JP5942386B2 - Cold rolling method and metal plate manufacturing method - Google Patents
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本発明は、冷間タンデム圧延機の圧延スタンドに圧延油を供給する圧延油供給系統として、循環タンクに貯めたエマルション圧延油を循環供給する第1圧延油供給系統と、上記第1圧延油供給系統でのエマルション圧延油より高濃度のエマルション圧延油を供給する第2圧延油供給系統と、を備える冷間タンデム圧延機を用いて圧延する冷間圧延方法及びその冷間圧延方法を使用した金属板の製造方法に関する。 The present invention provides, as a rolling oil supply system for supplying rolling oil to a rolling stand of a cold tandem rolling mill, a first rolling oil supply system that circulates and supplies emulsion rolling oil stored in a circulation tank, and the first rolling oil supply. A cold rolling method for rolling using a cold tandem rolling mill provided with a second rolling oil supply system that supplies emulsion rolling oil having a higher concentration than emulsion rolling oil in the system, and metal using the cold rolling method The present invention relates to a method for manufacturing a plate.
圧延材として鋼板を冷間圧延する際には、圧延中の鋼板とロールとの間に生ずる摩擦を低減させるための潤滑剤として潤滑油(圧延油)が用いられる。またこの潤滑油は、圧延時に生ずる摩擦発熱および加工発熱により高温となったロールならびに鋼板の冷却を行うための冷却剤としての役割も有する。そして、通常の冷間圧延においては、上記潤滑油としてエマルション圧延油(以下、単に「エマルション」とも呼ぶ)が用いられる。なお、エマルションとは、圧延油の粒子が水に安定して懸濁した状態の混合液体をいう。そのエマルションは、その濃度及び平均粒径で特徴づけられる。エマルションの濃度とは、エマルション全質量中の油分質量の比率である。平均粒径とは、エマルション中の圧延油の平均粒子径である。また、エマルションを作成するためには界面活性剤を添加する。界面活性剤の添加量は、圧延油量に対する質量濃度(対油濃度)で示される所定量である。そして、界面活性剤の添加後に、攪拌機及びポンプによるせん断を加えることによりエマルションの平均粒径を調整する。 When cold rolling a steel sheet as a rolling material, a lubricating oil (rolling oil) is used as a lubricant for reducing friction generated between the steel sheet being rolled and a roll. The lubricating oil also has a role as a coolant for cooling the roll and the steel plate that have become high temperature due to frictional heat generated during rolling and heat generated by processing. In ordinary cold rolling, emulsion rolling oil (hereinafter also simply referred to as “emulsion”) is used as the lubricating oil. The emulsion refers to a mixed liquid in which rolling oil particles are stably suspended in water. The emulsion is characterized by its concentration and average particle size. The concentration of the emulsion is the ratio of the oil mass in the total mass of the emulsion. An average particle diameter is an average particle diameter of the rolling oil in an emulsion. In addition, a surfactant is added to prepare an emulsion. The addition amount of the surfactant is a predetermined amount indicated by a mass concentration with respect to the rolling oil amount (oil concentration). And after addition of surfactant, the average particle diameter of an emulsion is adjusted by adding the shear with a stirrer and a pump.
冷間圧延時における上記エマルション圧延油の供給方式としては、エマルション圧延油を循環使用しない直接給油方式(ダイレクト方式)と、エマルション圧延油を循環させながら潤滑と冷却を行う循環給油方式(リサーキュレーション方式)とが知られている。
ここで、循環給油方式とは、エマルション圧延油を循環使用する方式をいう。なお、このエマルション圧延油は、通常、圧延油を濃度1〜5質量%程度に希釈し、界面活性剤を用いて水に油が分散したO/Wエマルション状態のエマルション圧延油である。この循環給油方式では、各圧延スタンドのロールバイト入側において潤滑のための圧延油を供給するための供給手段を備えると共に、圧延ロールに冷却用の圧延油を供給するための供給手段を備えるのが通常であり、上記潤滑用と冷却用とを同一のエマルション圧延油によって行うものである。
The emulsion rolling oil supply method during cold rolling includes a direct oil supply method that does not use the emulsion rolling oil in a circulating manner (direct method) and a circulating oil supply method that performs lubrication and cooling while circulating the emulsion rolling oil (recirculation). Method).
Here, the circulating oil supply system refers to a system in which emulsion rolling oil is used in a circulating manner. In addition, this emulsion rolling oil is usually an emulsion rolling oil in an O / W emulsion state in which the rolling oil is diluted to a concentration of about 1 to 5% by mass and the oil is dispersed in water using a surfactant. This circulating oil supply system includes a supply means for supplying rolling oil for lubrication on the roll bite entry side of each rolling stand and a supply means for supplying the rolling oil for cooling to the rolling roll. The above-mentioned lubrication and cooling are performed with the same emulsion rolling oil.
一方で、近年、地球環境問題の高まりやユーザーニーズの多様化を受け、冷間圧延製品の高強度化、薄物化(ゲージダウン)がますます進行している。特に単位時間当たりの圧延重量が低くなりがちな、圧延後の板厚が0.3mm以下といった薄物材に対し2000mpm以上の高速圧延が指向されている。しかしこの場合には、従来の循環給油方式では潤滑不足となり、チャタリングと呼ばれるロールとその駆動系の捻り振動が障害になっている。 On the other hand, in recent years, with the growing global environmental problems and diversifying user needs, cold rolled products are becoming increasingly stronger and thinner (gauge down). In particular, high-speed rolling at 2000 mpm or more is directed to a thin material having a rolled thickness of 0.3 mm or less, which tends to reduce the rolling weight per unit time. However, in this case, lubrication is insufficient in the conventional circulating oil supply system, and the roll called chattering and the torsional vibration of its drive system are an obstacle.
従来、潤滑不足に起因した高速圧延域でのチャタリングを解消する手段として、特許文献1に示すようなハイブリッド潤滑方式や特許文献2に示すような隣接する圧延スタンドの摩擦係数を適正範囲に制御する方法が知られている。ハイブリッド潤滑方式では、循環給油方式と併行して直接給油方式を採用する。
Conventionally, as a means for eliminating chattering in a high-speed rolling region due to insufficient lubrication, the friction coefficient of a hybrid lubrication system as shown in Patent Document 1 and an adjacent rolling stand as shown in
上記従来技術では、循環給油方式で供給する第1のエマルション圧延油とは異なる第2の系統から第2のエマルション圧延油を供給し、その第2のエマルション圧延油の供給流量を調整することで、その下流側及び隣接する圧延スタンドにおける潤滑状態を調整する技術である。しかしながら、上記従来技術に記載のように、目標の潤滑状態が得られるように第2のエマルション圧延油の流量をフィードバック制御した場合、所望の潤滑状態が反映されるまでには制御の応答及び流量バルブの開度応答に伴うむだ時間が発生する。特に圧延速度が速い後段圧延スタンドではむだ時間に伴う応答遅れの影響が顕著となるため、必ずしも十分にチャタリングの発生を解消することができない場合があった。 In the above prior art, the second emulsion rolling oil is supplied from a second system different from the first emulsion rolling oil supplied by the circulating oil supply method, and the supply flow rate of the second emulsion rolling oil is adjusted. This is a technique for adjusting the lubrication state in the downstream and adjacent rolling stands. However, as described in the above prior art, when the flow rate of the second emulsion rolling oil is feedback-controlled so as to obtain the target lubrication state, the control response and flow rate are reflected until the desired lubrication state is reflected. Dead time associated with valve opening response occurs. In particular, in the latter rolling stand where the rolling speed is high, the influence of the response delay due to the dead time becomes significant, so that the occurrence of chattering cannot always be sufficiently eliminated.
本発明は、上記のような点を鑑みてなされたものであり、ハイブリッド潤滑システムが設けられた冷間タンデム圧延において、高速圧延に対応可能な冷間圧延の技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a cold rolling technique capable of supporting high-speed rolling in cold tandem rolling provided with a hybrid lubrication system. .
