KR101614464B1

KR101614464B1 - 압연 스톡의 압연 방법 및 압연 장치

Info

Publication number: KR101614464B1
Application number: KR1020147017695A
Authority: KR
Inventors: 아른트 콜라우슈; 하르트무트 파벨스키; 올라프 노르만 예프센
Original assignee: 에스엠에스 그룹 게엠베하
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2016-04-21
Also published as: ZA201404093B; JP5780571B2; DE102011090098A1; HUE025907T2; KR20140102261A; CN104080551B; JP2015506277A; EP2797701B1; CN104080551A; PL2797701T3; BR112014016317A2; US9700924B2; US20150027187A1; ES2548698T3; WO2013098098A1; EP2797701A1

Abstract

본 발명은 압연 스톡(1)을 압연하기 위한 방법에 관한 것이며, 물 기반 냉각 윤활제가 압연 스톡(1) 상에, 그리고/또는 롤간 간격(200, 300)을 형성하는 하나 이상의 압연 롤(20, 22, 30, 32) 상에 도포되고, 압연 스톡 및/또는 하나 이상의 압연 롤 상에 도포하기 전에 물 기반 냉각 윤활제에는 하나 이상의 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가된다.

Description

압연 스톡의 압연 방법 및 압연 장치{METHOD AND DEVICE FOR ROLLING ROLLING STOCK}

본 발명은 압연 스톡을 압연하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 상기 방법 및 상기 장치는 바람직하게는 냉간 압연 공정에서 이용된다.

금속 스트립들의 냉간 및 열간 압연 공정 동안, 압연 롤들 및 스트립을 냉각시키기 위해, 작용 경계면(action inteface)을 윤활하기 위해, 그리고 압연 롤 및 스트립의 세척을 가능하게 하기 위해, 통상적으로 유체가 압연 롤들 상에, 그리고/또는 압연 스톡 상에 도포된다. 상기 유체는 통상적으로 냉각 윤활제(KSS)로서 표현된다.

압연 롤들 및 스트립의 냉각 기능의 경우, 냉각 윤활제는 특히 냉간 압연 공정 동안, 변형 열 및 마찰 열을 방출하기 위해 이용된다. 롤간 간격 내 작용 경계면의 윤활 기능의 경우, 냉각 윤활제는, 롤간 간격 내 마찰학적 관계를 적합하게 조정하고 그에 따라 압연된 압연 스톡의 상응하는 표면 품질을 보장하기 위해 이용된다. 세척 기능과 관련하여, 냉각 윤활제는, 압연 롤 및 압연 스톡을 세척할 뿐 아니라, 압연된 스트립의 높은 표면 품질을 달성하도록 오염 입자를 제거하기 위해 이용된다.

그 밖에도, 냉각 윤활제들은 스트립의 상태 조절(conditioning)에 영향을 미칠 수 있다. 그 밖에도, 냉각 윤활제들은, 예컨대 부식 방지와 관련하여, 또 다른 공정 단계들에서 세척과 관련하여, 그리고/또는 예컨대 압연 스톡의 어닐링 동안 압연된 스트립의 변색의 방지와 관련하여 압연 스톡을 가공할 때 공정 체인의 내부에서 상류 및 하류에 연결되는 장치들과 호환할 수 있도록 설정된다. 그 밖에도, 바람직하게는, 냉각 윤활제의 특성들은 냉각 윤활제의 이용 동안 실질적으로 안정된 상태로 유지되며 시간에 걸쳐 성능 저하는 발생하지 않는다.

그 결과로, 냉각 윤활제들에 대한 요건 목록이 발생하는데, 요컨대 냉각 윤활제는 높은 열 용량 및 우수한 열 전달을 가능하게 해야 하고, 냉각 윤활제는, 공정에 부합하는 냉각 윤활제의 점도를 통해 혼합 마찰 상태를 달성하기 위한 충분한 윤활막 흡수를 달성할 수 있도록 해야 하고, 냉각 윤활제는 공정에 부합하는 경계 마찰 상태의 설정을 복원할 수 있어야 하며, 냉각 윤활제는 우수한 세척 효과를 보유하면서, 그 여과성도 동시에 우수해야 한다.

특히 마지막 관점이 중요한데, 그 이유는 통상적으로 냉각 윤활제들을 이용하기 위한 순환 시스템들이 이용되고, 이미 앞서 이용된 냉각 윤활제를 다시 도포할 때 압연된 스트립의 우수한 표면 품질을 보장할 수 있도록 하기 위해 제거된 오염 입자는 냉각 윤활제 순환 흐름에서 다시 제거되어야만 하기 때문이다.

