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TWI651138B - 金屬帶的冷軋設備及冷軋方法 - Google Patents

金屬帶的冷軋設備及冷軋方法 Download PDF

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Abstract

本發明使用如下金屬帶的冷軋設備對金屬帶進行冷軋，由此即便於軋製速度降低時亦可進行軋製而不損及析出性，所述金屬帶的冷軋設備為於工作輥入側附近噴射低濃度冷卻劑，於較所述低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游之側噴射高濃度冷卻劑而進行軋製的循環供油方式的金屬帶的冷軋設備，並且具有控制設備，所述控制設備以於所述工作輥入側的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液前端不到達高濃度冷卻劑的噴射位置的方式，根據軋製速度使所述低濃度冷卻劑的噴射量變化。

Description

金屬帶的冷軋設備及冷軋方法
本發明是有關於一種金屬帶的冷軋設備及冷軋方法，具體而言，本發明是有關於一種以循環方式進行潤滑油的供給的金屬帶的冷軋設備、及使用該冷軋設備的冷軋方法。再者，本發明中作為所述金屬帶，以「鋼板」為例進行說明。
金屬帶的冷軋設備根據潤滑油(軋製油)的供給方式而被分類為直接供油方式與循環供油方式此兩種，所述直接供油方式對鋼板表面直接噴射而供給軋製油，與此同時對輥表面噴射冷卻水而進行冷卻，所述循環供油方式將含有經乳液化的軋製油的冷卻水(冷卻劑)供給於鋼板或工作輥(work roll)的表面，同時進行潤滑與工作輥的冷卻。後者的循環供油方式可循環使用軋製油，故與僅可使用一次的直接供油方式相比，軋製油的成本較低，但有軋製油的濃度低故軋製性差的傾向。
為了消除所述循環供油方式的問題點，有效的是提高冷卻劑中的軋製油的濃度。然而，若提高軋製油的濃度，則雖然金屬帶與工作輥間的潤滑性提高，但冷卻能力降低。因此，冷卻劑中所含的軋製油的濃度通常是調整為2mass%~4mass%左右。
再者，對於循環供油方式的冷軋設備而言，有時亦必須以良好的生產性對變形阻力大的鋼種進行軋製，關於應對該要求的技術，已揭示有專利文獻1的「混合軋製」。該混合軋製技術於工作輥的入側噴射所述軋製油濃度為2mass%~4mass%左右的冷卻劑(以下亦稱為「低濃度冷卻劑」)，此外於較所述低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游之側噴射軋製油濃度為10mass%~15mass%左右的高濃度冷卻劑(以下亦稱為「高濃度冷卻劑」)。若採用該技術，則可藉由供給高濃度冷卻劑而使大量的油分附著於板面(以下稱為「析出(plate out)」)，故可提高鋼帶與工作輥間的潤滑性，降低軋製負荷。此處，為了使油分附著於板面，需要某種程度以上的時間，故為了提高析出性，高濃度冷卻劑的噴射理想的是於以某種程度遠離工作輥的上游側位置進行。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-144514號公報(日本專利第4905056號公報)
再者，於實際的混合軋製中，有時因軋製原材料(母板)中存在的缺陷等而必須降低軋製速度。然而，於與軋製速度無關而將低濃度冷卻劑之供給量設為一定的情形時，若軋製速度降低，則有時於工作輥入側的鋼板的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液 向上游側擴張，積液之長度變長，其上游側的前端部到達高濃度冷卻劑的噴射位置。此種狀態下，會朝向蓄積於板面上的低濃度冷卻劑噴射高濃度冷卻劑，故高濃度冷卻劑與低濃度冷卻劑混合而被稀釋，高濃度冷卻劑所含的油分並未到達板面，無法獲得混合軋製的效果。
再者，針對所述問題，可想到將高濃度冷卻劑的軋製油濃度進一步提高，但有軋製油的使用量增加而使單位用量劣化等問題。
另外，亦可想到使高濃度冷卻劑的噴射位置相較於形成低濃度冷卻劑的積液的範圍而進一步向上游側移動，但於縱列式般的冷軋設備中，機架(stand)間的距離有限制，故事實上難以實現。