本発明者等は、前述したようなハイブリッド潤滑システムを利用した高速圧延に際し、第2のエマルション圧延油の流量制御遅れに伴うチャタリングを抑制する技術について鋭意検討した。
そして、チャタリングの発生源となるタンデム圧延機の最終圧延スタンド、及び圧延スタンド間張力を介して影響を与える隣接圧延スタンドでの潤滑状態のバランスを適切に保つことが必要であるとの知見に基づき、本発明者らは、次のように第2のエマルション圧延油の供給量を制御することで、隣接する2つの圧延スタンドにおける摩擦係数のバランスを適切に保ち、チャタリングを抑制できるという結論に至った。
The present inventors diligently studied a technique for suppressing chattering associated with a delay in flow rate control of the second emulsion rolling oil during high-speed rolling using the hybrid lubrication system as described above.
Based on the knowledge that it is necessary to appropriately maintain the balance of the lubrication state in the final rolling stand of the tandem rolling mill that is the source of chattering and the adjacent rolling stand that affects the tension between the rolling stands. The present inventors have concluded that by controlling the supply amount of the second emulsion rolling oil as follows, the balance of the friction coefficient in the two adjacent rolling stands can be appropriately maintained and chattering can be suppressed. It was.
すなわち、本発明の一態様では、最終圧延スタンドに隣接する圧延スタンドにおける圧延実績と当該圧延スタンド入側に設けられた第2圧延油供給系統より供給されたエマルション圧延油の供給量から隣接する圧延スタンドでの摩擦係数と圧延後の鋼板表面粗さを逆算して、圧延後の鋼板表面粗さを、最終圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件として予測する。また、予め設定された最終圧延スタンド及び隣接する圧延スタンドとの摩擦係数差より最終圧延スタンドでの目標摩擦係数を設定する。そして、最終圧延スタンドでの摩擦係数が目標摩擦係数となるように、最終圧延スタンド入側の第2圧延油供給系統から供給される第2のエマルション圧延油を供給する条件としての鋼板表面粗さに基づき、第2のエマルション圧延油の供給量をフィードフォワード制御する。 That is, in one aspect of the present invention, rolling adjacent from the rolling performance in the rolling stand adjacent to the final rolling stand and the supply amount of emulsion rolling oil supplied from the second rolling oil supply system provided on the rolling stand entrance side. The coefficient of friction at the stand and the steel plate surface roughness after rolling are calculated in reverse, and the steel plate surface roughness after rolling is predicted as the supply condition of the second emulsion rolling oil supplied to the final rolling stand entry side. Moreover, the target friction coefficient in the final rolling stand is set from the friction coefficient difference between the preset final rolling stand and the adjacent rolling stand. And the steel sheet surface roughness as a condition for supplying the second emulsion rolling oil supplied from the second rolling oil supply system on the final rolling stand entry side so that the friction coefficient at the final rolling stand becomes the target friction coefficient Based on the above, the feed-forward control of the supply amount of the second emulsion rolling oil is performed.
そして、上記課題を解決するために、本発明における請求項1に記載した発明は、冷間タンデム圧延機の圧延スタンドに圧延油を供給する圧延油供給系統として、循環タンクに貯めた第1のエマルション圧延油を循環供給する第1圧延油供給系統と、上記第1のエマルション圧延油より高濃度の第2のエマルション圧延油を供給する第2圧延油供給系統と、を備え、
最終圧延スタンドの上流に位置する上流側圧延スタンドでの摩擦係数と当該上流側圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件とから、最終圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件を予測し、
その予測される第2のエマルション圧延油の供給条件から計算される最終圧延スタンドの摩擦係数が設定した目標摩擦係数となるように、上記最終圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給量をフィードフォワード制御し、
上記予測される第2のエマルション圧延油の供給条件は、上記上流側圧延スタンドでの圧延後の圧延材の表面粗さを変数として含み、上記目標摩擦係数は、上流側圧延スタンドでの摩擦係数に基づき設定され、
上記上流側圧延スタンドでの摩擦係数と、上記上流側圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給流量とから、上記上流側圧延スタンドでの圧延後の圧延材の表面粗さを推定し、上記推定した圧延後の表面粗さから、上記最終圧延スタンドの摩擦係数を推定することを特徴とする。
And in order to solve the said subject, the invention described in Claim 1 in this invention is stored in the circulation tank as a rolling oil supply system which supplies rolling oil to the rolling stand of a cold tandem rolling mill. A first rolling oil supply system that circulates and supplies the emulsion rolling oil; and a second rolling oil supply system that supplies a second emulsion rolling oil having a higher concentration than the first emulsion rolling oil.
From the friction coefficient in the upstream rolling stand located upstream of the final rolling stand and the supply condition of the second emulsion rolling oil supplied to the upstream rolling stand entrance side, the first supplied to the final rolling stand entrance side Predict the supply conditions of the rolling emulsion oil of No. 2,
The second emulsion rolling oil supplied to the final rolling stand entry side so that the friction coefficient of the final rolling stand calculated from the predicted supply condition of the second emulsion rolling oil becomes the set target friction coefficient. Feed-forward control of the supply amount of
The predicted supply condition of the second emulsion rolling oil includes the surface roughness of the rolled material after rolling in the upstream rolling stand as a variable, and the target friction coefficient is a friction coefficient in the upstream rolling stand. Set based on
From the friction coefficient at the upstream rolling stand and the supply flow rate of the second emulsion rolling oil supplied to the inlet side of the upstream rolling stand, the surface roughness of the rolled material after rolling at the upstream rolling stand. The friction coefficient of the final rolling stand is estimated from the estimated surface roughness after rolling.
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、最終圧延スタンドに圧延材が噛み込むと、最終圧延スタンドでの摩擦係数を推定し、推定した最終圧延スタンドでの摩擦係数からフィードバック制御の制御量を求め、その求めたフィードバック制御の制御量で上記フィードフォワード制御の制御量を補正することを特徴とする。
Next, in the invention described in
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、上記目標摩擦係数は、上流側圧延スタンドの摩擦係数と最終圧延スタンドの摩擦係数との摩擦係数差の絶対値が0以上、0.01以下となるように設定されることを特徴とする。
次に、請求項4に記載した発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の冷間圧延方法により、金属板とする圧延材を冷間圧延して金属板を製造することを特徴とする金属板の製造方法を提供するものである。
Next, in the invention described in claim 3 , in the configuration described in
Next, invention of Claim 4 manufactures a metal plate by cold-rolling the rolling material used as a metal plate by the cold rolling method of any one of Claims 1-3. The present invention provides a method for manufacturing a metal plate.
請求項1に係る発明によれば、最終圧延スタンド入側に対する第2のエマルション圧延油の流量制御を、上流側圧延スタンドでの摩擦係数と当該上流側圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件とに基づきフィードフォワード制御する。これによって、最終圧延スタンドの状態から求めた摩擦係数によるフィードバック制御で発生していた、流量制御に伴うむだ時間が解消され、高速圧延域においても逐一摩擦係数のバランスを調整することができるようになる。 According to the first aspect of the present invention, the flow rate control of the second emulsion rolling oil with respect to the final rolling stand entry side is controlled by the friction coefficient at the upstream rolling stand and the second supplied to the upstream rolling stand entry side. Feed forward control is performed based on the supply conditions of the emulsion rolling oil. As a result, the dead time associated with the flow rate control, which has occurred in the feedback control based on the friction coefficient obtained from the state of the final rolling stand, is eliminated, and the balance of the friction coefficient can be adjusted one by one even in the high-speed rolling zone. Become.
この結果、本発明によれば、ハイブリッド潤滑システムを有したタンデム圧延機により高速圧延を行う場合においても必要とされる適切な潤滑状態を確保し続けることが可能となる。
また請求項2に係る発明によれば、最終圧延スタンドに圧延材が噛み込まれ圧延が開始された後は、最終圧延スタンドでの摩擦係数に基づく第2のエマルション圧延油のフィードバック制御とフィードフォワード制御を併用することで、より高精度にチャタリングを防止することが可能となる。
As a result, according to the present invention, it is possible to continue to secure an appropriate lubrication state required even when high-speed rolling is performed by a tandem rolling mill having a hybrid lubrication system.