그에 상응하게, 종래 기술에서는, 산업 냉간 압연 실무에서 통상적으로 단상 오일 기반 냉각 윤활제로서 이용되거나, 또는 결과적으로 에멀젼으로서 존재하게 되는, 분산된 오일 기반 액적들을 포함하는 물 기반 냉각 윤활제로서 이용되는 냉각 윤활제들이 이용된다.

순수 오일 기반 냉각 윤활제들은 물 기반 계통들에 비해 가연성뿐 아니라 더욱 부적합한 열 전달 및 낮은 열 용량의 단점을 갖는다. 그 결과로, 상기 유형으로 작동되는 압연 시스템의 생산성은 비교적 제한된다.

에멀젼은, 에멀젼의 내부에서 오일 기반 액적들이, 이들 액적 내에 함유된 윤활 활성 물질들과 오일 상(oil phase)의 상대적으로 높은 점도가 그 작용을 발휘하도록 하기 위해, 맨 먼저 각각의 압연 롤 표면 또는 압연 스톡 표면 상에 분포되어야만 하는 정도로 단점들을 나타낼 수 있다. 롤간 간격의 작용 경계면 내로의 유입 전에, 마찰학적 활성 물질(tribologically active substance)로부터 연속 상(continuous phase)의 분리가 바람직하다. 그 결과로, 작용의 지연이 발생하며, 그로 인해 압연 속도의 한계에 도달하거나, 또는 요구되는 반응 시간을 달성하기 위해 스탠드들 간의 이격 간격은 상대적으로 더 길어져야만 한다.

그 밖에도, 에멀젼에서의 단점은 불충분한 초미세 여과성이다.

하기에서, "초미세 여과" 또는 "초미세 필터링"이란 개념은, "여과" 및 "미세 여과"와는 달리, 개별 입자의 최대 길이 팽창이 5㎛ 미만인 그런 입자 스펙트럼의 부분도 포집된다는 점을 명확하게 하기 위해 이용된다.

에멀젼 내에서 오일 액적들의 크기보다 더 작거나 그와 동일하게 존재하는 오염 입자들은, 동시에 냉각 윤활제에서 오일 상도 제거하지 않고서는, 냉각 윤활제에서 제거될 수 없다. 그 밖에도 분산된 오일 기반 액적들을 포함하는 물 기반 냉각 윤활제들의 특성들은 기계적, 생물학적, 또는 화학적 작용에 의해 성능 저하될 수 있다.

하기에서, 제품 특성의 바람직하지 못한 변동을 가리킨다면, 변동에 기초가 되는 메커니즘을 더 자세하게 기술하지 않으면서, 그리고 물리적, 화학적, 공정 기술상, 생리학적, 후각적 제품 특성 또는 임의의 또 다른 제품 특성과 관련한 과학적 분류에 대한 제한 지시 없이도, 단순화하여 "성능 저하(degradation)"라는 개념이 이용된다.
본 발명의 대상과 관련하여 종래 기술에서 하기 공보들이 참조된다: DE 101 07 567 A1, DE 10 2004 061 939 B3, DE 10 2005 042 020 A1, DE 196 21 837 C1 및 EP 0 839 895 A2.
그 밖에도, 독일 공개 공보 DE 101 43 407 A1은 특히 특수강으로 이루어진 스트립을 냉간 압연하기 위한 방법 및 그 시스템을 개시하고 있다. 시스템은 다중 스탠드형 탠덤 압연기열이며, 제1 스탠드는 비교적 높은 압하량으로 작동되고 최종 스탠드는 압하량이 비교적 적은 조건에서 스트립의 표면 품질을 결정한다. 비교적 높은 압하량을 갖는 제1 스탠드의 경우, 냉각 윤활제로서 초미세 필터링이 제공되지 않는 에멀젼이 이용된다. 한편, 상대적으로 적은 압하량을 갖는 탠덤 압연기열의 최종 스탠드에서는 압연 오일이 윤활제로서 이용되며, 상기 압연 오일은 높은 표면 품질을 보장하기 위해 초미세 필터링된다.
마지막으로 영국 특허 공보 GB 729,615는 마찬가지로 압연 스톡을 압연하기 위한 방법 및 그 시스템을 개시하고 있으며, 물 기반 냉각 윤활제가 압연 스톡 상에, 그리고/또는 작업 롤들 중 하나 이상의 작업 롤 상에 도포된다. 물 기반 냉각 윤활제는 도포 전에 수용성 마찰학적 활성 첨가제로 농후화되며, 그리고 이처럼 농후화된 냉각 윤활제는, 결과적으로 후속하여 재사용되도록 하기 위해, 다시 말하면 다시 도포되도록 하기 위해, 롤 스탠드의 유출부에서 집유된다.

