DE60030288T2

DE60030288T2 - Walzölversorgungsverfahren zum kaltwalzen

Info

Publication number: DE60030288T2
Application number: DE60030288T
Authority: DE
Inventors: Nobuo Chiyoda-ku NISHIURA; Yasuhiro Chiyoda-ku SODANI; Yukio Chiyoda-ku KIMURA; Yoshiomi Chiyoda-ku SAKURAI; Hiroyoshi Chiyoda-ku SAKAI; Shigehiro Chiyoda-ku TOMOZUNE
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: KR100466711B1; EP1193004B1; EP1193004A1; DE60030288D1; US20020121118A1; EP1193004A4; KR20020008175A; US6497127B2; WO2001066277A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen und insbesondere ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl in einem Rezirkulations-Modus beim Tandem-Kaltwalzen unter Verwendung einer Vielzahl von Walz-Gerüsten.
STAND DER TECHNIK
Beim Kaltwalzen wird eine Schmierung notwendig, um die Reibung zwischen einem Stahlblech und der Walze während des Walzens abzusenken und ebenso müssen die Walze und das Stahlblech gekühlt werden, um die Reibwärme und die Umformwärme abzuführen.
Üblicherweise wird beim Kaltwalzen die Schmierung durch Verwendung eines Emulsions-Walzöls durchgeführt. Die Emulsion ist eine Flüssigkeitsmischung, in der Partikel des Walzöls in einem Zustand vorliegen, bei dem sie stabil in Wasser verteilt sind, und ist durch den Partikeldurchmesser und deren Konzentration gekennzeichnet. Der Partikeldurchmesser der Emulsion bedeutet den Partikeldurchmesser des Walzöls in der Emulsion und die Konzentration der Emulsion bezieht sich auf das Verhältnis des Ölvolumens zum Gesamtvolumen der Emulsion. Die Emulsion wird durch Hinzufügen einer vorab bestimmten Menge an Emulgator mit einer Konzentration in Bezug auf die Menge an Walzöl und anschließend durch Aufbringen einer Scherkraft mittels eines Betätigers oder einer Pumpe bereitgestellt. Die Verfahren zum Zuführen von Emulsions-Walzöl beim Kaltwalzen beinhalten einen direkten Modus, einen Rezirkulations-Modus sowie einen Hybridmodus, der einen Kompromiss zwischen den erstgenannten zwei Moden darstellt.
Im direkten Modus wird ein hochkonzentriertes Emulsions-Walzöl auf ein Stahlblech zum Zwecke der Schmierung aufgesprüht und Wasser wird zum Zwecke der Abkühlung auf eine Walze aufgesprüht. Daher weist dieser Modus höhere Schmier- und Abkühl-Eigenschaften als der Rezirkulations-Modus auf. In diesem Modus ist jedoch aufgrund der nicht erfolgten Zirkulation des Emulsions-Walzöls der Einheitsverbrauch des Walzöls hoch.
Auf der anderen Seite wird im Rezirkulations-Modus ein niedrig konzentriertes Emulsions-Walzöl, das vorab durch Vermischen und Betätigen eines Walzöls sowie von Kühlwasser vorbereitet wurde, auf ein Stahlblech sowie eine Walze zum Zwecke der Schmierung und der Abkühlung aufgesprüht, während es rezirkuliert wird. Daher ist der Einheitsverbrauch des Walzöls niedrig. Dieser Modus weist jedoch niedrigere Schmier- und Abkühl-Eigenschaften als der direkte Modus auf, so dass die Schmierung zum Zeitpunkt von Hochgeschwindigkeits-Walzung beispielsweise in einem Fall, in dem ein dünnes Stahlblech mit einer Dicke von nicht größer als 0,2 mm gewalzt wird, unzureichend ist, und ebenso Vibrationen des Walzgerüsts, die Rattern genannt werden und Oberflächendefekte, die Hitzeriefen genannt werden, leichter auftreten.
Um die Schmier-Eignung im Verfahren zur Zufuhr von Walzöl im Rezirkulations-Modus zu verbessern, hat die JP-B-59-24888 (der Begriff "JP-B" bezieht sich hierbei auf eine geprüfte japanische Patentveröffentlichung) in Verfahren offenbart, in dem Walzöl mit einer Konzentration von nicht weniger als 10% direkt auf die rückwärtige Oberfläche eines Stahlblechs bei einer Rate von 100 bis 200 l/min direkt vor dem Walzen aufgesprüht wird. Mit diesem Verfahren wird jedoch die Schmier-Eignung aufgrund der nachfolgenden Gründe i) und ii) nicht vollständig verbessert.

i) Das Phänomen, das das Öl in der aufgesprühten Emulsion auf der vorderen Oberfläche des Stahlblechs anhaftet, wird "plate out" genannt. Die Erfinder führten Studien in Bezug auf die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Menge an Plate-out-Öl zur Menge an in der zugeführten Emulsion enthaltenem Öl (im Anschluss als Anhaft-Effizienz bezeichnet) sowie der Konzentration aus. Als Ergebnis hiervon wurde ermittelt, dass wenn nur die Konzentration der Emulsion erhöht wird, die Anhaft-Effizienz absank, so dass die für die Schmierung notwendige Plate-out-Menge nicht erreicht werden konnte.
ii) Zum Zeitpunkt einer Hochgeschwindigkeits-Walzung treten Hitzeriefen nicht nur an der rückwärtigen Oberfläche, sondern ebenso auf der vorderen Oberfläche des Stahlblechs auf.

Die JP-B-58-5731 sowie die JP-A-9-122733 (der Begriff "JP-A" bezieht sich hierbei auf eine nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung) haben ein Verfahren im Hybridmodus offenbart, indem abseits vom Walzöl-Zufuhrsystem zum Zuführen einer Niedertemperatur-Emulsion mit einer niedrigen Konzentration von weniger als 10%, einer Hochkonzentrations-Emulsion, die durch Hinzufügen von Walzöl zu einem Extrakt aus der Rezirkulations-Emulsion vorbereitet wurde, auf eine hohe Temperatur von 75 °C erhitzt wird und direkt auf ein Stahlblech direkt vor dem Walzen gesprüht wird. Mit diesem Verfahren wird jedoch nicht nur die Schmier-Eignung nicht ausreichend verbessert, sondern ebenso erhöhen sich die Vorrichtungskosten aufgrund der nachfolgend genannten Gründe iii) und iv) deutlich.

iii) Auch wenn die Temperatur der Emulsion erhöht wird, wird die Anhafteffizienz abhängig von einer Emulsion-Dispersion, die die Emulsion ausbildet nicht immer erhöht. Ebenso wird, wie dies in Punkt i) beschrieben wird, auch dann, wenn die Konzentration der Emulsion erhöht wird, eine ausreichende menge an "plate-out" nicht erreicht. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Vorrichtung sowie ein Erhitzer dazu notwendig, die Emulsion zu erhitzen und unter Druck zu setzen, und ebenso ist ein Gerät sowie ein großer Kühler für das Walzöl-Zufuhrsystem notwendig, da die Mischung der Hochtemperatur-Emulsion für das Walzöl-Zufuhrsystem die Temperatur erhöht.
iv) Im Hybrid-Modus sind dann, wenn die Rezirkulations-Emulsion extrahiert wird, die Eigenschaften sowie der ESI (Emulsions-Stabilitäts-Index), die Konzentration des Eisens, der Saponifikations-Wert sowie der Säurewert der Rezirkulations-Emulsion nicht feststehen, so dass eine chemische Behandlung zur Fixierung dieser Eigenschaften und ein kompliziertes Gerät sowie ein Filter zur Entfernung des Eisens erforderlich sind. Ebenso verändern sich dann, wenn die Eigenschaften der extrahierten Emulsion sich einmal ändern, die Eigenschaften der Emulsion des Hybrid-Modus entsprechend.

