TWI259111B - Method and device for cooling and lubricating rollers on a rolling stand - Google Patents

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1259111 A7 r*—·〜«—Β7 __η· 111 _ _ __. . _ ι__ι --- . 一 ' - - I ι·ιΤΤΤ·»-ίΤ··^.τ·ι^τ- 五·、發明說明（） 本發明關於一種將一滾子架的滾子冷卻及/或潤滑的 方法與裝置，特別是用於將滾子架的工作滾子(2)(3)及在該 滾子之間滾壓及運送通過去的滾壓鋼帶冷卻及/或潤滑者 〇 特別是作薄鋼板的滾壓將鋼帶滾壓到很小的終厚度的 場合，在個別的滾子架中須有很大的通過縮減量。在此， 對於滾子，特別是工作滾子而言，會受到極高的機械應力 與熱應力。結果，主要在前滾子架中，隨著鋼帶之滾壓數 目增加滾子表面變差。這點會表現在滾子變粗糙甚至使滾 子發生剝層(Schalen英：peeling)情事，其中在一些位置’ 氧化物層從滾子剝離。如此產生之不均勻的滾子粗糙度， 最後會使得銹垢（Zunder，英：scale)被滾壓到鋼帶表面中 ，如此同樣會使鋼帶表面品質發生不利的變化。 在極端大的通過縮減量時，也可將工作滾子振動，亦 即該二個工作滾子依扭力而相對振動。 在滾子架的鋼帶入口端及出口端將滾子作良好的冷卻 ，可使滾子的溫度及幾何延伸長度受到限制，但它們不能 防止在滾子縫隙中的高熱負荷及上述的困難。 在背景技術中，文獻德專利DE 41 34 599 C1提到一 措施以防止在滾子縫隙中的高熱負荷，係在滾壓縫隙前不 遠處將鋼帶表面與滾子表面作過冷（Unterktihlung，英 undercooling或supercooling)。如此當滾子與鋼帶的表面 作過冷卻，較少量的熱流作用到滾子中。但用這種方法時 爲了達到足夠的冷卻作用，需用較大的水量，然而這種作 4 尺¥^用中國國家標準（cns)a4規格——以—— — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂· · -線· 1259111 B7 五、發明說明（） 用在較大的厚度縮減量時就不夠。 另一種避免或減少滾子剝層或銹垢被滾壓到鋼帶中的 情事的方法，依文獻歐洲專利EP 〇9 08 M8 A2所述之程序 方式，係將該滾子潤滑。 此外，一種同樣地已在實施的施加媒劑的方法，係在 滾子縫隙前將滾子用油-水混合物噴灑。在此，少量的水當 作油的載體介質。藉著供應潤滑劑減少摩擦値，並有一部 分產生一薄薄的油隔離層，保護滾子以免受磨損。 基於經濟理由及基於環保理由，混入油以產生油-水混 合物（例如在文獻德專利DE 41 34 599的冷卻樑中）的做 法係不想要者。這點還有其他理由，即水量高時’所需之 油量也對應地大，以保持混合比例在最佳値並達成潤滑作 用。基於此理由，係多次將一分別的小的潤滑樑用少量的 水當作攜帶介質以將油施覆。 但即使在這種方法，在通過縮減量很高時’在滾子剝 層（Walzenschalen)及滾子變粗糙方面全然不能令人滿意。 它只顯示對振動有出色的吸震作用。 在另一種技術領域中，在歐洲專利EP 〇 69 07 66的文 獻中提到，在切屑式加工程序中爲了將工作物潤滑及冷卻 ，故將工作物供以至少二種不能互相混溶的液體’亦即： 第一種基質，用於將刀具與工作物之間的磨擦作用減少； 第二種基質，用於將刀具與工作物冷卻，其中該二種基質 分別儲存，經由分別的供應管路送到一施加元件，並由該 施加元件噴灑到所要加工的工作物上。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） --------------------訂-----„—線—-----* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1259111 . B7 蜗产洲一-〜 ,ΙΓΠΊ ^^^一-一—〜管《-i‘方^·^一 _」口 _和< .., ,,, ,^ι » ·μ-τ·»ι Μ.