본 발명의 과제는, 압연 스톡을 압연하기 위한 공지된 방법 및 공지된 장치에 있어서, 압연된 압연 스톡의 표면 품질이 계속해서 증가되는 정도로, 상기 방법 및 장치를 개량하는 것에 있다.

상기 과제는 신규 특허 청구항 제1항에서 청구되는 방법에 의해 해결된다. 상기 방법은, 과량의 냉각 윤활제가 도포된 후에, 그러나 다시 도포되기 전에 초미세 필터링으로 처리되는 것을 특징으로 한다.

그에 상응하게, 압연 스톡을 압연하기 위한 방법이 제안되며, 이 경우 물 기반 냉각 윤활제는 압연 스톡 상에, 그리고/또는 롤간 간격을 형성하는 하나 이상의 압연 롤 상에 도포된다. 본 발명에 따라, 압연 스톡 및/또는 하나 이상의 압연 롤 상에 도포하기 전에, 물 기반 냉각 윤활제에는, 성형 공정 동안 작용 경계면 내에서 점도 및 윤활 특성을 변경하며, 하기에서는 "마찰학적 활성(tribologically active)"으로만 명명되는 하나 이상의 수용성 첨가제가 첨가된다.

물 기반 냉각 윤활제에 수용성 마찰학적 활성 첨가제(water-soluble and tribologically active additive)가 첨가되는 것을 통해, 초미세 여과성이 달성될 수 있으며, 그럼으로써 과량의 냉각 윤활제는 마찰학적 효과의 손실 없이 초미세 필터링으로 처리될 수 있다. 이런 방식으로, 과량의 냉각 윤활제는 재사용될 수 있고 냉각 윤활제 순환 흐름으로 다시 공급될 수 있다. 이와 동시에, 초미세 필터링을 통해, 압연된 압연 스톡의 높은 표면 품질이 달성될 수 있는데, 그 이유는 압연 연마 분진이 적합한 방식으로 제거되고 냉각 윤활 회로로부터 배출되기 때문이다.

냉각 윤활제에서 높은 수분 비율을 바탕으로, 오일 또는 오일 함유 에멀젼을 기반으로 하는 냉각 윤활제의 이용에 비해, 화재의 위험은 분명하게 감소된다. 그 밖에도, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 이용을 통해, 상응하는 윤활제가 압연 롤 표면 또는 압연 스톡 표면 상에 도포된 후에, 해당 냉각 윤활제의 윤활 활성 작용은 비교적 단시간에 발휘되는 점이 달성될 수 있는데, 그 이유는 에멀젼 또는 분산액의 경우 성형 공정의 작용 경계면 내로의 유입 전에 수행되는 상 분리에 의한 시간 지연이 발생하지 않기 때문이다.

그 밖에도, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 이용을 통해, 오일 기반 냉각 윤활제의 이용에 비해, 특정한 적용 분야, 예컨대 알루미늄의 고속 압연 공정의 경우, 오일 기반 냉각 윤활제를 이용할 때 가용하지 못하거나, 또는 산업 제조 조건들 하에서 실행할 수 없는 점도 범위도 이용될 수 있는 점이 달성된다. 이는 특히 40℃ 온도에서 1.8㎟/s 미만의 운동학적 점도(kinematic viscosity)를 갖는 물질에 관계한다.

수용성 마찰학적 활성 첨가제의 적합한 선택을 통해, 냉각 윤활제는 그에 상응하게 각각의 개별 압연 상황에 매칭될 수 있으며, 다시 말하면 예컨대 가공되는 압연 스톡 또는 압연 재료 및 롤간 간격 내 압연 조건들에 매칭될 수 있다.

그 밖에도, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 목표하는 선택을 통해, 롤간 간격 내에서 마찰학적 관계에 대한 압연 상황에 따른 목표하는 설정도 달성될 수 있다.

바람직하게는, 물 기반 냉각 윤활제는 수용성 마찰학적 활성 첨가제와 함께 압연 상황에 따라서, 바람직하게는 도포 조건들의 설정을 통해, 특히 바람직하게는 공급 온도, 도포 압력, 도포 유형 및 도포 위치의 변경을 통해, 압연 스톡 상에, 그리고/또는 롤간 간격을 형성하는 압연 롤들 상에 도포된다. 그에 상응하게, 롤간 간격 내에서 상응하는 마찰학적 관계를 설정할 수 있도록 하기 위해, 압연 스톡 상에서, 그리고/또는 상응하는 압연 롤(들) 상에서 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 정해진 농도 또는 층 두께가 달성된다.

