EP2125257B1 - Procédé et dispositif d'application de lubrifiant en vue de réguler la planéité et/ou la rugosité d'un feuillard métallique - Google Patents

Procédé et dispositif d'application de lubrifiant en vue de réguler la planéité et/ou la rugosité d'un feuillard métallique Download PDF

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EP2125257B1
EP2125257B1 EP07819746A EP07819746A EP2125257B1 EP 2125257 B1 EP2125257 B1 EP 2125257B1 EP 07819746 A EP07819746 A EP 07819746A EP 07819746 A EP07819746 A EP 07819746A EP 2125257 B1 EP2125257 B1 EP 2125257B1
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lubricant
cold
rolling stand
width
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    • B21B45/0251—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Definitions

  • the invention relates to a method and a lubricant application device for controlling the flatness and / or roughness of a metal strip in the outlet of a cold rolling mill by appropriately dosing the applied in the inlet of the cold rolling stand on the metal strip amount of at least one lubricant per unit time.
  • JP 59 11 82 11 concerns the control of the flatness of a metal strip. It teaches measuring the flatness at the exit of a rolling stand and distributing a lubricant application over the width of the metal strip so as to obtain a desired flatness at the exit of the rolling stand.
  • the invention has the object, a known method and a known lubricant application device for controlling the flatness and / or roughness of a metal strip in the outlet of a cold rolling stand to the effect that the quantity of cold-rolled metal strip in terms of its flatness and / or its roughness is further improved.
  • the applied amount of the lubricant is metered in the form of a quantity distribution over the width of the metal strip per unit time in accordance with a determined deviation between an actual and a desired flatness distribution over the width of the Metal strip in the outlet of the cold rolling stand or a control deviation between an actual and a desired roughness distribution over the width of the metal strip in the outlet of the cold rolling stand or a combination of the two control deviations.
  • the application of a suitable amount of lubricant on the inlet side of the cold rolling mill is not a flat rate, but distributed over the width of the metal strip.
  • a suitable amount of lubricant on the inlet side of the cold rolling mill is not a flat rate, but distributed over the width of the metal strip.
  • the amount of the lubricant applied is in a range of 1 - 20 ml / min / 100 mm width of the metal strip. This amount is advantageously so small that it allows a targeted change in the coefficient of friction in the nip of the cold rolling mill in view of the desired target flatness or target roughness.
  • the residual amount of lubricant remaining in the outlet on the metal strip is minimal; it is advantageously so small that it does not have to be disposed of separately.
  • the invention provides that advantageously the residual content of lubricant on the metal strip on the outlet side of the cold rolling mill is measured.
  • this residual content should not fall below a predetermined lower threshold, because otherwise there is a risk of rust formation on the metal strip, because the lubricants typically used also generally have a rust-inhibiting effect.
  • the residual content of lubricant should not exceed an upper threshold, because otherwise there is a risk of a lateral course of the metal strip on a rolling mill downstream of the cold rolling stand.
  • a plurality of lubricants each having different coefficients of friction varying in the roll gap are available.
  • an exact coefficient of friction in the rolling gap can then also be set by means of a correspondingly suitable mixing ratio of the various lubricants.
  • a mixture of the individual lubricants takes place only within the individual nozzles of a nozzle beam;
  • a very specific adjustment of the coefficient of friction in the roll gap for each width section of the metal strip is individually possible.
  • a separate disposal / storage of unused lubricant is possible.
  • the adjustment of the desired flatness or roughness on the metal strip is in the present invention expressly not a change in the size of the nip in the cold rolling mill; rather, the size of the nip remains constant during the entire processing time of the metal strip or is controlled by means of a separate control loop, which is not the subject of the present invention.
  • the difference between the speed of the metal strip in the inlet and in the outlet serves as a measure of the size of the roll gap or the decrease of the strip.
  • FIG. 1 shows a lubricant application device 100 for applying lubricant S1, S2, S3 on the surface of a metal strip 400 in the inlet of a cold rolling stand.
  • Each individual nozzle is 100-i is individually adjustable or regulatable with regard to the amount of lubricant discharged by it.
  • the respective lubricant composition is individually adjustable by means of a mixer 150 for each nozzle 110-i. If a plurality of lubricants S1, S2, S3, each having different friction coefficient variations in the nip, are available, then the mixer 100 allows a suitable one to be assembled Lubricant mixture of the available lubricants S1, S2 and S3 with a specific desired property in terms of the coefficient of friction in the nip.
  • FIG. 2 illustrates the method of the invention for controlling the flatness and / or the roughness of a metal strip 400 in the outlet of a cold rolling mill 300 in the form of a control scheme.
  • the diagram shows that the metering of the amount of lubricant applied to the metal strip is effected in the form of a cascade control with an internal control circuit for the distribution of the applied quantity of lubricant in the width direction, wherein the target value for the quantity distribution desired MV by means of a superimposed control loop determined or specified.