According to the second aspect of the invention, after the rolling material is caught in the final rolling stand and rolling is started, the feedback control and feedforward of the second emulsion rolling oil based on the coefficient of friction at the final rolling stand are performed. By using the control together, chattering can be prevented with higher accuracy.
又請求項3に係る発明によれば、より確実に上流側圧延スタンドでの摩擦係数と最終圧延スタンドでの摩擦係数との間のバランスを適正化することが可能となる。 According to the invention of claim 3 , it is possible to optimize the balance between the friction coefficient at the upstream rolling stand and the friction coefficient at the final rolling stand more reliably.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(構成)
まず冷間圧延設備その他の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態における、複数の圧延スタンドを有する冷間タンデム圧延機を説明するための概要構成図である。尚、本実施形態では、圧延材として鋼板を例に挙げる。圧延材は、アルミ板その他のストリップであっても適用可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Constitution)
First, the cold rolling equipment and other configurations will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a cold tandem rolling mill having a plurality of rolling stands in an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a steel plate is taken as an example of the rolled material. The rolled material can be applied to an aluminum plate or other strip.
図1に示す冷間タンデム圧延機は、圧延材(鋼板)1の入側(図1では左側)から順に第1圧延スタンド〜第5圧延スタンド(#1STD〜#5STD)の5圧延スタンドの圧延機を有する冷間タンデム圧延機の場合を示している。また、この冷間タンデム圧延機において、隣り合う圧延スタンド間には図示しないテンションロールおよびデフロールが適宜、設置されている。圧延スタンドや鋼板の搬送装置などは特に限定されない。 The cold tandem rolling mill shown in FIG. 1 rolls five rolling stands from the first rolling stand to the fifth rolling stand (# 1STD to # 5STD) in order from the entry side (left side in FIG. 1) of the rolled material (steel plate) 1. The case of a cold tandem rolling mill having a mill is shown. In this cold tandem rolling mill, tension rolls and deflores (not shown) are appropriately installed between adjacent rolling stands. A rolling stand, a steel plate conveyance device, and the like are not particularly limited.
また本実施形態では、冷間タンデム圧延機の圧延スタンドや鋼板に圧延油を供給する圧延油供給系統として、第1圧延油供給系統2と第2圧延油供給系統12との2系統を備える。第1圧延油供給系統2は、循環タンクに貯めたエマルション圧延油(第1のエマルション圧延油)を循環供給する。一方、第2圧延油供給系統12は、上記第1のエマルション圧延油より高濃度の第2のエマルション圧延油を供給する直接給油方式となっている。
Moreover, in this embodiment, two systems, the 1st rolling
第1圧延油供給系統2は、各圧延スタンド毎に、圧延スタンドの入側に潤滑用クーラントヘッダー3を配置すると共に圧延スタンドの出側に冷却用クーラントヘッダー4を配置して構成される。上記潤滑用クーラントヘッダー3及び冷却用クーラントヘッダー4は、圧延油供給ライン7を介して循環式圧延油供給タンク5に接続している。また上記圧延油供給ライン7の途中にはポンプ6が介装されている。循環式圧延油供給タンク5には、循環使用されるエマルション圧延油(第1のエマルション圧延油)11が貯蔵されている。そして、循環式圧延油供給タンク5内に貯蔵されている第1のエマルション圧延油11は、ポンプ6により圧送され圧延油供給ライン7を通じて各圧延スタンドに配置された上記各クーラントヘッダー3、4に供給される。そして、循環使用される第1のエマルション圧延油11が、それぞれの潤滑用クーラントヘッダー3及び冷却用クーラントヘッダー4にそれぞれ設けられたスプレーノズルから供給される構成となっている。
The first rolling
このように、循環式圧延油供給タンク5内からポンプ6により圧延油供給ライン7内を圧送された第1のエマルション圧延油11は、各圧延スタンドに配置された潤滑用クーラントヘッダー3からロールバイトに向けて供給されると共に、冷却用クーラントヘッダー4からワークロールに向けて供給される。
この供給された第1のエマルション圧延油11は、鋼板1によって系外に持ち出されたり蒸発によって失われたりしたものを除いて、回収オイルパン8で回収され、戻り配管9を通じて循環式圧延油供給タンク5内に戻される。
As described above, the first emulsion rolling oil 11 pumped from the circulating rolling oil supply tank 5 through the rolling oil supply line 7 by the pump 6 is rolled from the lubricating coolant header 3 arranged in each rolling stand. And is supplied from the cooling coolant header 4 toward the work roll.
The supplied first emulsion rolling oil 11 is recovered by a recovery oil pan 8 except for what is taken out of the system by the steel plate 1 or lost by evaporation, and is supplied with circulating rolling oil through a return pipe 9. Returned to the tank 5.
このように、第1圧延油供給系統2は、循環式圧延油供給タンク5、ポンプ6、圧延油供給ライン7、潤滑用クーラントヘッダー3、冷却用クーラントヘッダー4、回収オイルパン8、戻り配管9によって構成され、供給された第1のエマルション圧延油11を循環使用する。
なお、第1圧延油供給系統2を使用した、第1のエマルション圧延油11の各クーラントヘッダー3、4への供給は、圧延材の圧延開始時から実施されることが好ましい。これによって、各ロール及び鋼板1に対して所定の圧延油が供給された状態となる。
As described above, the first rolling
In addition, it is preferable that the supply to each coolant header 3 and 4 of the 1st emulsion rolling oil 11 using the 1st rolling
ここで、上記第1のエマルション圧延油11は、循環式圧延油供給タンク5内に収容されている温水(希釈水)と圧延油原液とを混合することで形成される。この混合される温水と圧延油原液は、攪拌機10の攪拌羽の回転数を調整することによって、つまり攪拌度合を調整することで、目的とする所望の平均粒径を有する第1のエマルション圧延油11とされる。
Here, the said 1st emulsion rolling oil 11 is formed by mixing the hot water (dilution water) accommodated in the circulation type rolling oil supply tank 5, and rolling oil stock solution. The hot water and the rolling oil stock solution to be mixed are adjusted by adjusting the rotation speed of the stirring blade of the
上記第1のエマルション圧延油11を構成する圧延油としては、通常の冷間圧延に用いられるものが適用できる。すなわち上記圧延油としては、例えば、天然油脂、脂肪酸エステル、炭化水素系合成潤滑油のいずれかを基油としたものを用いることができる。さらに、これらの圧延油には、油性向上剤、極圧添加剤、酸化防止剤などの通常の冷間圧延油に用いられる添加剤を加えても良い。 As the rolling oil constituting the first emulsion rolling oil 11, those used in normal cold rolling can be applied. That is, as the rolling oil, for example, a base oil made of any of natural fats and oils, fatty acid esters, and hydrocarbon-based synthetic lubricating oils can be used. Furthermore, you may add the additive used for normal cold rolling oil, such as an oil improvement agent, an extreme pressure additive, antioxidant, to these rolling oil.
また、圧延油に添加される界面活性剤としては、イオン系、非イオン系のいずれを用いても良く、通常の循環式クーラントシステム(循環式圧延油供給方式)で使用されるものを用いればよい。
そして、第1のエマルション圧延油11としては、前述したような圧延油を、好ましくは濃度1〜5質量%程度、より好ましくは濃度1.2〜3.0質量%程度に希釈し、また前述したような界面活性剤を用いて水に油が分散したO/Wエマルションにしたものが用いられる。なお、その平均粒径としては、好ましくは15μm以下、より好ましくは7〜10μm程度とする。
In addition, as the surfactant added to the rolling oil, either ionic or non-ionic surfactants may be used, as long as those used in a normal circulating coolant system (circulating rolling oil supply system) are used. Good.
