JP4351047B2 - ストリップの冷間圧延における油とエマルジョンの組み合わせ使用 - Google Patents

Description

本発明は、多段ロールスタンドタンデム型圧延ライン内における、特に特殊鋼、及び／または非鉄金属から成るストリップの冷間圧延のための方法に関し、その際、
第一段の１つのロールスタンド、もしくは第一段の多数のロールスタンドが、比較的に高い減面率（Abnahmen）を果たし、且つ、最終段の１つのロールスタンド、もしくは最終段の多数のロールスタンドが、比較的に僅かな減面率において、このストリップの表面品質を規定する。本発明は、同様にこの方法を実施するための設備にも関する。

ストリップの冷間圧延プロセスにおいて、
一方では、圧延製品のために、可能な限り高い減面率が、製品表面の品質に対する比較的に僅かな要求の場合に、
他方では、最終仕上げ製品のために、最適な特有の表面性状が、比較的に僅かな減面率（Reduktion）の場合に、達成しようとされている。
この目標を達成するために、圧延技術において、従来、ただ潤滑および冷却剤（エマルジョンまたは油）だけが使用され、その際、種々の圧延プログラムにおいて、諸々の妥協が甘受されねばならない。

圧延油は、冷間圧延潤滑剤として、エマルジョンの場合よりも、係数１．３だけより良好な潤滑特性を備えている。選択された添加剤との協働で、この油は、常に均質の薄膜を、ストリップ表面上に形成し、この薄膜が、有利には、ストリップ表面と変形させる圧延ロールとの問題のない分離を誘起する。結果として生じるストリップ表面は、従って、極めて均質であり、且つ、微細な構造から、達成可能な表面光沢が高い。圧延油は、たしかに相対的に高価であるが、しかしながら、容易に取り扱い可能であり、従って、比較的に僅かな保守経費において、ほぼ無制限な耐用期間が達成される。

しかしながら、圧延油は、極めて粗悪な熱伝導媒体であり、且つ、同様に、僅かの熱容量を有するという、重要な欠点を備えている。このことは、圧延プロセスにおいて、増大された温度を、ストリップおよび圧延ロール内に誘起し、このことによって、ワークロールが、不利な場合に、限界温度に達し、且つ、ストリップが、自体で焼戻し色を有する。僅かな冷却作用に基づいて、平坦度制御は、ゾーン冷却を介して、比較的に高い冷却作用を有する媒体の使用の場合よりも、より僅かに良好に推移する。

圧延補助手段としてのエマルジョンの使用によって、確かに、圧延油の粗悪な冷却作用の欠点は、少なくとも部分的に解除される。エマルジョンの潤滑作用は、基本的に、小滴大きさによって、および鹸化価によって規定される。しかしながら、この潤滑体の均質性は、著しく粗悪であり、そのために、ある程度満足させる潤滑体を形成するために、使用されるエマルジョン油が、特別な物質を有していなければならない。これら両方の特性、および困難性は、比較的に僅かに良好な表面品質という結果に終わる。更に、エマルジョンのろ過可能性は、油小滴の大きさによって制約された状態で、制限されている。相分離を回避するために、微細、もしくは超微細ろ過作用（Fein- bzw. Feinstfiltration・）は、実施可能ではなく、このことは、ストリップ表面に不利な影響を及ぼすことを誘起する。

異なる潤滑および冷却媒体の特有の特性の考慮のもとで、高品質の特殊鋼冷間圧延ストリップを製造するためのタンデム型圧延ラインの場合、ストリップ表面の極めて高い品質を保証するために、新しい方法を探求することの帰結が与えられる。

国際公開第９８／５１４２３号パンフレット（特許文献１）は、０．１８ｍｍまでの鋼−薄ストリップの製品のための、２つのロールスタンドを有するタンデム型圧延ラインを記載している。これらのロールスタンドは、通常、５０から６０％までの減面率を達成する。更なる減面率を達成するために、最終の冷間圧延通板が続く。それにも拘らず、上記のことでもっては、所定の厚さの限界値を下回ることは達成されない。何故ならば、これに伴って、製品品質が低品位に、および不満足にという結果になるからである。