  • the inner control loop comprises a set / actual value comparator 124, a flow regulator 126 and an actuator in the form of the lubricant application device 110, and a quantity detection device 115 for detecting the amount of lubricant applied to the metal strip 400 by the nozzle bar 110 before the strip enters the cold rolling stand 300
  • the quantity distribution Ist-MV over the width of the metal strip 400 thus detected as an actual quantity is compared in the comparator 124 with a predefined desired quantity distribution desired MV and the control deviation e- MV resulting from this comparison is fed to the downstream quantity regulator 126 .
  • the quantity regulator preferably a proportional P controller, converts the received deviation e MV into a suitable control signal for driving the nozzles 110-i of the nozzle beam 110.
  • the flow regulator 126 is preferably made of I individual regulators, which are each assigned to a nozzle 110-i of the nozzle beam individually. These individual controllers can be linked together via a bus.
  • the output signal of the quantity regulator 126 in the form of the actuating signal for the nozzle bar 110 then in turn comprises a plurality of i individual actuating signals for the individual nozzles 110-i.
  • the detection of the quantity distribution and its regulation by means of the inner loop for the top and bottom of the metal strip 400 is separated.
  • the calculation takes place in the setpoint calculation device 122 on the basis of a predetermined desired flatness distribution setpoint PLV and / or a predetermined setpoint roughness distribution setpoint RHV.
  • These two predefined set values are empirical values which are suitably specified in particular as a function of the material of the respective strip to be rolled.
  • the target value for the flatness distribution target PLV is first compared in a first comparator 122-1 with an actual value actual PLV, which represents the flatness distribution of the metal strip 400 at the exit of the cold rolling mill 300.
  • the actual value actual PLV for the flatness distribution in the width direction of the metal strip is determined by means of a flatness meter 130-1, z. B. in the form of a flatness measuring roll, measured.
  • the target value for the roughness distribution target RHV is compared with the associated actual value actual RHV at the outlet of the cold rolling stand 300 in a second comparator 122-2, so that then a control deviation roughness e RHV at the output of the second comparator 122nd -2 is present.
  • the actual value actual RHV for the roughness distribution in the width direction of the metal strip is measured by means of a roughness sensor device 130-2, for example in the form of an optical sensor.
  • the control deviation flatness distribution and the control deviation roughness distribution can be individually weighted in the calculation of the target quantity distribution.
  • the two control deviations are weighted individually in a weighting device 122-3 before they enter into the calculation of the soli quantity distribution within the computing device 122-4.
  • metal strip 400 specific characteristics P1 on the inlet side of the cold rolling stand 300 This is the one the belt speed on the inlet side (variable) and the width of the metal strip, the material or the alloy of the metal strip and its profiling , In contrast to the speed of the metal strip on the inlet side, the three parameters mentioned below are to be regarded as constant in the context of the present invention.
  • rolling stand-specific parameters P2 are also included in the calculation of the setpoint quantity distribution, which in turn are all considered constant in the context of the present invention.
  • the outlet-side characteristics P3 which comprises the flatness distribution of the metal strip, its roughness distribution, its bandwidth and its residual oil content per transport length unit, each measured on the outlet side of the cold rolling stand.
  • the flatness distribution and the roughness distribution are measured online as actual variables on the outlet side and fed individually to the comparator device 122-1 or 122-2 as variable process variables.
  • the bandwidth (assumed to be constant within the scope of the invention) and the residual oil content (measured online as a variable process variable) are fed to the arithmetic unit 122-4.
  • the two outlet side Parameters of bandwidth and residual oil content are summarized below under the name P3 '.
  • the setpoint distribution for the inner loop within the computing unit 122-4 in accordance with the inlet side characteristics P1, the cold rolling stand specific characteristics P2, the outlet side characteristics P3 'and determined in accordance with the weighted deviations for the flatness distribution and the roughness distribution becomes. It should be noted that of all the parameters mentioned only the speed of the metal strip on the inlet side, the two control deviations and the outlet side residual oil content per transport length unit of the metal strip are variable in time, while all other parameters are considered to be constant over time.
  • the criteria roughness distribution and flatness distribution can not only be considered separately, but also in parallel and set to predetermined target values. For this purpose, it is necessary to adjust the amount of lubricant applied on the inlet side as a function of the two control deviations of the flatness distribution and the roughness distribution.
  • the current residual oil content is taken into account only insofar as that is checked within the computing unit 122-4, on the one hand the residual oil content does not exceed a predetermined upper threshold for the residual oil content and on the other hand does not fall below a predetermined lower threshold for the residual oil content.
  • Compliance with the upper threshold value is important in order to avoid lateral running of the metal strip on a roller conveyor connected behind the cold rolling stand.