냉각 윤활제 순환 흐름을 효과적으로 형성하기 위해, 과량의 냉각 윤활제는 압연 스톡 및/또는 압연 롤 상에서 도포 후에 집유되고, 그 다음 초미세 필터링으로 처리되며, 그 다음 초미세 필터링된 냉각 윤활제는 다시 압연 스톡 및/또는 압연 롤 상에 도포하기 위한 냉각 윤활제로서 이용된다. 초미세 필터링을 통해, 그에 상응하게 압연 연마 분진 및 또 다른 이물질들은 냉각 윤활제로부터 배출되며, 냉각 윤활제는 다시 품질 손실 없이 이용된다. 이런 방식으로, 냉각 윤활제의 효율적인 이용이 실행된다.

이와 관련하여, 특히 바람직하게는, 압연 스톡 및/또는 압연 롤 상에 다시 도포하기 전에, 냉각 윤활제 내에서 원래 목표하는 첨가제 농도를 다시 달성하기 위해, 초미세 필터링된 냉각 윤활제에 하나 이상의 수용성 마찰학적 활성 첨가제를 공급한다. 이는, 바람직하게는 상기 첨가제의 희박화 또는 농후화의 결정을 기반으로 실행되며, 희박화는 바람직하게는 집유된 냉각 윤활제의 상대 유전율 및/또는 그 전기 비전도도(electric specific conductivity)의 연속적인 측정을 통해 결정된다.

바람직한 구현예에서, 압연 스톡 상에서, 그리고/또는 하나 이상의 압연 롤 상에서 첨가제의 축적은 적합한 마찰학적 공정 모델의 고려하에 측정된 압연 공정 데이터의 분석을 통해 결정되며, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가는, 목표하는 첨가제 축적량이 달성되도록 개회로 제어된다. 이런 방식으로, 냉각 윤활제 내에서 필요한 첨가제 농도가 결정되며, 그에 상응하게 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 냉각 윤활제 흐름에 첨가된다.

롤간 간격으로부터 유출되는 압연 스톡 상에서 첨가제 축적량은 압연 스톡 상에 잔존하는 첨가제 층을 통해 결정되고, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가는 그에 상응하게 폐회로 또는 개회로 제어되며, 그럼으로써 목표하는 잔존 첨가제 축적량이 달성된다.

본원의 방법의 한 추가 구현예에서, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가는 집유된 냉각 윤활제 내 입자형 압연 연마 분진의 연속적인 측정을 기반으로 실행된다. 바람직하게는, 이는, 온라인으로 실행될 연속적인 입자 측정의 형태로, 그리고 압연 롤 재료, 압연 롤 거칠기, 압연 롤 유형, 압연 스톡, 합금, 패스 일정(pass schedule) 및 적합한 공정 모델을 포함하여 그에 상응하게 냉각 윤활제의 조성을 개회로 또는 폐회로 제어하는 데이터 베이스의 비교를 통한 이용하에 압연 관련 변수 그룹들로 분류하는 형태로 수행된다.

한 추가의 바람직한 구현예에서, 바람직하게는 예컨대 광택도, 거칠기, 색조 또는 조직에 의해 결정되는, 목표되고 달성되는 표면 외관에 따라서, 세척 작용과 윤활 작용 사이의 냉각 윤활제의 작용을 균형 조정하기 위해, 하나 이상의 추가 수용성 첨가제가 냉각 윤활제 내로 다시 계량 공급된다. 이 경우, 결정된 수용성 첨가제의 농도는 목표한 바대로, 바람직하게는 분광 분석 및/또는 냉각 윤활제의 상대 유전율 및/또는 그 전기 비전도도의 연속적인 측정을 통해 지속적으로 결정된다.

본원의 방법의 한 추가 구현예에서, 압연 스톡의 상면 및/또는 상부 압연 롤 상에 도포되는 냉각 윤활제에는 또 다른 양의 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되어, 압연 스톡 및/또는 하부 압연 롤의 하면 상에 도포되는 냉각 윤활제로서 이용된다. 이런 방식으로 압연된 압연 스톡의 상이한 표면 외관이 달성되며, 그럼으로써 상면과 하면은 예컨대 서로 상이한 표면 외관과 같은 서로 상이한 특성을 보유하게 된다.