Die JP-A-2-37911 hat ein Verfahren offenbart, in dem ein Emulgator, der zu einer hochkonzentrierten Emulsion hinzugefügt wurde, von der gleichen Art ist wie die der Rezirkulations-Emulsion, und nur die Menge an hinzugefügtem Emulgator verändert wird, um den ESI abzusenken, durch die die Emulsion direkt auf ein Stahlblech gesprüht wird. Mit diesem Verfahren wird jedoch die Emulsion im Hybrid-Modus, die einen niedrigen ESI aufweist und eine unstabile Emulsions-Dispergierbarkeit, in einen Walzöl-Zufuhrtank eingeführt, so dass der ESI der Rezirkulations-Emulsion sich über die Zeit verändert und die Emulsions-Dispergierbarkeit unstabil wird. Daher tritt eine exzessive Schmierung ein und ein Schlupf tritt bei sämtlichen Walzgerüsten auf, wodurch das Walzen unstabil wird.
Die JP-B-63-5167 hat ein Verfahren offenbart, in dem unter Verwendung eines ionischen Emulgators, der kein Salz enthält oder weniger zugänglich für Salz ist, eine Emulsion mit einer unstabilen Emulsions-Dispergierbarkeit direkt auf ein Stahlblech gesprüht wird und anschließend die Emulsion in einen Walzöl-Zufuhrtank zugeführt wird, zu dem im Überfluss eine wasserlösliche negativ-ionische Substanz hinzugefügt wird, durch die die Emulgation stabilisiert wird. Da der Walzöl-Zufuhrtank für ein Schmier-System generell eine hohe Kapazität von über 10000 Liter aufweist, muss in diesem Verfahren eine große Menge an negativ-ionischer Substanz vorab in den Tank gegeben werden. Daher variiert die Emulsions-Dispergierbarkeit der Emulsion im Tank leicht. Ebenso ist dann, wenn ein ionischer Emulgator weniger anfällig für die Bildung von Salz ist, verwendet wird, eine Salzbildereaktion mit der Emulsion sehr schwierig zu erreichen, so dass die Emulsion im Tank unstabil wird.
Die JP-B-6-13126 hat ein Verfahren offenbart, in dem die Menge an zugeführter Emulsion so gesteuert wird, dass ein geeigneter Schmierzustand erreicht wird. Mit diesem Verfahren ist es jedoch, da der Veränderungsbereich für das Vorwärtsschlupf-Verhältnis eng ist, schwierig, die Menge an zugeführter Emulsion so zu steuern, dass das gewünscht Vorwärtsschlupf-Verhältnis erreicht wird, so dass ein genauer Schmierzustand nicht erreicht werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme des Stands der Technik zu lösen und dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen im Rezirkulations-Modus zur Verfügung zu stellen, welches eine ausreichende Schmier-Eignung erreichen kann und das in der Lage ist, das Auftreten von Rattern und Hitzeriefen auch während des Hochgeschwindigkeits-Walzens dauerhaft und bei niedrigen Kosten zu vermeiden.
Um dieses Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen zur Verfügung, das die folgenden Schritte umfasst: Zuführen von Emulsions-Walzöl unter Verwendung eines ersten Walzöl-Zufuhrsystems, das das Emulsions-Walzöl zu einer Walze sowie einem zu walzenden Stahlblech im Rezirkulations-Modus zuführt, sowie ein zweites Walzöl-Zufuhrsystem, das das Emulsions-Walzöl nur auf die vordere und hintere Oberfläche des gewalzten Stahlblechs aufbringt, wobei das Emulsions-Walzöl, das mit einem Emulgator der gleichen Art und Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl wie die des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems aufweist, und welches so gesteuert ist, dass es einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion von mehr als der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems aufweist, welches vom zweiten Walzöl- Zufuhrsystem zugeführt wird, zugibt; sowie Verbinden der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, welches nicht auf dem gewalzten Stahlblech anhaftet, mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems.
Ebenso stellt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des oben genannten Ziels ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen zur Verfügung, welches die folgenden Schritte umfasst: Zuführen von Emulsions-Walzöl unter Verwendung eines ersten Walzöl-Zufuhrsystems, das das Emulsions-Walzöl zu einer Walze sowie einem zu walzenden Stahlblech im Rezirkulations-Modus zuführt, sowie ein zweites Walzöl-Zufuhrsystem, das das Emulsions-Walzöl nur zur vorderen und hinteren Oberfläche des zu walzenden Stahlblechs führt, wobei das Emulsions-Walzöl, das mit einem Emulgator der gleichen Art wie die des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, jedoch mit niedriger Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl verglichen mit dem Emulgator des ersten Walzöl-Zufuhrsystems und so gesteuert, dass die durchschnittliche Durchmessergröße der Emulsion größer als die der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, hinzugefügt wird, vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführt wird; die Wiedergewinnung der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, welche nicht auf dem zu walzenden Stahlblech anhaftete, die Hinzufügung eines Emulgators der wiedergewonnenen Emulsion derart, dass die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators gleich der des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, und eine mechanische Betätigung der Emulsion; sowie Verbindung der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, das mechanisch betätigt wurde, mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser und der Anhafteffizienz der Emulsion zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, die einen Plate-out-Test zeigt;
3 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Konzentration und der Anhafteffizienz der Emulsion zeigt;
4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion und der Rotationsgeschwindigkeit eines Betätigers in einem Tank zeigt;
5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Temperatur und der Anhafteffizienz der Emulsion zeigt;
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge der Emulsion und der Plate-out-Menge zeigt;
7 ist ein Graph, der die Differenz der Menge an auf einem Stahlblech zwischen dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sowie einem konventionellen Verfahren anhaftenden Öls zeigt;
8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein Graph, der die Partikeldurchmesser-Verteilung der Emulsion in einem Tank eines ersten Walzöl-Zufuhrsystems zeigt;
10 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an auf einem Stahlblech anhaftenden Öls in dem Fall zeigt, in dem ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte gewalzt wird;
11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten eines fünften Walzgerüsts in dem Fall zeigt, bei dem ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte gewalzt wird;
12 ist ein Graph, der die Verteilung der Walzgeschwindigkeiten zeigt, die in der Lage sind, ein Basismaterial für die harte Zinnplatte zu walzen;
13 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an Öl, die auf einem Stahlblech in dem Fall anhaftet, in dem ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird;
14 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten eines fünften Walzgerüsts in dem Fall zeigt, in dem ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird;
15 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Temperatur eines Walzblechs an der Zuführseite eines fünften Walzgerüsts in dem Fall zeigt, in dem ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird;
16 ist ein Graph, der die Verteilung der Walzgeschwindigkeiten zeigt, die in der Lage sind, ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte zu walzen;
17 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist ein Diagramm zur Berechnung der Wiederauffüllmenge an Emulsion sowie Verdünnungswasser;
19A und 19B sind Graphen, die die Beziehung zwischen der Konzentration eines Emulgators in Bezug auf das Öl und den durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion zeigen;
20 ist ein schematisches Diagramm, das ein noch anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Hinzufügen und Betätigen eines Emulgators in dem in 20 gezeigten Verfahren zeigt;
22 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Hinzufügen und Betätigen eines Emulgators in dem in 20 gezeigten Verfahren darstellt;
23 ist ein schematisches Diagramm, das ein noch anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Hinzufügen und Betätigen eines Emulgators in dem in 23 gezeigten Verfahren darstellt;
25 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Hinzufügen und Betätigen eines Emulgators in dem in 23 gezeigten Verfahren zeigt;
26 ist ein Diagramm zur Berechnung der Wiederauffüllungsmenge an Emulsion und Verdünnungswasser sowie der Hinzufügungsmenge an Emulgator;
27 ist eine Ansicht, die die Position von Sprühköpfen zum Zuführen von Emulsion im zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zeigt;
28 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Position der Sprühköpfe sowie der Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl zeigt;
29 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zur Erzielung einer Plate-out-Schicht zeigt;
30 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Phasenumkehrzeit und der Plate-out-Menge zeigt;
31 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis eines fünften Walzgerüsts sowie dem Auftreten von Rattern zeigt;
32 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis eines fünften Walzgerüsts zeigt;
33 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge an Emulsion und dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis zeigt;
34 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge an Emulsion und der Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl zeigt;
35 ist ein schematisches Diagramm, das ein noch anderes Beispiel eines Verfahrens der Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
36A und 36B sind Graphen, die die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge der auf der vorwärtigen und rückwärtigen Oberfläche eines Stahlblechs anhaftenden Öl zeigt;
37 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten eines fünften Walzgerüsts zeigt;
38 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten eines fünften Walzgerüsts zeigt;
39 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Temperatur eines Stahlblechs an der Zufuhrseite eines fünften Walzgerüsts zeigt;
40 ist ein schematisches Diagramm, das ein noch anderes Beispiel eines Verfahrens der Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
41A und 41B sind Graphen, die die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an auf der vorwärtigen bzw. rückwärtigen Oberfläche eines Stahlblechs anhaftenden Öls;
42 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten eines fünften Walzgerüsts zeigt;
43 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis eines fünften Walzgerüsts zeigt;
44 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Zufuhrsystem für Emulsion in dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
45 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Zufuhrmenge an Emulsion in dem konventionellen Verfahren zeigt;
46 ist ein Graph, der die Verteilung der Walzgeschwindigkeiten, die in der Lage sind, ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte zu walzen, zeigt; und
47 ist ein schematisches Diagramm, das ein noch anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
1 zeigt die Beziehung zwischen dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion und der Anhafteffizienz der auf einem Stahlblech anhaftenden Emulsion, welches durch Ausführen eines Plate-out-Tests (bei dem Walzöl aufgesprüht wird und nachdem eine vorab bestimmte Zeit verstrichen ist, das Walzöl, welches nicht anhaftete, mittels aufgeblasener Luft abgeblasen wird) wie in 2 unter den in Tabelle 1 gegebenen Bedingungen bestimmt wird.
Die Anhafteffizienz steigt mit durchschnittlichem Partikeldurchmesser der Emulsion an und insbesondere steigt sie dann stark an, wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser 20 μm oder größer ist. Tabelle 1
Daher wird entfernt von einem erste Walzöl-Zufuhrsystem, welches konventionell Emulsions-Walzöl zu einer Walze sowie einem zu walzenden Stahlblech im Rezirkulations-Modus zum Zwecke der Schmierung und Kühlung zuführt, ein zweites Walzöl-Zufuhrsystem zum Zuführen von Emulsions-Walzöl zu dem zu walzenden Stahlblech nur zum Zwecke der Schmierung zur Verfügung gestellt. Somit wird Emulsions-Walzöl, das aus einer so geregelten Emulsion besteht, dass es einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser größer als der vom ersten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführten Emulsion und insbesondere mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 20 μm oder größer aufweist, vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführt. Hierdurch wird die Anhafteffizienz der Emulsion erhöht, so dass die Schmier-Eignung deutlich verbessert werden kann.
Durch eine solche Unterteilung des Walzöl-Zufuhrsystems kann die Schmier-Eignung nur der stromabwärtigen Walzgerüste, die dazu neigen, während des Hochgeschwindigkeits-Tandemwalzens nur schlecht geschmiert zu werden, verbessert werden und somit werden die stromaufwärtigen Walzgerüste, die gut geschmiert sind, nicht exzessiv geschmiert. Ebenso werden die Gerätekosten nicht deutlich erhöht, da nur das zweite Walzöl-Zufuhrsystem bereitgestellt wird.
3 zeigt die Beziehung zwischen der Konzentration der Emulsion und der Anhafteffizienz der auf einem Stahlblech anhaftenden Emulsion, die durch Ausführen eines Plate-out-Tests unter dem in Tabelle 2 gegebenen Bedingungen ausgeführt wird. Tabelle 2
Die Anhafteffizienz sinkt mit steigender Konzentration der Emulsion ab. In dem Falle jedoch, bei dem der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion 20 μm beträgt, sinkt der Grad der Anhafteffizienz in Bezug auf die Konzentration der Emulsion ab. Daher verkürzt sich beim Hochgeschwindigkeits-Walzen die Sprühzeit mit einem Anstieg der Geschwindigkeit und somit sinkt die Menge an zugeführtem Walzöl pro Flächeneinheit des Stahlblechs ab. Somit zeigen die Testergebnisse, dass auch dann, wenn die Konzentration und die Temperatur der Emulsion wie vorher angehoben werden, ein ausreichender Effekt nicht erreicht wird und der Anstieg des durchschnittlichen Partikeldurchmessers wie in der vorliegenden Erfindung effektiv ist.
Das Emulsions-Walzöl des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems muss auf die vordere und rückwärtige Oberfläche des Stahlblechs zugeführt werden, da manchmal eine Hitzeriefe nicht nur auf der rückwärtigen Oberfläche, sondern auch auf der vorderen Oberfläche des Stahlblechs beim Hochgeschwindigkeits-Walzen auftreten kann.
Ebenso wird die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems durch Verwendung von gespeichertem Walzöl, Emulgator und Verdünnungswasser neu hergestellt, um eine stabile Schmier-Eignung zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird dann, wenn ein Emulgator der gleichen Art und der gleichen Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl wie diejenige des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems als zur Emulgator-Dispersion hinzugefügter Emulgator verwendet wird, ein gegenläufiger Einfluss dann verhindert werden, wenn die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems in einem ersten Walzöl-Zufuhrtank beinhaltet ist.
Darüber hinaus wird dann, wenn die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, die nicht auf dem Stahlblech anhaftete, sowie die Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems miteinander verbunden werden, die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wiederholt einer starken Scherung nicht nur im Tank, sondern ebenso in einer Pumpe und in einer Düse auf halber Position der Rezirkulation so unterworfen, dass sie feiner mit dem gleichen Partikeldurchmesser wie dem der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems pulverisiert wird, wodurch eine Emulsion mit einer stabilen Emulgator-Dispergierbarkeit zur Verfügung gestellt wird. Daher kann die Stabilität der Emulgator-Dispersion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beibehalten werden.
Wie in 4 gezeigt, ist es zur Erhöhung des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der Emulsion erforderlich, nicht nur die Rotationsgeschwindigkeit eines Betätigers in einem Tank, der im zweiten Walzöl-Zufuhrsystem bereitgestellt ist, abzusenken. Insbesondere muss zur Erhöhung des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der Emulsion auf 20 μm oder größer die Rotationsgeschwindigkeit auf 400 U/min oder niedriger abgesenkt werden. In 4 ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion leicht kleiner an der Auslassseite der Sprühdüse zum Zuführen von Walzöl als im Tank. Der Grund hierfür ist der, dass die Emulsion einer Scherung in einer Zufuhrpumpe und in einer Düse unterworfen ist.
5 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur der Emulsion und der Anhafteffizienz der auf einem Stahlblech anhaftenden Emulsion, welche durch Ausführen eines Plate-out-Tests unter dem in Tabelle 3 angegebenen Bedingungen und unter Verwendung der Emulgatoren a, b sowie c als Emulgator-Dispergiermittel bestimmt wurde. Tabelle 3
Wenn die Temperatur der Emulsion erhöht wird, kann die Plate-out-Menge wie im Fall des Emulgators c absinken, oder die Plate-out-Menge kann wie in den Fällen der Emulgatoren a und b erhöht werden, jedoch ist das Erhöhungsmaß der Anhafteffizienz gering. Ebenso ist ein Erhitzer dazu notwendig, die Emulsion bei hoher Temperatur zu halten, und ebenso ist dann, wenn die Emulsion in dem ersten Walzöl-Zufuhrsystem beinhaltet ist, ein Kühler notwendig, um den Temperaturanstieg zu beschränken. Daher ist es wünschenswert, dass die Temperaturen der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems und des ersten Walzöl-Zufuhrsystems gleich sind.
Die Konzentration und Zufuhrmenge der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems werden durch ein im Folgenden beschriebenes Verfahren bestimmt.
Angenommen, die Plate-out-Menge wird als Pϕ bezeichnet und die kleinste Plate-out-Menge, die nicht Hitzeriefen und Rattern erzeugt, wird als Pϕmin (mg/m²) bezeichnet, wird die folgende Gleichung (2) erhalten. Pϕmin ≤ Pϕ (2)