·,.·., . ,,· 五、發明說明（） 在其說明書中提到，利用該方法與裝置可使潤滑與冷 卻作用大大提升，且其所需的手段介質與使用之材料、能 量、及裝置可保持在儘量小而經濟的限度內。 此外它還提到，藉著將潤滑劑與冷卻劑施到工具的分 別的位置以及藉著如此形成極高附著性與抗剪力的潤滑劑 膜，可使潤滑作用大大改善，且因此使工作物、工具與切 屑上的摩擦作用減少，摩擦力很少，如此，由於這種較有 利的冷卻條件，同時可將加工的表面的品質改善，使機器 之能量需求降低，並使工具之使用壽命延長。 此外在德專利DE 43 09 134 A1提到一種類似之將刀 具與工作物潤滑與冷卻的方法，依此，當刀具與工作物朝 該切屑區域的方向作相對運動時，首先噴灑潤滑劑，然後 才噴灑冷卻劑，其量係依工作物與工具所需之冷卻的量而 定。爲此將刀具或工具或工作物的溫度求出，並將二種液 體之一的供應率依所求得的溫度的量而調整。 本發明由上述背景技術著手，其目的在於在一種高負 荷的滾子架的滾子冷卻作用及滾子潤滑作用改善，以及更 經濟地使用潤滑劑。 要達成這種目的，在申請專利範圍第1項的引文（非 特徵部分）相關的那種將滾子（特別是一滾子架的工作滾 子）以及在滾壓時在該滾子之通過的「滾壓鋼帶」冷卻與 潤滑的方法中其達成之道係使用噴灑噴流形式的水當作冷 卻劑，並使用油、油-空氣混合物、油-水混合物、油_水_空 氣混合物當作潤滑劑，其中該媒劑——水或潤滑劑——分 6 iiCi 尺度適用 ——*一- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #· 訂· *—線 1259111 __ ___—一 — ____ 五、發明說明（） 別送到滾子或滾壓鋼帶，且在滾子架的入口側的不同位置 施加到滾子表面或滾壓鋼帶表面。如不用油也可用貞曰或月曰-介質混合物。 如此，該二種媒劑--水與潤滑劑--的潤滑或冷卻 作用可很有利地最佳地發揮，且同時可將力量與功的需求 降低，依滾子之最小化的摩擦値而定。該滾子之磨光之表 面本身可承受最高的應力。迄今所見之材料在滾子上結垢 殼的情事大大減少。該滾壓之鋼帶的表面保持最佳地光滑 。在鋼帶表面含有銹垢的情事及破碎標記(Rattermarke英 :shatter mark)的情事可以避免。 依本發明，該潤滑劑呈油、油·•空氣混合物、或油-水 混合物、或油-水-空氣混合物的形式施覆到該滾子表面大 致無水的區域以造成附著力儘量強的膜。如此可確保該膜 在滾子表面良好地擴散開來，因此該油膜可牢牢附著，且 不會直接地被以後作用的噴灑水洗掉，並可維持其完全的 潤滑作用。即使在使用脂作潤滑劑成分時，脂與介質混合 物仍能達到相同的效果。 依本發明方法的另一特點，該用於施加冷媒及潤滑劑 的區域利用刷片（Abstreifer英：wiper或stnpper)互相隔開 。爲此，宜使用既有之所謂的刷片，以用最簡單的方式方 法將用於施加水與潤滑劑的地點隔開，出口側的工作滾子 的冷卻系統的冷卻水係被支持滾子遮蔽住。 此外，各依邊緣條件及所造成之需求而定，可只將潤 滑劑濕到此有利的施加地點，或只將滾壓帶冷卻系統動作 7 準(—-————— -------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 線- . . ,., -i—^ « 1259111 A? P7 五、發明說明（） Ο 在本發明進一步特點中，係在入口側在滾子縫隙前方 在鋼帶上側及/或鋼帶下側施以水噴流，其中該水噴流宜 朝向鋼帶：且- -沿旋轉方向看一-在入口側在施加水的 區域前方在滾子的各區域由上方及下方施以潤滑劑。因此 依本發明，係在滾子縫隙前方在鋼帶上側及/或鋼帶下側 直接施加水，其中該水噴流主要朝向該鋼帶，俾儘量不致 將先前所施的潤滑油沖洗掉。然而利用本發明這種水噴流 之朝向方式卻可間接地造成滾子表面的一種額外的冷卻作 用。 爲了使鋼帶及滾子表面的冷卻作用與滾子潤滑作用的 組合應用作最佳化，故依本發明另一特點，在潤滑系統動 作時，將入口側的滾子冷卻作用停住，其中，入口側的過 量的水用於使出口側的滾子的冷卻作用更密集，在出口側 滾子的進一步密集冷卻的作用完全利用水噴灑爲之。