And as the first emulsion rolling oil 11, the rolling oil as described above is preferably diluted to a concentration of about 1 to 5% by mass, more preferably about 1.2 to 3.0% by mass. An O / W emulsion in which oil is dispersed in water using such a surfactant is used. The average particle diameter is preferably 15 μm or less, more preferably about 7 to 10 μm.
本実施形態では、上述のように、上記第1圧延油供給系統2とは別に第2圧延油供給系統12を備える。この第2圧延油供給系統12は、潤滑ノズルヘッダー23、流量制御弁22、供給ライン21、供給ポンプ20、エマルションタンク18を備えて構成される。
上記エマルションタンク18内には、攪拌機19が配置されている。またエマルションタンク18に対し圧延油原油タンク14及び温水タンク15がエマルションタンク18に接続する。そして、圧延油原油タンク14に貯蔵されている圧延油原油、及び温水タンク15内に貯蔵されている温水が、ポンプ16、流量制御弁17を介してエマルションタンク18内へ送給されると共に、エマルションタンク18内で混合されて、第2のエマルション圧延油13となる。
In the present embodiment, as described above, the second rolling
A
エマルションタンク18内のエマルション温度条件は、第1のエマルション圧延油11の条件とそれぞれ同一とすることが好ましい。またエマルションタンク18内の第2のエマルション圧延油13は、攪拌機19の攪拌羽の回転数を調整することにより平均粒径15〜30μmに調整される。エマルションタンク18内のエマルション濃度は、3〜15質量%の範囲内に調整する。
The emulsion temperature conditions in the
そして、エマルションタンク18内の第2のエマルション圧延油13は、供給ポンプ20により、供給ライン21、流量制御弁22を経由して潤滑ノズルヘッダー23に送られる。潤滑ノズルヘッダー23は、鋼板1の上面側及び下面側の両方に分岐して配置されることで、所望の濃度の第2のエマルション圧延油13を鋼板1の表裏両面に向けて複数のスプレーノズルから噴射可能に構成されている。
Then, the second emulsion rolling oil 13 in the
図1に例示する構成において、鋼板1に噴射された第2のエマルション圧延油13は、循環系統を構成する圧延油回収循環手段としての回収オイルパン8に回収される。そして、回収された第2のエマルション圧延油13は、循環使用されているエマルション圧延油11と共に、戻り配管9を経由して循環式圧延油供給タンク5内に集められて第1のエマルション圧延油となる。すなわち、回収されたエマルション圧延油11、13は、循環式圧延油供給タンク5内の攪拌機10により攪拌された後、ポンプ6および潤滑用クーラントヘッダー3のスプレーノズル部と冷却用クーラントヘッダー4のスプレーノズル部での強いせん断を繰り返し受け、循環使用される第1のエマルション圧延油11として設定された粒径まで細分化される。
In the configuration illustrated in FIG. 1, the second emulsion rolling oil 13 injected to the steel plate 1 is recovered in a recovery oil pan 8 as rolling oil recovery and circulation means that constitutes a circulation system. Then, the recovered second emulsion rolling oil 13 is collected in the circulation rolling oil supply tank 5 through the return pipe 9 together with the emulsion rolling oil 11 being circulated and used. It becomes. That is, the recovered emulsion rolling oils 11 and 13 are stirred by the
ここで、図1に示す冷間圧延機においては、第2圧延油供給系統12の潤滑ノズルヘッダー23を、最終圧延スタンド♯5STD及びその隣接圧延スタンド♯4STDの各入側に設けた場合を示している。他の圧延スタンドの入側に上記潤滑ノズルヘッダー23を設けても良い。各潤滑ノズルヘッダー23のノズルスプレーから供給されるエマルション圧延油の量は、個別の流量制御弁22で調整される。上記隣接圧延スタンド♯4STDは、最終圧延スタンド♯5STDの前段、つまり上流に位置する圧延スタンドである。
Here, the cold rolling mill shown in FIG. 1 shows a case where the
また、潤滑ノズルヘッダー23に送られる第2のエマルション圧延油13の調整方法についても上述の方法に限定されない。例えば、第2のエマルション圧延油13の濃度調整手段として、潤滑ノズルヘッダー23の直近にてノズルミックス方式によって圧延油原油と第1のエマルション圧延油11と温水のいずれかを混合して、第2のエマルション圧延油としても良いし、エマルションタンク18内に第1のエマルション圧延油11を混合しても良い。また、第2のエマルション圧延油13の粒径調整手段として、第2のエマルション圧延油13が潤滑ノズルヘッダー23に到達する経路内にスタティックミキサーなどの機械的せん断手段や気体との混合手段を設けても良い。
Further, the method for adjusting the second emulsion rolling oil 13 sent to the
以上のような圧延油の供給設備においては、循環式圧延油供給方式である第1圧延油供給系統2によって、各圧延スタンドの入側及び出側において、鋼板1(ロールバイト)及びロールに対し、相対的に低濃度のエマルション圧延油を供給することで、当該鋼板1及びロールの潤滑及び冷却を実施する。なお、第1圧延油供給系統2では圧延油を循環使用するため、圧延油の原単位が低い。
In the rolling oil supply facility as described above, the first rolling
更に本実施形態では、直接式圧延油供給方式である第2圧延油供給系統12によって、相対的に圧延速度が高くなる後段の圧延スタンドである最終圧延スタンド♯5STD及びその隣接圧延スタンド♯4STDの各入側において、第1のエマルション圧延油よりも高濃度の第2のエマルション圧延油を鋼板1に供給する。この第2圧延油供給系統12からのエマルション圧延油の供給によって、潤滑不足に起因した高速圧延域でのチャタリングを解消する。チャタリングの抑制は、最終圧延スタンド♯5STD、及び圧延スタンド間張力を介して影響を与える隣接圧延スタンド♯4STDでの潤滑状態のバランスを適切に保つことで実施する。具体的には、隣接する2つの圧延スタンドである、最終圧延スタンド♯5STDと隣接圧延スタンド♯4STDとの間の摩擦係数のバランスを適切に保つことで、チャタリングを抑制する。なお、上記隣接圧延スタンド♯4STDとは最終圧延スタンド♯5STDに隣接する前段の圧延スタンドを指す。
Furthermore, in the present embodiment, the second rolling
以上のようなことから、圧延スタンド入側に供給する第2のエマルション圧延油について流量制御を実施して、最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数を適正に調整することが重要となる。 From the above, it is important to appropriately control the friction coefficient in the final rolling stand # 5STD by controlling the flow rate of the second emulsion rolling oil supplied to the rolling stand entrance side.
次に、上記第2圧延油供給系統12を使用した第2のエマルション圧延油の供給制御方法について説明する。
本実施形態では、隣接圧延スタンド♯4STDでの摩擦係数と圧延後の鋼板1表面粗さを推定し、その推定した隣接圧延スタンド♯4STD圧延後の鋼板1表面粗さと最終圧延スタンド♯5STDに設定される目標摩擦係数に基づき、最終圧延スタンド♯5STD入側に供給する第2のエマルション圧延油の流量をフィードフォワード制御することで、最終圧延スタンド♯5STDと隣接圧延スタンド♯4STDとの間の摩擦係数のバランスを適切に保つ。具体的には、隣接圧延スタンド♯4STDでの摩擦係数から最終圧延スタンド♯5STDでの目標摩擦係数を設定し、上記推定した鋼板1表面粗さを、最終圧延スタンド♯5STD入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件として予測し、その推定した鋼板1表面粗さを変数として最終圧延スタンド♯5STD入側に供給する第2のエマルション圧延油をフィードフォワード制御する。更に、本実施形態では、最終圧延スタンド♯5STDに対し対象とする圧延材が噛み込まれて、最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数を推定可能となった場合には、その最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数に基づきフィードバック制御量を求め、そのフィードバック制御量で上記フィードフォワード制御の制御量を補正する処理を行う。
Next, a second emulsion rolling oil supply control method using the second rolling
In the present embodiment, the friction coefficient at the adjacent rolling stand # 4STD and the surface roughness of the steel sheet 1 after rolling are estimated, and the estimated steel sheet 1 surface roughness after the adjacent rolling stand # 4STD rolling and the final rolling stand # 5STD are set. By controlling the flow rate of the second emulsion rolling oil supplied to the inlet side of the final rolling stand # 5STD based on the target friction coefficient, the friction between the final rolling stand # 5STD and the adjacent rolling stand # 4STD is controlled. Maintain a proper balance of coefficients. Specifically, the target friction coefficient in the final rolling stand # 5STD is set from the friction coefficient in the adjacent rolling stand # 4STD, and the estimated surface roughness of the steel sheet 1 is supplied to the entrance side of the final rolling stand # 5STD. The second emulsion rolling oil is predicted as a supply condition of the second emulsion rolling oil, and feedforward control is performed on the second emulsion rolling oil supplied to the final rolling stand # 5STD inlet side using the estimated surface roughness of the steel sheet 1 as a variable. Further, in the present embodiment, when the rolling material of interest is caught in the final rolling stand # 5STD and the friction coefficient at the final rolling stand # 5STD can be estimated, the final rolling stand # 5STD A feedback control amount is obtained based on the friction coefficient at, and a process for correcting the control amount of the feedforward control with the feedback control amount is performed.