6 zeigt die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge der Emulsion und der Plate-out-Menge, welche durch Ausführen eines Plate-out-Tests unter den in Tabelle 4 angegebenen Bedingungen bestimmt wird.
Tabelle 4
Die Plate-out-Menge ist bei einer bestimmten Zufuhrmenge der Emulsion gesättigt und die Anhafteffizienz sinkt ab. Daher ist es wünschenswert, dass die Zufuhrmenge der Emulsion in dem Bereich eingestellt wird, in dem die Plate-out-Menge nicht gesättigt ist. Wird nun die Strömungsraten-Dichte als ω (l/m²) und die Sprüh-Verweilzeit als τ (min) angenommen, wird die Zufuhrmenge der Emulsion als ωτ ausgedrückt. Angenommen, die Zufuhrmenge der Emulsion zu dem Zeitpunkt, wenn die Plate-out-Menge gesättigt ist, wird als ωτmax (l/m²) angenommen, wird die folgende Gleichung (3) erhalten. Aus 6 kann ersehen werden, dass ωτmax etwa l/m² ist. ωτ ≤ ωτmax (3)
Die Strömungsrate Q (l/min) pro Sprühkopf eines Walzgerüsts wird durch Q = (ωτ) × W × V berechnet, wobei W (m) die Breite des Sprühens ist und V (m/min) die Walzgeschwindigkeit ist. Wenn W = 1,2 m und V = 1800 mpm ist, ist Q gleich 250 l/min. Daher kann die Strömungsrate pro Sprühkopf maximal 215 l/min betragen.
In dem Bereich, in dem die Plate-out-Menge nicht gesättigt ist, wird die Plate-out-Menge Pϕ durch die folgende Gleichung (4) berechnet. Pϕ = k × (c/100) × ωτ × (f/100) (4)wobei c die Konzentration (%) der Emulsion, f die Anhafteffizienz (%) und k ein Einheits-Umrechnungsfaktor (mg/l) ist. Der Faktor k beträgt obwohl er von der Art des Öls abhängig differiert, etwa 0,89 bis 0,90 × 10⁶.
Wie in 3 gezeigt, sinkt die Anhafteffizienz f mit dem Anstieg der Konzentration f der Emulsion ab, so dass die Konzentration c der Emulsion so niedrig wie möglich gemacht wird. Wie in 1 gezeigt, wird die Anhafteffizienz f vom durchschnittlichen Partikeldurchmesser d (μm) der Emulsion beeinflusst, so dass die Beziehung zwischen der Anhafteffizienz f, der Konzentration c und dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser d durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt wird. f = F(c, d) (5) wobei F eine bestimmte Funktion ist.
Die folgende Gleichung (6) wird aus den Gleichungen (2), (4) sowie (5) erhalten. c × F(c, d) ≥ Pϕmin/ωτ × k (6)
Daher muss die Konzentration c und der durchschnittliche Partikeldurchmesser d der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems die Gleichung (6) erfüllen.
Beispielsweise wird im Falle einer Emulsion mit einer Anhafteffizienz f, wie sie in 3 gezeigt ist, ein Beispiel der Berechnung der minimalen Konzentration bei einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser d von 20 μm wie folgt beschrieben.
Die minimale Plate-out-Menge Pϕmin in der Gleichung (6) wird durch die folgende Prozedur bestimmt. Zuerst wird die Beziehung zwischen dem Auftreten von Hitzeriefen und Rattern und der Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl untersucht und der unterste Grenzwert der Menge an auf dem Stahlblech zum Zeitpunkt, wenn weder Wärmeriefen noch Rattern auftreten, anhaftendem Öl wird als Plmin (mg/m²) angenommen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Plate-out-Menge Pϕmin auf der Stahlblech-Oberfläche an der Eintrittsseite des Walzgerüsts durch Pϕmin = 2 × P1min/1-r) unter der Annahme, dass Walzöl mit der gleichen Menge wie die Menge von Öl, die auf dem Stahlblech auf der Oberfläche der Walze an der Zufuhrseite des Walzgerüsts anhaftet, berechnet. In dieser Berechnung kennzeichnet r eine Reduktionsrate zum Zeitpunkt des Walzens.
Wenn Plmin 300 mg/m² und r gleich 0,3 betragen, ist Pϕmin 860 mg/m². Wenn die Zufuhrmenge ωτ der Emulsion 30% von ωτmax beträgt, wird die minimale Konzentration der Emulsion, die die Gleichung (6) erfüllt, unter Verwendung der Beziehung zwischen der Konzentration c und der Anhafteffizienz f der Emulsion zum Zeitpunkt, wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser d 20 μm ist, wie in 3 gezeigt, auf 10,0% bestimmt.
Auf der anderen Seite wird in dem Falle, in dem die oben beschriebene Emulsion als Emulsion für ein konventionelles Walzöl-Zufuhrsystem im Rezirkulations-Modus verwendet wird, eine Scherung aufgebracht, die dazu ausreicht, den durchschnittlichen Partikeldurchmesser kleiner als 20 μm einzustellen, wodurch die Emulsion eine stabile Emulgator-Dispersibilität aufweist und die Konzentration wird auf etwa 1,0 bis 5,0 % eingestellt.
Wie aus diesem Beispiel ersichtlich, ist unter Beachtung der Bedingungen in den oben beschriebenen Gleichungen (2) bis (6) die Konzentration der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems höher als die im Fall eines Walzöl-Zufuhrsystems im Rezirkulations-Modus. Der Sprühdruck des Walzöls zum Zeitpunkt, wenn die Emulsion zugeführt wird, ist vorzugsweise 0,5 bis 7 kg/cm². Ein Druck von 0,5 kg/cm² ist der minimale Druck für die vom Sprühkopf zum Besprühen der rückwärtigen Oberfläche des Stahlblechs zugeführten Emulsion, um die vordere Oberfläche des Stahlblechs zu erreichen. Wenn der Sprühdruck 7 kg/cm² übersteigt, kollidiert die Menge an Emulsion mit der vorderen Oberfläche des Stahlblechs und ein Rattern steigt an, so dass eine Zerstäubung erhöht wird und die Anhafteffizienz absinkt.
Tatsächlich wurde die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und im konventionellen Verfahren zum Zuführen von Walzöl im Rezirkulations-Modus durch den Lösungsmittel-Extraktionsprozess durch Einstellen der Konzentration der Emulsion bei 3,5%, dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser bei 10 μm und der Zufuhrmenge von Emulsion von den oberen und unteren Sprühköpfen bei 400 l/min im ersten Walzöl-Zufuhrsystem, sowie durch Einstellen der Konzentration der Emulsion bei 10%, des durchschnittlichen Partikeldurchmessers bei 20 µm und der Zufuhrmenge der Emulsion von den oberen und unteren Sprühköpfen bei 130 l/min im zweiten Walzöl- Zufuhrsystem gemessen. Als ein Ergebnis war die Menge an Öl, die auf dem Stahlblech anhaftete, welche durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gemessen wurde, bei etwa 40% höher als die im konventionellen Verfahren gemessene. Dies bedeutet, dass die Anhafteffizienz etwa 12 Mal der im konventionellen Verfahren entspricht.
Im ersten Walzöl-Zufuhrsystem zum Zuführen von Emulsions-Walzöl in einem Rezirkulations-Modus wurden Walzöl und Wasser, die in einem Zustand der Anhaftung auf dem Stahlblech nach außen gebracht wurden oder durch Verdampfen, Leckage oder scum-out verloren gingen, wieder aufgefüllt, so dass die Flüssigkeitsmenge und die Konzentration der Emulsion im Tank konstant gehalten wurde.
Auf der anderen Seite weist die im Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem beinhaltete Emulsion eine höhere Konzentration auf als diejenige der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, der Typ und die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators sind jedoch die gleichen. Daher kann die Emulsion als Make-up-Öl verwendet werden.
Daraufhin ist es in dem Fall, in dem die Menge an Walzöl, die in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem beinhaltet ist, größer als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, noch wünschenswerter, dass der Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit Verdünnungswasser wieder aufgefüllt wird, da die Konzentration der Emulsion konstant gehalten werden kann. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Flüssigkeitsmenge der Emulsion in dem Tank an, während die Konzentration konstant gehalten wird, was äquivalent zu der Kompensierung von Ölverlustmenge, die vorab bereitgestellt wurde, ist.
In dem Fall, in dem die Menge an im Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem beinhalteten Walzöl kleiner als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, ist es noch wünschenswerter, dass der Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit Emulsion im Tank des zweiten Walzöl-Zufuhrsystem sowie mit Verdünnungswasser wieder aufgefüllt wird, da die Konzentration der Emulsion konstant gehalten werden kann.
Die Wiederauffüllungsmenge W (l/min) an Verdünnungswasser und die Wiederauffüllungsmenge q2 (l/min) an Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems werden basierend auf den folgenden Gleichungen (8) bis (12) gemäß der Ölanstiegsmenge ΔQ0 (l/min), die durch die folgende Gleichung (7) ausgedrückt wird, in der die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems von der Ölmenge der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, welche im ersten Walzöl-Zufuhrsystem in einem Rezirkulations-Modus beinhaltet ist, subtrahiert wird, bestimmt. ΔQ0 = (c/100) × (1 – f/100) × q1 – Q10 (7) ΔQw = (1 – c/100) × q1 – Q1w (8)Wenn ΔQ0 ≥ 0, W = (100/c – 1) × ΔQ0 – ΔQw (9)Wenn ΔQ0 < 0 und ΔQE ≤ 0, q2 = ΔQ0 × 100/c (10) W = –ΔQ0 × 100/co – q2 – ΔQw (11)Wenn ΔQ0 < 0 und ΔQE > 0, W = [(c/co – 1) + c/100 × f/100 × (1 – 100/co)] × q1 (12)wobei ΔQw (l/min) die Wasseranstiegmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, Ql0 (l/min) die Ölverlustmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, Qlw (l/min) die Wasserverlustmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, ΔQE (1) eine Abweichung von einem feststehenden Niveau der Flüssigkeitsmenge der Emulsion in dem Tank, q1 (l/min) die Zufuhrmenge an Emulsion vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zu einem Stahlblech und c0 (%) die Konzentration der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems sind.
Unter Verwendung eines solchen Wiederauffüllungsverfahrens kann die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems effektiv verwendet werden, inklusive der Verwendung für die Wiederauffüllung von unzureichendem Öl im ersten Walzöl-Zufuhrsystem, so dass der Einheitsverbrauch an Walzöl wie im konventionellen Walzöl-Zufuhrverfahren im Rezirkulations-Modus abgesenkt werden kann. Ebenso kann in dem Falle, in dem die Schmierung und die Abkühlung durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem ausgeführt wird, das zweite Walzöl-Zufuhrsystem dazu verwendet werden, die Ölverlustmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zu kompensieren. Zu diesem Zeitpunkt wird die Wiederauffüllungsmenge der Emulsion und des Verdünnungswassers im zweiten Walzöl-Zufuhrsystem basierend auf den Gleichungen (10) und (11) unter der Annahme, dass ΔQ0 = -Ql0 und ΔQw = -Qlw sind, bestimmt.
Beispiel 1
8 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
In diesem Verfahren sind vierte und fünfte Walzgerüste eines Tandem-Kaltwalzwerks, welches insgesamt aus fünft Walzgerüsten mit einem ersten Walzöl-Zufuhrsystem in einem konventionellen Rezirkulations-Modus besteht, mit dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem versehen. Die Schmierung und die Abkühlung der ersten bis dritten Walzgerüste wird durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht, die Schmierung des vierten und fünften Walzgerüsts wird durch das zweite Walzöl-Zufuhrsystem erreicht und die Abkühlung des vierten und fünften Walzgerüsts wird durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht. Der Grund für diese Bereitstellung des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems an den vierten und fünften Walzgerüsten ist der wie oben beschriebene, dass an den stromabwärtigen Walzgerüsten die Walzgeschwindigkeit höher ist und daher die Walzbelastung höher ist, da die Blechdicke klein ist, so dass die Schmierung leichter unzureichend werden kann.
Heißes Wasser, für das Walzöl gespeichertes Öl und ein Emulgator werden von jeweiligen Tanks 2, 3 und 4 zu einem Emulsionstank 1 durch Zufuhrpumpen 5a, 5b und 5c zugeführt, während die Wiederauffüllungsmenge durch die Strömungsregulierungsventile 6a, 6b und 6c so gesteuert wird, dass eine vorab bestimmte Ölkonzentration oder eine Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl bereitgestellt wird. Die Konzentration der Emulsion in dem Tank 1 bis 4 beträgt 15% und die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl ist gleich der im ersten Walzöl-Zufuhrsystem. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser im Tank 1 wird so durch die Rotationsgeschwindigkeit eines Betätigers 7 so gesteuert, dass er 30 bis 50 µm beträgt. Die Temperatur der Emulsion ist gleich der im ersten Walzöl-Zufuhrsystem.
Die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wird zur vorwärtigen und rückwärtigen Oberfläche eines Stahlblechs 21 durch Sprühköpfe 10a und 10b mittels einer Pumpe 8 befördert, nachdem es durch eine Walzöl-Zufuhrleitung 9 hindurch verlief. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion wird zu diesem Zeitpunkt durch die Scherung an der Pumpe 8 und der Düse der Sprühköpfe 10a und 10b auf 20 bis 40 µm abgesenkt. Die Zufuhrmenge wird maximal auf 215 l/min pro Sprühkopf eingestellt und wird in Übereinstimmung mit der Größe und des Typs des Stahlblechs gesteuert.
Diejenige Emulsion, die nicht auf dem Stahlblech 21 anhaftet, nachdem sie auf das Stahlblech 21 aufgesprüht wurde, wird mittels einer Wiedergewinnungs-Ölwanne 17b zusammen mit der zur Kühlung rezirkulierenden Emulsion wiedergewonnen und zu einem Tank 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems durch eine Rückführleitung 27b gesendet. Danach wird die Emulsion mittels eines Betätigers 18, der in dem Tank 13b vorgesehen ist, betätigt und auf dem gleichen Partikeldurchmesser wie die Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems feiner pulverisiert, wodurch eine Emulsion mit einer stabilen Emulgator-Dispersibilität bereitgestellt wird.
9 zeigt die Partikeldurchmesser-Verteilung der Emulsion in dem Tank 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems in dem Falle, in dem das zweite Walzöl-Zufuhrsystem verwendet wird (•) und in dem Fall, in dem sie nicht verwendet wird (0).
Da die Partikeldurchmesser-Verteilung der Emulsion in dem Tank 13b in dem Fall, in dem das zweite Walzöl-Zufuhrsystem verwendet wird, mit der in dem Fall übereinstimmt, in dem diese nicht verwendet wird, und somit wird die Emulgator-Dispersibilität des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beibehalten.
Die Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wird in einem Tank 13a für die ersten bis dritten Walzgerüste und dem Tank 13b für die vierten und fünften Walzgerüste gespeichert und wird durch die Betätiger 18 betätigt, durch die eine stabile Emulsion mit kleinen Partikeldurchmessern bereitgestellt wird. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion beträgt 8 bis 15 µm, wenn ein Emulgator der Art einer kationischen Dispersion verwendet wird, und beträt manchmal 10 µm oder kleiner, wenn ein Emulgator anders als der oben beschriebene Typ verwendet wird. Ebenso beträgt die Konzentration der Emulsion üblicherweise 1 bis 4%. Die Temperatur der Emulsion beträgt 55 bis 70 °C, wenn Rintertalg als Basisöl verwendet wird, und ist manchmal niedriger als die oben beschriebene Temperatur, wenn ein synthetisches, auf Ester basierendes Walzöl verwendet wird. Die Emulsion in den Tanks 13a und 13b wird zu den Walzöl-Zufuhrleitungen 15a und 15b mittels Pumpen 14a und 14b zugeführt.
An den ersten bis dritten Walzgerüsten, bei denen die Schmierung durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem durchgeführt wird, wird die Emulsion von den Sprühköpfen 19a und 19b auf den Walzspalt hin gesprüht. Die Zufuhrmenge an Emulsion beträgt 1000 bis 2000 l/min an jedem Sprühkopf. An der Zufuhrseite jedes der ersten bis fünften Walzgerüste wird die Emulsion vom Kühlemulsions-Zufuhrsystem 20 auf das Stahlblech 21, eine Arbeitswalze 22 sowie eine Stützwalze 23 hin gesprüht. Die Zufuhrmenge an Emulsion beträgt 100 bis 2000 l/min an jedem Sprühkopf. Anschließend wird die Emulsion durch Wiedergewinnungs-Ölwannen 17a und 17b wiedergewonnen und zu den Tanks 13a und 13b durch Rückführleitungen 27a und 27b zurückgeführt.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie es in 8 gezeigt ist, wurde ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 mm und einer Breite von 900 mm auf eine Dicke von 0,18 mm gewalzt und ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte mit einer Dicke von 2,3 mm und einer Breite von 1000 Merkmal wurde auf eine Dicke von 0,20 mm unter den Walzöl-Zufuhrbedingungen gewalzt, die im Folgenden beschrieben werden, während die Geschwindigkeit verändert wurde und das Auftreten von Rattern und Hitzeriefen überprüft wurde.
Als Basisöl für das Walzöl wurde Rindertalg (Viskosität bei 40 °C: 45 cSt) verwendet. Als Emulgator wurde ein kationischer Emulgator verwendet. Die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl und die Temperatur des Emulgators der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurden, wie im ersten Walzöl-Zufuhrsystem, bei 0,6% bzw. 60 °C eingestellt, und die Konzentration der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 10% eingestellt. Der Partikeldurchmesser der durch die Pumpe und die Kopfdüse einer Scherung unterworfenen Emulsion wurde bei 20 µm eingestellt. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser im Tank des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 30 µm eingestellt und die Zufuhrmenge der Emulsion wurde bei 100 l/min am vierten Walzgerüst und bei 130 l/min beim fünften Walzgerüst eingestellt. Die Schmierung der anderen Walzgerüste und die Kühlung sämtlicher Walzgerüste wurde durch Verwendung einer Emulsion mit einer Konzentration von 3,5% und einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 µm des ersten Walzöl-Zufuhrsystems erreicht.
Zum Vergleich wurde die gleiche Untersuchung ebenso in dem Fall ausgeführt, in dem das Walzen durch ein konventionelles Verfahren ausgeführt wurde, bei dem die Schmierung der vierten und fünften Walzgerüste durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht wurde. In diesem Fall wurde die Zufuhrmenge der Emulsion bei 2500 l/min am vierten Walzgerüst und bei 4000 l/min am fünften Walzgerüst eingestellt.
Wie in Tabelle 5 angegeben, kann dann, wenn ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte durch ein Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gewalzt wird, die Walzgeschwindigkeit auf 2100 mpm ohne Auftreten von Rattern oder Hitzeriefen angehoben werden. Auf der anderen Seite tritt durch das konventionelle Verfahren das Rattern bei einer Walzgeschwindigkeit von 1500 mpm auf und die Walzgeschwindigkeit kann nicht weiter erhöht werden. Tabelle 5

