JP5752046B2 - 金属の箔またはストリップを圧延するための装置、および、圧延中に金属ストリップまたは箔の形状を制御する方法 - Google Patents
金属の箔またはストリップを圧延するための装置、および、圧延中に金属ストリップまたは箔の形状を制御する方法 Download PDFInfo
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Description
・ 低温のガスまたは液体のアプリケータ列によって、圧延機のロールの片側または両側に冷却が施される
・ それらのアプリケータは、ロールの全幅に亘って冷却効果が変化するように制御することができる個別制御可能ゾーンに分割される。
・ さらに、1つ以上のロール全幅加熱装置が、ロール冷却剤アプリケータと併用される。
・ ロール加熱装置が、ロールの全幅に亘っていくつかの個別制御可能ゾーンに分割される。ゾーン数は、プロセス要件に応じて冷却ゾーンと同じ数の場合もあれば、そうでない場合もある。
・ 平坦なストリップを製造するため、圧延機の出口側に取り付けられた平坦性測定装置と連係した平坦性制御システムによって、ロール全幅の各ゾーン毎に施される冷却または加熱の量が変化させられる。その最も単純な形態の場合、平坦性制御システムは、平坦性測定装置によって供給されるデータに応じて加熱量または冷却量を変化させる人間のオペレータによって実現される。さらに高度な実施形態によれば、電子制御装置が、そのようなデータに応じて加熱又は冷却を変化させるように設けられ配置される。
・ 絶縁および/または保護された低温供給管路によって、貯蔵タンクと吹付けヘッダが結合される。
・ 低温に因る水蒸気の凝結を防ぐため、圧延スタンドには、二段式の格納および/または換気システムを設けることが可能である。圧延スタンドを格納する内側コンパートメントは、冷却領域に水蒸気が進入しないことを保証するために、正圧に保たれるが、外側領域は、作業員の出入領域における酸素欠乏を防ぐために、主工場設備に比べて負圧に保たれる。
・ 圧延前に、別個の圧延潤滑剤がストリップに塗布される。これは、静電沈着法のようなプロセスを利用して、極めて薄くて均一な層を成すように塗布される。
・ ロール冷却剤としてのケロシンを低温冷却された不活性の液体またはガスに完全に交換すると、圧延機の火災の恐れが完全になくなる。安全性および/または生産損失の多大の危機がなくなると同時に、高価な防火装置を設備する必要もなくなる。
・ アルミニウム圧延プロセスの環境影響の低減。プロセスからケロシンを排除することで、大気中への炭化水素の放出がゼロにまで減少する。
・ ロール全幅のゾーン毎の冷却および/または加熱を導入することにより、平坦性制御システムが冷却専用のシステムよりも迅速にプロセス変化に応答可能となる。それによってまた、全部/または一部のロールを加熱する必要があると共に他の部分を冷却する必要がある幅変更または常温起動といったロール温度の容易な管理状況が実現されることになる。
・ 加熱装置の外側ゾーンによって、「タイトエッジ」の平坦性欠陥も有効に軽減されることになる。
・ 圧延前に、ごく少量の代替圧延油をストリップに直接塗布することで、既存のシステムに対する下記の利点がもたらされることになる:
・油特性を圧延の潤滑に関してのみ最適化すると、所定の圧延機パラメータ設定の場合に、ケロシン圧延に比べて圧延率を高くすることが可能になる−その結果、生産が増大することになる。
・圧延後のストリップに残された過剰潤滑剤によってアニール中の生じるコイルステイニングの発生率の低減−その結果、製品収量が増すことになる。
・油漏れによる冷却剤の汚染に起因するコイルステイニングの発生率の低減−そしてその結果、製品収量が増すことになる。
・過剰ケロシンを蒸発させる要件の緩和によるコイルのアニール時間の短縮。
・ さらに、ケロシンを低温冷却剤に交換すると、施設の下記のような構成要素および/またはそれに関連する運転コストが不要になる:
・ケロシン貯蔵タンクおよび/または循環システム
・ケロシン煙霧処理設備
・ケロシン濾過設備
・圧延機出口のストリップ・ブローオフ設備
・ ケロシン濾過設備を除去すると、危険な濾過剤の使用および/またはコストの掛かるその後の廃棄処理が不要になり、安全性とコスト面で利点をもたらす。
