EP0054172B1 - Method of and arrangement for rolling stress-free strip - Google Patents

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EP0054172B1
EP0054172B1 EP81109338A EP81109338A EP0054172B1 EP 0054172 B1 EP0054172 B1 EP 0054172B1 EP 81109338 A EP81109338 A EP 81109338A EP 81109338 A EP81109338 A EP 81109338A EP 0054172 B1 EP0054172 B1 EP 0054172B1
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EP
European Patent Office
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strip
rolling
roll
rolled strip
base oil
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EP81109338A
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EP0054172A3 (en
EP0054172A2 (en
Inventor
Jürgen Dr. Ing. Klöckner
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Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
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Publication of EP0054172A3 publication Critical patent/EP0054172A3/en
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Publication of EP0054172B1 publication Critical patent/EP0054172B1/en
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0239Lubricating
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    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/44Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using heating, lubricating or water-spray cooling of the product
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    • B21B45/002Increasing friction between work and working rolls by using friction increasing substance

Definitions

  • the base oil used as a good lubricant is applied directly to the strip surface at a point in time or at a point which is before the emulsion is introduced into the rolling operation.
  • This type of process ensures that the pure rolling oil has already properly wetted the respective width zones of the rolled strip before the rolling oil emulsion hits them.
  • the pure rolling oil is then subordinated to the rolling oil emulsion in a concentrated form and causes a sensitive reduction in the coefficient of friction in the width zones of the rolling strip that it wets, which leads to a correspondingly sensitive reduction in rolling force and thus to the desired tension influence in the relevant width zones.
  • the type of process according to the invention thus ensures for the first time a reliable film formation of the rolling oil on the strip surface and thereby achieves that the change in thickness on the strip takes effect immediately after the transport path from the oil application to the roller has been completed.
  • each of the tensile stress measuring elements is assigned at least one individual nozzle of the row of nozzles and that each of them can be regulated depending on the tensile stress by a valve serving as an actuator.
  • At least the upper work roll 2 of the four-high cold rolling mill is assigned a nozzle bar 8 which extends over the entire length of the roll barrel and is equipped with a plurality of individual nozzles arranged in at least one row over the length of the nozzle bar 8.
  • Another nozzle bar 9 is assigned to the upper work roll 2 so that the individual nozzles located thereon and arranged in at least one row are directed into the roll gap, in such a way that they are approximately on the bisector to the surface of the cold rolling strip 1 and one of the roll bales in the Line of contact with the straight line tangent to the surface of the cold rolled strip.
  • the individual nozzles seated in the nozzle bars 8 and 9 are supplied with a predetermined, very specific mixing ratio, the quantity control of the rolling oil emulsion emitted from the individual nozzles being determined via the strip tension measuring roller 6 as a function of the width zone of the cold rolled strip 1 concerned
  • Tensile stresses occur in such a way that not only is basic lubrication and cooling achieved, but the differences in tensile stresses in the different zones can be brought to zero.
  • the nozzles of the two nozzle bars 8 and 9 are fed from a reservoir 11 which contains the rolling oil emulsion, while the nozzle bar 10 is fed from a reservoir 12 which is only filled with pure base oil.
  • valve 19 the number of nozzles assigned to a zone controlled by a valve 19 can be varied, and it is even possible to assign a separate valve 19 as a control element to each individual nozzle.
  • the liquid emitted by the feed pump 14 is fed to a similar group of control valves 20, each of which feeds a zone of the nozzle bar 10. Only the first and the last control valve 20 are shown in the drawing. However, it can be assumed that the number of valves 24 connected in parallel corresponds to the selected number of working zones of the nozzle bar 10. Of course, in the case of the nozzle bar 10, a plurality of individual nozzles can also be combined to form a working zone regulated by a valve 20, or a separate control valve 20 is assigned to each individual nozzle, if this appears desirable.
  • the individual regulators of the control device 21 operate the control valves 19 downstream of them in order to operate in the relevant width zones of the cold-rolled strip 1 via the nozzle bars 8 and 9
  • Rolling oil emulsion on the bale surface of the work roll 2 and in the roll gap with controllable amounts in such a way that the feed quantity of the rolling oil emulsion a partially different basic lubrication and cooling of the cold rolling strip 1 and the roll bale surface areas in the sense of an equalization of the roll gap and thus causing the band profile.
  • the individual regulators of the regulating device 21 also act on the regulating valves 20 in order to apply partially different amounts of the base oil directly to the surface of the cold rolling strip 1 before it enters the roll gap.
  • the base oil film of different thickness that forms over the width of the cold-rolled strip 1 leads to a correspondingly different influence on the coefficient of friction between the strip surfaces and the barrel surface areas of the work rolls 2 and 3 and consequently brings about a corresponding change in the effective rolling force.
  • the local application of base oil lowers the coefficient of friction and reduces the flattening of the roll bales and thus leads to a change in the strip thickness in the width zone in question.
  • the tension differences in the cold rolling strip 1 determined by the strip tension measuring roller 6 are thus reduced.
  • the partial change in thickness on the cold rolled strip 1 is effective immediately when the transport path has passed from the point at which the base oil is applied to the roll gap and thus occurs - in contrast to the known zone cooling of the roll barrel jacket surfaces - with practically no delay.
  • An advantage compared to the known roll gap influence due to roll back bending is that strip thickness changes can be controlled just as reliably even in narrowly defined zones of the width range, as in the zone cooling of the roll barrel surface areas.
  • the inlet thickness of a cold rolled strip with a width of 630 mm was 0.29 mm, while it had an outlet thickness of 0.18 mm. A stitch decrease of 0.11 mm was thus achieved.
  • the rolling speed was approximately 400 m / min.
  • the influence that can be achieved by the additional base oil application on a single zone of the bandwidth is thus if the base oil application is changed from 0 to 100% or vice versa.
  • the profile deviation of hot rolled strips is approximately 1% of the strip thickness, i.e. H. for example, with a strip thickness of 3 mm it makes 30 4m.
  • the adaptation of the roll shape to the strip profile during cold rolling requires changes of 1% of the strip thickness, e.g. B. ⁇ 0.003 mm with a strip thickness of 0.300 mm.
  • the change that can be achieved by the method according to the invention is therefore a factor even when applied on one side greater than the required change in the rolling stock profile.