この公知の設備は、その都度の作動状態への適合状態において、第一の潤滑剤システム、および二次的な潤滑剤システムを有しており、これらシステムが選択的に作動開始される。別個のタンクでもっての異なる循環によって、潤滑剤液体の如何なる混合も行われるべきではない。それぞれのタンクは、液体レベルの制御および充填のための固有の手段、並びに、潤滑剤の構成を監視するための固有の手段を備えている。１つの実施形に相応して、この潤滑剤の構成のための制御手段は、この潤滑剤の物理的／化学的な特性の少なくとも部分的な補完のための手段によって帯行されている。潤滑油、添加剤、接種剤、等のような、物質のための量定装置が設けられており、その際、これら量定装置は、潤滑剤特性を補完、または修復することに適している。攪拌装置によって、沈殿物、および汚染物を回避するために、潤滑剤液体の常に一様な濃度が維持される。
この「潤滑剤混合物内における油の濃度」の指示は、この方法において、異なる濃度を有するエマルジョンの使用が意図されていることが認識可能である。均質の単分散の圧延油の選択的な使用は、この文献の対象ではない。

ソビエト連邦（UdSSR）特許第７７０５７３号明細書（特許文献２）は、２ロールスタンド圧延ラインでの圧延、および仕上げ圧延のための方法を記載しており、この方法が、潤滑油の注油および圧延ロール冷却によって、第１のロールスタンド内において、４０から６０％まで、および、第２のロールスタンド内において、５％に至るまでの減面率でもって、金属の変形を形成する。プロセスの能力を向上するため、変形のためのエネルギー消費を低下させるため、および、圧延ストリップの高い品質および表面清潔性を得るために、潤滑油の注油および冷却は、ただ第１のロールスタンドにおいてだけ行われ、その際、潤滑剤として、１％までの濃度を有する高粘性の鉱油から成るエマルジョン、および、冷却剤として、０．００１Ｍｏｌ／ｌまでの濃度を有する水性のテンサイド溶液（Tensidloesung）が使用され、且つ、第２のロールスタンドの前、および後ろにおいて、洗浄溶液が、このストリップに対して塗布される。
国際公開第９８／５１４２３号パンフレット ソビエト連邦特許第７７０５７３号明細書

従って、上記の公知技術を出発点として、本発明の根底をなす課題は、方法、およびこの方法を実施するための相応する設備を提供することであり、これら方法および設備によって、特殊鋼、及び／または非鉄金属から成るストリップの冷間圧延において、圧延プロセスの能力の明確な向上、ストリップおよび圧延ロールの冷却の同時の改善、並びに、最終製品、即ち圧延されたストリップの表面品質の良さの最適化が達成される。

この課題を解決するために、請求項１の上位概念において言及された様式の方法において、本発明によって、
比較的に高い減面率を伴ってタンデム型圧延ラインを通るストリップの第一段の通板のために、冷却および潤滑剤として、エマルジョンが使用され、
付着している冷却および潤滑剤薄膜が、圧延ロール間隙から出た後に、このストリップから圧出され、且つ、
比較的に僅かな減面率を伴ってタンデム型圧延ラインを通るストリップの最終段の１つまたは多数の通板のために、圧延油が潤滑剤として使用されることが提案される。エマルジョンの使用によって、この圧延ラインの第一段の減面段内における冷却作用は、上昇される。この圧延ラインの最終段の減面段内における圧延油の使用によって、この圧延ストリップの表面外観は、明確に改善される。総じて、圧延ラインの能力の明確な向上が達成される。

本発明による方法の１つの実施態様において、最終段の１つの（最終段の多数の）ロールスタンド内において、タンデム型圧延ラインを通るストリップの第一段の通板のために、先ず第一に、エマルジョンが使用され、且つ、特に、最終段の１つの通板、もしくは最終段の多数の通板のために、圧延油が、潤滑剤として使用される。

更に別の本発明の実施態様により、エマルジョンとしての不均質の媒体（混合物）、もしくは、圧延油としての均質の媒体のような異なる冷却および潤滑剤が、圧延プロセスの性能に応じて、交互に使用される。