・ オイル煙霧の特別な防護および/または貯蔵用地下室が不要になるので、圧延工場の土木工事が大幅に単純化される。
・ 大型のケロシン処理システムの不要化に伴って、圧延機のために必要なスペースがその全体として低減される。
1)それによって、平坦性制御をより困難にする不明確で不均一な吹付け領域が生じることになる、
2)冷却剤の一部が不可避的にストリップ自体と接触し、ロールの両側におけるストリップに対する無制御冷却によって平坦性誤差を生じる可能性がある。
2 アルミニウムストリップまたは箔
3 作業ロール
4 支持ロール
5 低温貯蔵および/または送出システム
6 供給管
7 冷却剤アプリケータ
8 全幅加熱装置
9 平坦性測定装置
10 ロールのウェッジ領域
11 ロールのアーク領域
12 障壁
13 圧延スタンド装置
14 内室
15 シート材料
16 加工される金属
17 開口
18 ガス注入箇所
19 低温冷却剤アプリケータ
20 ガス排出箇所
21 ダンパ
22 外室
23 ガス排出箇所
24 弁またはダンパ
25 開口
26 酸素欠乏検出器
Claims (25)
- 金属の箔またはストリップを圧延するための装置であって、
一対の作業ロールであって当該ロール同士の間隙の領域に前記ストリップを受け入れるように設けられた一対の作業ロール(以下、単に「ロール」と記述する)と、
前記ロール表面における前記複数ゾーンの1つ以上を、1つ以上の加熱装置を用いて加熱するための手段と、
前記ロールの少なくとも一方の表面における複数ゾーンのうちの1つ以上に低温流体を吹き付けるように設けられた複数の低温流体アプリケータと
を含んでおり、
前記低温流体が、ケロシンを含まない、低温冷却された不活性のガスまたは液体からなる流体(以下、単に「低温流体」と記述する)であって、前記ロールの冷却剤として用いられるものであり、かつ
前記ロールのウェッジ領域または前記ストリップへの前記低温流体の進入を阻止する少なくとも1つの障壁として、ガスカーテンを、さらに含む
ことを特徴とする、金属箔またはストリップを圧延するための装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記ロールから前記金属ストリップが送り出されると、その平坦性を表した信号を発生するように設けられた平坦性測定装置を、さらに含む
ことを特徴とする装置。 - 請求項2記載の装置において、
前記信号に応答して、前記1つ以上のゾーンに対する前記加熱または前記低温流体の吹き付けを変化させるための手段を、さらに含む
ことを特徴とする装置。 - 請求項3記載の装置において、
前記平坦性測定装置からデータを受信し、当該データに応答して前記加熱装置または温流体アプリケータを制御することによって、前記1つ以上のゾーンに対する前記加熱または前記低温流体の吹き付けを変化させるように設定された電子制御装置を含む
ことを特徴とする装置。 - 請求項1から3のうちいずれか1つに記載の装置において、
前記平坦性測定装置が、前記ロールのプロフィールを測定する、もしくは、前記金属ストリップの平坦性を直接に測定するように設定されている
ことを特徴とする装置。 - 請求項1から5のうちいずれか1つに記載の装置において、
潤滑剤の供給源と、前記ロールの上流で前記ストリップに前記潤滑剤を塗布するための手段とを、さらに含む
ことを特徴とする装置。 - 請求項6記載の装置において、
潤滑剤供給源が、10リットル/分未満の流量で潤滑剤を供給するように設定されている
ことを特徴とする装置。 - 請求項1から7のうちいずれか1つに記載の装置において、
前記複数の低温流体アプリケータが、前記ロールの少なくとも一方のアーク領域における複数ゾーンの1つ以上に前記低温流体を吹き付けるように設定されている
ことを特徴とする装置。 - 請求項1から8のうちいずれか1つに記載の装置において、
前記ロールを格納する内側コンパートメントと、
前記内側コンパートメントを格納する外側コンパートメントと、
前記内側コンパートメントを周囲圧に対して正圧に保つための手段と、
前記外側コンパートメントを周囲圧に対して負圧に保つための手段と
を、さらに含むことを特徴とする装置。 - 請求項9記載の装置において、
乾性ガス噴射手段を、さらに含む