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  • Metal Rolling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von spannungsfreiem Walzband durch Beeinflussung des Reibwertes zwischen den Bandoberflächen und den Walzenballenmantelflächen in Abhängigkeit von hinter dem letzten Gerüst in in Querrichtung des Bandes liegenden Zonen ermittelten partiellen Zugspannungen, bei welchem einerseits die Mantelflächen des Walzenballens der Arbeitswalzen am Walzspalt und andererseits die Oberfläche des Walzbandes mit zwei Flüssigkeiten von unterschiedlicher Schmierfähigkeit beaufschlagt werden. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for rolling tension-free rolled strip by influencing the coefficient of friction between the strip surfaces and the roll barrel jacket surfaces as a function of partial tensile stresses determined in zones lying in the transverse direction of the belt behind the last stand, in which on the one hand the jacket surfaces of the roll barrel of the work rolls at the roll gap and on the other hand, the surface of the rolled strip is loaded with two liquids of different lubricity. The invention further relates to an arrangement for performing this method.

Durch die US-A-3802237 werden bereits ein Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie eine Anordnung zu dessen Durchführung offenbart. pabei werden die beiden Flüssigkeiten, nämlich einerseits ein gutes Schmiermittel und andererseits ein schlechtes Schmiermittel, jeweils an den gleichen Stellen in den Walzbetrieb eingeführt, und zwar nicht nur mit Hilfe von Spritzköpfen, welche die Mantelflächen des Walzenballens der Arbeitswalzen und die Bandoberflächen unmittelbar am Walzspalt beaufschlagen, sondern auch durch Spritzköpfe, die mit Abstand vor dem Walzspalt gegen das Walzband gerichtet sind.A method of the generic type and an arrangement for carrying it out are already disclosed by US-A-3802237. The two liquids, namely a good lubricant and a poor lubricant on the one hand, are each introduced into the rolling mill at the same points, and not only with the aid of spray heads, which act on the outer surfaces of the roll body of the work rolls and the strip surfaces directly at the roll gap , but also by spray heads, which are directed against the rolling strip at a distance in front of the roll gap.

Die Tatsache, daß einerseits die das gute Schmiermittel und andererseits die das schlechte Schmiermittel bildenenden Flüssigkeiten und somit auch ein hieraus gebildetes Gemisch immer an der selben vorbestimmten Stelle in den Walzbetrieb gelangen hat aber den Nachteil zur Folge, daß eine optimale Anpassung der Schmierfähigkeit an die unterschiedlichen Walzbedingungen nicht erreicht werden kann, mit der Folge, daß eine spannungsfreie Walzung von Walzband, wenn überhaupt, dann nur innerhalb relativ enger Grenzen erreichbar ist.The fact that, on the one hand, the good lubricant and, on the other hand, the liquids forming the bad lubricant, and thus also a mixture formed therefrom, always arrive at the same predetermined position in the rolling operation has the disadvantage that an optimal adaptation of the lubricity to the different Rolling conditions cannot be achieved, with the result that tension-free rolling of rolled strip, if at all, can only be achieved within relatively narrow limits.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art und eine Anordnung zu dessen Durchführung zu schaffen, bei dem bzw. mit der bei niedrigem Erstellungs-, Unterhaltungs- und Betriebsaufwand kurze Regelzeiten erreichbar sind, die sich auf alle Arbeitsbedingungen anwenden lassen, unter denen in der Stahl- und Aluminiumindustrie Kaltwalzgerüste arbeiten.The invention is based on the object of creating a method of the generic type and an arrangement for carrying it out, in which short control times which can be applied to all working conditions can be achieved with low production, maintenance and operating expenditure, under which cold rolling stands work in the steel and aluminum industry.

Da das Profil des Walzbandes stark vom örtlichen Reibwert zwischen den Bandoberflächen und den Walzenballenmantelflächen abhängig ist und sich die Walzkraft durch eine Änderung der Zusammensetzung der verwendeten Walzöl-Emulsion beeinflussen läßt, sucht die Erfindung, ausgehend vom gattungsgemäßen Stand der Technik, zur Lösung der gestellten Aufgabe nach einem Weg, um die Zusammensetzung der Walzöl-Emulsion exakt auf die in Querrichtung des Walzbandes auftretenden, örtlich verschiedenen Walzkräfte abstimmen und damit den Reibwert zwischen den Bandoberflächen und den Walzenballenmantelflächen im Sinne der Erzielung eines einwandfrei ebenen Bandprofils beeinflussen zu können.Since the profile of the rolled strip is strongly dependent on the local coefficient of friction between the strip surfaces and the roll barrel surface and the rolling force can be influenced by changing the composition of the rolling oil emulsion used, the invention seeks to solve the problem, starting from the generic state of the art for a way to precisely match the composition of the rolling oil emulsion to the locally different rolling forces occurring in the transverse direction of the rolled strip and thus to be able to influence the coefficient of friction between the strip surfaces and the roll barrel surface areas in order to achieve a perfectly flat strip profile.