  • Compliance with the lower threshold is required to prevent rusting on the metal strip.
  • a respective desired change in the coefficient of friction in the roll gap is realized not only by a change in quantity but alternatively also by a change in the composition of the lubricant mixture from the available lubricant components S1, S2 and S3 etc. or by a combination of change in quantity and mixture change become.
  • the invention finds application in the last framework of a multi-stand rolling train.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Claims (21)

  1. Procédé pour la régulation de la planéité d'une bande métallique (400) à la sortie d'une cage de laminage à froid (300) par un dosage approprié de la quantité appliquée d'au moins un lubrifiant (200) sur la bande métallique à l'entrée de la cage de laminage à froid, sous forme d'une répartition de la quantité sur la largeur de la bande métallique (400) par unité de temps, caractérisé en ce que le dosage a lieu en fonction d'un écart de réglage constaté (e-RHV) entre une répartition réelle et une répartition de consigne de la rugosité sur la largeur de la bande métallique (400) à la sortie de la cage de laminage à froid (300).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dosage a en outre lieu en fonction d'un écart de réglage constaté (e-PHV) entre une répartition réelle et une répartition de consigne de la planéité sur la largeur de la bande métallique (400) à la sortie de la cage de laminage à froid.
  3. Procédé pour la régulation de la rugosité d'une bande métallique (400) à la sortie d'une cage de laminage à froid (300) par un dosage approprié de la quantité appliquée d'au moins un lubrifiant (200) sur la bande métallique par unité de temps à l'entrée de la cage de laminage à froid, où
    la quantité appliquée de lubrifiant (200) est dosée sous forme d'une répartition de quantité sur la largeur de la bande métallique (400) par unité de temps en fonction d'un écart de réglage (e-PLV) constaté entre une répartition réelle et une répartition de consigne de la planéité sur la largeur de la bande métallique (400) à la sortie de la cage de laminage à froid, ou d'un écart de réglage (e-RHV) entre une répartition réelle et une répartition de consigne de la rugosité sur la largeur de la bande métallique (400) à la sortie de la cage de laminage à froid (300) ou d'une combinaison des deux écarts de réglage.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de lubrifiant (200) appliqué est variée dans une plage de 1-20 ml /minute/100 mm de largeur de la bande métallique (400).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dosage de la quantité a lieu sous forme d'une régulation en cascade avec un circuit de réglage interne pour la répartition de quantité appliquée, la valeur de consigne pour la répartition de la quantité (Soll-MV) étant déterminée à l'aide d'un circuit de réglage superposé à base de différentes, plusieurs ou toutes les valeurs caractéristiques des groupes des caractéristiques à l'entrée (P1), spécifiques à la cage de laminage à froid (P2) et de sortie (P3) ainsi qu'en fonction de l'écart de réglage (e-PLV) constaté entre la répartition réelle et de consigne de la planéité, de l'écart de réglage (e-RHV) entre la répartition réelle et de consigne de la rugosité ou d'une combinaison de deux écarts de réglage.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le groupe des caractéristiques à l'entrée (P1) de la bande métallique (400) comprend sa vitesse à l'entrée, sa largeur à l'entrée, son matériau et son profil à l'entrée.
  7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le groupe des caractéristiques spécifiques à la cage (P2) comprend : le diamètre des cylindres de travail, la rugosité des cylindres de travail, le matériau des cylindres de travail et le bombé des cylindres de travail.
  8. Procédé selon la revendication 5, 6 ou 7 caractérisé en ce que le groupe des caractéristiques à la sortie (P3) de la bande métallique (400) comprend : sa vitesse à la sortie, sa largeur à la sortie, la teneur résiduelle en lubrifiant sur sa surface par unité de longueur à la sortie dans le sens du transport, sa répartition de la planéité à la sortie dans le sens de la largeur et sa répartition de la rugosité à la sortie dans le sens de la largeur.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on prédéfinit une valeur seuil supérieure et/ou inférieure pour la teneur résiduelle admise de lubrifiant côté sortie.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on prérègle, au début du procédé, pour la première détermination de la valeur de consigne pour la répartition de la quantité, la répartition réelle de la planéité et la répartition réelle de la rugosité à chaque fois à une valeur de départ appropriée, par exemple à zéro.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande métallique (400) n'est refroidie que côté sortie, mais pas côté entrée de la cage de laminage à froid.
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une pluralité de lubrifiants (S1, S2, S3) présentant à chaque fois un effet différent de diminution de l'indice de frottement dans la fente de laminage de la cage de laminage à froid (300) est à disposition et le dosage de la répartition de la quantité du lubrifiant (200) appliqué sur la bande métallique par unité de temps et sur la largeur de la bande métallique a lieu par un mélange des lubrifiants (S1, S2, S3) disponibles les uns avec les autres et avec de l'air, approprié eu égard à l'indice de frottement souhaité dans la fente de laminage.