以下、第2圧延油供給系統12から供給する圧延油による摩擦係数の調整について詳細に説明する。
図2は、本実施形態の第2のエマルション圧延油の供給制御を実施する供給制御部30の制御ブロックを示した図である。
上記供給制御部30は、図2に示すように、第1摩擦係数逆算部31、圧延後表面粗さ推定部32、目標摩擦係数設定部33、供給流量制御部34、第2摩擦係数逆算部35、摩擦係数推定部36、及びFB分演算部37を備える。
Hereinafter, adjustment of the friction coefficient by the rolling oil supplied from the second rolling
FIG. 2 is a diagram illustrating a control block of the
As shown in FIG. 2, the
第1摩擦係数逆算部31は、隣接する圧延スタンド(隣接圧延スタンド♯4STD)での摩擦係数を求める。すなわち、隣接圧延スタンド♯4STDにおける圧延実績から、Bland&Ford等の圧延モデルや摩擦係数モデルによって、隣接圧延スタンド♯4STDでの摩擦係数を逆算(推定)する。また、第2摩擦係数逆算部35においても同様に最終圧延スタンド♯5STDにおける圧延実績から摩擦係数を逆算(推定)する。なお、最終圧延スタンド♯5STDに鋼板1が噛み込まれて、最終圧延スタンド♯5STDで圧延が開始される際に行われる。
First friction coefficient
先進率と摩擦係数との関係及び圧延荷重と摩擦係数の関係は、Bland&Ford等の圧延モデルによって明らかにされており、このような関係式を用いることで摩擦係数を推定することが出来る。また摩擦係数モデルは、圧延材の成分、板厚、圧下率、圧延速度、潤滑などの圧延条件と摩擦係数との関係を示すモデル式であり、例えば実績データを用いて重回帰分析などの統計処理によって作成することが可能である。 The relationship between the advanced rate and the friction coefficient and the relationship between the rolling load and the friction coefficient have been clarified by a rolling model such as Bland & Ford, and the friction coefficient can be estimated by using such a relational expression. The friction coefficient model is a model formula showing the relationship between rolling conditions such as rolling material components, sheet thickness, rolling reduction, rolling speed, lubrication, and friction coefficient. For example, statistical data such as multiple regression analysis using actual data is used. It can be created by processing.
圧延後表面粗さ推定部32は、隣接圧延スタンド♯4STD入側で供給される第2のエマルション圧延油と第1摩擦係数逆算部31が推定した隣接圧延スタンド♯4STDでの摩擦係数に基づき、隣接圧延スタンド♯4STDでの圧延後の表面粗さを推定する。
ここで、隣接する圧延スタンドでの油膜厚h1は、第1のエマルション圧延油11によるロールバイト入口油膜h11と第2のエマルション圧延油13によるロールバイト入口油膜h12によって構成される。従って、油膜厚の計算はレイノルズ方程式において油膜内での熱伝導を無視した下記(1)(2)式で計算できる。
The post-rolling surface
Here, the oil film thickness h <b> 1 at the adjacent rolling stand is constituted by a roll bite inlet oil film h <b> 11 by the first emulsion rolling oil 11 and a roll bite inlet oil film h <b> 12 by the second emulsion rolling oil 13. Therefore, the oil film thickness can be calculated by the following formulas (1) and (2) that ignore the heat conduction in the oil film in the Reynolds equation.
ここで、
U1:材料速度(被圧延材の通板速度)[mpm]
U2:WR速度(ワークロール周速度)[mpm]
σ0:材料降伏応力[kgf/mm2]
Ld:接触弧長(ワークロールと被圧延材との接触投影長さ)[mm]
R’:WR(ワークロール)扁平半径[mm]
η0:常温・常圧での粘度[Pa・s]
α1:圧力粘度係数[1/GPa]
β:温度粘度係数[1/℃]
Tm:クーラント温度[℃]
T0:周囲の温度(=40℃)
C:第1のエマルション圧延油11の濃度[質量%]
d:第1のエマルション圧延油11の平均粒径[μm]
Ftrap:第1のエマルション圧延油11のトラップ率(=0.3)
H1:予め設定した係数
Q:第2のエマルション圧延油13の供給流量[L/min]
である。
here,
U 1 : Material speed (rolling speed of material to be rolled) [mpm]
U 2 : WR speed (work roll peripheral speed) [mpm]
σ 0 : material yield stress [kgf / mm 2]
Ld: Contact arc length (projected projection length between the work roll and the material to be rolled) [mm]
R ′: WR (work roll) flat radius [mm]
η 0 : Viscosity at normal temperature and normal pressure [Pa · s]
α 1 : Pressure viscosity coefficient [1 / GPa]
β: Temperature viscosity coefficient [1 / ° C]
T m : coolant temperature [° C]
T 0 : ambient temperature (= 40 ° C.)
C: Concentration [mass%] of the first emulsion rolling oil 11
d: Average particle diameter [μm] of the first emulsion rolling oil 11
F trap : trap rate of the first emulsion rolling oil 11 (= 0.3)
H 1 : Preset coefficient Q: Supply flow rate of second emulsion rolling oil 13 [L / min]
It is.
また、一般に冷間圧延におけるロールバイト界面での摩擦挙動は混合潤滑状態であり、その摩擦係数は一般に下記(3)式で表すことができる。このとき、(3)中の接触率αは、実験的に油膜厚とロールバイト中の合成粗さの関係式(4)で表せることが知られている(中島ら:鉄と鋼, 65, (1979), A53.参照)。
そして、隣接する圧延スタンドでの摩擦係数を用いて、(3)〜(5)式から隣接スタンドでの合成粗さ、すなわち隣接スタンド圧延後の鋼板1表面粗さσを推定することが出来る。μbはバウデン試験によって求めることが出来る。μLは定数で与えても良いが、一般的にμbの1/10程度である。
In general, the friction behavior at the roll bite interface in cold rolling is a mixed lubrication state, and the friction coefficient can be generally expressed by the following equation (3). At this time, it is known that the contact ratio α in (3) can be experimentally expressed by the relational expression (4) between the oil film thickness and the synthetic roughness in the roll bite (Nakajima et al. (1979), A53.).
And the synthetic | combination roughness in an adjacent stand, ie, the steel sheet 1 surface roughness (sigma) after adjacent stand rolling, can be estimated from (3)-(5) Formula using the friction coefficient in an adjacent rolling stand. μb can be determined by the Bowden test. μL may be given as a constant, but is generally about 1/10 of μb.