本發明是鑒於先前技術所具有的所述問題點而成，其目的在於提供一種金屬帶的冷軋設備，並且提出一種使用所述冷軋設備的金屬帶的冷軋方法，所述金屬帶的冷軋設備為以循環方式進行混合軋製的冷軋設備，且即便於軋製速度降低時亦可進行軋製而不損及析出性。
發明者等人為了解決所述課題而反覆努力研究。結果發現，為了解決所述問題點，有效的是使冷軋設備具有根據軋製速度使低濃度冷卻劑的噴射量變化的功能，以於工作輥入側的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液前端不到達高濃度冷卻劑的噴射位置的方式，一面控制低濃度冷卻劑的噴射量一面軋製，從而完成 了本發明。
即，本發明是一種金屬帶的冷軋設備，其為於工作輥入側附近噴射低濃度冷卻劑，於較所述低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游之側噴射高濃度冷卻劑而進行軋製的循環供油方式的金屬帶的冷軋設備，並且其特徵在於具有控制設備，所述控制設備以於所述工作輥入側的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液前端不到達高濃度冷卻劑的噴射位置的方式，根據軋製速度使所述低濃度冷卻劑的噴射量變化。
本發明的所述金屬帶的冷軋設備的特徵在於具有根據軋製速度使所述高濃度冷卻劑的噴射量變化的控制設備。
另外，本發明的所述金屬帶的冷軋設備的特徵在於：所述低濃度冷卻劑中軋製油的濃度為2mass%~4mass%，所述高濃度冷卻劑中軋製油的濃度為10mass%~15mass%。
另外，本發明提出一種金屬帶的冷軋方法，其利用循環供油方式的冷軋設備於工作輥入側附近噴射低濃度冷卻劑，於較所述低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游之側噴射高濃度冷卻劑而進行軋製，並且所述金屬帶的冷軋方法的特徵在於：根據軋製速度使所述低濃度冷卻劑的噴射量變化，藉此以於所述工作輥入側的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液前端不到達高濃度冷卻劑的噴射位置的方式進行控制。
本發明的所述金屬帶的冷軋方法的特徵在於根據軋製速度使所述高濃度冷卻劑的噴射量變化。
另外，本發明的所述金屬帶的冷軋方法的特徵在於：所述金屬帶的冷軋方法中所用的所述低濃度冷卻劑中軋製油的濃度為2mass%~4mass%，所述高濃度冷卻劑中軋製油的濃度為10mass%~15mass%。
根據本發明，以於工作輥入側的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液前端不到達高濃度冷卻劑的噴射位置的方式進行控制，故可充分獲得混合軋製的效果。
1‧‧‧金屬帶(鋼板)
2‧‧‧工作輥
3‧‧‧低濃度冷卻劑噴霧頭
4‧‧‧回流箱
5‧‧‧回流泵
6‧‧‧過濾器
7‧‧‧潔淨箱
8‧‧‧噴霧泵
9‧‧‧高濃度冷卻劑噴霧頭
10‧‧‧積液
11‧‧‧油盤
12‧‧‧高濃度冷卻劑箱
13‧‧‧高濃度冷卻劑噴霧泵
14‧‧‧除水輥
15‧‧‧分散控制系統
16‧‧‧工作輥的驅動馬達
17‧‧‧流量調節閥
L‧‧‧距離
X‧‧‧積液的長度
圖1為對現有的混合軋製中的軋製油的供給系統進行說明的圖。
圖2為表示軋製速度V與積液的長度X之關係的示意圖。
圖3為對軋製速度低時積液的前端到達高濃度冷卻劑的噴射位置的狀態進行說明的圖。
圖4為表示低濃度冷卻劑的噴射量Q與積液的長度X之關係的示意圖。
圖5為對根據軋製速度控制低濃度冷卻劑的噴射量的本發明的冷軋設備中的軋製油的供給系統的一例進行說明的圖。
圖6為對本發明的冷軋方法中的低濃度冷卻劑的噴射量的控制方法進行說明的圖。
圖1為對現有的循環方式的冷軋設備中採用混合軋製技術時的冷卻劑的供給系統進行說明的圖。利用工作輥2將鋼板1軋製成既定的板厚。此時，藉由噴霧泵8自低濃度冷卻劑噴霧頭3將低濃度冷卻劑噴射至鋼板表面，提高鋼板1與工作輥2間的潤滑性，與此同時進行工作輥2的冷卻。此後，噴射至鋼板表面並經使用的低濃度冷卻劑自油盤11被回收至設置於油盒(oil cellar)中的回流箱(return tank)4中，藉由回流泵(return pump)5經由位於地上的過濾器6而回到潔淨箱(clean tank)7中，被循環使用。此時，自低濃度冷卻劑噴霧頭3噴射至鋼板表面的低濃度冷卻劑於板上表面朝向上游側形成長度X的積液10。