當潤 滑系統不動作時，在入口側將滾子冷卻系統動作。 在本發明一變更例中，所用的措施，也是在入口側儘 量接近在滾子縫隙前方處以一種流向（逆著鋼帶跑動方向 )用水噴流施到鋼帶上，即使在此情形中，仍須設分隔手 段將施加水及施加潤滑劑的地點分開。 用於依本發明利用水（呈噴灑流形式，當作冷媒）與 潤滑劑將滾子架的滾子（特別是工作滾子）以及在該滾子 間受滾壓其通過去的「滾壓鋼帶」作冷卻及/或潤滑的裝 置。係將媒劑--水與潤滑劑--各用分別的儲存容器及 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·. 本紙張尺度適用中國國 1259111 A7 ___________ _____ — 一 B7 外細· Ml: - οτγτμι丨 rrwmiii--.»-*·伽-nmmnni丨--丨........... _ ㈣丨 _ 砂外嫌咖晰娜分蝴一％ 五、發明說明（） 分別的供應裝置與之配合，以分別施加水與施加潤滑劑。 爲了將供應水與潤滑劑的二個噴灑樑的施加地點互相 隔開，在該裝置的一種特點中，一潤滑劑噴灑元件設在一 刷片（Abstreifer)上方的上滾子上及在刷片下方的下滾子上 ，如此可很有利的使用在滾子架上既有的刷片。 本發明裝置的是一特點，可在該上方入口側的刷片的 下方及在該下方入口側的刷片的上方各加入一個朝向「滾 壓鋼帶」的「轉向金屬片」或「水擴散金屬片」以使噴灑 噴流轉向或擴散，俾使該噴灑的水儘量均勻地分佈在該滾 壓鋼帶上且不會形成條紋。 在此，各邊爲一金屬片，但也可爲二個轉向金屬片， 它們將水柱呈漏斗狀聚焦，俾使冷媒噴流儘量均勻地分佈 在滾子面的整個寬度範圍。 另一種變更方式，要將鋼帶冷卻，也可使用一種所謂 水簾幕，例如依德專利DE 28 04 982所述者，其中水由一 個長方形槽孔出來並噴向鋼帶。在此該水簾幕用以下方式 最佳化：該出口槽孔的開口寬度可調整，舉例而言，俾對 於淸洗目的或可變之水量造成儘量有利的條件。 將潤滑劑施到該上刷片的上方或後下刷片的下方可使 潤滑劑在施用後可再收集起來。 如此造成本發明施潤滑劑的另一種特點，其中該噴到 滾子上的潤滑劑限制在一遮罩殻中，並向後或朝向該側導 離，因此可將潤滑劑與其餘的冷媒分開，而作導離或再生 處理（Aufbereitung)或廢棄處理（Entsorgung)。 9 本紙張尺規格（210 X 297 公t ) ^ 11 -------------------訂---------線----I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1259111 ________ B7 ____ 一 ____— 五、發明說明（） 本發明的細節、特點與優點見於以下在圖式中示意圖 示的一個實施例的說明。 圖式中： 第1圖係該滾子冷卻及滾子潤滑裝置的側視圖’水與 潤滑劑的噴灑噴流用示意方式表示， 第2圖係當使用水簾幕時，在滾子縫隙正前方之用於 將鋼帶冷卻的噴嘴的另一種裝置方式， 第3圖係爲轉向金屬片的另一種設置方式以及用於將 潤滑劑分別導離的遮罩殻。 依第1圖，一條鋼帶（1)在一滾子架（圖未詳示）的工 作滾子(2)(3)之間在單一道滾壓批次通過中，其厚度縮減了 約50%。隨後的滾子架（同樣未作詳示）的通過縮減量大 約一樣大。爲了使該高機械負荷及很大的熱負荷限制在較 低的値，並使滾子表面即使滾壓過的鋼帶數目漸多，也不 會變差，故鋼帶表面的冷卻系統與滾子表面的潤滑系統用 以下的措施組合使用。 在圖示的冷卻與潤滑裝置，該媒劑--水與潤滑油--係各與分別的儲存容器與供應管路（圖未詳示）配合， 分別送到水的施加元件（11)(1 l’)(ll”)與潤滑劑（10)(105)的 施加元件（12)(12’）。一般，該施加元件設計成潤滑樑與冷 卻樑的形式。上工作滾子（3)上的潤滑劑施加元件（I2)係設 在一刷片（9)(Abstreifer)上方。