O: Weder Hitzeriefen noch Rattern traten auf
·: Rattern tritt ein
·: Walzen ist unmöglich

10 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl in dem Falle, in dem ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte gewalzt wird. Die Menge an auf dem Stahlblech haftendem Öl ist ein Wert, der durch eine Mittlung der Mengen an auf der Oberfläche und der Rückseite mittels eines Lösungsmittel-Extraktionsprozesses bestimmter Mengen ermittelt wird.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine konstante Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl dauerhaft auch bei Hochgeschwindigkeitswalzung erreicht werden, die Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl sinkt jedoch bei dem konventionellen Verfahren stark dann ab, wenn das Walzen bei einer Geschwindigkeit von höher als 800 Mikroprägemuster durchgeführt wird.
11 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten des fünfsten Walzgerüsts in dem Fall, in dem ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte gewalzt wird.
Korrespondierend zu den in 10 gezeigten Ergebnissen erhöht sich bei dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Reibkoeffizient des fünften Walzgerüsts nicht und somit tritt eine Verkürzung der Schmierung auch bei Hochgeschwindigkeits-Walzung nicht ein.
12 zeigt die Verteilung der Walzgeschwindigkeiten, die in der Lage sind, ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte zu walzen.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beträgt die durchschnittliche Walzgeschwindigkeit 1700 mpm, was einen verglichen mit den durchschnittlichen Walzgeschwindigkeiten von 1359 mpm im konventionellen Verfahren stark erhöhte Wert darstellt.
Tabelle 6 zeigt ein Ergebnis, das dann erzielt wird, wenn ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird. Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Walzgeschwindigkeit auf 2100 mpm ohne Auftreten von Hitzeriefen erhöht werden. Auf der anderen Seite tritt beim konventionellen Verfahren eine Hitzeriefe bei einer Walzgeschwindigkeit von 1700 mpm ein und der Grad an Hitzeriefen wird dann bemerkbar, wenn das Walzen bei einer Geschwindigkeit höher als 1700 mpm durchgeführt wird. Tabelle 6

O: Weder Hitzeriefen noch Rattern traten auf
Δ: Leichtes Rattern tritt auf
·: Deutliche Hitzeriefen treten auf

13 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl in dem Falle, in dem ein Material für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine konstante Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl dauerhaft auch beim Hochgeschwindigkeits-Walzen erreicht werden, jedoch sinkt bei dem konventionellen Verfahren die Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl deutlich dann ab, wenn das Walzen bei einer Geschwindigkeit von mehr als 800 mpm durchgeführt wird.
14 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts in dem Fall, in dem ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird.
In Übereinstimmung mit dem in 13 gezeigten Ergebnis steigt bei dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Reibkoeffizient des fünften Walzgerüsts nicht an und somit tritt eine Verkürzung der Schmierung auch bei Hochgeschwindigkeits-Walzen nicht auf.
15 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Temperatur eines Stahlblechs an der Zufuhrseite des fünften Walzgerüsts in dem Fall, in dem ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird der Anstieg der Temperatur dann beschränkt, wenn das Walzen bei einer Hochgeschwindigkeit verglichen mit dem konventionellen Verfahren durchgeführt wird, wobei dieses Ergebnis mit dem oben beschriebenen Ergebnis übereinstimmt, dass es unwahrscheinlicher ist, dass eine Hitzeriefe auftritt. Der Grund hierfür ist der in 14 gezeigte, dass der Anstieg des Reibkoeffizienten in dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschränkt ist.
16 zeigt die Verteilung der Walzgeschwindigkeiten, die in der Lage sind, ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte zu walzen.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beträgt die durchschnittliche Walzgeschwindigkeit 1900 mpm, was verglichen mit der durchschnittlichen Walzgeschwindigkeit von 1550 mpm im konventionellen Verfahren einen deutlich verbesserten Wert darstellt.
Beispiel 2
17 zeigt ein anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl zum Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
In diesem Verfahren ist eine Walzöl-Zufuhrleitung 11 zusätzlich in dem in 8 gezeigten Verfahren vorgesehen, so dass die Emulsion von dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zu den Tanks 13a und 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zugeführt werden kann. Ebenso ist eine Verdünnungswasser-Zuführleitung 16 so vorgesehen, dass das Verdünnungswasser wieder von dem Heißwassertank 2 zu den Tanks 13a und 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zugeführt werden kann.
Eine Berechnungsvorrichtung 24b berechnet die Zufuhrmenge an von dem Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems zu dem Tank 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zugeführter Emulsion und die Wiederauffüllmenge des Verdünnungswassers.
18 zeigt ein Diagramm für diese Kalkulation. Die Zufuhrmenge q1 der an dem vierten und fünften Walzgerüst vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem aufgesprühten Emulsion wird mit einem Strömungsmeter 25 gemessen. Die Zufuhrmenge q2 der von dem Tank 1 zugeführten Emulsion und die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers werden unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung (7) bis (12) berechnet. Basierend auf den Berechnungsergebnissen werden die Strömungssteuerungsventile 12b und 26b geregelt.
Beispielsweise betragen dann, wenn die Konzentration der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems für die vierten und fünften Walzgerüste 2,5% beträgt, die Ölverlustmenge und die Wasserverlustmenge 1,4 l/min bzw. 18,4 l/min, die Konzentration der Emulsion im Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems ist 10% und die Anhafteffizienz der Emulsion beträgt 30% unter der Annahme, dass die Zufuhrmengen an zu einem Stahlblech zugeführter Emulsion 20 l/min und 30 l/min an den vierten und fünften Walzgerüsten beträgt, die Füllanstiegmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ΔQ0 beträgt 2,1 l/min gemäß Gleichung (7), was bedeutet, dass ΔQ0 > 0 ist. Somit wird ausschließlich Verdünnungswasser wieder zugeführt, um die Konzentration des ersten Walzöl-Zufuhrsystems bestehen zu lassen. Die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers wird durch die Gleichung (9) auf 55,3 l/min bestimmt. Ebenso beträgt unter der Annahme, dass die Zufuhrmengen an auf ein Stahlblech zugeführter Emulsion an den vierten und fünften Walzgerüsten 5 l/min bzw. 13 l/min beträgt, die Ölanstiegmenge des erste Walzöl-Zufuhrsystems ΔQ0 = –0,14 l/min gemäß Gleichung (7), was bedeutet, dass ΔQ0 < 0 ist. Somit wird die Zufuhr von Walzöl zum ersten Walzöl-Zufuhrsystem erforderlich. Wenn die Flüssigkeitsmenge der Emulsion in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems konstant gehalten wird (ΔQE = 0), werden die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sowie Verdünnungswasser zugeführt. Aus den Gleichungen (10) sowie (11) werden die Zufuhrmenge q2 der Emulsion und die Wiederauffüllmenge des Verdünnungswassers auf 1,4 l/min bzw. 6,4 l/min bestimmt.
Wenn die Flüssigkeitsmenge der Emulsion in dem Tank größer als das feststehende Niveau ist (ΔQE > 0), wird nur Verdünnungswasser wiederaufgefüllt. Die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers wird durch die Gleichung (12) auf 33,0 l/min bestimmt.
Eine Berechnungsvorrichtung 24a berechnet die Zufuhrmenge an von dem Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems zu dem Tank 13a des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zugeführter Emulsion sowie die Wiederauffüllmenge des Verdünnungswassers. Die Zufuhrmenge q2 der von dem Tank 1 zugeführten Emulsion sowie die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers werden unter Verwendung der Gleichungen (10) bis (11) berechnet und basierend auf dem Berechnungsergebnis werden die Strömungssteuerungsventile 12a und 26a geregelt. Hierdurch wird das Öl in dem Tank 13a des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wiederaufgefüllt.
Beispielsweise sind dann, wenn die Konzentration der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems für die ersten bis dritten Walzgerüste 2,5% beträgt, die Ölverlustmenge und die Wasserverlustmenge 0,6 l/min bzw. 7,9 l/min, die Konzentration der Emulsion in dem Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems beträgt 10% und die Anhafteffizienz der Emulsion beträgt 30%, die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers beträgt 25,9 l/min und die Zufuhrmenge q2 der von dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführten Emulsion beträgt 6 l/min.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie es in 17 gezeigt ist, wurde ein Basismaterial für eine Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 bis 2,0 mm und einer Breite von 800 bis 1200 mm auf eine Dicke von 0,16 bis 0,25 mm unter den unter beschriebenen Walzöl-Zufuhrbedingungen gewalzt und der Einheitsverbrauch des Walzöls wurde untersucht.
Als Basisöl für das Walzöl wurde Rindertalg (Viskosität bei 40 °C: 45 cSt) verwendet. Als Emulgator wurde ein kationischer Emulgator verwendet. Die Konzentration der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 10% eingestellt und dessen durchschnittlicher Partikeldurchmesser wurde bei 20 µm eingestellt. Die Konzentration der Emulsion im ersten Walzöl-Zufuhrsystem wurde bei 3% eingestellt und deren durchschnittlicher Partikeldurchmesser wurde bei 9 µm eingestellt. Die Temperaturen der Emulsion des ersten und zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sowie die Konzentration der Emulgatoren in Bezug auf die Menge an Öl wurden zueinander gleich bei 60 °C bzw. 0,6% eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Zufuhrmenge der Emulsion, die vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführt wurde, gemäß der Dicke nach dem Walzen verändert. Die Zufuhrmengen an den vierten und fünften Walzgerüsten wurde bei 100 l/min bzw. 130 l/min eingestellt, wenn die Blechdicke 0,16 bis 0,2 mm beträgt, und bei 5 l/min bzw. 13 l/min, wenn die Blechdicke 0,20 bis 0,25 mm betrug.
Zum Vergleich wurden die gleichen Untersuchungen ebenfalls in dem Fall durchgeführt, bei dem das Walzen durch das konventionelle Verfahren ausgeführt wurde, indem die Schmierung der vierten und fünften Walzgerüste durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht wird. In diesem Fall wurde die Zufuhrmenge der Emulsion bei 3000 l/min an dem vierten Walzgerüst und bei 4000 l/min am fünften Walzgerüst eingestellt.
Wie in Tabelle 7 angegeben, kann in dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Einheitsverbrauch des Walzöls verglichen mit dem konventionellen Verfahren abgesenkt werden. Der Grund hierfür ist der, dass in dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems effektiv als Make-up-Öl für die Kompensation des Ölverlusts des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verwendet werden kann, und die Zufuhrmenge der Emulsion verglichen mit dem konventionellen Verfahren so abgesenkt werden kann, dass die Menge an Ölverlust aufgrund von Rauch und dergleichen abgesenkt werden kann. Tabelle 7
Zweite Ausführungsform
Die 19A und 19B zeigen die Beziehung zwischen der Konzentration an Emulgator in Bezug auf die Menge an Öl und dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion. 19A zeigt ein Beispiel, in dem Rindertalg als Walzöl verwendet wird, und ein kationisches Dispergiermittel als Emulgator verwendet wird. 19B zeigt ein Beispiel, in dem ein synthetisches, auf Ester basierendes Öl als Walzöl verwendet wird und ein nichtionischer Emulgator als Emulgator verwendet wird. Die Emulsion wird vollständig einer mechanischen Betätigung und Scherung unterworfen.
In beiden Fällen steigt der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion mit Absenken der Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl an. Ebenso erhöht, da die Anhafteffizienz der Emulsion mit einem ansteigenden durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion wie in 1 gezeigt ansteigt, das Absinken der Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl die Anhafteffizienz der Emulsion an, wodurch die Schmier-Eignung verbessert wird.
Daher kann dann, wenn ein erstes Walzöl-Zufuhrsystem zur Zufuhr von Emulsions-Walzöl zu der Walze und einem zu walzenden Stahlblech sowie ein zweites Walzöl-Zufuhrsystem zum Zuführen von Emulsions-Walzöl zu den vorderen und hinteren Oberflächen eines zu walzenden Stahlblechs bereitgestellt werden, und ein Emulgator mit einer Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl niedriger als der Emulgator des ersten Walzöl-Zufuhrsystems hinzugefügt werden und Emulsion mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von mehr als der der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, vorzugsweise 20 µm oder größer, zugeführt werden, eine außergewöhnliche Schmier-Eignung wie in der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Um die Stabilität der Emulsions-Dispersion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beizubehalten, ist es jedoch notwendig, dass die Emulsion wieder aufgefangen wird, bevor die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, die nicht auf einem zu walzenden Stahlblech anhaftete, mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verbunden wird, und ein Emulgator der gleichen Art wie im ersten Walzöl-Zufuhrsystem hinzugegeben wird, so dass die gleiche Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl wie im ersten Walzöl-Zufuhrsystem erreicht wird, und eine mechanische Betätigung aufgebracht wird. Hierdurch wird die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems feiner auf den gleichen Partikeldurchmesser wie die Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems pulverisiert, wodurch eine Emulsion mit einer stabilen Emulsions-Dispergierbarkeit bereitgestellt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge qe (l/min) des hinzugegebenen Emulgators basierend auf der folgenden Gleichung (13) bestimmt. qe = ql × (l1 – f/100) × c/100 × (ceo – ce)/100 (13)wobei ceo (%) die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist und ce (%) die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems ist.
Der Emulgator kann unter Verwendung des folgenden Verfahrens hinzugegeben und betätigt werden:

(1) Ein Verfahren, bei dem der Emulgator in den Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems gegeben wird und die Rotationsgeschwindigkeit des Betätigers im Tank angehoben wird, wodurch die Emulsion betätigt wird.
(2) Ein Verfahren, in dem die Emulgatoren auf halber Position einer Rückführröhre, die von der Ölwanne zur Wiedergewinnung der Emulsion zum Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verläuft, gegeben wird und eine Öffnung sowie eine Betätigungspumpe auf halber Position der Röhre vorgesehen sind, um die Emulsion zu betätigen.
(3) Ein Verfahren, in dem der Emulgator in die Ölwanne zur Wiedergewinnung der Emulsion gegeben wird, und eine Öffnung sowie eine Betätigungspumpe auf halber Position einer Rückführröhre vorgesehen sind, die von der Ölwanne zum Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verläuft, um die Emulsion zu betätigen.
(4) Ein Verfahren, in dem ein Puffertank zur Wiedergewinnung entfernt vom Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vorgesehen ist, und in dem Puffertank der Emulgator zur wiedergewonnenen Emulsion hinzugegeben wird und ein Betätiger dazu vorgesehen ist, die Emulsion zu betätigen.

Die Emulsion, die nachdem sie auf ein Stahlblech vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem aufgesprüht wurde, wiedergewonnen wurde, weist eine Konzentration auf, die höher als diejenige der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, und der Emulgator wird so hinzugegeben, dass die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl und den durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion gleich der in dem Falle des ersten Walzöl-Zufuhrsystems sind, so dass die wiedergewonnene Emulsion als Make-up-Öl verwendet werden kann.
Daher ist in dem Falle, in dem die Menge an in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem eingeschlossenen Öl größer als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, es vorteilhaft, dass der Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit Verdünnungswasser wieder aufgefüllt wird, da die Konzentration der Emulsion konstant gehalten werden kann. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Flüssigkeitsmenge der Emulsion in dem Tank an, während eine feste Konzentration beibehalten wird, was äquivalent zur Kompensation an vorab bereitgestellter Ölverlustmenge ist.
In dem Fall, in dem die Menge an in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem beinhalteten Öls die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems übersteigt und die Flüssigkeitsmenge der Emulsionen im Tank ein feststehendes Niveau übersteigt, kann die Konzentration der Emulsion nur durch Wiederauffüllung von Verdünnungswasser konstant gehalten werden.
Auf der anderen Seite kann in dem Falle, in dem die Menge an in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem beinhalten Öls kleiner als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist und die Flüssigkeitsmenge der Emulsion in dem Tank nicht ein feststehendes Niveau übersteigt, die Konzentration der Emulsion durch die Wiederauffüllung des Tanks des ersten Walzöl-Systems kann mit der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems konstant gehalten werden, zu dem der Emulsion so hinzugegeben wird, dass die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl gleich der der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, sowie die von Verdünnungswasser.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge qe an hinzugegebenem Emulgator durch die folgende Gleichung (14) ausgedrückt. qe = q2 × c/100 × (ceo – ce)/100 (14)
Die Konzentration, Zufuhrmenge und Wiederauffüllmenge der Emulsion im zweiten Walzöl-Zufuhrsystem und die Wiederauffüllmenge des Verdünnungswassers werden auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform bestimmt.
Beispiel 3
20 zeigt ein noch anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur sind wie im Falle der 8 die vierten und fünften Walzgerüste Teile einer Tandem-Kaltwalzstraße, die insgesamt aus fünf Walzgerüsten besteht, die ein erstes Walzöl-Zufuhrsystem in einem Rezirkulations-Modus aufweisen und die mit dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem versehen sind.
In dem in 20 gezeigten Beispiel wird die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, zu dem ein Emulgator mit einer niedrigen Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl hinzugegeben wurde, welche nicht an dem Stahlblech 21 anhaftete, in einem Betätigungstank 27 wiedergewonnen, bevor es mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verbunden wird. In dem Betätigungstank 27 wird ein Emulgator so hinzugegeben, dass dessen Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl gleich der des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, und die Emulsion wird betätigt. Insbesondere wird die Emulsion, die nicht auf dem Stahlblech 21 anhaftete, in dem Betätigungstank 27 über eine Wiedergewinnungs-Ölwanne 17b sowie eine Rückführleitung 30b zusammen mit der Emulsion für die Kühlung, die rezirkuliert wird, wiedergewonnen. Der Emulgator mit einer Menge, die durch die oben beschriebene Gleichung (13) bestimmt wurde, wird durch die Öffnungssteuerung eines Ventils 29 hinzugegeben und die Emulsion wird zusätzlich mittels eines Betätigers 18 betätigt. Danach wird die Emulsion zum Tank 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems über eine Pumpe 28 geschickt und wird mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verbunden.
Die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des zur Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems hinzugegebenen Emulgators beträgt beispielsweise dann 0,005 bis 0,2%, wenn ein Emulgator einer Art eines kationischen Dispergators verwendet wird und die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beträgt 0,5%.
Die Menge an zu der wiedergewonnenen Emulsion im Betätigungstank 27 hinzugegebenen Emulgators beträgt beispielsweise 8,4 cc/min, wenn die Konzentration der Emulsion und die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl des ersten Walzöl-Zufuhrsystems 2,5% bzw. 0,5% betragen, die Konzentration der Emulsion und die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sind 10% bzw. 0,1% und die Zufuhrmengen der Emulsion, die zum Stahlblech an den vierten und fünften Walzgerüsten zugegeben wurde, beträgt 20 l/min bzw. 30 l/min.
Um den Emulgator zur wiedergewonnenen Emulsion hinzuzugeben und die Emulsion zu betätigen, kann ebenso das nachfolgende Verfahren verwendet werden.

(1) Nachdem die wiedergewonnene Emulsion mit der Emulsion in den Tanks 13a und 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verbunden wurde, wird der Emulgator hinzugegeben und die Drehgeschwindigkeit des Betätigers 18 wird erhöht.
(2) Wie in 21 gezeigt, wird der Emulgator auf einer halben Position der Rückführleitung 30b, die von der Wiedergewinnungs-Ölwanne 17b verläuft, vom Tank 4 durch eine Röhre 32 und ein Ventil 33 hinzugegeben und eine Scherung wird mittels einer Betätigungspumpe 34, die auf halber Position der Rückführleitung vorgesehen ist, auf die Emulsion aufgebracht.
(3) Wie in 22 gezeigt, wird der Emulgator vom Tank 4 durch die Röhre 32 und das Ventil 33 in die Wiedergewinnungs-Ölwanne 17b hinzugegeben und eine Scherung wird durch die Betätigungspumpe 34, die auf halber Position der Rückführleitung 30b vorgesehen ist, auf die Emulsion aufgegeben.

Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie es in 20 gezeigt ist, wurde ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 mm und eine Breite von 900 mm auf eine Dicke von 0,18 mm gewalzt und ein Material für eine weiche Zinnplatte mit einer Dicke von 2,3 mm und einer Breite von 1000 mm wurde auf eine Dicke von 0,2 mm und den Walzöl-Zufuhrbedingungen, die im Folgenden beschrieben werden, gewalzt, während die Geschwindigkeit verändert wurde und das Auftreten von Rattern und Hitzeriefen untersucht wurde.
Als Basisöl für das Walzöl wurde Rindertalg (Viskosität bei 40 °C: 45 cSt) verwendet. Als Emulgator wurde ein kationischer Emulgator verwendet. Die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl und die Abkühltemperatur des Emulgators der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurden bei 0,1 bzw. 60 °C eingestellt und die Konzentration der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 10% eingestellt. Der Partikeldurchmesser der der Scherung durch die Pumpe und die Kopfdüse unterworfenen Emulsion wurde bei 20 µm eingestellt. Die Zufuhrmenge der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde am vierten Walzgerüst auf 100 l/min und am fünften Walzgerüst auf 130 l/min eingestellt. Die Schmierung an den anderen Walzgerüsten und die Abkühlung sämtlicher Walzgerüste wurde durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem ausgeführt und deren Emulsion hatte eine Konzentration von 3,5% und einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 µm, und der Emulgator hatte eine Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl von 0,6%.
Zum Vergleich wurde die gleiche Untersuchung ebenfalls in dem Fall ausgeführt, in dem das Walzen durch das konventionelle Verfahren ausgeführt wurde, bei dem die Schmierung der vierten und fünften Walzgerüste durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht wird. In diesem Fall wurde die Zufuhrmenge der Emulsion am vierten Walzgerüst auf 2500 l/min und am fünften Walzgerüst auf 4000 l/min eingestellt.
In dem Fall, in dem ein Basismaterial für ein harte Zinnplatte gewalzt wird, wie dies in der ersten Ausführungsform, wie sie in 5 gezeigt ist, durchgeführt wurde, kann bei Anwendung des Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Walzgeschwindigkeit auf 2100 mpm ohne Auftreten von Rattern oder Hitzeriefen durchgeführt werden. Auf der anderen Seite tritt beim konventionellen Verfahren das Rattern bei einer Walzgeschwindigkeit von 1500 mpm auf und die Walzgeschwindigkeit kann nicht weiter erhöht werden.
In dem Fall, in dem ein Basismaterial für eine weiche Zinnplatte gewalzt wird, wie dies in der ersten Ausführungsform, wie sie in Tabelle 6 gezeigt ist, ausgeführt wird, kann bei Anwendung des Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Walzgeschwindigkeit auf 2100 mpm ohne Auftreten von Hitzeriefen erhöht werden. Auf der anderen Seite treten beim konventionellen Verfahren Hitzeriefen bei einer Walzgeschwindigkeit von 1700 mpm auf und der Grad der Hitzeriefen wird dann bemerkbar, wenn die Walzung bei einer Geschwindigkeit von höher als 1700 mpm durchgeführt wird.
Beispiel 4
23 zeigt noch ein anderes Beispiel eines Verfahrens zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur wird, obwohl der Basisaufbau der gleiche ist wie der in dem Falle aus 20, die Emulsion im Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems in einer Ölwanne 48 über eine Pumpe 8b und eine Röhre 9b wiedergewonnen und der Emulgator mit einer Menge, die durch die oben beschriebene Gleichung (14) bestimmt wird, wird durch Steuerung der Öffnung eines Ventils 6d hinzugegeben, und danach wird die Emulsion mittels einer Pumpe 16 einer Scherung unterzogen und in die Tanks 13a und 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wieder zurückgegeben. Die Wiederauffüllmenge wird die die Öffnung von Ventilen 26a und 26b gesteuert.
Um die Emulgatoren zuzugeben und die Emulsion zu betätigen, kann ebenso das nachfolgende Verfahren verwendet werden.

(1) Nachdem die Tanks 13a und 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wieder aufgefüllt wurden, wird der Emulgator hinzugegeben und die Rotationsgeschwindigkeiten der Betätiger 18 in den Tanks 13a und 13b wird erhöht.
(2) Wie in 24 gezeigt, wird der Emulgator auf halber Position eines Rohrs 38, das von dem Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems zum Tank 13b des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verläuft, durch ein Ventil 39 sowie eine Röhre 40 hinzugegeben und anschließend wird die Emulsion dazu gebracht, durch eine Pumpe 41 hindurch zu verlaufen, und wird somit einer Scherung unterzogen.
(3) Wie in 25 gezeigt, ist ein Wiederauffülltank 42 vorgesehen und heißes Wasser, gespeichertes Öl sowie ein Emulgator werden von dem Heißwassertank 2, dem Speicheröltank 3 sowie dem Emulgatortank 4 zum Tank 42 durch die Röhren 43a, 43b bzw. 43c geschickt. Die Mengen an Heißwasser, Speicheröl und Emulgator werden durch die Ventile 44a, 44b bzw. 44c gesteuert. Die Emulsion wird durch einen Betätiger 45 im Wiederauffülltank 42 so betätigt, dass deren Partikeldurchmesser kleiner gemacht wird, wodurch eine stabile Emulsion bereitgestellt wird und über eine Zufuhrpumpe 46 durch eine Röhre 47 zum Tank 13b wieder zugeführt wird.