Die verfahrenstechnische Lösung dieses Problems wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß reines Grundöl einer Walzöl-Emulsion zeitlich und/oder räumlich vor dieser Walzöl-Emulsion in den Walzbetrieb eingeführt und dabei in durch die ermittelten partiellen Zugspannungen (6) bestimmten Mengen und in örtlich begrenzten Bereichen ausschließlich und unmittelbar auf die Oberfläche des Walzbandes (1) aufgetragen wird (10).The procedural solution to this problem is achieved according to the invention in that pure base oil of a rolling oil emulsion is introduced into the rolling operation in terms of time and / or space before this rolling oil emulsion and in this way in quantities determined by the determined partial tensile stresses (6) and in localized quantities Areas are applied exclusively and directly to the surface of the rolled strip (1) (10).

Beim erfindüngsgemäßen Walzverfahren kommt es also wesentlich darauf an, daß das als gutes Schmiermittel benutzte Grundöl zu einem Zeitpunkt bzw. an einer Stelle unmittelbar auf die Bandoberfläche aufgetragen wird, der bzw. die vor dem Einbringen der Emulsion in den Walzbetrieb liegt. Durch diese Verfahrensart wird erreicht, daß das reine Walzöl die jeweils betroffenen Breitenzonen des Walzbandes bereits einwandfrei benetzt hat, bevor die Walzöl-Emulsion auf diese auftrifft. Das reine Walzöl wird dann nämlich der Walzöl-Emulsion in konzentrierter Form unterlagert und bewirkt in den jeweils von ihm benetzten Breitenzonen des Walzbandes'eine feinfühlige Reibwertverminderung, die zu einer entsprechend feinfühligen Walzkraftverminderung und damit zur gewünschten Zugspannungsbeeinflussung in den betreffenden Breitenzonen führt. Die erfindungsgemäße Verfahrensart gewährleistet also erstmals eine sichere Filmbildung des Walzöls auf der Bandoberfläche und erreicht dadurch, daß die Dickenänderung am Band unmittelbar wirksam wird, nach dem die Transportstrecke vom Ölauftrag bis zur Walze durchlaufen ist.In the rolling method according to the invention, it is therefore essential that the base oil used as a good lubricant is applied directly to the strip surface at a point in time or at a point which is before the emulsion is introduced into the rolling operation. This type of process ensures that the pure rolling oil has already properly wetted the respective width zones of the rolled strip before the rolling oil emulsion hits them. The pure rolling oil is then subordinated to the rolling oil emulsion in a concentrated form and causes a sensitive reduction in the coefficient of friction in the width zones of the rolling strip that it wets, which leads to a correspondingly sensitive reduction in rolling force and thus to the desired tension influence in the relevant width zones. The type of process according to the invention thus ensures for the first time a reliable film formation of the rolling oil on the strip surface and thereby achieves that the change in thickness on the strip takes effect immediately after the transport path from the oil application to the roller has been completed.

Nach einem erfindungsgemäß weiterbildenden Verfahrensmerkmal hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Grundöl mit Abstand vor dem Walzspalt auf die Bandoberfläche gespritzt oder gesprüht wird. Es wird hierdurch nicht nur eine sichere Filmbildung des Walzöls auf der Bandoberfläche gewährleistet, sondern auch erreicht, daß die Dickenänderung am Band unmittelbar wirksam wird, nachdem die Transportstrecke vom Ölauftrag bis zur Walze durchlaufen ist.According to a further feature of the method according to the invention, it has proven advantageous for the base oil to be sprayed or sprayed onto the strip surface at a distance from the roll gap. This not only ensures reliable film formation of the rolling oil on the strip surface, but also ensures that the change in thickness on the strip takes effect immediately after the transport path from the oil application to the roller has been completed.

Als wichtig hat es sich nach der Erfindung aber auch erwiesen, daß der Grundölauftrag auf das Walzband fein dosiert geregelt wird, um die Dicke des Walzöl-Filmes auf der Bandoberfläche exakt an die örtlich vorherrschende Walzkraft anpassen zu können.It has also proven to be important according to the invention that the base oil application to the rolled strip is regulated in a finely metered manner in order to be able to adapt the thickness of the rolled oil film on the strip surface exactly to the locally prevailing rolling force.

Besonders günstige Arbeitsergebnisse lassen sich erfindungsgemäß dann erzielen, wenn der Grundölauftrag mit der Laufrichtung des Walzbandes durchgeführt wird und unter einem stumpfen Winkel zur Walzbandoberfläche erfolgt. Walzölstaus, die die Filmdicke auf der Bandoberfläche negativ beeinflussen könnten, werden hierdurch nämlich ausgeschlossen.Particularly favorable work results can be achieved according to the invention if the base oil is applied with the direction of travel of the rolled strip and is carried out at an obtuse angle to the surface of the rolled strip. Rolling-up oil jams that could negatively influence the film thickness on the strip surface are thus excluded.

