JP2010511517A - 金属ストリップの平滑度及び／又は粗度を調整する方法と潤滑剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷間圧延金属ストリップの品質が平滑度及び／又は粗度を考慮してさらに改良されるように、冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップの平滑度及び／又は粗度を調整する公知の方法と公知の潤滑剤塗布装置を提供すること。
【解決手段】この発明は、時間単位当たりの少なくとも一つの潤滑剤の冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップ上に塗布された量の適した投与によって冷間圧延スタンドの出口において金属ストリップ（４００）の平滑度及び／又は粗度を調整する方法と潤滑剤塗布装置（１００）に関する。平滑度及び／又は粗度を考慮して冷間圧延金属ストリップの品質をさらに改良させるために、この発明によると、潤滑剤の塗布された量が量分布の形態において、冷間圧延スタンドの出口における金属ストリップの幅にわたり実効値と目標値の平滑度分布の間の確定された制御偏差或いは冷間圧延スタンドの出口において金属ストリップの幅にわたり実効値と目標値の粗度分布の間の制御偏差或いは両制御偏差から成る組合せに従って、時間単位当たりの金属ストリップ）の幅にわたり投与されていることを提案する。

Description

この発明は、冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップに塗布された時間単位当たり少なくとも一つの潤滑剤の量に適切な投与によって冷間圧延スタンドの出口において金属ストリップの平滑度及び／又は粗度を調整する方法と潤滑剤塗布装置に関する。

この種の方法は、例えば公開されていないドイツ特許出願第１０２００５０４２０２０号明細書（特許文献１）に記載されている。

ドイツ特許出願第１０２００５０４２０２０号明細書

この技術的教示から出発して、この発明の課題は、冷間圧延金属ストリップの品質が平滑度及び／又は粗度を考慮してさらに改良されるように、冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップの平滑度及び／又は粗度を調整する公知の方法と公知の潤滑剤塗布装置を発展させることである。

この課題は、特許請求項１に要求された方法によって解決される。これは、潤滑剤の塗布された量が冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップの幅にわたり実効値と目標値の平滑度分布間の確認された制御偏差或いは冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップの幅にわたり実効値と目標値の粗度分布間の制御偏差或いは両制御偏差から成る組合せに依存して時間単位当たりの金属ストリップの幅にわたり量分布の形態で投与されることを特徴とする。

案内引用された特許出願の技術的教示と相違して、この特許出願では、冷間圧延スタンドの入口側における潤滑剤の適した量の塗布が一括ではなく、むしろ、金属ストリップの幅にわたり分布される。この形式では、金属ストリップの幅方向における各部分のために、例えば個別のノズルの塗布領域において、潤滑剤の個々の量を供給して、この形式でそれぞれの幅部分における所定目標平滑度を調整させることが好ましい。

塗布された潤滑剤の量は金属ストリップの１−２０ｍｌ／分／１００ｍｍの幅の領域に存在する。この量は好ましくは、この量が望まれた目標平滑度或いは目標粗度を考慮して冷間圧延スタンドのロール隙間における摩擦係数の狙った変更を可能とするように、僅かである。出口で金属ストリップ上に残っている潤滑剤の残量が最小であり、その残量は好ましくは、残量が個別に廃棄処理する必要ないように、僅かである。

この発明は、好ましくは、冷間圧延スタンドの出口側における金属ストリップ上の潤滑剤の残含有量が測定されることを企図する。この残含有量が一方では所定下閾値を下回らない、というのは、典型的に使用された潤滑剤が通常には錆防止作用も有するので、そのほかに金属ストリップ上の錆発生の虞れが生じるからである。他方では、潤滑剤の残含有量が所定上閾値を超過しない、というのは、そのほかに冷間圧延スタンドの後方配置されたロール通路における金属ストリップの横移送の虞れが生じるからである。

この発明の範囲内に設けられた全目標値が特に実地からの経験値に基づいている。

この発明の方法を実施するために、入口側のみに潤滑剤が正確に投与された量を塗布されることが重要である。冷間圧延スタンドの入口側においてロール隙間への冷却媒体の追加的塗布がこの発明による方法では企図されていない、というのは、これはロール隙間における摩擦係数の狙った設定を歪曲されたからである。それ故に、冷却媒体の塗布は、この発明による方法では、主として、冷間圧延スタンドの出口側のみに企図するか、或いは入口側において冷却媒体がロール隙間に到達しないように企図する。