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'agit, pour la bande métallique (400), par exemple d'une bande d'acier ou d'un métal non ferreux NF, par exemple d'une bande d'aluminium.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la taille de la fente de laminage de la cage de laminage à froid est maintenue constante pendant toute la durée d'usinage de la bande métallique (400).
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le lubrifiant à l'entrée de la cage de laminage à froid est appliqué sur la face supérieure et/ou la face inférieure de la bande métallique et/ou sur au moins un cylindre de travail de la cage de laminage à froid.
  16. Programme informatique comprenant un code de programmation pour un dispositif de commande (120) d'un dispositif d'application (100) de lubrifiant, caractérisé en ce que le code de programmation est conçu pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
  17. Support de données comprenant un programme informatique selon la revendication 16.
  18. Dispositif d'application (100) d'un lubrifiant, présentant :
    un récipient (160) pour au moins un lubrifiant (S1, S2, S3) ; au moins une barre de pulvérisation (110) équipée d'une pluralité de pulvérisateurs (110-i), la barre de pulvérisation étant disposée côté entrée d'une cage de laminage à froid (300), transversalement au sens du transport d'une bande métallique (400) pour le dosage du lubrifiant (S1, S2, S3) sur la bande métallique par unité de temps ; et
    un dispositif de commande (120) pour la commande appropriée des pulvérisateurs (110-i) de la barre de pulvérisation (110) eu égard à une planéité souhaitée de la bande métallique, caractérisé en ce que
    un dispositif de détection (130-2) de la rugosité est prévu sur le côté sortie pour enregistrer la répartition réelle de la rugosité à la sortie sur la largeur de la bande métallique (400) ; et
    le dispositif de commande (120), en interaction avec la barre de pulvérisation (110), est conçu pour doser ledit au moins un lubrifiant (S1, S2, S3) par répartition de la quantité sur la largeur de la bande métallique (400) et par unité de temps en fonction d'un écart de réglage (e-RHV) entre la répartition réelle et une répartition de consigne de la rugosité sur la largeur de la bande métallique (400) à la sortie de la cage de laminage à froid.
  19. Dispositif d'application (100) de lubrifiant selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'un dispositif de détection (130-1) de la planéité est prévu côté sortie de la cage de laminage à froid (300) pour enregistrer la répartition réelle de la planéité sur la largeur de la bande métallique à la sortie ; et le dispositif de commande (120) est conçu pour doser le lubrifiant, eu égard à la planéité souhaitée en plus en fonction d'un écart de réglage (e-PLV) constaté entre la répartition réelle et une répartition de consigne de la planéité sur la largeur de la bande métallique à la sortie de la cage de laminage à froid (300) eu égard à une planéité souhaitée de la bande métallique.
  20. Dispositif d'application (100) d'un lubrifiant, présentant :
    un récipient (160) pour au moins un lubrifiant (S1, S2, S3) ; au moins une barre de pulvérisation (110) équipée d'une pluralité de pulvérisateurs (110-i), la barre de pulvérisation étant disposée côté entrée d'une cage de laminage à froid (300), transversalement au sens du transport d'une bande métallique (400) pour le dosage du lubrifiant (S1, S2, S3) sur la bande métallique par unité de temps ; et
    un dispositif de commande (120) pour la commande appropriée des pulvérisateurs (110-i) de la barre de pulvérisation (110) eu égard à une rugosité souhaitée de la bande métallique ;
    où
    un dispositif de détection (130-1) de la planéité est prévu sur le côté sortie de la cage de laminage à froid (300) pour enregistrer la répartition réelle de la planéité sur la largeur de la bande métallique à la sortie et/ou
    un dispositif de détection (130-2) de la rugosité est prévu sur le côté sortie pour enregistrer la répartition réelle de la rugosité sur la largeur de la bande métallique (400) ; et
    le dispositif de commande (120), en interaction avec la barre de pulvérisation (110), est conçu pour doser ledit au moins un lubrifiant (S1, S2, S3) par répartition de la quantité sur la largeur de la bande métallique (400) et par unité de temps en fonction d'un écart de réglage (e-PHV) constaté entre la répartition réelle et une répartition de la consigne de la planéité sur la largeur de la bande métallique à la sortie de la cage de laminage à froid (300) ou d'un écart de réglage (e-RHV) entre la répartition réelle et une répartition de consigne de la rugosité sur la largeur de la bande métallique (400) à la sortie de la cage de laminage à froid ou d'une combinaison des deux écarts de réglage.
  21. Dispositif d'application (100) de lubrifiant selon l'une quelconque des revendications 18, 19 ou 20, caractérisé en ce que le dispositif d'application du lubrifiant est conçu pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
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