한 추가 개선예에서, 첨가되는 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 양은 시간에 걸쳐서 변동된다. 따라서, 연속해서 압연되는 단일의 압연 스톡의 내부에서 서로 상이한 재료 특성들 및 특히 서로 상이한 표면 특성들이 달성되는 이른바 "고객 맞춤형 블랭크(tailored blank)"가 제조될 수 있다.

앞서 설정한 과제는 청구항 제11항의 특징들을 포함하는 장치에 의해서도 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속 청구항 제12항으로부터 제시된다.

그에 상응하게, 압연 롤들에 의해 형성되는 롤간 간격 내에서 압연 스톡을 압연하기 위한 장치가 제안되며, 이 경우 물 기반 냉각 윤활제는 압연 스톡, 및/또는 롤간 간격을 형성하는 하나 이상의 압연 롤 상에 도포된다. 본 발명에 따라서, 물 기반 냉각 윤활제에는, 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가된다.

삭제

본 발명의 바람직한 추가 실시예들 및 관점들은 도들의 하기 설명 내용을 통해 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 냉간 압연기열을 개략적으로 도시한 측면도이다.

하기에는 바람직한 실시예들이 도들에 따라서 기술된다. 이 경우, 동일하거나, 유사하거나, 동일하게 작용하는 부재들은 동일한 도면 부호들로 표시되고, 상기 부재들의 반복되는 설명은, 설명 내용에서의 중복성을 피하기 위해, 부분적으로 배제된다.

이 경우, 압연 스톡(1)은 지지 롤(24, 34, 26, 36)들에 의해 각각 지지되는 상부 압연 롤(20, 30) 및 하부 압연 롤(22, 32)을 각각 포함하여 개략적으로 도시된 2개의 롤 스탠드(2, 3)를 통과한다. 각각의 상부 압연 롤(20, 30)들과 하부 압연 롤(22, 32)들 사이에는 실제의 롤간 간격(200, 300)이 형성되며, 이 롤간 간격 내에서 압연 스톡(1)의 성형이 개시된다.

롤 스탠드들 및 압연 롤 배치 구조의 도시된 실시예는 개략적인 것으로만 이해되어야 하며, 개별 롤 스탠드들의 압연 롤들에 대한 각각의 압연 상황에 적합한 또 다른 배치 구조도 가능하다.

압연 방향(W)으로 배치된 제1 롤 스탠드(2)는 그에 상응하게 제1 패스를 실행하고, 그 이후 후속하는 롤 스탠드(3)들 등은 후속하는 패스들을 실행한다.

냉각 윤활제는, 롤 스탠드(2, 3)들의 각각의 롤간 간격(200, 300) 내로 유입 전에 압연 스톡(1) 상에 도포된다. 이 경우, 냉각 윤활제는 압연 스톡(1)의 상면 상에서 각각 횡방향으로 압연 스톡(1)에 걸쳐 연장되는 스프레이 바(4)(spray bar)에 의해 압연 스톡(1) 상에 도포된다. 냉각 윤활제는 냉각 윤활제 저장 탱크(42)로부터 냉각 윤활제용 공급 라인(40)들을 경유하여 각각의 스프레이 바(4)로 공급된다.

압연 스톡(1) 하부의 하부 영역에는, 마찬가지로 냉각 윤활제(52)로부터 냉각 윤활제용 공급 라인(50)들을 통해 냉각 윤활제를 공급받으면서 압연 스톡(1) 상으로 냉각 윤활제를 도포하도록 형성된 스프레이 바(5)가 마찬가지로 제공된다.

또한, 냉각 윤활제는 압연 롤(1)과 접촉하는 압연 롤(20, 22)들 상으로 직접 도포될 수도 있다. 이를 위한 상응하는 장치는 도 1에 스프레이 바(44, 54)들의 형태로 개략적으로 도시되어 있으며, 이들 스프레이 바는 그에 상응하게 롤간 간격(200)의 전방에서 압연 롤(20, 22)들 위쪽에 배치된다.

롤 스탠드(2, 3)들의 하부에, 그리고/또는 스프레이 바(4, 44, 5, 54)들의 하부에는 집유 탱크(28, 38)들이 제공되며, 이들 집유 탱크는 압연 스톡(1) 및/또는 압연 롤(20, 22)들로부터 흘러 떨어지는 과량의 냉각 윤활제를 집유한다. 집유 탱크(28, 38)들에 의해, 그에 상응하게, 과량의 냉각 윤활제는 다시 집유될 수 있고, 그 다음 냉각 윤활제 순환 흐름으로 다시 공급될 수 있다. 이런 방식으로, 냉각 윤활제는 다시 사용될 수 있고, 이런 방식으로 압연 공정은 더욱 효율적으로 실행될 수 있다.