在下工作滾子(2)上的潤滑劑 施加元件（I2’)係置在刷片（8)下方，用於冷卻鋼帶（1)上側的 上方冷卻樑（Π)設在該刷片（9)下方，用於冷卻鋼帶（1)下側 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- -線_ 1259111 A7 B7 —______ ____ 五、發明說明（） 的下方水冷卻樑形式的水施加元件（11)係設在刷片（8)上方 。利用該水施加元件（11)將水噴灑噴流(4)(5)朝向在工作滾 子（2)(3)的滾壓縫隙前方的滾壓鋼帶表面。利用滾壓鋼帶 (1)上方的轉向金屬片（I4)及利用滾壓鋼帶（1)下方的轉向金 屬片（13)可將水噴灑噴流(4)(5)偏轉，使它們儘量直接地進 入該滾壓縫隙的入口側區域中，並在該處進入該滾壓鋼帶 (1)的直接冷卻的施加區域及工作滾子(2)(3)的間接冷卻的 施加區域(7)(7’），以達到最佳的作用。 該轉向金屬片的一種變更之設置方式亦見於第3圖。 在此利用二個轉向金屬片將一水噴流呈漏斗形聚焦，俾能 使噴流沿滾子整個寬度範圍有儘可能最佳的均勻度。 爲了產生潤滑劑噴灑噴流（1〇)(1〇’），故設有潤滑樑形 式潤滑劑施加元件（12)(12’）。將潤滑劑施覆到工作滾子之 滾子表面的大致無水的區域以造成儘量強附著力的膜。在 此該「噴灑油」（1〇)(1〇’）—沿滾子旋轉方向看——係施 覆在該刷片（8)(9)前方不達處的位置。 爲了將該工作滾子(2)(3)作進一步的密集冷卻，故在工 作滾子的出口側設有其他的水冷卻樑形式的水施加元件 (1Γ)，水噴灑噴流（4)(5)只由該水施加元件（1Γ)朝向該滾 子表面。出口側之用於將工作滾子冷卻的水施加元件（1Γ) 的冷水係被支持滾子（15)(15’)遮罩住，因此該區域（6)(65) 保持乾燥不沾濕。 該水與潤滑劑的施加元件（11)(12)可受控制，使得入口 側的水施加元件（1Γ)在該潤滑系統動作的情形中就不動作 n n n n n n I n n I n n 8 n IB n n n ϋ 一 δ、β «I n I I ϋ n n I ϋ n ϋ 1 f * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 1259111 A7 _______________— _ Β7 _____________一 五、發明說明（） ，且當潤滑系統不動作時，該作爲滾子冷卻系統的水施加 元件（11”)就動作。如果入口側的將滾子冷卻的水施加元件 (11”)不動作，則過量的水由該處送到出口側滾子冷卻系統 〔亦即設在該處的水施加元件（11，）〕以作更密集的冷卻。 也可從這種具有分別的施加元件的滾子冷卻系統及滾子潤 滑系統的組合切換到只有水冷卻系統，其中所有圖示的水 施加元件（11)(11’)(1Γ，)都動作，且潤滑劑施加元件（12)全 部不動作。第2圖顯示在滾子縫隙正前方作鋼帶冷卻的另 一種設置方式。在此處，水(4)(5)從一長方形槽孔出來，並 朝向鋼帶（1)噴去。利用一種偏心輪調整裝置（19)(它可用 手或用馬達操作）可藉著將軸轉動而將槽孔或開口的寬度 作連續式（無段式）調整。 此外依第3圖的一種潤滑劑供應系統的設計，係將噴 到工作滾子上的潤滑劑（10)(10，）在滾子上的一遮罩殻 (16)(16’）內通過去再送回。該可樞轉的遮罩殼顯示有一潤 滑劑（1〇)(1(Π的供應管路（17)(17，)及一導離管路（18)(18，）。 各依實施例而定，也可將潤滑劑由側面導離然後再收 集。如此，在有必要時，可將潤滑劑處理再生使用或作廢 棄處理。如此可避免在冷卻循環中越積越多。 在第1圖〜第3圖中所示的潤滑劑與水噴灑噴流的潤 滑樑與冷卻樑’以及利用這種新穎裝置將滾子架的工作滾 子冷卻及潤滑的方法並不僅限於圖示的實施例，而係可包 含其它在本發明構想範疇中的變更例。 [元件符號說明] 12 不紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .. 