Zur Erzielung eines optimalen Arbeitsergebnisses reicht es erfindungsgemäß in den meisten Fällen völlig aus, wenn der Grundölauftrag am Walzband nur einseitig, nämlich an dessen Oberseite, vorgenommen wird. Das Ausmaß des Reibwertes zwischen den Bandoberflächen und den Walzenballenmantelflächen sowie die hiermit im Zusammenhang stehende, das Bandprofil bestimmende Walzkraft, können nämlich schon hierdurch innerhalb eines Variationsbereiches beherrscht werden, der beträchtlich größer ist als die zu kompensierenden Profilabweichungen am Walzband.According to the invention, it is sufficient in most cases to achieve an optimal work result completely off if the base oil is applied to the rolled belt only on one side, namely on the upper side. The extent of the coefficient of friction between the strip surfaces and the roll barrel jacket surfaces and the associated rolling force that determines the strip profile can be controlled within a range of variation that is considerably greater than the profile deviations to be compensated for on the rolled strip.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, die mit mindestens einem Walzgerüst ausgestattet ist, in welchem die Arbeitswalzen und der Walzspalt sowie auch die Oberfläche des Walzbandes durch quer zur Walzrichtung liegende Düsenreihen mit zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Schmierfähigkeit in Abhängigkeit von hinter dem Walzgerüst in Querrichtung des Bandes zonenweise nebeneinander liegend angeordneten Zugspannungsmeßorganen beaufschlagbar sind, wobei an der Einlaufseite des Walzgerüstes und mit Abstand vor dem Walzspalt mindestens eine der Düsenreihen angeordnet und unmittelbar gegen die Oberfläche des Walzbandes gerichtet ist, zeichnet sich erfindungsgemäß in erster Linie dadurch aus, daß die Einzeldüsen der ausschließlich gegen die Oberfläche des Walzbandes gerichteten Düsenreihe ausschließlich mit dem Grundöl der Walzöl-Emulsion beschickbar sind, während die Einzeldüsen der übrigen Düsenreihen nur mit der Walzöl-Emulsion beaufschlagbar sind.An arrangement for carrying out the method, which is equipped with at least one roll stand, in which the work rolls and the roll gap, as well as the surface of the roll strip, through rows of nozzles lying transversely to the rolling direction with two liquids of different lubricity, depending on the area behind the roll stand in the transverse direction of the strip Tension measuring elements arranged next to one another can be acted upon, with at least one of the rows of nozzles being arranged on the inlet side of the roll stand and at a distance from the roll gap and directed directly against the surface of the rolled strip, characterized according to the invention primarily in that the individual nozzles are used exclusively against the The surface of the rolled strip directed nozzle row can only be charged with the base oil of the rolling oil emulsion, while the individual nozzles of the other nozzle rows can only be loaded with the rolling oil emulsion.

Weiterhin ist es vorteilhaft nach der Erfindung, daß jedem der Zugspannungsmeßorgane mindestens je eine Einzeldüse der Düsenreihe zugeordnet und jede derselben zugspannungsabhängig durch ein als Stellglied dienendes Ventil regelbar ist.Furthermore, it is advantageous according to the invention that each of the tensile stress measuring elements is assigned at least one individual nozzle of the row of nozzles and that each of them can be regulated depending on the tensile stress by a valve serving as an actuator.

Schließlich besteht ein bevorzugtes Merkmal der erfindungsgemäßen Anordnung auch noch darin, daß die Düsen der Düsenreihe gegen die Walzebene geneigt angeordnet sind und sich unter einem stumpfen Winkel in Laufrichtung des Walzbandes erstrecken.Finally, a preferred feature of the arrangement according to the invention also consists in the fact that the nozzles of the row of nozzles are arranged inclined to the roll plane and extend at an obtuse angle in the running direction of the rolled strip.

Weitere Vorteile der Erfindung werden im einzelnen anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert. Hierbei zeigt :

  • Figur 1 in räumlicher Darstellung die Walzen eines Quartogerüstes mit nachgeordneter Bandspannungs-Meßwalze und vorgelagerten Düsenbalken für das Zuführen von Walzöl-Emulsion und reinem Walzöl, und
  • Figur 2 in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Speisung der Düsenbalken mit Walzöl- Emulsion und reinem Walzöl.
  • Aus Fig. 1 ist ein Teilstück eines aus Stahl bestehenden Kaltwalzbandes 1 ersichtlich, welches zwischen den Arbeitswalzen 2 und 3 eines - im übrigen nicht dargestellten - Quarto-Kaltwalzgerüstes hindurchgeführt wird, die durch Stützwalzen 4 und 5 abgestützt sind.
Further advantages of the invention are explained in detail on the basis of the following description of an exemplary embodiment and in conjunction with a drawing representing the same. Here shows:
  • Figure 1 in a spatial representation of the rolls of a four-high stand with downstream belt tension measuring roll and upstream nozzle bars for the supply of rolling oil emulsion and pure rolling oil, and
  • Figure 2 shows a schematic representation of an arrangement for feeding the nozzle bars with rolling oil emulsion and pure rolling oil.
  • 1 shows a section of a cold-rolled strip 1 made of steel, which is passed between the work rolls 2 and 3 of a four-high cold stand, which is not shown, which are supported by support rolls 4 and 5.

Das auslaufende Kaltwalzband 1 umläuft mit geringem Umschlingungswinkel eine Bandspannungs- Meßwalze 6, welche so ausgelegt ist, daß sie die jeweilige Zugspannung im Kaltwalzband 1 in axial hintereinanderliegenden Mantelzonen erfassen kann. Die sich hierbei ergebenden Meßwerte werden über ein Schleifringsystem 7 abgeführt.The emerging cold rolling strip 1 rotates with a small wrap angle a strip tension measuring roller 6, which is designed so that it can detect the respective tension in the cold rolling strip 1 in axially successive jacket zones. The resulting measurement values are dissipated via a slip ring system 7.