このために、本発明により、エマルジョン、もしくは圧延油の使用のために、２つのそれぞれに、完全な固有のシステムから成る２つの分離された設備部分が、異なる冷却および潤滑剤の混合の極めて十分な回避のもとで使用されることが必要である。

多段ロールスタンドタンデム型圧延ラインを備える、特に特殊鋼、及び／または非鉄金属から成るストリップの冷間圧延のための設備は、
基本的に、２つの自給自足の冷却および潤滑剤システム、
貯蔵タンク、システムポンプ、冷却装置、ストリップ用負圧フィルターもしくはストリップ用加圧フィルターを有するエマルジョン設備、
並びに、上記の設備構成要素を備える圧延油設備、
から成り、その際、これらフィルターが、圧延ストリップ表面品質の良さの極めて高い諸要件を顧慮して、極めて高いろ過液純度を達成するために、再洗浄可能な極微細フィルターである。

本発明による設備の１つの実施態様は、エマルジョン設備と圧延油設備との間に作動開始のための手段を有する循環洗浄部を配置している。タンデム型圧延ラインの最終段の１つの（最終段の多数の）ロールスタンドが、エマルジョンでもってと同様に、圧延油でもっても作動されるので、本発明により、更に、このタンデム型圧延ラインの最終段のこのロールスタンドもしくはこれらロールスタンドに、別個の噴射ビームが、それぞれのエマルジョン、または圧延油のために所属して設けられていることが提案される。

本発明の更なる詳細、特徴、および利点は、図において概略的に示された実施例の以下の説明から与えられる。

図１は、方法の概略図の様式において、圧延ラインＷを有する、５ロールスタンドタンデム型冷間圧延設備における、エマルジョン、および油の組み合わされた塗布のための設備を示している。参照符号「システムＡ」を伴う冷却および潤滑剤設備は、この冷却および潤滑剤設備の内に備えられた圧延エマルジョン設備を有しており、この圧延エマルジョン設備が、負圧フィルターＡ１、磁気分離装置を有する圧延エマルジョン洗浄貯蔵タンクＡ２、並びに、真空フィルターポンプＡ３、およびシステムポンプＡ４を有している。この圧延エマルジョン設備「システムＡ」は、圧延ラインの５つのロールスタンド全てに所属して設けられている。

参照符号「システムＢ」でもって、洗浄油貯蔵タンクＢ１、および汚染油貯蔵タンクＢ２を有する圧延油設備が見て取れ、更に、フィルターポンプＢ３、システムポンプＢ４、極微細フィルターシステムＢ５、並びに、二次フィルター設備Ｂ６が認識可能である。この圧延油設備は、タンデム型圧延ラインのただ最終段の１つのロールスタンドに、もしくは、最終段の多数のロールスタンドに所属して設けられている。最終段のこれら多数のロールスタンドに、２つの、詳細には図示されていない摺動可能な捕集槽が所属して設けられており、これら捕集槽の内の一方の捕集槽がエマルジョンのために、および、他方の捕集槽が圧延油のために、最終段のこれら多数の圧延ロールスタンドがエマルジョンでもって、または圧延油でもって作動されるかに応じて、所属して設けられている。

本発明でもって、今日、益々頻繁に、特殊鋼の形成のためにも使用される、タンデム型圧延ライン内において、通常は高い減面率を果たし、且つ従って、高い熱注入をストリップ内において形成する、第一段のロールスタンドを、エマルジョンを伴って作動することの可能性が開かれる。エマルジョン作動されたロールスタンドの後ろでのストリップからのエマルジョンの圧出は、例えば、最大２２０ｍｇ／ｍ² の最大の残留油状態に至るまで行われる。この圧延ストリップは、ここで、圧延ラインの最終段の１つの、もしくは多数の圧延ロールスタンドの中に流入する。これらロールスタンドは、圧延油でもって作動され、且つ、比較的に僅かな減面率でもって作動される。このようにして、表面は調質され、且つ、金属的に光沢のある状態で調質され、且つ、従って、今日的な、冷間圧延されたストリップの表面に対する高い諸要求を満足する。