好ましくは、ロール隙間における摩擦係数を変更するそれぞれに異なった特性を備える多数の潤滑剤が利用される。潤滑剤或いは潤滑剤混合物の量投与を選択して、ロール隙間における正確な摩擦係数が異なった摩擦係数の適切に適した混合比によって調整され得る。好ましくは、個々の潤滑剤の混合がノズル梁の個別ノズル内で始めて行われる；金属ストリップの各幅部分用のロール隙間における摩擦係数の狙った設定が可能である。そのほかに、使用されていない潤滑剤の別々の廃棄処理／保存が可能である。

金属ストリップ上の所望の平滑度或いは粗度の設定は、この発明では冷間圧延スタンドのロール隙間の大きさの変更によって表現的に行われない；むしろ、ロール隙間の大きさが金属ストリップの全加工期間中に一定のままであるか、或いはこの発明の対象ではない別の制御回路によって制御される。この場合には、例えば入口と出口における金属ストリップの速度間の差は、ロール隙間の大きさ或いはストリップの減少の尺度として用いられる。

この発明の上記課題は、さらに、コンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを備えるデータ支持体と潤滑剤塗布装置によって解決される。この解決手段の利点は、前もってこの発明による方法を参照して上げられた利点に一致する。

ノズル梁を備える冷間圧延スタンドを示す。 この発明により縦続接続制御部を示す。 縦続接続制御部のブロックの詳細表示を示す。

この発明は、次に上記図を参照しながら詳細に記載される。

図１は、冷間圧延スタンドの入口における金属ストリップ４００の表面上に潤滑剤Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を塗布する潤滑剤塗布装置１００を示す。この潤滑剤塗布装置１００は金属ストリップ４００の上側に潤滑剤２００を塗布する多数のノズル１１０−ｉ（ｉ＝１−Ｉ）を備えるノズル梁１１０−ｏと金属ストリップ４００の上側に潤滑剤２００を塗布する多数のノズルを備える別のノズル梁１１０−ｕとを包含する。各個別ノズル１１０−ｉはノズルにより付与された潤滑剤量を考慮して個々に設定できるか、或いは制御できる。

付与された潤滑剤量のほかにそれぞれの潤滑剤組成が混合器１５０によって各ノズル１１０−ｉのために個々に設定できる。多数の潤滑剤Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がロール隙間における摩擦係数を変更させるそれぞれに異なった特性により利用できるならば、混合器１００がロール隙間の摩擦係数を考慮して具体的に望まれた特性を備える利用可能な潤滑剤Ｓ１、Ｓ２とＳ３から適した潤滑剤混合物の構成を可能とする。

塗布された潤滑剤量の既に述べたノズルによる可能な投与は個々のノズル１１０−ｉの完全な遮断を可能とする。これは、ノズル梁の外部ノズルの場合に特に好ましい、というのは、ノズルの入力或いは遮断によってそれぞれに圧延された金属ストリップ４００の幅への適用が行われ、この形式で潤滑手段の旋回が阻止され得るからである。

図２は制御概略の形態で冷間圧延スタンド３００の出口における金属ストリップ４００の平滑度或いは粗度を制御するこの発明を基礎としている方法を分かり易く説明する。この概略は縦続接続制御部の形態で潤滑剤の金属ストリップに塗布された量の投与が幅方向において潤滑剤の塗布された量の分布のための内部制御回路により行われることが認識され、重ねられた制御回路による量分布の目標値Soll-MV が検出されるか、或いは付与される。

内部制御回路は、目標／実効値比較器１２４、量制御器１２６と潤滑剤塗布装置１００の形態の調整部材及び冷間圧延スタンド３００のストリップの入口前でノズル梁１１０から金属ストリップ４００上に塗布された潤滑剤量を把握する量把握装置１１５を包含する。金属ストリップ４００の幅にわたり実効量として把握された量分布Ist-MVは比較器１２４において所定目標量分布Soll-MV と比較されて、この比較から生じる制御偏差制御偏差e-_MVは後方接続された量制御器１２６に供給される。この量制御器、特に比例Ｐ−制御器は受けられた制御偏差e-_MVがノズル梁１１０のノズル１１０−ｉを始動する適した調整信号に変更される。量制御器１２６は、ノズル梁１１０のそれぞれの一個のノズル１１０−ｉに付属されている個別制御器から成る。この個別ノズルはバスを介して互いに連結されている。ノズル梁１１０用の調整信号の形態の量制御器１２６の出力信号は個々のノズル１１０−ｉ用の多数の個々の調整信号を包含する。当然に量分布の把握や金属ストリップ４００の上面と下面用の内部制御回路による別々の制御が行われる。