Wenigstens der oberen Arbeitswalze 2 des Quarto-Kaltwalzgerüstes ist ein Düsenbalken 8 zugeordnet, der sich über die ganze Länge des Walzenballens erstreckt und mit einer Vielzahl von in mindestens einer Reihe über die Länge des Düsenbalkens 8 verteilt angeordneten Einzeldüsen bestückt ist.At least the upper work roll 2 of the four-high cold rolling mill is assigned a nozzle bar 8 which extends over the entire length of the roll barrel and is equipped with a plurality of individual nozzles arranged in at least one row over the length of the nozzle bar 8.

Ein weiterer Düsenbalken 9 ist der oberen Arbeitswalze 2 so zugeordnet, daß die daran befindlichen und in mindestens einer Reihe angeordneten Einzetdüsen in den Walzspalt gerichtet sind, und zwar so, daß sie etwa auf der Winkelhalbierenden zur Oberfläche des Kaltwalzbandes 1 und einer den Walzenballen in der Berührungslinie mit der Oberfläche des Kaltwalzbandes tangierenden Geraden liegen.Another nozzle bar 9 is assigned to the upper work roll 2 so that the individual nozzles located thereon and arranged in at least one row are directed into the roll gap, in such a way that they are approximately on the bisector to the surface of the cold rolling strip 1 and one of the roll bales in the Line of contact with the straight line tangent to the surface of the cold rolled strip.

Ein dritter Düsenbalken 10, der sich ebenfalls über die gesamte Breite des Kaltwalzbandes 1 erstreckt, ist mit größerem Abstand vor dem Walzspalt angeordnet, und zwar so, daß seine mindestens in einer Reihe verteilt angeordneten Einzeldüsen unmittelbar auf die Oberfläche des Kaltwalzbandes 1 gerichtet sind.A third nozzle bar 10, which also extends over the entire width of the cold rolling strip 1, is arranged at a greater distance in front of the roll gap, in such a way that its individual nozzles distributed at least in one row are directed directly onto the surface of the cold rolling strip 1.

Die Anordnung des Düsenbalkens 10 ist so getroffen, daß sich seine Einzeldüsen in Laufrichtung des Kaltwalzbandes 1 geneigt erstrecken und ihre Achsen unter einem stumpfen Winkel zur Ablaufrichtung des Kaltwalzbandes 1 liegen.The arrangement of the nozzle bar 10 is such that its individual nozzles extend inclined in the running direction of the cold rolling strip 1 and their axes are at an obtuse angle to the downward direction of the cold rolling strip 1.

Den in den Düsenbalken 8 und 9 sitzenden Einzeldüsen wird Walzöl-Emulsion eines vorgegebenen, ganz bestimmten Mischungsverhältnisses zugeführt, wobei die Mengenregelung der aus den Einzeldüsen abgegebenen Walzöl-Emulsion in Abhängigkeit von den für die betreffende Breitenzone des Kaltwalzbandes 1 über die Bandspannungs-Meßwalze 6 ermittelten Zugspannungen derart erfolgt, daß nicht nur eine Grundschmierung und -kühlung erreicht wird, sondern die Unterschiede der Zugspannungen in den unterschiedlichen Zonen gegen Null geführt werden können.The individual nozzles seated in the nozzle bars 8 and 9 are supplied with a predetermined, very specific mixing ratio, the quantity control of the rolling oil emulsion emitted from the individual nozzles being determined via the strip tension measuring roller 6 as a function of the width zone of the cold rolled strip 1 concerned Tensile stresses occur in such a way that not only is basic lubrication and cooling achieved, but the differences in tensile stresses in the different zones can be brought to zero.

Der Düsenbalken 10 wird mit reinem Grundöl beaufschlagt, wobei auch hier die Mengenregelung des aus den Einzeldüsen seiner Düsenreihen abgegebenen Grundöls in Abhängigkeit von den für die betreffenden Breitenzonen des Kaltwalzbandes 1 ermittelten Zugspannungen stattfindet.The nozzle bar 10 is charged with pure base oil, the quantity control of the base oil discharged from the individual nozzles of its nozzle rows also taking place here as a function of the tensile stresses determined for the relevant width zones of the cold rolling strip 1.

Gemäß Fig. 2 werden die Düsen der beiden Düsenbalken 8 und 9 aus einem Vorratsbehälter 11 gespeist, der die Walzöl-Emulsion enthält, während die Speisung des Düsenbalkens 10 aus einem Vorratsbehälter 12 stattfindet, der nur mit reinem Grundöl gefüllt ist.2, the nozzles of the two nozzle bars 8 and 9 are fed from a reservoir 11 which contains the rolling oil emulsion, while the nozzle bar 10 is fed from a reservoir 12 which is only filled with pure base oil.

Aus dem Vorratsbehälter 11 wird die Walzölemulsion mittels einer Pumpe 13 und aus dem Vorratsbehälter 12 das Grundöl mittels einer Pumpe 14 gefördert, wobei die Förderhöhe der Pumpen 13 und 14 jeweils durch nachgeordnete Druckbegrenzungsventile 15 und 16 verbrauchsunabhängig eingestellt werden kann. Den Druckbegrenzungsventilen 15 und 16 können Filter 17 und 18 nachgeordnet sein, im Falle des Zusetzens durch Druckventile umgangen werden können.The rolling oil emulsion is conveyed from the reservoir 11 by means of a pump 13 and the base oil from the reservoir 12 by means of a pump 14, the delivery head of the pumps 13 and 14 can be set independently of consumption by downstream pressure limiting valves 15 and 16. The pressure limiting valves 15 and 16 can be followed by filters 17 and 18, which can be bypassed by pressure valves if clogged.

