于，所述冷轧设备(2)具有检测装置(26)，该检测装置设置用于测量经冷轧的铝箔(20)的带材拉力分布的测量值，并且所述调节装置(16)设置用于根据由所述检测装置(26)测得的值来实施调节。

10.用于对铝箔(20)、尤其是电池箔进行受调节的冷轧的方法，

其中，在使用具有多个辊(6、8)的冷轧设备(2)的情况下、尤其是在根据权利要求1至9中任一项所述应用冷轧设备的情况下，对铝箔(20)实施冷轧过程，

其中，对冷轧过程进行调节，尤其是以控制铝箔(20)的平整度和/或平面度，其中，至少部分地通过对多个辊(6、8)中的至少一个辊进行区冷却来进行所述调节，

其特征在于，

在通过区冷却进行调节的期间，所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊基本上在整个辊宽度上被加热，尤其是被施加液态的加热介质(62)或被感应式加热。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在冷轧过程期间，在基本上整个辊宽度上基本上均匀地加热多个辊(6、8)中的所述至少一个辊，特别是在基本上整个辊宽度上基本上均匀地施加液态的加热介质(62)，或者在基本上整个辊宽度上基本上均匀地感应式加热。

12.尤其是根据权利要求10或11所述地对铝箔(20)、尤其电池箔进行受调节的冷轧的方法，

其中，在使用具有多个辊(6、8)的冷轧设备(2)、尤其是在根据权利要求1至9中任一项所述应用冷轧设备的情况下，对铝箔(20)实施冷轧过程，

其中，对冷轧过程进行调节，尤其是以控制铝箔(20)的平整度和/或平面度，

其特征在于，

至少部分地通过在多个辊(6、8)中的至少一个辊上进行逆区冷却来进行所述调节。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在逆区域冷却时，在对应于所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊的多个加热区(59.1-59.11)中的第一加热区的调节变量存在额定值偏差的情况下，相对于所述第一加热区(59.1-59.11)更强烈地加热一个或多个第二加热区(59.1-59.11)，尤其是相对于所述第一加热区(59.1-59.11)提高对一个或多个第二加热区(59.1-59.11)的施加，或者相对于所述第一加热区(59.1-59.11)提高一个或多个第二加热区(59.1-59.11)的感应式加热功率。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，在冷轧过程期间基本上在整个辊宽度上为所述多个辊(6、8)中的所述至少一个辊连续地施加液态的冷却介质(60)。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节包括经冷轧的铝箔(20)的厚度调节和/或带材拉应力分布调节。