Die Berechnungsvorrichtung 24b berechnet die Wiederauffüllmenge der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sowie des in den Tank 13b wieder zugegebenen Verdünnungswassers und die Menge an in der Ölwanne 48 zugegebenen Emulgator. Der Berechnungsweg ist in 26 gezeigt. Die Zufuhrmenge q1 der auf die Oberfläche des Tabelles 21 an der Eintrittsseite des vierten und fünften Walzgerüsts vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem aufgesprühter Emulsion wird durch den Strömungsmeter 25 gemessen und basierend auf dem gemessenen Wert werden die Wiederauffüllmenge q2 der Emulsion zum zweiten Walzöl-Zufuhrsystem, die Menge qe des in der Ölwanne 48 zugegebenen Emulgators sowie die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers durch die oben beschriebenen Gleichungen (7) bis (12) und (14) berechnet. Basierend auf diesen berechneten Werten werden die Strömungssteuerungsventile 6d, 31, 12b und 26b reguliert.
Beispielsweise beträgt dann, wenn die Konzentration der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems für das vierte und fünfte Walzgerüst 3,5% beträgt, die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems 0,5%, die Ölverlustmenge und die Wasserverlustmenge sind 1,4 l/min bzw. 18,4 l/min, die Konzentration des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems beträgt 10%, die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems ist 0,1% und die Zufuhrmengen der zu einem Stahlblech zugegebenen Emulsion sind 20 l/min und 30 l/min am vierten Walzgerüst bzw. fünften Walzgerüst, die Ölanstiegmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ΔQ0 ist 2,1 l/min gemäß Gleichung (7), was bedeutet, dass ΔQ0 > 0 ist. Somit wird nur Verdünnungswasser wieder aufgefüllt, um die Konzentration des ersten Walzöl-Zufuhrsystems stabil zu halten. Die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers wird durch die Gleichung (9) auf 55,3 l/min bestimmt.
Wenn die Zufuhrmenge an zu einem Stahlblech zugegebener Emulsion 5 l/min an jedem der vierten und fünften Walzgerüste ist, beträgt die Ölanstiegmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ΔQ0 – 0,14 l/min gemäß Gleichung (7), was bedeutet, dass ΔQ0 < 0 ist. Somit wird eine Wiederzufuhr des Walzöls zum ersten Walzöl-Zufuhrsystem erforderlich. Wenn die Flüssigkeitsmenge der Emulsion im Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems konstant gehalten wird (ΔWE = 0), werden die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sowie des Verdünnungswassers wieder aufgefüllt. Aus Gleichung (10) werden die Zufuhrmenge q2 der Emulsion und die Wiederauffüllmenge des Verdünnungswassers auf 1,4 l/min bzw. 6,4 l/min bestimmt und aus Gleichung (14) wird die hinzugegebene Menge an Emulgator auf 0,6 cc/mm bestimmt.
Wenn die Flüssigkeitsmenge der Emulsion im Tank größer als das feststehende Niveau (ΔQE > 0) ist, wird nur Verdünnungswasser wieder aufgefüllt. Die Wiederauffüllungsmenge W des Verdünnungswassers wird durch die Gleichung (12) auf 33,0 l/min bestimmt.
Die Berechnungsvorrichtung 24a berechnet die Wiederauffüllmenge der vom Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems zum Tank 13a des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zugegebener Emulsion sowie Verdünnungswasser. Die Zufuhrmenge q2 der vom Tank 1 zugeführten Emulsion sowie die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers werden unter Verwendung der Gleichungen (10) bis (11) berechnet und die zugegebene Menge qe des Emulgators wird unter Verwendung der Gleichung (14) berechnet. Basierend auf dem Berechnungsergebnis werden die Strömungssteuerungsventile 6d, 31, 12a und 26b reguliert, wodurch der Tank 13a mit Öl wieder aufgefüllt wird.
Beispielsweise ist dann, wenn die Konzentration der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems für die ersten bis dritten Walzgerüste 2,5% beträgt, die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems 0,5%, die Ölverlustmenge und die Wasserverlustmenge sind 0,6 l/min bzw. 7,9 l/min, die Konzentration der Emulsion im Tank 1 des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems beträgt 10% und die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems ist 0,1%, die Wiederauffüllmenge W des Verdünnungswassers beträgt 25,9 l/min, die Zufuhrmenge q2 der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems ist 6 l/min und die zugegebene Menge des Emulgators beträgt 13 cc/min.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie es in 23 gezeigt ist, wurde in Basismaterial für eine dünne Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 bis 2,0 mm und eine Breite von 800 bis 1200 mm auf eine Dicke von 0,16 bis 0,25 mm unter den im Folgenden beschriebenen Walzöl-Zufuhrbedingungen gewalzt und der Einheitsverbrauch des Walzöls wurde untersucht.
Als Basisöl für das Walzöl wurde Rindertalg (Viskosität bei 40 °C: 45 cSt) verwendet. Als Emulgator-Dispersionsmittel wurde ein kationischer Emulgator verwendet. Die Konzentration der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 10% eingestellt und der durchschnittliche Partikeldurchmesser wurde bei 20 µm eingestellt. Die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 0,1% eingestellt. Die Konzentration der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 3% eingestellt und deren durchschnittlicher Partikeldurchmesser wurde bei 9 µm eingestellt. Die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 0,6% eingestellt und die Temperaturen der Emulsion des ersten und zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 60 °C eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Zufuhrmenge der Emulsion, die vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführt wurde, gemäß der Dicke nach dem Walzen verändert. Die Zufuhrmengen bei den vierten und fünften Walzgerüsten wurde bei 100 l/min bzw. 130 l/min eingestellt, wenn die Blechdicke 0,16 bis 0,2 mm betrug, und bei 5 l/min bzw. 13 l/min, wenn die Blechdicke 0,20 bis 0,25 mm betrug.
Zum Vergleich wurden die gleichen Untersuchungen ebenso in dem Fall durchgeführt, in dem das Walzen durch das konventionelle Verfahren ausgeführt wurde, in dem die Schmierung der vierten und fünften Walzgerüste durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht wurde. In diesem Fall wurde die Zufuhrmenge der Emulsion bei 3000 l/min am vierten Walzgerüst und bei 4000 l/min am fünften Walzgerüst eingestellt.
Es kann der gleiche Einheitsverbrauch des Walzöls wie der in der in 7 gezeigten ersten Ausführungsform erreicht werden. In dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann daher der Einheitsverbrauch des Walzöls verglichen mit dem konventionellen Verfahren abgesenkt werden. Der Grund hierfür ist der, dass in dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems effektiv als Make-up-Öl zur Kompensation des Ölverlusts des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verwendet werden kann, und die Zufuhrmenge der Emulsion verglichen mit dem konventionellen Verfahren so abgesenkt werden kann, dass die Menge an Ölverlust aufgrund von Verrauchung usw. abgesenkt werden kann.
Dritte Ausführungsform
Die Erfinder haben die Menge der auf einem Stahlblech anhaftendem Öl durch das oben beschriebene Verfahren und unter Veränderung der Position des Sprühkopfs, wie in 27 gezeigt, zum Zuführen von Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems auf A, B und C gemessen. Die Position A ist eine Position sehr nahe am Walzspalt, wo generell eine Schmier-Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems zugeführt wird. Die Positionen B und C sind Positionen 1 m und 3 m entfernt vom Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin. Die Position A' ist die Position, die in der JP-B-59-24888 beschrieben ist, in der eine Emulsion mit einer Konzentration höher als die des ersten Walzöl-Zufuhrsystems auf die rückwärtige Oberfläche des Stahlblechs sehr nahe am Walzspalt zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wurde Rindertalg als Walzöl verwendet. Von dem Sprühkopf-Positionen A, B und C wurde Emulsion mit einer Konzentration von 4% mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 9 µm bei einer Strömungsrate von 3400 l/min zugeführt. Zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem die Emulsion von der Position A zugeführt wurde, wurde Emulsion mit einer Konzentration von 10% und einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 9 µm einer Strömungsrate von 200 l/min von der Position A' zugeführt.
28 zeigt die Beziehung zwischen der Position des Sprühkopfs und der Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl.
Die Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl steigt an, wenn die Position des Sprühkopfs von A bis C verschoben wird, d.h. von dem Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin. Dies bedeutet, dass die Schmier-Eignung durch Verschiebung der Position des Sprühkopfs vom Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin verbessert werden kann.
Auch wenn die Emulsion von der Position A' zur gleichen Zeit wie die Emulsion von der Position A zugeführt wird, kann nur eine Qualität der Ölanhaftung auf dem Stahlblech im gleichen Grad wie die der Menge an Öl, die dann erreicht wird, wenn die Emulsion von der Position B zugeführt wird, erreicht werden.
Die Beziehung zwischen der Position des Sprühkopfs und der Menge an auf einem Stahlblech anhaftendem Öl basiert vermutlich auf dem unten beschriebenen Phänomen.
29 zeigt schematisch einen Prozess, in dem Öl vom Wasser getrennt wird, um einen Ölfilm (Plate-out-Schicht) zu erzielen, wenn die Emulsion auf das Stahlblech gesprüht wird. Wenn die Emulsion eines von uns genannten O/W-Typs, in dem Öltröpfchen in Wasser dispergiert sind, auf die vordere Oberfläche eines Stahlblechs gesprüht wird, werden die Öltröpfchen in der Emulsion zuerst durch Kollision einem Druck von Stahlblech unterzogen und anschließend durch die relative Geschwindigkeit in Bezug auf das Stahlblech einer Scherung unterworfen, so dass die Öltröpfchen physikalisch an dem Stahlblech, dessen Temperatur erhöht ist, adsorbieren. Zu diesem Zeitpunkt verdampft das Wasser in einigen Fällen, so dass die Emulsion eines O/W-Typs ihre Phase zu einer Emulsion des W/O-Typs (Wassertröpfchen sind in Öl dispergiert) oder zu einer einzelnen Ölschicht umkehrt. Es wird vermutet, dass die Plate-out-Schicht auf diese Weise ausgebildet wird. Da dieser Prozess eine Reaktion der Phasenumkehr unter den oben beschriebenen dynamischen Bedingungen und thermischen Bedingungen beinhaltet, tritt der Prozess nicht simultan mit der Sprühung ein, sondern einige Zeit (Phasenumkehrzeit) ist erforderlich. 30 zeigt die Beziehung zwischen der tatsächlich gemessenen Phasenumkehrzeit und der Plate-out-Menge. Die Plate-out-Menge steigt mit einer ansteigenden Phasenumkehrzeit an und sinkt plötzlich bei einer kürzeren Phasenumkehrzeit als die minimale Phasenumkehrzeit Tmin ab.
Daraufhin kann in dem Verfahren, bei dem eine Emulsion direkt vor dem Walzspalt zugeführt wird, eine ausreichende Phasenumkehrzeit nicht sicherstellen. Daher kann dann, wenn die Position des Sprühkopfs vom Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin verschoben wird, so dass die Phasenumkehrzeit sichergestellt werden kann, eine Plate-out-Schicht mit einer Menge, die zur Schmierung ausreicht, ausgebildet werden, so dass die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl erhöht werden kann.
Somit ist der Sprühkopf zum Zuführen von Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems vorzugsweise bei einer Position bereitgestellt, so dass die Distanz L (m) zwischen dem Walzspalt und dem Sprühkopf die folgende Gleichung (1) erfüllt. L ≥ Vin × Tmin (1)wobei Vin die Stranggeschwindigkeit (m/sec) an der Eintrittsseite der Walze und Tmin die minimale Phasenumkehrzeit (sec) ist.
Die Konzentration, Zufuhrmenge und Wiederauffüllmenge der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sowie die Wiederauffüllmenge des Verdünnungswassers werden durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform bestimmt.
Das Verfahren zum Verschieben der Position des Sprühkopfs vom Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin kann auf das Walzöl-Zufuhrsystem im direkten Modus angewandt werden.
Anschließend stellten die Erfinder Sprühköpfe zum Zuführen von Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems an dem vierten und fünften Walzgerüst einer Tandem-Kaltwalzstraße, die insgesamt aus fünf Walzgerüsten besteht, zur Verfügung, so dass die oben beschriebene Gleichung (1) erfüllt wurde, und beobachteten das Auftreten von Rattern.
31 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit, dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis des fünften Walzgerüsts sowie dem Auftreten von Rattern (der ausgefüllte Kreis kennzeichnet das Auftreten und der nicht ausgefüllte Kreis kennzeichnet das Nichtauftreten).
Das Auftreten von Rattern hängt von der Walzgeschwindigkeit und dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis ab, es besteht jedoch ein Bereich des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses, in dem ein Rattern nicht ohne Abhängigkeit von der Walzgeschwindigkeit auftritt.
Generell ist dann, wenn die Walzbedingungen sowie die Reduktionsrate und die Spannung die gleichen sind, das Vorwärtsschlupf-Verhältnis ein Index, der den Walz-Schmierzustand darstellt. Jedoch ist ein Rattern, das in einem Bereich des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses von nicht weniger als 1% auftritt, ein Rattern, das durch eine unzureichende Schmierung bewirkt wird, und ein Auftreten des Ratterns in einem Bereich des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses von nicht höher als 0% ist ein Rattern, das durch eine exzessive Schmierung bewirkt wird.
In einem niedrigen und mittleren Geschwindigkeitsbereich, in dem die Walzgeschwindigkeit 500 bis 1000 mpm beträgt, ändert sich das Vorwärtsschlupf-Verhältnis am fünften Walzgerüst in Bezug auf die Walzgeschwindigkeit wie in der Kurfe (a) in 32 dargestellt, und sinkt mit der Walzgeschwindigkeit ab. Der Grund für dies ist der, dass der Reibkoeffizient mit der Walzgeschwindigkeit absinkt. Wenn das Vorwärtsschlupf-Verhältnis niedriger als 0% ist, tritt ein Rattern auf, das durch eine exzessive Schmierung bewirkt wird. Um ein solches Rattern zu verhindern, ist es effektiv, dass die Zufuhrmenge an Emulsion abgesenkt wird, um den Reibkoeffizienten zu erhöhen, wodurch das Vorwärtsschlupf-Verhältnis auf 0% oder höher eingestellt wird.
Auf der anderen Seite treten in einem Hochgeschwindigkeits-Bereich, in dem die Walzgeschwindigkeit 1200 mpm oder höher beträgt, ein durch exzessive Schmierung als auch durch unzureichende Schmierung bewirktes Rattern ein. Das Vorwärtsschlupf-Verhältnis ändert sich wie durch die Kurve (b) in 32 im Falle von exzessiver Schmierung angezeigt und wie durch die Kurve (c) im Falle unzureichender Schmierung angezeigt. Daher sind durch Verhinderung des Ratterns Mittel, die in der Lage sind, das Vorwärtsschlupf-Verhältnis über einen breiten Bereich von 0 bis 1% zu regeln, erforderlich.
Daraufhin bestimmten die Erfinder zur Untersuchung der Bedingungen zur Bereitstellung eines weiten Veränderungsbereichs des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses in Bezug auf die Veränderung der Zufuhrmenge an Emulsion die Beziehungen zwischen der Zufuhrmenge der Emulsion und des Vorwärtsschlupf-Verhältnis des und zwischen der Zufuhrmenge der Emulsion und der Menge an auf dem Stahlblech unter den in Tabelle 8 angegebenen Bedingungen anhaftenden Öls durch Veränderung der Position des Sprühkopfs auf A, B und C, wie dies in 27 gezeigt ist. Tabelle 8
33 zeigt die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge der Emulsion und dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis. Der Veränderungsbereich des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses in Bezug auf die Veränderung in der Zufuhrmenge der Emulsion steigt dann an, wenn die Position des Sprühkopfs weit entfernt vom Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin verschoben wird.
34 zeigt die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge an Emulsion und der Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl. Die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl steigt dann an, wenn die Position des Sprühkopfs weit entfernt von dem Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin verschoben wird.
Der Grund für diese Ergebnisses ist der Folgende: Durch Aufsprühen der Emulsion auf das Stahlblech bei einer Position entfernt vom Walzspalt wird die Phasenumkehrzeit für die Emulsion zum Plate-out an der vorderen Oberfläche des Stahlblechs sichergestellt, so dass die Plate-out-Menge ansteigt. Daher verändert sich dann, wenn die Zufuhrmenge der Emulsion verändert wird, der Reibkoeffizient deutlich, so dass der Veränderungsbereich des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses ansteigt. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-Walzung ist es, da die Zeit für die Emulsion zum Plate-out kurz ist, effektiv, die Position des Sprühkopfs soweit wie möglich vom Walzspalt weg auf die stromaufwärten Walzgerüste hin zu verschieben.
Daher kann, wenn der Sprühkopf an einer Position entfernt vom Walzspalt auf die stromaufwärtigen Walzgerüste hin bereitgestellt wird und die Zufuhrmenge der auf das Stahlblech aufgesprühten Emulsion gesteuert wird, das Vorwärtsschlupf-Verhältnis während des Walzens so geregelt werden, dass es innerhalb eines Zielbereichs liegt.
Beispiel 5
35 zeigt noch ein anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
In diesem Verfahren sind die Sprühköpfe 10a und 10b an einer Position bereitgestellt, die die oben beschriebene Gleichung (1) erfüllt, an der stromaufwärtigen Seite des Walzgerüsts der vierten und fünften Walzgerüste einer Tandem-Kaltwalzstraße, die aus fünf Walzgerüsten besteht, die das erste Walzöl-Zufuhrsystem in einem konventionellen Rezirkulations-Modus aufweisen.
Die Distanz L zwischen den Sprühköpfen 10a und 10b sowie den Walzspalten der vierten und fünften Walzgerüste beträgt 1,8 m oder größer am vierten Walzgerüst und 2,8 m oder größer am fünften Walzgerüst, und ist in diesem Beispiel bei 3,5 m eingestellt, da dann, wenn beispielsweise eine auf Rindertalg basierende Emulsion verwendet wird, die minimale Phasenumkehrzeit Tmin aus 30 0,12 sec beträgt und ebenso dann, wenn die höchste Walzgeschwindigkeit 2000 mpm beträgt und die Reduktionsraten der vierten und fünften Walzgerüste 35% bzw. 30% betragen, die Stranggeschwindigkeiten an der Eintrittsseite der vierten und fünften Walzgerüste 910 mpm bzw. 1400 mpm betragen.
Durch das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurde, wie es in 35 gezeigt ist, ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 mm und einer Breite von 900 mm auf eine Dicke von 0,183 mm unter den unten beschriebenen Walze-Zufuhrbedingungen unter Veränderung der Walzgeschwindigkeit gewalzt und die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl sowie der Reibkoeffizient des fünften Walzgerüsts wurden untersucht.
Als Basisöl für das Walzöl wurde Rindertalg (Viskosität bei 40 °C: 45 cSt) verwendet. Als Emulgator-Dispersionsmittel wurde ein kationischer Emulgator verwendet. Die Konzentration der Emulsion wurde bei 4% eingestellt, der durchschnittliche Partikeldurchmesser wurde bei 9 µm eingestellt, die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl wurde bei 0,1% eingestellt und die Konzentration des Emulgators in Bezug auf die Menge an Öl wurde bei 0,6% eingestellt. Ebenso wurde die Temperatur der Emulsion bei 60 °C eingestellt und die Zufuhrmenge der Emulsion an den vierten und fünften Walzgerüsten wurde bei 3400 l/min eingestellt.
Zum Vergleich wurde die gleiche Untersuchung ebenso in dem Fall ausgeführt, in dem die Sprühköpfe an der Position A (konventionelles Verfahren 1) sowie der Position A + A' (konventionelles Verfahren 2) in 27 eingestellt wurde und die Schmierung der vierten und fünften Walzgerüste durch das konventionelle Verfahren erreicht wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Zufuhrmenge der Emulsion an den vierten und fünften Walzgerüsten bei 3400 l/min für den Sprühkopf an der Position A und bei 200 l/min für den Sprühkopf an der Position A' eingestellt. Die Konzentration der vom Sprühkopf an der Position A' zugeführten Emulsion wurde bei 10% eingestellt.
Die 36A und 36B zeigen die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an auf der vorderen und rückwärtigen Oberfläche des Stahlblechs anhaftenden Menge an Öl.
37 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts.
In dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann auch wenn die Walzgeschwindigkeit 1200 mpm oder höher beträgt, die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl dauerhaft auf der vorderen und rückwärtigen Oberfläche des Stahlblechs erreicht werden. Daher wird der Anstieg des Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts beschränkt, wodurch stabile Reibbedingungen erreicht werden können. Insbesondere steigt bei einer hohen Walzgeschwindigkeit der Reibkoeffizient kaum an, so dass ein durch unzureichende Schmierung bewirktes Rattern nicht eintritt.
Auf der anderen Seite sinkt im konventionellen Verfahren 1, wenn die Walzgeschwindigkeit 800 mpm oder höher beträgt, die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl an der vorderen und rückwärtigen Oberfläche des Stahlblechs ab. Ebenso ist im konventionellen Verfahren 2 bei einer Walzgeschwindigkeit von 1000 mpm die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl nur an der rückwärtigen Oberfläche des Stahlblechs verglichen mit dem konventionellen Verfahren 1 groß, wenn jedoch die Walzgeschwindigkeit 1200 mpm oder höher beträgt, sinkt die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl plötzlich ab. Dementsprechend wird der Reibkoeffizient in den konventionellen Verfahren 1 und 2 durch das Hochgeschwindigkeits-Walzen erhöht, so dass ein durch unzureichende Schmierung bewirktes Rattern bei Geschwindigkeiten von 1200 mpm bzw. 1500 mpm auftritt.
Beispiel 6
Ein Grundmaterial für eine weiche Zinnplatte mit einer Dicke von 2,3 Merkmal und einer Breite von 900 mm wurde auf eine Dicke von 0,183 mm unter Anwendung des gleichen Verfahrens sowie der gleichen Walzöl-Zufuhrbedingungen wie im Beispiel 5 unter Veränderung der Walzgeschwindigkeit gewalzt und der Reibkoeffizient des fünften Walzgerüsts sowie die Temperatur des Stahlblechs wurden untersucht.
38 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts.
39 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Temperatur des Stahlblechs an der Austrittsseite des fünften Walzgerüsts.
In der vorliegenden Erfindung wird auch dann, wenn das Walzen bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, der Anstieg des Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts beschränkt, so dass stabile Reibbedingungen erreicht werden können. Insbesondere steigt bei hoher Geschwindigkeit des Walzens der Reibkoeffizient kaum an. Als Ergebnis hiervon wird ebenso der Anstieg der Temperatur des Stahlblechs beschränkt, so dass keine Hitzeriefen erzeugt werden.
Auf der anderen Seite wird in den konventionellen Verfahren 1 und 2 der Reibkoeffizient bei Hochgeschwindigkeits-Walzung erhöht und die Temperatur des Stahlblechs an der Austrittsseite des fünften Walzgerüsts steigt ebenso stark an. Bei einer Walzgeschwindigkeit von 1500 mpm oder höher im konventionellen Verfahren 1 und einer Walzgeschwindigkeit von 1700 mpm oder höher im konventionellen Verfahren 2 übersteigt die Temperatur des Stahlblechs 170 °C, so dass Hitzeriefen erzeugt werden.
Beispiel 7
40 zeigt noch ein anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Wie in dem in 8 gezeigten Verfahren werden in diesem Verfahren die vierten und fünften Walzgerüste einer Tandem-Kaltwalzstraße, die aus fünf Walzgerüsten mit dem ersten Walzöl-Zufuhrsystem in einem konventionellen Rezirkulations-Modus bestehen, mit dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem versehen. Die Schmierung und die Abkühlung der ersten bis dritten Walzgerüste wird durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht, die Schmierung der vierten und fünften Walzgerüste wird durch das zweite Walzöl-Zufuhrsystem erreicht, und die Abkühlung der vierten und fünften Walzgerüste wird durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht. Die Sprühköpfe 10a und 10b zur Zuführung von Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems werden jedoch bei einer Position vorgesehen, die die oben beschriebene Gleichung (1) an der Seite des stromaufwärtigen Walzgerüsts jeder der vierten und fünften Walzgerüste vorgesehen, so dass die Phasenumkehrzeit für die Emulsion für das Plate-out sichergestellt sind.
Die Distanz L zwischen den Sprühköpfen 10a und 10b an den Walzspalten der vierten und fünften Walzgerüste beträgt 1,8 m oder größer am vierten Walzgerüst und 2,8 m oder größer am fünften Walzgerüst und wird in diesem Beispiel bei 3,5 m eingestellt, da beispielsweise dann, wenn eine auf Rindertalg basierende Emulsion verwendet wird, die minimale Phasenumkehrzeit Tmin 0,12 sec aus 30 beträgt und ebenso dann, wenn eine höchste Walzgeschwindigkeit von 2000 mpm und Reduktionsraten der vierten und fünften Walzgerüste von 35% bzw. 30% eingestellt werden, die Stranggeschwindigkeiten an der Eintrittsseite der vierten und fünften Walzgerüste 910 mpm bzw. 1400 mpm betragen.
Die Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wurde unter den Walzöl-Zufuhrbedingungen aus Beispiel 5 zugeführt, die Emulsion mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 20 µm wurde vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem bei einer Zufuhrrate von 300 l/min zugeführt, ein Basismaterial für die harte Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 mm und einer Breite von 900 mm wurde auf eine Dicke von 0,183 mm durch Veränderung der Walzgeschwindigkeit gewalzt, und die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl und der Reibkoeffizient des fünften Walzgerüsts wurden untersucht.
Die 41A und 41B zeigen die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Menge an auf den vorwärtigen und rückwärtigen Oberflächen eines Stahlblechs anhaftendem Öl.
42 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts.
In dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann auch wenn die Walzgeschwindigkeit 1200 mpm oder höher beträgt, die Menge an auf dem Stahlblech anhaftendem Öl stabil an der vorderen und rückwärtigen Oberfläche des Stahlblechs erreicht werden. Daher wird der Anstieg des Reibkoeffizienten des fünften Walzgerüsts beschränkt, wodurch stabile Reibbedingungen erreicht werden können. Insbesondere steigt bei hoher Walzgeschwindigkeit der Reibkoeffizient kaum an, so dass ein durch unzureichende Schmierung bewirktes Rattern nicht eintritt.
Beispiel 8
Im gleichen Verfahren wie dem aus Beispiel 7 wurden die Konzentrationen der durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems bei 4% bzw. 20 µm eingestellt, die Zufuhrmenge des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems am fünften Walzgerüst wurde bei 90 bis 170 l/min eingestellt, die Konzentration und der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems wurde bei 4% bzw. 8 µm eingestellt, die Zufuhrmenge des ersten Walzöl-Zufuhrsystems am fünften Walzgerüst wurde bei 90 bis 170 l/min eingestellt, ein Basismaterial für die harte Zinnplatte mit einer Dicke von 1,8 mm und einer Breite von 900 mm wurde auf eine Dicke von 0,183 mm unter Verwendung einer Arbeitswalze mit einem Durchmesser von 600 mm und durch Veränderung der Walzgeschwindigkeit gewalzt und das Vorwärtsschlupf-Verhältnis wurde untersucht.
Zum Vergleich wurde die gleiche Untersuchung auch in dem Fall durchgeführt, in dem das Walzen mittels eines konventionellen Verfahrens durchgeführt wurde, in dem nur das erste Walzöl-Zufuhrsystem verwendet wurde.
43 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und dem Vorwärtsschlupf-Verhältnis des fünften Walzgerüsts.
44 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Zufuhrmenge der Emulsion in dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
45 zeigt die Beziehung zwischen der Walzgeschwindigkeit und der Zufuhrmenge der Emulsion im konventionellen Verfahren.
In dem Fall, in dem das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, wird die Zufuhrmenge der Emulsion auf 90 l/min festgelegt, wenn die Walzgeschwindigkeit nicht höher als 1000 mpm beträgt, und mit der Walzgeschwindigkeit dann angehoben, wenn die Walzgeschwindigkeit höher als 1000 mpm beträgt. Durch Steuerung der Zufuhrmenge in dieser Weise wird das Vorwärtsschlupf-Verhältnis während des Walzens so gesteuert, dass es ein Ziel-Vorwärtsschlupf-Verhältnis von 0,3 bis 0,4% beträgt, wenn die Walzgeschwindigkeit höher als 1000 mpm beträgt. Daher kann ein stabiles Walzen durchgeführt werden und ein Hochgeschwindigkeits-Walzen kann bei einer Geschwindigkeit von 2000 mpm ohne Auftreten von Rattern durchgeführt werden.
Auf der anderen Seite steigt im konventionellen Verfahren dann, wenn die Walzgeschwindigkeit 1000 mpm übersteigt, das Vorwärtsschlupf-Verhältnis an. Dementsprechend wurde die Zufuhrmenge der Emulsion von 2000 l/min auf 3400 l/min angehoben. Ein Rattern trat dennoch bei einer Walzgeschwindigkeit von 1500 mpm auf. Daher kann ein Hochgeschwindigkeits-Walzen bei einer Geschwindigkeit von 1500 mpm oder höher nicht durchgeführt werden.
46 zeigt die Verteilung der Walzgeschwindigkeiten, die in der Lage sind, ein Basismaterial für eine harte Zinnplatte ohne Auftreten von Rattern in dem Fall auszuführen, in dem das Basismaterial für die harte Zinnplatte tatsächlich auf eine Dicke von 0,21 mm oder kleiner unter den Bedingungen dieser Ausführungsform unter Veränderung der Walzgeschwindigkeit gewalzt wird.
In dem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beträgt die durchschnittliche Walzgeschwindigkeit 1900 mpm, was eine deutliche Verbesserung verglichen mit der durchschnittlichen Walzgeschwindigkeit von 1500 mpm im konventionellen Verfahren darstellt.
Beispiel 9
47 zeigt noch ein anderes Beispiel eines Verfahrens zur Zufuhr von Walzöl für das Kaltwalzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Dieses Verfahren ist ein Beispiel, in dem die Schmierung des vierten Walzgerüsts durch das erste Walzöl-Zufuhrsystem erreicht wird und die Schmierung nur des fünften Walzgerüsts durch das zweite Walzöl-Zufuhrsystem in dem in 40 gezeigten Verfahren erreicht wird.
Die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, die mittels der Pumpe 8 durch die Zufuhrleitung 9 hindurchtritt, wird auf die vordere Oberfläche eines Stahlblechs durch die Sprühköpfe 10a und 10b, die an einer Position 3,5 m entfernt von dem Walzspalt zur Verfügung gestellt sind, aufgesprüht, während deren Zufuhrmenge durch ein Ventil 30 gesteuert wird, dessen Öffnung mittels einer Steuerung 31 so reguliert wird, dass das Vorwärtsschlupf-Verhältnis des fünften Walzgerüsts innerhalb eines stabilen Bereichs liegt, in dem ein Rattern nicht eintritt.
Das Nachfolgende ist eine Beschreibung einer Prozedur zur Regelung der Öffnung des Ventils 30.