Der Förderpumpe 13 ist eine Vielzahl von parallelgeschalteten Ventilen 19 nachgeordnet, deren Anzahl der Zonen der Düsenbalken 8 und 9 entspricht, in denen die über die Breite des Kaltwalzbandes 1 verteilt angeordneten Einzeldüsen unabhängig voneinander geregelt werden können. In der Zeichnung sind dabei nur die beiden ersten und das letzte der Ventile 19 wiedergegeben. Die Speisung der dazwischenliegenden Zonen der Düsenbalken 8 und 9 erfolgt parallel.The feed pump 13 is followed by a plurality of valves 19 connected in parallel, the number of zones corresponding to the nozzle bars 8 and 9, in which the individual nozzles distributed over the width of the cold rolling strip 1 can be regulated independently of one another. In the drawing, only the first two and the last of the valves 19 are shown. The intermediate zones of the nozzle bars 8 and 9 are fed in parallel.

Je nach Bedarf kann die Anzahl der einer von einem Ventil 19 geregelten Zone zugeordneten Düsen variiert werden und es ist sogar möglich, jeder einzelnen Düse ein eigenes Ventil 19 als Regelorgan zuzuordnen.Depending on requirements, the number of nozzles assigned to a zone controlled by a valve 19 can be varied, and it is even possible to assign a separate valve 19 as a control element to each individual nozzle.

Die von der Förderpumpe 14 abgegebene Flüssigkeit wird einer gleichartigen Gruppe von Regelventilen 20 zugeführt, die jeweils eine Zone des Düsenbalkens 10 speisen. Hier sind in der Zeichnung nur das erste und das letzte Regelventil 20 dargestellt. Es ist aber davon auszugehen, daß die Anzahl der parallelgeschalteten Ventile 24 der gewählten Zahl von Arbeitszonen des Düsenbalkens 10 entspricht. Selbstverständlich können auch beim Düsenbalken 10 jeweils mehrere Einzeldüsen zu einer durch ein Ventil 20 geregelten Arbeitszone zusammengefaßt werden oder aber jeder Einzeldüse wird ein eigenes Regelventil 20 zugeordnet, falls dies wünschenswert erscheint.The liquid emitted by the feed pump 14 is fed to a similar group of control valves 20, each of which feeds a zone of the nozzle bar 10. Only the first and the last control valve 20 are shown in the drawing. However, it can be assumed that the number of valves 24 connected in parallel corresponds to the selected number of working zones of the nozzle bar 10. Of course, in the case of the nozzle bar 10, a plurality of individual nozzles can also be combined to form a working zone regulated by a valve 20, or a separate control valve 20 is assigned to each individual nozzle, if this appears desirable.

Sowohl die Regelventile 19 als auch die Regelventile 20 stehen mit Regelvorrichtungen 21 in Verbindung, auf welche die Bandspannungs-Meßwalze 6 als Geber einwirkt.Both the control valves 19 and the control valves 20 are connected to control devices 21, on which the belt tension measuring roller 6 acts as a transmitter.

Die Gebersysteme der einzelnen Arbeitszonen sind über die Adern einer Meßleitung 22 mit entsprechenden Eingängen der Regelvorrichtung 21 verbunden. Die Ausgänge der einzelnen Regler der Regelvorrichtung 21 wirken über die Adern der Stelleitung 23 auf die als Stellglieder vorgesehenen Regelventile 19 und 20 ein.The sensor systems of the individual working zones are connected via the wires of a measuring line 22 to corresponding inputs of the control device 21. The outputs of the individual controllers of the control device 21 act on the wires of the line 23 on the control valves 19 and 20 provided as actuators.

Um einen schnellen und wirkungsvollen Regelvorgang zu erzielen, kann eine Festwertregelung vorgesehen sein. Es hat sich aber bewährt, aus den Signalen der Gebersysteme der einzelnen Zonen einen mittelwert zu bilden, welcher als Führungsgröße von Folgereglern dient, so daß die Abweichungen der partiellen Bandspannungen innerhalb der Zonen gegen deren Mittelwert gegen Null geregelt werden.In order to achieve a quick and effective control process, a fixed value control can be provided. However, it has proven useful to form an average from the signals of the sensor systems of the individual zones, which serves as a reference variable for slave controllers, so that the deviations of the partial belt tension within the zones are regulated against their mean value towards zero.