ここで、
μb:境界潤滑部の摩擦係数
μL:流体潤滑部の摩擦係数
α:接触率
である。
here,
μ b : friction coefficient of boundary lubrication part μ L : friction coefficient of fluid lubrication part α: contact rate
隣接圧延スタンド♯4STDに供給されるエマルション圧延油の供給条件を(1)(2)式に代入すると隣接圧延スタンド♯4STDでの油膜厚h1が計算できる。計算油膜厚と、Bland&Ford等の圧延モデルによって計算された摩擦係数μ4を、(3)、(4)式を変形させた(5)式に代入することで、圧延後の鋼板1表面粗さを推定することが可能である。 By substituting the supply conditions of the emulsion rolling oil supplied to the adjacent rolling stand # 4STD into the equations (1) and (2), the oil film thickness h1 at the adjacent rolling stand # 4STD can be calculated. By substituting the calculated oil film thickness and the friction coefficient μ 4 calculated by the rolling model such as Bland & Ford into the equation (5) obtained by modifying the equations (3) and (4), the surface roughness of the steel sheet 1 after rolling Can be estimated.
また目標摩擦係数設定部33は、Bland&Ford等の圧延モデルによって計算された隣接する圧延スタンドでの摩擦係数μ4と、予め設定された最終圧延スタンド♯5STD及び隣接する圧延スタンドとの摩擦係数差の絶対値とから、最終圧延スタンド♯5STDでの目標摩擦係数を設定する。
Further, the target friction
ここで、上記摩擦係数差の絶対値は、0以上0.01以下となるように設定することが好ましい。両摩擦係数の差が上記範囲を超えるとチャタリングが発生しやすくなるためである。
図3は仕上げ厚0.2mmの硬質ブリキ材を圧延速度2000mpmで圧延した場合のチャタリング発生分布を示したグラフである。上流側圧延スタンドでの摩擦係数と最終圧延スタンドでの摩擦係数差の絶対値が0.01より大きい圧延条件でチャタリングが発生しやすいことがわかる。
Here, the absolute value of the friction coefficient difference is preferably set to be 0 or more and 0.01 or less. This is because chattering is likely to occur when the difference between the two friction coefficients exceeds the above range.
FIG. 3 is a graph showing chattering distribution when a hard tin plate having a finishing thickness of 0.2 mm is rolled at a rolling speed of 2000 mpm. It can be seen that chattering is likely to occur under rolling conditions where the absolute value of the difference in friction coefficient between the upstream rolling stand and the final rolling stand is greater than 0.01.
また、摩擦係数推定部36は、隣接圧延スタンド♯4STD圧延後の鋼板1表面粗さσを用い、(3)〜(4)式を変形した(6)式によって最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数を予測する。
Further, the friction
ここで、
h1 *:最終圧延スタンド♯5STDでの油膜厚[μm]
r:最終圧延スタンド♯5STDでの圧下率
R1,R2:最終圧延スタンド♯5STDでのWR(ワークロール)摩耗係数
WRton:最終圧延スタンド♯5STDでのWR(ワークロールでの)圧延量[ton]
なお、最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数の予測は、上記計算方法に限定されない。例えば、圧延される材料の板厚や圧下率、クーラント供給量、エマルションの濃度や粒径、圧延長、圧延速度などの圧延条件を用いた重回帰分析によって摩擦係数モデル式を作成してもよい。
here,
h 1 * : Oil film thickness [μm] at the final rolling stand # 5STD
r: reduction ratio R 1 of the final roll stand ♯5STD, R 2: final rolling WR (work roll) in the stand ♯5STD wear coefficient WR ton: at the final rolling stand ♯5STD WR (in the work roll) rolling weight [Ton]
Note that the prediction of the friction coefficient at the final rolling stand # 5STD is not limited to the above calculation method. For example, the friction coefficient model formula may be created by multiple regression analysis using rolling conditions such as sheet thickness and rolling reduction of the material to be rolled, coolant supply amount, emulsion concentration and particle size, rolling length, rolling speed, etc. .
FB分演算部37は、フィードバック制御分の制御量を演算する。FB分演算部37は、例えば、第2摩擦係数逆算部35にて逆算(推定)した最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数と目標摩擦係数設定部33で設定した目標摩擦係数との偏差を求め、その偏差に対し、予め設定したゲインGを乗算した後に、PI(比例積分)項を演算してフィードバック制御量を求め、求めたフィードバック制御量を上記供給流量制御部34に出力する。フィードバック制御量の出力は、最終圧延スタンド♯5STDに鋼板1が噛み込まれている場合とする。
The FB component calculation unit 37 calculates a control amount for feedback control. For example, the FB component calculation unit 37 obtains a deviation between the friction coefficient at the final rolling stand # 5STD calculated backward (estimated) by the second friction coefficient
供給流量制御部34は、摩擦係数推定部36で推定された最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数が目標摩擦係数設定部33が設定した目標摩擦係数となるように、最終圧延スタンド♯5STD入側に供給する第2のエマルション圧延油の供給量をフィードフォワード制御する。第2のエマルション圧延油の供給量の制御は、各流量制御弁22の開度を調整することで実施する。
The supply flow
また、上記供給流量制御部34は、FB分演算部37からフィードバック制御量の入力がある場合には、そのフィードバック制御量分も加味して最終的な最終圧延スタンド♯5STD入側への第2エマルションの供給量を調整する。すなわち、最終圧延スタンド♯5STDに圧延材が噛み込まれ最終圧延スタンド♯5STDで圧延が開始された後は、フィードフォワード制御の制御量を、最終圧延スタンド♯5STDでの逆算摩擦係数に基づく第2のエマルション圧延油のフィードバック制御の制御量で補正する。この結果、高精度に最終圧延スタンド♯5STDを制御することが可能となる。
In addition, when there is an input of feedback control amount from the FB component calculation unit 37, the supply flow
ここで、フィードバック制御とフィードフォワード制御の併用は以下のようにして行う。目標摩擦係数設定部33にて設定された最終圧延スタンド♯5STDでの目標摩擦係数μset、摩擦係数推定部36で推定された最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数μ及び最終圧延スタンド♯5STDにおける圧延実績からBland&Fordなどの圧延モデルを用いて逆算される摩擦係数μ5を用いて、最終スタンド入側での第2のエマルション圧延油の供給流量制御値Qを(7)式で設定する。
Here, the combined use of feedback control and feedforward control is performed as follows. The target friction coefficient μset at the final rolling stand # 5STD set by the target friction
ここで、
GFF:フィードフォワード制御の調整ゲイン
GFB:フィードバック制御の調整ゲイン
Kp:フィードバック制御の比例ゲイン
KI:フィードバックの積分ゲイン
S :積分時間
である。
here,
G FF : Adjustment gain of feed forward control G FB : Adjustment gain of feedback control K p : Proportional gain of feedback control K I : Integration gain of feedback S: Integration time.
また、βは圧延速度及び制御方式によって変化する定数であり、圧延速度がゼロあるいはフィードフォワード制御のみを行うときは「β=0」である。
ここで、潤滑不足が生じない軟質材を圧延材とした圧延や、低速圧延時、加減速部での圧延など、チャタリングが発生しにくいケースの場合は、上記フィードフォワード制御による圧延油の調整を行わなくとも良い。チャタリングが発生しやすい操業条件となった場合にのみ上記フィードフォワード制御あるいはさらにフィードバック制御を実施しても、同様の効果が得られる。
Β is a constant that varies depending on the rolling speed and the control method. When the rolling speed is zero or only feedforward control is performed, “β = 0”.
Here, in the case where chattering is unlikely to occur, such as rolling with a soft material that does not cause insufficient lubrication, rolling at a low speed rolling, or rolling at an acceleration / deceleration unit, the adjustment of the rolling oil by the feed forward control is performed. You don't have to do it. The same effect can be obtained even if the feedforward control or the feedback control is performed only when the operating conditions are likely to cause chattering.