本発明による方法は、多段ロールスタンドの、例えば、５から７段までのロールスタンドを備え付けられたタンデム型圧延ラインにおいて、および、２段ロールスタンドの可逆タンデム型圧延ラインにおいて、並びに、１段ロールスタンドの一方向、および可逆圧延ラインにおいて、成功裏に使用可能である。

方法の概略図の様式における、圧延ラインを有する、５ロールスタンドタンデム型冷間圧延設備における、エマルジョン、および油の組み合わされた塗布のための設備の図である。

Claims (12)

1. 多段ロールスタンドタンデム型圧延ライン内における、特殊鋼及び非鉄金属またはいずれか一方から成るストリップの冷間圧延のための方法であって、その際、
   第一段の１つのロールスタンド、もしくは第一段の多数のロールスタンドが、比較的に高い減面率を果たし、且つ、最終段の１つのロールスタンド、もしくは最終段の多数のロールスタンドが、比較的に僅かな減面率において、このストリップの表面品質を規定する様式の上記方法において、
   比較的に高い減面率を伴ってタンデム型圧延ラインを通るストリップの第一段の通板のために、冷却および潤滑剤として、エマルジョンが使用され、
   付着している冷却および潤滑剤薄膜が、圧延ロール間隙から出た後に、このストリップから圧出され、且つ、
   比較的に僅かな減面率を伴ってタンデム型圧延ラインを通るストリップの最終段の１つまたは多数の通板のために、圧延油が潤滑剤として使用されることを特徴とする方法。
2. 最終段の１つのロールスタンド、もしくは最終段の多数のロールスタンド内において、タンデム型圧延ラインを通るストリップの第一段の通板のために、先ず第一に、冷却剤として、エマルジョンが使用され、且つ、最終段の１つの通板、もしくは最終段の多数の通板のために、圧延油が、潤滑剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. タンデム型圧延ラインのエマルジョン作動された圧延ロールスタンドの後ろでの圧出は、最大１５０から３００ｍｇ／ｍ² の残留油状態まで行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. エマルジョンとしての不均質の媒体、もしくは圧延油としての均質の媒体のような異なる冷却および潤滑剤が、圧延プロセスの性能に応じて、交互に使用されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
5. エマルジョン、および圧延油の使用の際に、２つのそれぞれに、完全な固有のシステムから成る２つの分離された設備部分が、異なる冷却および潤滑剤の混合の極めて十分な回避のもとで使用されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の方法。
6. エマルジョン、もしくは圧延油システムは、交互に切替え可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の方法。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の方法を実施するための、多段ロールスタンドタンデム型圧延ラインを備える、特殊鋼及び非鉄金属またはいずれか一方から成るストリップの冷間圧延のための設備は、
   − 基本的に、２つの自給自足の冷却および潤滑剤システム、
   − 貯蔵タンク、システムポンプ、冷却装置、ストリップ用負圧フィルターもしくはストリップ用加圧フィルターを有するエマルジョン設備、
   − 上記の構成要素を備える圧延油設備、その際、これらフィルターが再洗浄可能な極微細フィルターである、
   から成ることを特徴とする設備。
8. エマルジョン設備と圧延油設備との間に作動開始のための手段を有する循環洗浄部が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の設備。
9. エマルジョン設備が、第一段の１つのロールスタンド、もしくは第一段の多数のロールスタンドのために設けられていること、および、
   タンデム型圧延ラインの最終段の１つのロールスタンド、もしくは最終段の多数のロールスタンドに、エマルジョン設備と同様に、圧延油設備も所属して設けられていること、
   を特徴とする請求項７または８に記載の設備。
10. タンデム型圧延ラインの最終段の１つのロールスタンド、もしくは最終段の多数のロールスタンドに、別個の噴射ビームが、それぞれのエマルジョン、または圧延油のために所属して設けられていることを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載の設備。
11. 請求項１から６のいずれか一つの方法による、エマルジョンおよび圧延油の組み合わされた媒体を、２段ロールスタンドの可逆タンデム型圧延ラインに適用することを特徴とする方法。
12. 請求項１から６のいずれか一つの方法による、エマルジョンおよび圧延油の組み合わされた媒体を、１段ロールスタンドの一方向、および可逆圧延ラインに適用することを特徴とする方法。

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