Aufgrund der sich an dem auslaufenden Kaltwalzband 1 über seine Breite hinweg ergebenden unterschiedlichen und von der Bandspannungsmeßwalze 6 aufgenommenen Zugspannungen werden über die einzelnen Regler der Regelvorrichtung 21 einerseits die ihnen nachgeordneten Regelventile 19 betätigt, um in den betreffenden Breitenzonen des Kaltwalzbandes 1 über die Düsenbalken 8 und 9 Walzöl-Emulsion auf die Ballenmantelfläche der Arbeitswalze 2 und in den Walzspalt mit regelbaren Mengen einzubringen, und zwar dergestalt, daß die Zuführmenge der Walzöl-Emulsion eine partiell unterschiedliche Grundschmierung und -kühlung des Kaltwalzbandes 1 und der Walzenballenmantelflächen im Sinne einer Vergleichmäßigung des Walzspaltes und somit des Bandprofils bewirkt. Andererseits wirken aber auch die einzelnen Regler der Regelvorrichtung 21 auf die Regelventile 20 ein, um unmittelbar auf die Oberfläche des Kaltwalzbandes 1 vor dem Einlaufen desselben in den Walzspalt partiell unterschiedliche Mengen des Grundöls aufzubringen. Der hierbei über die Breite des Kaltwalzbandes 1 sich bildende Grundölfilm unterschiedlicher Dicke führt eine entsprechend unterschiedliche Reibwert-Beeinflussung zwischen den Bandoberflächen und den Ballenmantelflächen der Arbeitswalzen 2 und 3 herbei und bewirkt infolgedessen eine entsprechende Änderung der wirksamen Walzkraft.Due to the different tensile stresses that occur across the width of the cold-rolled strip 1 and are absorbed by the strip-tension measuring roller 6, the individual regulators of the control device 21, on the one hand, operate the control valves 19 downstream of them in order to operate in the relevant width zones of the cold-rolled strip 1 via the nozzle bars 8 and 9 Rolling oil emulsion on the bale surface of the work roll 2 and in the roll gap with controllable amounts, in such a way that the feed quantity of the rolling oil emulsion a partially different basic lubrication and cooling of the cold rolling strip 1 and the roll bale surface areas in the sense of an equalization of the roll gap and thus causing the band profile. On the other hand, however, the individual regulators of the regulating device 21 also act on the regulating valves 20 in order to apply partially different amounts of the base oil directly to the surface of the cold rolling strip 1 before it enters the roll gap. The base oil film of different thickness that forms over the width of the cold-rolled strip 1 leads to a correspondingly different influence on the coefficient of friction between the strip surfaces and the barrel surface areas of the work rolls 2 and 3 and consequently brings about a corresponding change in the effective rolling force.

Die örtliche Grundölauftragung setzt den Reibwert herab, und mindert die Abplattung der Walzenballen und führt damit zu einer Änderung der Banddicke in der jeweils beaufschlagten Breitenzone. Die von der Bandspannungs-Meßwalze 6 ermittelten Zugspannungsunterschiede im Kaltwalzband 1 werden damit abgebaut.The local application of base oil lowers the coefficient of friction and reduces the flattening of the roll bales and thus leads to a change in the strip thickness in the width zone in question. The tension differences in the cold rolling strip 1 determined by the strip tension measuring roller 6 are thus reduced.

Die partielle Dickenänderung am Kaltwalzband 1 wird dabei unmittelbar wirksam, wenn die Transportstrecke von der Stelle des Grundölauftrags bis zum Walzspalt durchlaufen ist und tritt damit - im Gegensatz zu der bekannten Zonenkühlung der Walzenballenmantelflächen - praktisch verzögerungsfrei ein.The partial change in thickness on the cold rolled strip 1 is effective immediately when the transport path has passed from the point at which the base oil is applied to the roll gap and thus occurs - in contrast to the known zone cooling of the roll barrel jacket surfaces - with practically no delay.

Ein Vorteil gegenüber der ebenfalls bekannten Walzspalt-Beeinflussung durch Walzenrückbiegung liegt darin, daß Banddickenänderungen sich auch in eng begrenzten Zonen des Breitenbereiches ebenso sicher beherrschen lassen, wie bei der Zonenkühlung der Walzenballenmantelflächen.An advantage compared to the known roll gap influence due to roll back bending is that strip thickness changes can be controlled just as reliably even in narrowly defined zones of the width range, as in the zone cooling of the roll barrel surface areas.

Es bietet sich an, das vorstehend beschriebene Kaltwalzverfahren in Verbindung mit der Zonenkühlung der Walzenballenmantelflächen und/oder der Arbeitswalzenrückbiegung zu kombinieren, um eine optimale Planheits-Beeinflussung des Kaltwalzbandes 1 zu erreichen.It is advisable to combine the cold rolling method described above in connection with the zone cooling of the roll barrel surface areas and / or the work roll back bend in order to achieve an optimal flatness influence on the cold rolling strip 1.

Ein zur Überprüfung der Wirksamkeit des vorstehend beschriebenen Kaltwalzverfahrens durchgeführter Walzversuch brachte folgendes Ergebnis :A rolling test carried out to check the effectiveness of the cold rolling process described above gave the following result:

Die Einlaufdicke eines Kaltwalzbandes mit einer Breite von 630 mm betrug 0,29 mm, während es eine Auslaufdicke von 0,18 mm hatte. Somit wurde eine Stichabnahme von 0,11 mm erzielt. Die Walzgeschwindigkeit betrug etwa 400 m/min.The inlet thickness of a cold rolled strip with a width of 630 mm was 0.29 mm, while it had an outlet thickness of 0.18 mm. A stitch decrease of 0.11 mm was thus achieved. The rolling speed was approximately 400 m / min.

Eine erste Versuchswalzung fand nur unter Verwendung einer stabilen Walzöl-Emulsion statt, wobei diese auf die Walzenballenmantelfläche der oberen Arbeitswalze und in den Walzspalt eingesprüht wurde. Hierbei stellten sich ein :

  • - ein Reibwert 0,052 0
  • - Walzkraft KN 287 6,40
  • - (Walzkraft KN)/(Bandbreite mm) 4,566
  • - Abplattung zwischen den Arbeitswalzen und dem Band in mm 2. 0,056 33.
A first trial rolling was only carried out using a stable rolling oil emulsion, which was sprayed onto the roll surface of the upper work roll and into the roll gap. This resulted in:
  • - a coefficient of friction 0.052 0
  • - Rolling force KN 287 6.40
  • - (rolling force KN) / (strip width mm) 4.566
  • - Flattening between the work rolls and the belt in mm 2. 0.056 33.