ことを特徴とする装置。 - 請求項9記載の装置において、
ガス排出手段を、さらに含む
ことを特徴とする装置。 - 請求項1から11のうちいずれか1つに記載の装置において、
前記低温流体に、窒素および二酸化炭素のうちの1つが含まれる
ことを特徴とする装置。 - 圧延中に、金属ストリップまたは箔の形状を制御する方法であって、
1つ以上の低温流体アプリケータを用いて、1つ以上のロールの表面における前記ロールの全幅に亘って均等に分布した複数のゾーンの1つ以上に、ケロシンを含まず、その代わりに低温冷却された不活性のガスまたは液体からなる低温流体を吹き付けて、当該低温流体を前記ロールの冷却剤として用いるステップと、
1つ以上の加熱装置を用いて、前記ロール表面の前記複数のゾーンの1つ以上を加熱するステップと
を含み、ここに、
前記低温流体は、少なくとも1つのロールのアーク領域に吹き付けられ、かつ、
前記ウェッジ領域または前記ストリップ上に低温液体が入り込むことを阻止するための障壁として、ガスカーテンからなる障壁を設けるステップを、さらに含んで、
前記ロールの全幅に亘って前記ロールの半径方向サイズを制御する
ことを特徴とする、金属ストリップまたは箔の形状を制御する方法。 - 請求項13記載の方法において、
平坦性測定装置を配置して、前記金属ストリップが前記ロールから送り出されると、その平坦性を表した信号を発生するステップと、
前記平坦性測定装置からデータを受信するステップと、
前記データに応答して、前記1つ以上のゾーンに対する前記低温流体の吹き付けまたは前記加熱を変化させるステップと
を、さらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項14記載の方法において、
前記1つ以上のゾーンに対する前記低温流体の吹き付けまたは前記加熱を、前記データに応答して、人間のオペレータによって手動で変化する
ことを特徴とする方法。 - 請求項14記載の方法において、
前記1つ以上のゾーンに対する前記低温流体の吹き付けまたは前記加熱が、前記平坦性測定装置からデータを受信して、前記1つ以上の低温流体アプリケータまたは前記1つ以上の加熱装置を制御するように構成された電子制御装置によって変化させられる
ことを特徴とする方法。 - 請求項13から16のうちいずれか1つに記載の方法において、
前記平坦性測定装置が、前記ロールのプロフィールを測定する、もしくは、直接に前記ストリップの平坦性を測定するように構成されている
ことを特徴とする方法。 - 請求項13から17のうちいずれか1つに記載の方法において、
前記ロールの上流で前記ストリップに潤滑剤を塗布するステップを、さらに含む
ことを特徴とする方法。 - 請求項18記載の方法において、
前記潤滑剤が、10リットル/分未満の流量で塗布される
ことを特徴とする方法。 - 請求項13から19のうちいずれか1つに記載の方法において、
内側コンパートメント内に前記ロールを格納するステップと、
外側コンパートメント内に前記内側コンパートメントを格納するステップと、
周囲圧力に対して前記内側コンパートメント内を正圧に保つステップと、
周囲圧力に対して前記外側コンパートメント内を負圧に保つステップと
を、さらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項20記載の方法において、
前記内側コンパートメントの圧力が、乾性ガス注入手段またはガス排出手段によって制御される
ことを特徴とする方法。 - 請求項21記載の方法において、
前記外側コンパートメントの圧力が、ガス排出手段によって制御される
ことを特徴とする方法。 - 請求項21または22記載の方法において、
前記コンパートメントの圧力制御が、開ループ系として、手動で制御される
ことを特徴とする方法。 - 請求項22または23記載の方法において、
前記コンパートメントの圧力制御が、コンピュータ制御システムと連係した圧力検知手段を用いて自動で制御される
ことを特徴とする方法。 - 請求項13から24のうちいずれか1つに記載の方法において、
前記低温流体に、窒素および二酸化炭素のうちの1つが含まれる
ことを特徴とする方法。
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