도 1에는, 상부에 위치하는 냉각 바(4)들 및 하부에 위치하는 냉각 바(5)들에 대한 냉각 윤활제의 공급부가 분리되어 형성되며, 그럼으로써 여기서 압연된 스트립(1)의 각각의 표면들이 스트립의 상면 및 그 하면 상에서 서로 상이한 표면 외관을 유지할 수 있는 방식으로, 냉각 윤활제의 비대칭 도포가 개시될 수 있다.

서로 상이한 특성들을 갖는 수용성 마찰학적 활성 첨가제들은, 계량 공급 장치(6)를 통해 개략적으로 도시된 것처럼, 냉각 윤활제에 가변적으로 첨가될 수 있다.

냉각 바(4, 5)들을 통해 도포되는 냉각 윤활제에 수용성 첨가제들을 계량 첨가하기 위한 계량 공급 장치(6)는 압연 스톡(1), 및/또는 압연 스톡과 접촉하는 압연 롤들 상에 도포되는 냉각 윤활제의 특성들의 정확한 설정을 가능하게 한다.

예컨대 물 기반 냉각 윤활제에 수용성 마찰학적 활성 첨가제들을 목표한 바대로 첨가하는 것을 통해 롤간 간격 내에서 목표하는 마찰학적 특성들이 달성될 수 있다. 그 밖에도, 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가의 상응하는 설정을 통해, 각각 의도하는 표면 외관에 따라서, 그리고 압연 스톡(1)으로 압연된 스트립을 제조할 때 각각 의도하는 압하량에 따라서, 예컨대 냉각 윤활제의 의도하는 세척 작용과 그 의도하는 윤활 작용 간에 균형이 형성될 수 있다.

그 밖에도, 롤간 간격의 모니터링 및 분석으로부터 생성되는 압연 공정 데이터는 적합한 마찰학적 공정 모델의 고려하에 냉각 윤활제 내의 첨가제 조성의 개회로 제어를 위해 이용될 수 있다.

개략적으로 도시된 센서(70)들을 통해서는, 롤간 간격(200)을 통과한 후 압연 스톡(1)으로부터 압연된 스트립 상에 잔존하고 롤간 간격(200) 후방에 위치하는 첨가제 축적량이 측정될 수 있다. 상기 매개변수도 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가를 설정할 때 고려될 수 있다. 그에 상응하게, 계량 공급 장치(6)를 통해 각각의 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 혼합이 설정된다.

예컨대 개략적으로 센서(72)에 의해 도시되는 것처럼, 전기 전도도 센서들, 또는 냉각 윤활제의 상대 유전율을 측정하는 센서들에 의해, 냉각 윤활제 순환 흐름에서 개별 첨가제들의 희박화가 결정될 수 있고, 그에 상응하게 희박해진 수용성 첨가제들의 첨가가 개회로 제어될 수 있다.

한 추가의 바람직한 구현예에서, 입자형 압연 연마 분진은 마찬가지로 개략적으로 도시된 센서(74)에 의해 측정될 수 있으며, 그리고 압연 롤 재료, 압연 롤 표면, 압연 스톡, 합금, 압연 조건들 및 적합한 공정 모델을 포함하고 이런 방식으로 그에 상응하게 연마 분진 맵을 매핑할 수 있는 데이터 베이스의 비교를 통한 이용하에 입자 측정에 의해 압연 공정이 모니터링된다. 이런 방식으로 마찬가지로, 계량 공급 장치(6)를 이용한 수용성 첨가제의 계량 첨가의 상응하는 개회로 제어도 실행될 수 있다.

예컨대 개략적으로 도시된 두 집유 탱크(28, 38)를 통해 집유되는 냉각 윤활제의 회수되는 순환 흐름은 상응하는 센서(72, 74)들을 통과한 후에 필터(8)에서 초미세 여과에 의해 필터링된다. 이 경우, 이용되는 필터 장치(8)는 바람직하게는, 5㎛ 미만의 크기를 갖는 입자들도 집유되는 냉각 윤활제에서 제거되는 방식으로 초미세 필터링을 나타내며, 그럼으로써 상기 집유된 냉각 윤활제는 압연 스톡(1)을 성형할 때 품질 손실 없이 냉각 윤활제의 순환 흐름으로 다시 첨가될 수 있다.