(作用効果)
本実施形態では、最終圧延スタンド♯5STDに隣接する圧延スタンドにおける圧延実績と、当該隣接圧延スタンド♯4STD入側で供給された第2のエマルション圧延油の供給量とから、隣接する圧延スタンドでの摩擦係数と圧延後の鋼板1表面粗さとを逆算してそれぞれ推定する。さらに、予め設定された最終圧延スタンド♯5STD及び隣接する圧延スタンドとの摩擦係数差の絶対値から最終圧延スタンド♯5STDでの目標摩擦係数を設定する。
(Function and effect)
In the present embodiment, from the rolling performance at the rolling stand adjacent to the final rolling stand # 5STD and the supply amount of the second emulsion rolling oil supplied at the inlet side of the adjacent rolling stand # 4STD, The coefficient of friction and the surface roughness of the steel sheet 1 after rolling are calculated by back calculation. Further, the target friction coefficient at final rolling stand # 5STD is set from the absolute value of the difference in friction coefficient between preset final rolling stand # 5STD and the adjacent rolling stand.
そして、最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数が上記目標摩擦係数となるように、上記推定した鋼板1表面粗さ(予測した最終圧延スタンド♯5STD入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件)に基づき、最終圧延スタンド♯5STD入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給量をフィードフォワード制御によって調整する。これによって、隣接する2つの圧延スタンドにおける摩擦係数のバランスを適切に保ち、チャタリングを抑制する。 Then, the estimated surface roughness of the steel sheet 1 (the second emulsion rolling oil supplied to the inlet side of the predicted final rolling stand # 5STD is set so that the friction coefficient at the final rolling stand # 5STD becomes the target friction coefficient. Based on the supply conditions), the supply amount of the second emulsion rolling oil supplied to the final rolling stand # 5 STD inlet side is adjusted by feedforward control. Thereby, the balance of the friction coefficient in two adjacent rolling stands is appropriately maintained, and chattering is suppressed.
このとき、最終圧延スタンド♯5STDの逆算摩擦係数によるフィードバック制御によって最終圧延スタンド♯5STD入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給量を調整する代わりに、本実施形態では、最終圧延スタンド♯5STDの逆算摩擦係数を使用しない上述のようなフィードフォワード制御によって最終圧延スタンド♯5STD入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給量を制御する。この結果、第2のエマルション圧延油の流量制御に伴うむだ時間が解消され、高速圧延域においても逐一摩擦係数のバランスを調整することができる。 At this time, instead of adjusting the supply amount of the second emulsion rolling oil supplied to the inlet side of the final rolling stand # 5STD by feedback control based on the inverse friction coefficient of the final rolling stand # 5STD, in this embodiment, the final rolling stand The supply amount of the second emulsion rolling oil supplied to the final rolling stand # 5STD inlet side is controlled by the feedforward control as described above that does not use the inverse friction coefficient of # 5STD. As a result, the dead time associated with the flow control of the second emulsion rolling oil is eliminated, and the balance of the friction coefficient can be adjusted one by one even in the high-speed rolling region.
さらに、最終圧延スタンド♯5STDに圧延材が噛み込まれ、最終圧延スタンド♯5STDでの圧延が開始された後は、最終圧延スタンド♯5STDでの逆算摩擦係数に基づく第2のエマルション圧延油のフィードバック制御による制御量を、上記フィードフォワード制御の制御量に加味することで、より高精度にチャタリングを防止することが可能となる。 Further, after the rolling material is caught in the final rolling stand # 5STD and rolling at the final rolling stand # 5STD is started, feedback of the second emulsion rolling oil based on the inverse friction coefficient at the final rolling stand # 5STD By adding the control amount by the control to the control amount of the feedforward control, chattering can be prevented with higher accuracy.
また、最終圧延スタンド♯5STD及び隣接する圧延スタンドとの上記摩擦係数差の絶対値を、0以上、0.01以下とする。これは、両摩擦係数の差が上記範囲を超えるとチャタリングが発生しやすくなるためである。 The absolute value of the friction coefficient difference between the final rolling stand # 5STD and the adjacent rolling stand is 0 or more and 0.01 or less. This is because chattering is likely to occur when the difference between the two friction coefficients exceeds the above range.
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図1に示す実施形態の全5圧延スタンドの冷間タンデム圧延機を用い、母材厚2.0mm、板幅850〜950mmの硬質ブリキ原板を圧延材として仕上げ厚0.180mmまで、目標速度を2200m/minとして圧延した。圧延油は合成エステル油をベースに植物油脂が添加された基油に対して、油性剤、酸化防止剤をそれぞれ1質量%ずつ添加し、また界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を対油濃度で3質量%だけ添加したものを使用した。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
Using a cold tandem rolling mill of all five rolling stands of the embodiment shown in FIG. 1, a target speed is set to a finished thickness of 0.180 mm using a hard tin plate having a base material thickness of 2.0 mm and a plate width of 850 to 950 mm as a rolling material. Rolling was performed at 2200 m / min. For rolling oil, 1% by mass of each of oiliness agent and antioxidant is added to the base oil to which vegetable fats and oils are added based on synthetic ester oil, and nonionic surfactant is used as a surfactant. And 3% by mass added.
第1圧延油供給系統2から供給されて循環使用される第1のエマルション圧延油11は、圧延油の濃度3.0質量%、平均粒径9μm、温度55℃のエマルション圧延油に調整した。一方、上記と同様の圧延油原油および温水を、圧延油原油タンク14、温水タンク15からエマルションタンク18に移送した。このとき、エマルションタンク18中のエマルション濃度が10質量%となるようにそれぞれの供給量を調整した。次いで、エマルションタンク18内に収容された混合物を攪拌機19の攪拌羽の回転を調整して攪拌することにより、平均粒径20μmの第2のエマルション圧延油13を調製した。なお、第2のエマルション圧延油13の温度は循環使用されるエマルション圧延油11と同一とした。
The first emulsion rolling oil 11 supplied from the first rolling
本実施例1では、最終圧延スタンド♯5STD及び隣接する隣接圧延スタンド♯4STDにおける圧延実績からBland&Fordの圧延モデルを用いて各圧延スタンドでの摩擦係数μ4、μ5を逐次逆算した。次に、当該圧延スタンド入側に設けられた第2圧延油供給系統12より供給された第2のエマルション圧延油の供給量実績から(1)〜(2)式を用いて隣接する圧延スタンドでの油膜厚みh1を逐次逆算した。続いて、(5)式から隣接する圧延スタンド通過後の鋼板1表面粗さσを算出することで、(6)式から最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数を逐次推定した。
In Example 1, the friction coefficients μ 4 and μ 5 at each rolling stand were sequentially calculated back from the rolling results at the final rolling stand # 5STD and the adjacent adjacent rolling stand # 4STD using the Brand & Ford rolling model. Next, in the adjacent rolling stand using the formulas (1) to (2) from the actual supply amount of the second emulsion rolling oil supplied from the second rolling
そして、隣接圧延スタンド♯4STDと(6)式から推定した最終圧延スタンド♯5STDの摩擦係数を用いて(7)式の制御に基づくフィードフォワード制御(β=0)を実施し、最終圧延スタンド♯5STD入側の第2圧延油供給系統12より供給されるエマルション圧延油の供給量を制御した。
本実施例2では(7)式の制御に基づくフィードフォワード制御及び最終圧延スタンド♯5STDでの摩擦係数μ5を用いたフィードバック制御を実施した以外は、実施例1と同一条件とした。
Then, using the friction coefficient of the adjacent rolling stand # 4STD and the final rolling stand # 5STD estimated from the equation (6), feedforward control (β = 0) based on the control of the equation (7) is performed, and the final rolling stand # 5 The supply amount of the emulsion rolling oil supplied from the second rolling
Except that the feedback control using the friction coefficient mu 5 of feedforward control and the final rolling stand ♯5STD based on the control of this Example 2 (7) were carried out were the same conditions as in Example 1.
また、本実施例3では、隣接圧延スタンド♯4STDでの摩擦係数と予測した摩擦係数との差が0以上、0.01以下となるように制御した以外は、実施例2と同一条件とした。
摩擦係数の算出に用いた圧延条件以外の係数は、下記の表1に示す数値を用いた。
Further, in Example 3, the same conditions as in Example 2 were adopted except that the difference between the friction coefficient at the adjacent rolling stand # 4STD and the predicted friction coefficient was controlled to be 0 or more and 0.01 or less. .