Ein weiterer Walzversuch mit zusätzlicher Grundöl-Auftragung brachte dagegen folgende Ergebnisse :

  • - Reibwert 0,028 0
  • - Walzkraft KN 164 9,70 ..
  • - (Walzkraft KN)/(Bandbreite mm) 2,619
  • - Abplattung zwischen den Arbeitswalzen und dem Band in mm 2 - 0,034 32.
Another rolling test with an additional base oil application, on the other hand, brought the following results:
  • - coefficient of friction 0.028 0
  • - Rolling force KN 164 9.70 ..
  • - (rolling force KN) / (strip width mm) 2.619
  • - Flattening between the work rolls and the belt in mm 2 - 0.034 32.

Der durch die zusätzliche Grundöl-Auftragung erzielbare Einfluß auf eine einzelne Zone der Bandbreite beträgt somit

Figure imgb0001
wenn der Grundölauftrag von 0 auf 100 % oder umgekehrt geändert wird.The influence that can be achieved by the additional base oil application on a single zone of the bandwidth is thus
Figure imgb0001
if the base oil application is changed from 0 to 100% or vice versa.

Die Profilabweichung warmgewalzter Bänder beträgt etwa 1 % der Banddicke, d. h. sie macht bspw. bei einer Banddicke von 3 mm 30 4m aus.The profile deviation of hot rolled strips is approximately 1% of the strip thickness, i.e. H. for example, with a strip thickness of 3 mm it makes 30 4m.

Demzufolge erfordert dann die Anpassung der Walzenform an das Bandprofil beim Kaltwalzen Änderungen von 1 % der Banddicke, z. B. ± 0,003 mm bei einer Banddicke von 0,300 mm.Accordingly, the adaptation of the roll shape to the strip profile during cold rolling requires changes of 1% of the strip thickness, e.g. B. ± 0.003 mm with a strip thickness of 0.300 mm.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare Änderung ist somit schon bei einseitiger Auftragung um den Faktor

Figure imgb0002
größer als die erforderliche Änderung des Walzgutprofils.The change that can be achieved by the method according to the invention is therefore a factor even when applied on one side
Figure imgb0002
greater than the required change in the rolling stock profile.

Aufgrund dieser Tatsache liegt es ohne weiteres auf der Hand, daß schon bei nur einseitig erfolgender zusätzlicher Grundöl-Auftragung eine optimale Planheits-Beeinflussung des Kaltwalzbandes herbeigeführt werden kann.Due to this fact, it is obvious that an optimal flatness influence on the cold rolled strip can be brought about even if only one base oil is applied.

Claims (8)

1. Method for the rolling of stress-free rolled strip (1) through influencing the value of friction between the strip surfaces and the roll barrel shell surfaces in dependence on partial tension stresses ascertained in zones lying in transverse direction of the strip behind the last stand (2, 3, 4, 5), in which method on the one hand the shell surfaces of the roll barrel of the working rolls (2,3) at the roll gap and on the other hand the surface of the rolled strip are acted on by two liquids of different lubricity, characterised thereby, that pure base oil of a rolling oil emulsion is introduced into the rolling operation temporally or spatially before this rolling oil emulsion and in that case applied exclusively and directly onto the surface of the rolled strip (1) in locally limited regions and in quantities determined by the ascertained partial tension stresses (6).
2. Method according to claim 1, characterised thereby, that the base oil is sprayed or sprinkled onto the strip surface at a spacing in front of the roll gap.
3. Method according to one of the claims 1 and 2, characterised thereby, that the base oil application is regulated finely metered.
4. Method according to one of the claims 1 to 3, characterised thereby, that the base oil application is performed in the running direction of the rolled strip (1).
5. Method according to one of the claims 1 to 4, characterised thereby, that the base oil application is undertaken at only one side at the rolled strip (1) (Fig. 1).
6. Arrangement for the performance of the method according to one of the claims 1 to 5, with at least one roll stand, in which the working rolls (2, 3) and the roll gap as well as also the surface of the rolled strip (1) are acted upon through nozzle rows (8, 9, 10), which lie transversely to the rolling direction, with two liquids of different lubricity in dependence on tension stress measuring organs (6) arranged lying one beside the other in zones in transverse direction of the strip behind the roll stand, wherein at least one (10) of the nozzle rows 4s arranged at the intake side of the roll-stand and directed directly against the surface of the rolled strip, characterised thereby, that the individual nozzles of the nozzle row (10), which is directed exclusively against the surface of the rolled strip (1), are chargeable (12, 14, 16, 18, 20) exclusively with the base oil of the rolling oil emulsion, whilst the individual nozzles of the remaining nozzle rows (8, 9) are chargeable only with the rolling oil emulsion.
7. Arrangement according to claim 6, characterised thereby, that at least one individual nozzle of the nozzle row (10) is respectively associated with each of the tension stress measuring organs (6) and each of these nozzles is regulable in dependence on tension stress through a valve (20) serving as setting member.
8. Arrangement according to one of the claims 6 and 7, characterised thereby, that the nozzles of the nozzle row (10) are arranged inclined relative to the rolling plane and extend at an obtuse angle to the running direction of the rolled strip (1).
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