(1) Die Rotationsgeschwindigkeit der Arbeitswalze, die mittels eines in 47 gezeigten Pulsgenerators gemessen wird, und die Bandgeschwindigkeit, die mittels eines Bandgeschwindigkeits-Meters 33 an der Austrittsseite des Walzgerüsts gemessen wird, werden in die folgende Gleichung (15) eingesetzt, um das Vorwärtsschlupf-Verhältnis fs (%) während des Walzens des fünften Walzgerüsts zu bestimmen. fs = (Vs – π × D × n) × 100/(π × D × n) (15)wobei Vs die Bandgeschwindigkeit (m/min) an der Austrittsseite des Walzgerüsts ist, D der Durchmesser (m) der Arbeitswalze ist und n die Rotationsgeschwindigkeit (in U/min) der Walze ist.
(2) Eine Abweichung Δfs von einem Ziel-Vorwärtsschlupf-Verhältnis fs* (%) wird aus der folgenden Gleichung (16) berechnet. Δfs = fs – fs* (16)Das Ziel-Vorwärtsschlupf-Verhältnis fs* wird durch Untersuchung eines stabilen Bereichs des Vorwärtsschlupf-Verhältnisses bestimmt, in dem kein Rattern eintritt, wie dies in 31 gezeigt wird.
(3) Eine Veränderungsmenge ΔQ (l/min) der Zufuhrmenge der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems wird aus der folgenden Gleichung (17) berechnet. ΔQ = (Δfs/100)/[(δfs/δμ) × (δμ/δQ)] (17)wobei µ der Reibkoeffizient ist, δfs/δμ der Einflusskoeffizient des Reibkoeffizienten µ in Bezug auf das Vorwärtsschlupf-Verhältnis fs ist, und δμ/δQ der Einflusskoeffizient der Zufuhrmenge der Emulsion Q in Bezug auf den Koeffizienten der Reibung µ ist. Ebenso wird δfs/δμ durch die folgende abgeleitete Funktionsglelichung (18) in Bezug auf den Reibkoeffizienten µ im Vorwärtsschlupf-Verhältnis der beispielhaften Gleichung von Bland & Ford angegeben. δfs/δμ = 1/(2 × μ2) × {tan[(h × Hn)½/(R' × 2)½]/cos2 [(h × Hn)½/(R' × 2)½]} × [h/(H × 2 × Hn)]½ × ln {[H × (1 – σb/km)]/[h × (1 – σf/km)]} (18)wobei Hn durch die folgende Gleichung (19) ausgedrückt wird. Hn = (R'/h)½ × tan–1 [(H – h)½/h½] – 1/(2 × μ) × ln {[H × (1 – σb/km)]/[h × (1 – σf/km)]} (19)wobei H und h die Banddicken (mm) an der Eintritts- und der Austrittsseite des Walzgerüsts sind, R' der abgeflachte Radius (mm) der Walze ist, σb und σf die vorderen und hinteren Einheitsspannungen (kg/mm²) während des Walzens sind und km der durchschnittliche Strömungswiderstand (kg/mm²) des Stahlblechs ist.