The numerical values shown in Table 1 below were used as coefficients other than the rolling conditions used for calculating the friction coefficient.
ここで、比較例として、特許文献1に記載の第2のエマルション圧延油を用いたフィードバック機構を設けて、最終圧延スタンド♯5STDに隣接した圧延スタンドと最終圧延スタンド♯5STDとの摩擦係数の差が一定範囲となるように第2のエマルション圧延油13の流量をフィードバック制御した。なお、摩擦係数差の範囲は実施例と同一とした。 Here, as a comparative example, a feedback mechanism using the second emulsion rolling oil described in Patent Document 1 is provided, and the difference in friction coefficient between the rolling stand adjacent to the final rolling stand # 5STD and the final rolling stand # 5STD. The feedback flow control of the flow rate of the second emulsion rolling oil 13 was performed so that the value was within a certain range. Note that the range of the friction coefficient difference was the same as in the example.
以上のような圧延油供給を行って、高速圧延を実施した場合の#4圧延スタンド及び最終圧延スタンド♯5STDにおける実績摩擦係数とチャタリングの発生状況を表2に示す。なお、実績摩擦係数は当該圧延速度での圧延荷重及び張力等から逆算した値である。 Table 2 shows the actual friction coefficient and the occurrence of chattering in the # 4 rolling stand and the final rolling stand # 5STD when the rolling oil is supplied as described above and high speed rolling is performed. The actual friction coefficient is a value calculated backward from the rolling load and tension at the rolling speed.
表2中、○、△、×は、次のことを指す。
〇・・・チャタリング発生なし
△・・・軽度のチャタリング発生
×・・・チャタリング発生
表2から分かるように、本実施例では、最終圧延スタンド♯5STDの摩擦係数を最終圧延スタンド♯5STDの上流側に設置した第2のエマルション圧延油供給工程の供給位置にて予め予測することで、隣接する圧延スタンドとの摩擦係数差を即座に一定範囲に調整することができていており、特にフィードフォワード制御とフィードバック制御を併用し、かつ制御すべき摩擦係数の差を0.01以下とすることで、いずれの圧延速度においてもチャタリングの発生は見られなかった。
In Table 2, ○, Δ, and x indicate the following.
○ ... No chattering occurred △ ・ ・ ・ Mild chattering occurred × ・ ・ ・ Chattering occurred As can be seen from Table 2, in this example, the friction coefficient of the final rolling stand # 5STD is set upstream of the final rolling stand # 5STD. By predicting in advance at the supply position of the second emulsion rolling oil supply process installed in the machine, the friction coefficient difference between the adjacent rolling stands can be immediately adjusted to a certain range, particularly feedforward control. And feedback control in combination, and the difference in the friction coefficient to be controlled was 0.01 or less, no chattering was observed at any rolling speed.
一方、比較例のような第2のエマルション圧延油のフィードバック制御では圧延速度1800mpmまでは摩擦係数の差が一定範囲となるように制御可能であったが、2000mpm以上の圧延速度ではフィードバック制御に伴うむだ時間発生により制御が追いつかずに軽度のチャタリングが発生し始めた。また、圧延速度2200mpmでは重度のチャタリングが発生し、鋼板1の表面品質が著しく低下した。 On the other hand, in the feedback control of the second emulsion rolling oil as in the comparative example, it was possible to control the friction coefficient difference to be within a certain range up to a rolling speed of 1800 mpm. Mild chattering began to occur because the control did not catch up due to the time delay. In addition, severe chattering occurred at a rolling speed of 2200 mpm, and the surface quality of the steel sheet 1 was significantly lowered.
上記実施例より、本発明に係る潤滑油供給方法を用いることで、ハイブリッド潤滑方式を用いた高速圧延においても、後段圧延スタンドでの摩擦係数を適正な範囲に続けることが可能であり、安定して高い生産性と良好な鋼板1形状を得ることができることが確認された。 From the above examples, by using the lubricating oil supply method according to the present invention, it is possible to keep the coefficient of friction in the subsequent rolling stand within an appropriate range even in high-speed rolling using the hybrid lubrication method, which is stable. It was confirmed that high productivity and a good steel plate 1 shape can be obtained.
1 鋼板(圧延材)
2 第1圧延油供給系統
3 潤滑用クーラントヘッダー
4 冷却用クーラントヘッダー
5 循環式圧延油供給タンク
6 ポンプ
7 圧延油供給ライン
8 回収オイルパン
9 戻り配管
10 攪拌機
11 第1のエマルション圧延油
12 第2圧延油供給系統
13 第2のエマルション圧延油
14 圧延油原油タンク
15 温水タンク
16 ポンプ
17 流量制御弁
18 エマルションタンク
19 攪拌機
20 供給ポンプ
21 供給ライン
22 流量制御弁
23 潤滑ノズルヘッダー
30 供給制御部
31 第1摩擦係数逆算部
32 圧延後表面粗さ推定部
33 目標摩擦係数設定部
34 供給流量制御部
35 第2摩擦係数逆算部
36 摩擦係数推定部
37 FB分演算部
1 Steel plate (rolled material)
2 1st rolling oil supply system 3 Lubricating coolant header 4 Cooling coolant header 5 Circulating rolling oil supply tank 6 Pump 7 Rolling oil supply line 8 Collected oil pan 9
Claims (4)
最終圧延スタンドの上流に位置する上流側圧延スタンドでの摩擦係数と当該上流側圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件とから、最終圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給条件を予測し、
その予測される第2のエマルション圧延油の供給条件から計算される最終圧延スタンドの摩擦係数が設定した目標摩擦係数となるように、上記最終圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給量をフィードフォワード制御し、
上記予測される第2のエマルション圧延油の供給条件は、上記上流側圧延スタンドでの圧延後の圧延材の表面粗さを変数として含み、
上記目標摩擦係数は、上流側圧延スタンドでの摩擦係数に基づき設定され、
上記上流側圧延スタンドでの摩擦係数と、上記上流側圧延スタンド入側に供給される第2のエマルション圧延油の供給流量とから、上記上流側圧延スタンドでの圧延後の圧延材の表面粗さを推定し、
上記推定した圧延後の表面粗さから、上記最終圧延スタンドの摩擦係数を推定する
ことを特徴とする冷間圧延方法。 As a rolling oil supply system for supplying rolling oil to a rolling stand of a cold tandem rolling mill, a first rolling oil supply system that circulates and supplies a first emulsion rolling oil stored in a circulation tank, and the first emulsion rolling oil A second rolling oil supply system for supplying a second emulsion rolling oil having a higher concentration,
From the friction coefficient in the upstream rolling stand located upstream of the final rolling stand and the supply condition of the second emulsion rolling oil supplied to the upstream rolling stand entrance side, the first supplied to the final rolling stand entrance side Predict the supply conditions of the rolling emulsion oil of No. 2,
The second emulsion rolling oil supplied to the final rolling stand entry side so that the friction coefficient of the final rolling stand calculated from the predicted supply condition of the second emulsion rolling oil becomes the set target friction coefficient. Feed-forward control of the supply amount of
The predicted supply condition of the second emulsion rolling oil includes the surface roughness of the rolled material after rolling in the upstream rolling stand as a variable ,
The target friction coefficient is set based on the friction coefficient at the upstream rolling stand,
From the friction coefficient at the upstream rolling stand and the supply flow rate of the second emulsion rolling oil supplied to the inlet side of the upstream rolling stand, the surface roughness of the rolled material after rolling at the upstream rolling stand. Estimate
A cold rolling method, wherein the friction coefficient of the final rolling stand is estimated from the estimated surface roughness after rolling.
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JPH11293270A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-26 | Nippon Steel Corp | Lubricant for high-temperature plastic working and hot rolling using the same |
JP3368841B2 (en) * | 1998-09-14 | 2003-01-20 | 日本鋼管株式会社 | Rolling method of cold tandem mill |
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JP2006224141A (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | Lubricating oil-supplying equipment in cold rolling, and cold rolling method |
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