線 1259111 . A/ ______B7 五、發明說明（） ⑴ 滾壓鋼帶 ⑺ 下方工作滾子 (3) 上方工作滾子 (4) 上方水噴灑噴流 (5) 下方水噴灑噴流 (6)(6，） 潤滑劑施加區域 ⑺(7，） 水施加區域 (8) 下方刷片 (9) 上方刷片 (10) 潤滑架 (11) 水施加元件 (12) 潤滑劑施加元件 (13) 下方轉向金屬片 (14) 上方轉向金屬片 (15) 支持滾子 (16) 遮罩殼 (17) 供應管路 (18) 導離管路 (19) 偏心輪調整裝置 --------------------訂----------線—-·*------—. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 本紙張家$Τ?5^ΧΓ^!¥’(1ΙΓ^7¥¥Τ

Claims (1)

1259111 Ay B8 C8 D8 六、申請專利範圍 該水噴灑噴流（4)(5)用一轉向金屬片或水擴散金屬片 (13)(14)各由上方及下方偏移到鋼帶（1)上，以將滾壓鋼帶 (1)儘量均勻地施加水。 4·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 使用一水簾幕以將該鋼帶冷卻，該水簾幕由一長方形 噴灑噴嘴開口出來並朝向鋼帶。 5 ·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該水簾幕另一種設計中，該噴灑噴嘴開口的開口寬度 可調整。 6. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該鋼帶施以水噴流(4)(5)的作業係在入口側且在滾子縫 隙前方儘量近的地方鋼帶跑動的方向噴。 7. —種將一滾子架的滾子作冷却與潤滑的裝置，用於 將一條在該滾子之間滾壓並通過去的鋼帶的冷卻與潤滑作 用作控制，使用水噴灑噴流(4)(5)當作冷媒以及使用一種潤 滑劑（10)(10，），其特徵在： 該入口側的用於將滾子冷卻的水施加元件（U”)在潤滑 系統動作的情形中係不動作，而在潤滑系統不動作的時候 ，該水施加元件（Π，，)就動作，且當該入口側之滾子冷卻系 統不動作時，過量的水由該處送到出口側的滾子冷卻系統 以作更密集的冷卻。 8· —種用於將一滾子架的滾子作冷却與潤滑的裝置’ 用於將該滾子- -特別是工作滾子以及在該滾子之間滾壓 並通過去的滾壓鋼帶（1)作冷卻與潤滑，使用噴灑噴流 2 _ _ . -——- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐) ...............!喷· ·：！ (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂 1259111 :^88¾ ABCD 、申請專利範圍 (4)(5)形式的水當入冷媒，以及使用潤滑劑（1〇)(10’）’其中 ，該媒劑--水或潤滑劑--各有分別的儲存容器及分別 的供應裝置與之配合，以供應到水（4)(.5)的水施加元件 (Π)(1Γ)(11，，)及潤滑劑（10)(10，)的施加元件（12)，此裝置係 特別是用實施申請專利範圍第1項的方法者，其特徵在： 在一刷片（9)上方的上滾子（3)上及在一刷片（8)下方的 下滾子(2)上設有一潤滑劑施加元件（12)，其中 在該入口側之上刷片(9)的下方及在入口側的下刷片⑻ 上方各設有一個朝向滾子帶（1)的轉向金屬片（13)(14)或水 擴散金屬片，以將水噴灑噴流(4)(5)轉向或擴散。 9.如申請專利範圍第8項之裝置，其中： 設有二個轉向金屬片（13)(14)，將冷媒噴流(4)(5)呈漏 斗狀聚焦，使得冷媒噴流更均勻地分佈在滾壓鋼帶（1)的整 個寬度範圍。 1〇·如申請專利範圍第9項之裝置，其中： 該噴到滾子上的冷媒（10)(10’）受限在一遮罩殼 (16)(16，）內，並向後方或側面導離，且設有一條調離管路 (18)(18’)以將潤滑劑與其他冷媒分開以作再生處理或廢棄 處理。 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： ^?良尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^^