Der durchschnittliche Strömungswiderstand km und der Reibkoeffizient µ während des Walzens werden durch eine Substituierung der gemessenen Belastung P (ton) während des Walzens und fs in die folgende Walzbelastungs-Gleichung von Hill (20) und die Vorwärtsschlupf-Verhältnisgleichung von Bland & Ford (21) bestimmt. P = WH × [1 – (7 × σb + 3 × σf)/(10 × km)] × km × [R' × (H – h)]½ × {1, 08 + 1, 79 × [(H -h)/H] × (h/H)½ × µ × (R'/h)½ – 1, 02 × [H – h)/H]} (20) fs = tan2 [(h × Hn)½/(R' × 2)½] × 100 (21)wobei WH die Breite (mm) des Stahlblechs ist.
δμ/δQ wird basierend auf der während des Walzens im Betrieb entnommenen Daten bestimmt.
Ein Beispiel hiervon wird im Folgenden angegeben.
Die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge der Emulsion und der Dicke des Plate-out-Ölfilms Pϕ (µm) wird ausgedrückt durch die folgende Gleichung (22) als durch den Plate-out-Test erhaltenes Untersuchungsergebnis. PΦ = (c × f × Q)/(WS × Vin) (22)Wobei WS die Sprühbreite (m) ist.
Der Reibkoeffizient µ wird durch die folgende Gleichung (23) als Funktion des Verhältnisses der Dicke des anhaftenden Ölfilms P Φ(μm) zur Oberflächenrauheit der Arbeitswalze Λ(μm). µ = N × (P Φ/Λ)–M (23) wobei N und M Konstanten sind.
Die Gleichung (22) wird in die Gleichung (23) eingesetzt, und die abgeleitete Funktion der Zufuhrmenge der Emulsion Q, zu berechnen, wodurch die folgende Gleichung (24) erhalten wird. δμ/δQ = -N × M × [(K × c × f × Q)/(WS × Vin × Λ)]-M-1 × (c × f)/(WS × Vin × Λ) (24)wobei K eine Konstante ist.

(4) Wenn die Öffnung des Ventils 30 gemäß ΔQ geregelt wird, kann die Zufuhrmenge der Emulsion Q gesteuert werden.

Claims

Verfahren zum Zuführen von Walzöl zum Kaltwalzen, umfassend die Schritte: Zuführen von Emulsions-Walzöl unter Verwendung eines ersten Walzöl-Zufuhrsystems, das das Emulsions-Walzöl zu einer Walze und einem Stahlblech, das in einem Rezirkulations-Modus gewalzt wird, zuführt, sowie ein zweites Walzöl-Zufuhrsystem, das Emulsions-Walzöl nur zur vorderen und hinteren Oberfläche des gewalzten Stahlblechs zuführt, wobei das Emulsions-Walzöl, das mit einem Emulgator der gleichen Art und Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl wie diejenigen des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems versehen ist, hinzugefügt und derart gesteuert wird, dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion größer als der der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführt wird; und Verbinden der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, das nicht auf dem gewalzten Stahlblech anhaftete, mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems nicht kleiner als 20 µm ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren des Weiteren einen Schritt des Wiederbefüllens eines Tanks des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit Verdünnungswasser umfasst, wenn die Menge des im Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beinhalteten Walzöls von dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem größer als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren des Weiteren einen Schritt des Wiederbefüllens eines Tanks des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit Emulsion in einen Tank des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems sowie von Verdünnungswasser umfasst, wenn die Menge an Walzöl, die in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beinhaltet ist, von dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem geringer als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist.
Verfahren zum Zuführen von Walzöl zum Kaltwalzen, umfassend die Schritte: Zuführen von Emulsions-Walzöl unter Verwendung eines ersten Walzöl-Zufuhrsystems, das das Emulsions-Walzöl zu einer Walze und einem in einem Rezirkulations-Modus gewalzten Stahlblech zuführt, sowie ein zweites Walzöl-Zufuhrsystem, dass das Emulsions-Walzöl nur auf die vordere und hintere Oberfläche des gewalzten Stahlblechs zuführt, wobei das Emulsions-Walzöl, das mit einem Emulgator der gleichen Art wie der Emulgator des ersten Walzöl-Zufuhrsystems, jedoch mit niedrigerer Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl als die des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems hinzugefügt und derart gesteuert wird, dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion größer als der der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, vom zweiten Walzöl-Zufuhrsystem zugeführt wird; Wiedergewinnen der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, die nicht auf dem gewalzten Stahlblech anhaftete, Hinzufügen von Emulgator zu der wiedergewonnenen Emulsion, so dass die Konzentration in Bezug auf die Menge an Öl des Emulgators gleich der des Emulgators des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, und mechanisches Rühren der Emulsion; und Verbinden der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, die mechanisch gerührt wurde, mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems nicht kleiner als 20 µm ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Verfahren des Weiteren einen Schritt des Wiederbefüllens eines Tanks des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit Verdünnungswasser umfasst, wenn die Menge an in dem Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beinhalteten Walzöls von dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem größer als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei in einem Fall, bei dem die Menge an im Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems beinhalteten Walzöls von dem zweiten Walzöl-Zufuhrsystem kleiner als die Menge an Ölverlust des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, der Tank des ersten Walzöl-Zufuhrsystems mit der Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems, zu dem ein Emulgator so hinzugefügt wurde, dass die Konzentration in Bezug auf die Menge an dessen Öl gleich der der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems ist, sowie Verdünnungswasser, wenn die Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems mit der Emulsion des ersten Walzöl-Zufuhrsystems verbunden wird, wiederbefüllt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Sprühkopf zum Zuführen des Emulsions-Walzöls des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems zur vorderen und hinteren Oberfläche des gewalzten Stahlblechs an einer Position an der stromaufwärtigen Seite des Walzspalts eines Walzgerüsts vorgesehen ist, wobei der Walzspalt die folgende Gleichung (1) erfüllt: L ≥ Vin × Tmin (1),wobei L die Distanz zwischen dem Walzspalt und dem Sprühkopf (m) ist, Vin die Bandgeschwindigkeit auf der Eingangsseite (m/sec) ist, und Tmin die minimale Phasenumkehrungs-Zeit (sec) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei ein Sprühkopf zum Zuführen des Emulsions-Walzöls des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems zur vorderen und hinteren Oberfläche des gewalzten Stahlblechs an einer Position an der stromaufwärtigen Seite eines Walzspalts eines Walzgerüsts vorgesehen ist, wobei der Walzspalt die folgende Gleichung (1) erfüllt: L ≥ Vin × Tmin (1),wobei L die Distanz zwischen dem Walzspalt und dem Sprühkopf (m) ist, Vin die Bandgeschwindigkeit auf der Eingangsseite (m/sec) ist, und Tmin die minimale Phasenumkehrungs-Zeit (sec) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Zufuhrmenge an Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems so geregelt wird, dass ein Vorwärts-Schlupfverhältnis während des Walzens derart gesteuert wird, dass es innerhalb eines Zielbereichs liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Zufuhrmenge an Emulsion des zweiten Walzöl-Zufuhrsystems so geregelt wird, dass ein Vorwärts-Schlupfverhältnis während des Walzens derart gesteuert wird, dass es innerhalb eines Zielbereichs liegt.