스트립의 상부에 스프레이 바(4)를 형성하고 스트립의 하부에 스프레이 바(5)를 형성함으로써, 한편으로 스트립(1)의 상부 및 그 하부에서 비대칭 첨가제 분사가 수행될 수 있으며, 그럼으로써 서로 상이한 표면 외관들이 생성될 수 있다.

그 밖에도, 계량 공급 장치(6)를 제공함으로써, 수용성 마찰학적 활성 첨가제들은 선택적으로, 그리고 시간상 가변 방식으로 압연 스톡 상에 도포될 수 있다. 이런 방식으로, 유연한 압연 일정이 유지될 수 있고, 폭, 길이 및 시간에 따라서 압연 스톡의 가변 특성들을 갖는 고객 맞춤형 제품들이 제조될 수 있다. 예컨대 이런 방식으로, 스트립 두께, 표면 외관, 거칠기, 습윤성, 코팅성이 가변될 수 있다.

이용되는 냉각 윤활제들은 그에 상응하게, 특히 점도 증진제를 함유하는 물 기반 첨가제를 이용하여 충분한 유체 역학적 윤활막 형성, 우수한 냉각 특성들 및 5㎛ 미만의 범위에서도 필요한 초미세 여과성을 허용할 뿐 아니라, 이와 동시에 냉각 윤활제의 생물학적 첨가에 비해 안정성을 보장하는 물 기반 냉각 윤활제들로서 형성된다. 물 기반 냉각 윤활제에 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가를 통해, 롤간 간격 내에서 상응하는 압연 임무에 적합한 마찰학적 상황이 달성될 수 있다.

이 경우, 점도는, 전형적인 압연 임무를 충족하는 범위에서 설정되는 점도 증진제를 통해 설정될 수 있다. 이를 위해, 여기서는, 압연 오일의 이용에 비해, 바람직하게는 특정한 적용 분야를 위해, 예컨대 알루미늄의 고속 압연을 위해 필요한 점도가 설정될 수 있으며, 이는 오늘날 통용되는 냉각 윤활제들을 이용할 때에는 불가능하다.

롤간 간격 내에서 경계 마찰은, 압연 롤 표면 및/또는 압연 스톡, 특히 스트립(1) 상에서 압연 롤들을 통한 성형을 위해 적합한 특별한 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 축적을 통해 달성된다. 이를 위해, 그에 상응하게, 수용성 마찰학적 활성 첨가제들은 압연 임무에 적합하게, 다시 말하면 특히 롤간 간격 내 압연 조건들 및 재료에 적합하게 설정되고, 압연 롤들, 압연 롤 표면 및 스트립 상에서 첨가제 축적량은 상응하는 도포 조건들의 설정 및/또는 변경을 통해, 예컨대 냉각 윤활제의 공급 온도, 도포 압력 및 그 도포 유형 및 위치의 변경 또는 설정을 통해 설정될 수 있다.

점도 증진제를 함유하는 물 기반 냉각 윤활제들은 예컨대 기계 가공(machining)의 분야에서 공지되었다.

적용할 수 있는 점에 한해, 개별 실시예들에서 설명되는 모든 개별 특징은, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 상호 간에 조합되고, 그리고/또는 교환될 수 있다.

1 압연 스톡
2 롤 스탠드
20 상부 압연 롤
22 하부 압연 롤
24, 26 지지 롤
28 과량의 냉각 윤활제용 집유 탱크
200 롤간 간격
3 롤 스탠드
30 상부 압연 롤
32 하부 압연 롤
34, 36 지지 롤
38 과량의 냉각 윤활제용 집유 탱크
300 롤간 간격
4 압연 스톡용 상부 스프레이 바
40 냉각 윤활제용 공급 라인
42 상부 냉각 윤활제 저장 탱크
44 상부 압연 롤용 스프레이 바
5 압연 스톡용 하부 스프레이 바
50 냉각 윤활제용 공급 라인
52 하부 냉각 윤활제 저장 탱크
54 하부 압연 롤용 스프레이 바
6 하나 이상의 수용성 마찰학적 활성 첨가제용 계량 공급 장치
70 첨가제 축적량에 대한 센서
72 전기 전도도 측정용 센서
74 입자형 압연 연마 분진에 대한 센서
8 필터 장치
W 압연 방향