図２と３を参照して、次に、重ねられた制御回路による金属ストリップ４００の上面と下面用の潤滑剤の金属ストリップに塗布された目標量Soll-MV のこの発明の算出が詳細に説明される。

この算出は、所定目標平滑度分布Soll-PLV及び/ 又は所定目標粗度分布Soll-RHVに基づいて目標値算出装置１２２で行われる。これら両所定目標量では、特にそれぞれに圧延すべきストリップに適した値の工作材に依存して与えられる形式値が用いられる。図３に認識されるように、平滑度分布用の目標値Soll-PLVはまず最初に第一比較装置１２２−１において実効値Ist-PLV と比較され、この実効値は冷間圧延スタンド３００の出口における金属ストリップ４００の平滑度分布を表す。金属ストリップの幅方向における平滑度分布用の実効値Ist-PLV は平滑度検知装置１３０-1によって例えば平滑度測定ロールの形態で測定される。比較装置１２２−１の出口に、制御偏差−平滑度分布ｅ−_PLV が隣接している。類似して、粗度分布Soll-RHV用の目標値が第二比較装置１２２−２の出口における付属実効値Ist-PLV と比較されるので、制御偏差−粗度分布ｅ−_RHV が第二比較装置１２２−２の出口に隣接している。金属ストリップの幅方向における粗度分布用の実効値Ist-PLV は粗度検知装置１３０ー２によって光学的センサーの形態で測定される。

使用者／使用場合の願望に応じて、制御偏差−平滑度分布と制御偏差−粗度分布がそれぞれに個々に計量されて目標量分布が算出される。この目的のために、両制御偏差が算出装置１２２−４内部で目標量分布を算出する前に、両制御偏差が重量装置１２２−３において個々に計量される。

図３において認識されるように、両計量制御偏差のほかに逆特性量も目標量分布から算出される。この特性量では、一方では冷間圧延スタンド３００の入口側における金属ストリップ４００特殊特性量Ｐ１が使用される。これは、一方では入口側におけるストリップ速度（可変）及び金属ストリップの幅、金属ストリップの材料或いは合金とその形状である。入口側におけるストリップ速度と相違して、三つの連続上記特性量がこの発明の範囲内で一定と見做される。金属ストリップ特殊特性量Ｐ１のほかに圧延スタンド特性量Ｐ２が目標量分布の算出で行われ、その目標量分布がこの発明の範囲内で一定と見做される。この冷間圧延スタンド特殊特性量では、作業ロールの直径、その粗度、材料と球状性が扱われている。第３グループとして、出口側特性量Ｐ３を選択すべきであり、この特性量は、それぞれに冷間圧延スタンドの出口側で測定されて、金属ストリップの平滑度分布、その粗度分布、そのストリップ幅と輸送長さ単位当たりの残油含有量を包含する。既に述べたように、平滑度分布と粗度分布が出口側における実効量としてオンラインで測定されて、比較装置１２２−１或いは１２２−２に可変処理量として個々に供給される。それに対してストリップ幅（発明の範囲内で一定と見做される）と残油含有量（可変処理量としてオンラインで測定される）が算出装置１２２−４に供給される。両出口側特性量のストリップ幅と残油含有量が次に符号Ｐ’の下で統合される。

それ故に、中間成果として、算出ユニット１２２−４内部の内部制御回路用の目標量分布が入口側の特性量Ｐ１、冷間圧延スタンド特殊特性量Ｐ２、出口側特性量Ｐ３に従って且つ平滑度分布と粗度分布が計量された制御偏差に従って検出されることを確認すべきである。この場合には、すべての上記特性量のみから入口側における金属ストリップの速度、両制御偏差と金属ストリップの輸送長さ単位当たりの出口側残油含有量が時間的に可変である一方、すべての他の特性量が時間的に一定と考慮されることを注目すべきである。