Claims

압연 스톡(1)을 압연하기 위한 방법으로서, 물 기반 냉각 윤활제가 상기 압연 스톡(1) 상, 및 롤간 간격(200, 300)을 형성하는 하나 이상의 압연 롤(20, 22, 30, 32) 상 중 적어도 하나에 도포되고, 상기 압연 스톡 및 상기 하나 이상의 압연 롤 중 적어도 하나의 상에 도포하기 전에 상기 물 기반 냉각 윤활제에는, 하나 이상의 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되고, 상기 압연 스톡(1) 및 상기 압연 롤(20, 22, 30, 32) 중 적어도 하나의 상에 도포한 후에 과량의 냉각 윤활제는 집유되며, 그 다음 상기 냉각 윤활제는 다시 상기 압연 스톡(1) 및 상기 압연 롤(20, 22, 30, 32) 중 적어도 하나의 상에 도포하기 위해 이용되는, 상기 방법에 있어서,
상기 과량의 냉각 윤활제는 도포된 후에, 그러나 다시 도포되기 전에 초미세 필터링으로 처리되고,
상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되는 상기 물 기반 냉각 윤활제에는 상 분리가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 수용성 마찰학적 활성 첨가제는 개별 압연 상황을 만족시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물 기반 냉각 윤활제는 상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제와 함께 압연 상황에 따라서, 도포 조건들의 설정을 통해 상기 압연 스톡(1) 상, 및 상기 롤간 간격(200, 300)을 형성하는 상기 압연 롤(20, 22, 30, 32)들 상 중 적어도 하나에 도포되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압연 스톡(1) 및 상기 압연 롤(20, 22, 30, 32) 중 적어도 하나의 상에 다시 도포하기 전에 상기 초미세 필터링된 냉각 윤활제에는, 상기 첨가제의 희박화의 결정을 기반으로, 냉각 윤활제 내의 목표하는 첨가제 농도를 다시 달성하기 위해, 하나 이상의 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되며, 상기 희박화는 집유된 냉각 윤활제의 상대 유전율 및 그 전기 비전도도 중 적어도 하나의 연속적인 측정을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압연 스톡(1) 상, 및 상기 하나 이상의 압연 롤(20, 22, 30, 32) 상 중 적어도 하나에서 상기 첨가제의 축적은 마찰학적 롤간 간격 모델의 고려하에 측정된 압연 공정 데이터의 분석을 통해 결정되고, 상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가는 목표하는 첨가제 축적량이 달성되도록 개회로 제어되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 롤간 간격(200, 300)으로부터 유출되는 상기 압연 스톡(1) 상에서의 첨가제 축적량은 상기 압연 스톡(1) 상에 잔존하는 첨가제 층을 통해 측정되고, 상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 첨가는 그에 상응하게 폐회로 또는 개회로 제어되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 계량 공급은, 압연 롤 재료, 압연 롤 거칠기, 압연 롤 유형, 압연 스톡, 합금, 패스 일정 및 마찰학적 공정 모델을 포함하는 데이터 베이스의 비교를 통한 이용하에, 집유된 냉각 윤활제 내 입자형 압연 연마 분진의 연속적인 측정을 기반으로, 개회로 또는 폐회로 제어되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압연 스톡(1)의 상면 및 상기 상부 압연 롤(20) 중 적어도 하나의 상에 도포되는 냉각 윤활제에는 또 다른 양의 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되어, 상기 압연 스톡(1)의 하면 및 상기 하부 압연 롤(22) 중 적어도 하나의 상에 도포되는 냉각 윤활제로서 이용되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 첨가되는 수용성 마찰학적 활성 첨가제의 양은 시간에 걸쳐서 변동되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 추가 수용성 첨가제는, 목표하는 표면 외관에 따라서, 세척 작용과 윤활 작용 간의 냉각 윤활제의 작용을 균형 조정하기 위해, 냉각 윤활제 내로 계량 공급되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 방법.
압연 롤(20, 22, 30, 32)들을 통해 형성되는 롤간 간격(200, 300) 내에서 압연 스톡(1)을 압연하기 위한 장치로서, 물 기반 냉각 윤활제가 상기 압연 스톡(1) 및 상기 롤간 간격을 형성하는 하나 이상의 압연 롤(20, 22, 30, 32) 중 적어도 하나의 상에 도포되며, 상기 물 기반 냉각 윤활제에는 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되는, 상기 장치에 있어서,
집유된 냉각 윤활제를 초미세 필터링하기 위한 하나 이상의 필터 장치(8)가 제공되고,
상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제가 첨가되는 상기 물 기반 냉각 윤활제에는 상 분리가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 장치.
제11항에 있어서, 냉각 윤활제에 상기 수용성 마찰학적 활성 첨가제를 개회로 또는 폐회로 제어 방식으로 첨가하기 위한 계량 공급 장치(6)가 제공되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 압연 장치.
삭제
삭제
삭제