この発明の方法は若干の場合に例として記載されている：
ａ）金属ストリップ４００の冷間圧延スタンド３００の出口で確認された粗度が目標値から偏向されている。
これは、例えば、実効粗度分布が適切な所定目標値Soll-RHVより大きいので、これら両量の比較から生じる制御偏差粗度分布ｅ−_RHV が負であることを意味する。この例では、平滑度分布が度外視されたままであるので、１００％までに粗度を含めた負的制御偏差が算出装置１２４−４で求められる。この算出装置は全一定特性量の制御偏差粗度分布に従って且つ冷間圧延スタンド３００の出口における金属ストリップ上のオンラインで検出された残油含有量に従って内部制御回路用の適した目標量分布を与えられるので、冷間圧延スタンドの出口における粗度分布が出来るだけ短時間に再び目標粗度分布の基準に規定される。

一般に、算出ユニット１２２−４が大過ぎの粗度の際に目標量分布とそれにより潤滑剤の入口側の塗布された量を負的制御偏差粗度に従って変更させて、短時間に再び所定粗度分布に関する出口側における測定された粗度分布の統一を達成させる。
どんな形式で、粗度が潤滑剤量及び／又は潤滑剤種類によって影響されるかは、圧延場合の一般的処理条件に依存し、好ましくは処理モデルによって算出される。

ｂ）冷間圧延スタンドの出口側における平滑度分布が目標平滑度分布から偏向されている。
どんな形式で、ストリップ引張応力分布とそれにより平滑度分布が潤滑剤量及び／又は潤滑剤種類によって影響されるかは、圧延場合の一般的処理条件に依存し、好ましくは処理モデルによって算出される。

基準の粗度分布と平滑度分布が別としてばかりではなく、むしろ、平行に考慮されて、それぞれの所定目標値に調整され得る。このために、入口側に塗布された潤滑剤量を両制御偏差平滑度分布と粗度分布とに依存して適して調整することが必要である。

算出装置１２２−４の内部の目標量分布の各算出のために、この場合に、算出装置１２２−４の内部に検討される場合のみ、それぞれの現実の残油含有量が考慮されて、残油含有量が一方では残油含有量用の所定上閾値を超過しなく、他方では、所定下閾値を下回らないことが適用される。上閾値の維持が重要であり、冷間圧延スタンドの後方に接続されたロール通路における金属ストリップの横移送を回避させる。下閾値の維持が金属ストリップ上の錆発生を回避させるために必要である。

すべての使用の場合には、ロール隙間における摩擦係数のそれぞれに望まれた変更が量変更によるばかりではなく、自由に使える潤滑剤成分Ｓ１、Ｓ２とＳ３などから潤滑剤混合物の組成の変更によって或いは量変更と混合変更の組合せによって実現されることが適用される。

特にこの発明は複数のスタンド圧延路の最終スタンドの際に使用される。

１００．．．．．潤滑剤塗布装置
１１０−ｏ．．．ノズル梁
１１０−ｉ．．．ノズル
１２２−１．．．比較装置
１２２−４．．．算出装置
１２４．．．．．目標／実効値比較器
２００．．．．．潤滑剤
３００．．．．．冷間圧延スタンド
４００．．．．．金属ストリップ

Claims (17)

1. 時間単位当たりの少なくとも一つの潤滑剤（２００）の冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップ上に塗布された量の適した投与によって冷間圧延スタンド（３００）の出口において金属ストリップ（４００）の平滑度及び／又は粗度を調整する方法において、潤滑剤（２００）の塗布された量が量分布の形態において、冷間圧延スタンドの出口における金属ストリップ（４００）の幅にわたり実効値と目標値の平滑度分布の間の確定された制御偏差（ｅ−_PLV ）或いは冷間圧延スタンド（３００）の出口において金属ストリップ（４００）のの幅にわたり実効値と目標値の粗度分布の間の制御偏差（ｅ−_RHV ）或いは両制御偏差から成る組合せに従って、時間単位当たりの金属ストリップ（４００）の幅にわたり投与されていることを特徴とする方法。
2. 塗布された潤滑剤（２００）の量が金属ストリップ（４００）の１−２０ｍｌ／分／１００ｍｍ幅の領域において変更されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 縦続接続制御部の形態おける量の投与が塗布された量分布用の内部制御回路により行われ、量分布用の目標値（Soll-MV)が重ねられた制御回路によって入口側特性量（Ｐ１）、冷間圧延スタンド特殊特性量（Ｐ２）と出口側特性量（Ｐ３）のグループから成る個々の、複数の或いはすべての特性量に基づいて及び実効値と目標値の平滑度分布の間の確定された制御偏差（ｅ−_PLV ）、実効値と目標値の粗度分布の間の制御偏差或いは両制御偏差から成る組合せに従って検出されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. 金属ストリップ（４００）の入口側特性量（Ｐ１）のグループが金属ストリップの速度、金属ストリップの幅、金属ストリップの材料と金属ストリップの形状を包含することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 冷間圧延スタンド特殊特性量（Ｐ２）のグループが作業ロールの直径、作業ロールの粗度、作業ロールの材料と作業ロールの球状性を包含することを特徴とする請求項３或いは４に記載の方法。
6. 金属ストリップ（４００）の出口側特性量（Ｐ３）のグループが金属ストリップの速度、金属ストリップの幅、輸送方向における長さ単位当たりの金属ストリップ表面上の潤滑剤の残含有量、幅方向における金属ストリップの平滑度分布と幅方向における金属ストリップの粗度分布を包含することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 潤滑剤の許容残含有量の上閾値及び／又は下閾値が出口側に与えられることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 量分布の目標値を最初に決定する方法を開始するために、実効値平滑度分布と実効値粗度分布がそれぞれに適した開始値に、例えば零に予め設定されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の方法。
9. 金属ストリップ（４００）が冷間圧延スタンドの出口側のみで冷却され、しかし入口側では冷却されないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 複数の潤滑剤（Ｓ１、Ｓ２とＳ３）が冷間圧延スタンド（３００）の圧延隙間における摩擦係数を減少させるそれぞれに異なった作用により利用され、時間単位当たりの金属ストリップに塗布された潤滑剤（２００）の量分布の投与が自由に使える潤滑剤（Ｓ１、Ｓ２とＳ３）の圧延隙間の所望の摩擦係数を考慮して適した混合物によって金属ストリップの幅にわたり上下に且つ空気により行われることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 金属ストリップ（４００）には、例えば鋼ストリップ或いは非鉄ＮＥ−金属ストリップ、例えばアルミュニウムストリップが用いられることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 冷間圧延スタンドのロール隙間の大きさが金属ストリップ（４００）の全加工期間中に一定に維持されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 潤滑剤が冷間圧延スタンドの入口において金属ストリップの上面及び／又は下面に及び／又は冷間圧延スタンドの少なくとも一つの作業ロールに塗布されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 潤滑剤塗布装置（１００）の制御装置（１２０）用のプログラムコードを備えるコンピュータプログラムにおいて、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法を実施するために、プログラムコードのプログラムが形成されていることを特徴とするコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムを備えるデータ担体。
16. 少なくとも一つの潤滑剤（Ｓ１、Ｓ２とＳ３）用の容器（１６０）と、多数のノズル（１１０−ｉ）を備える少なくとも一つのノズル梁（１１０）と、時間単位当たりの金属ストリップ上に潤滑媒体（Ｓ１、Ｓ２とＳ３）を投与するために、冷間圧延スタンド（３００）の入口側におけるノズル梁が金属ストリップ（４００）の輸送方向を横切って配置されているものと、ノズル梁（１１０）のノズル（１１０−ｉ）を適切に始動する制御装置（１２０）とを包含する潤滑剤塗布装置（１００）において、金属ストリップの幅にわたる実効値平滑度分布を把握するために、平滑度感知装置（１３０−１）が冷間圧延スタンド（３００）の出口側に設けられていること及び／又は金属ストリップ（４００）の幅にわたる実効値粗度分布を把握するために、粗度感知装置（１３０−２）が出口側に設けられていること、そして制御装置（１２０）がノズル梁（１１０）と共働作用するように形成されていて、このノズル梁が少なくとも一つの潤滑剤（Ｓ１、Ｓ２とＳ３）を金属ストリップ（４００）の幅にわたり量分布され、時間単位当たりに、冷間圧延スタンド（３００）の出口における金属ストリップの幅にわたり実効値と目標値の平滑度分布間の確定された制御偏差（ｅ−_PLV ）或いは冷間圧延スタンドの出口における金属ストリップ（４００）の幅にわたり実効値と目標値の粗度分布間の制御偏差（ｅ−_RH）或いは両制御偏差から成る組合せに従って投与することを特徴とする潤滑剤塗布装置。
17. 潤滑剤塗布装置が請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法を実施するために形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の潤滑剤塗布装置（１００）。

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