另一方面，高濃度冷卻劑是於高濃度冷卻劑箱12中經調和，藉由高濃度冷卻劑噴霧泵13自高濃度冷卻劑噴霧頭9被噴射至鋼板表面。噴射並經使用的高濃度冷卻劑是藉由上文所述的油盤11而被回收，與低濃度冷卻劑混合，作為低濃度冷卻劑而被循環使用。再者，為了充分確保油分附著於板面的時間而提高析出性，高濃度冷卻劑噴霧頭9是設置於較低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游側，且於上游側以距離L遠離工作輥的位置。此處，圖中的14為具有將因前機架的軋製而附著於鋼板表面的冷卻劑去除的功能的除水輥。
圖2示意性地表示軋製速度V與於工作輥入側的板面上形成的低濃度冷卻劑的積液的長度X之關係。被引入至輥縫(roll bite)中的軋製油的量視軋製速度V而變化，因此若軋製速度低則 積液的長度X變長，若軋製速度高則積液的長度X變短。
另外，圖3示意性地表示軋製速度V降低時的低濃度冷卻劑的積液的長度X、與於上游側以距離L遠離工作輥而設置的高濃度冷卻劑的噴霧頭設置位置之關係，於軋製速度V低時，低濃度冷卻劑的積液的長度X變得較工作輥2與高濃度冷卻劑噴霧頭9的設置位置間的距離L長，有時亦到達除水輥14的位置。
另外，圖4示意性地表示低濃度冷卻劑的噴射量Q與低濃度冷卻劑的積液的長度X之關係。積液的長度X視低濃度冷卻劑的噴射量Q而變化，若噴射量Q變小則積液的長度X變短，若噴射量Q變大則積液的長度X變長。
因此，本發明於軋製速度V降低時，減少低濃度冷卻劑的噴射量Q，使低濃度冷卻劑的積液的長度X較工作輥2與高濃度冷卻劑噴霧頭9的設置位置間的距離L短，即，使積液的上游側前端不到達高濃度冷卻劑的噴霧頭的設置位置，由此可一直對鋼板表面直接噴射高濃度冷卻劑。即，本發明於以下方面具有特徵：根據軋製速度V調整低濃度冷卻劑的噴射量Q，由此實現析出性優異的冷軋。
於圖5中示出根據軋製速度調整低濃度冷卻劑噴射量的本發明的冷軋設備的冷卻劑供給系統圖的一例。於低濃度冷卻劑的供給系統中設置流量調節閥17，根據來自工作輥的驅動馬達16的軋製速度指令，由分散控制系統DCS(Distributed Control System)15計算出低濃度冷卻劑的積液的長度X較直至高濃度冷 卻劑的噴射位置為止的距離L短的低濃度冷卻劑的噴射量Q，將該結果作為開度指令而給予設置於低濃度冷卻劑供給系統中的流量調節閥17。
再者，若即便於軋製速度降低時亦以與軋製速度高時相同的量噴射高濃度冷卻劑，則噴射至鋼板表面的軋製油變多，故潤滑性提高。然而，若潤滑性變得過高，則成為引起滑動(slip)或振動(chattering)等軋製異常的原因。因此，高濃度冷卻劑的噴射量亦若根據軋製速度進行調整，則可供給冷軋所必需的最佳的油分，因此可穩定地進行冷軋。
為了根據軋製速度調整高濃度冷卻劑的噴射量，只要與低濃度冷卻劑的情形同樣地，於高濃度冷卻劑的供給系統中設置流量調節閥，根據軋製速度指令將高濃度冷卻劑的噴射量控制於更正範圍內即可。
通常若軋製速度變高，則軋製負荷增高，故必須增大所供給的軋製油的噴射量，但於如所述般根據軋製速度調整高濃度冷卻劑的噴射量的情形時，可根據軋製速度噴射最佳的軋製油量。
[實施例]
圖6表示於實際軋製機中使軋製速度變化為200m/min、400m/min及1000m/min三個階段時的低濃度冷卻劑的噴射量Q與於板面上形成的低濃度冷卻劑的積液的長度X之關係。
此處，圖中的A點表示軋製速度V=1000mpm、將低濃度冷卻劑的噴射量設為最大的Qmax而軋製時的積液的長度X。於該A 點處，軋製速度高，每單位時間的加工放熱量多，故使低濃度冷卻劑的噴射流量為最大的Qmax進行噴射而將工作輥冷卻，但被引入至輥縫間的低濃度冷卻劑的量亦多，故積液的長度X較工作輥與高濃度冷卻劑噴霧頭設置位置間的距離L短。
此處，於因軋製原材料存在缺陷等某些原因而軋製速度降低的情形時，如圖2所示般積液的長度變長。例如若將軋製速度V自1000mpm降低至400mpm，則積液的長度X自A點移動至B點，積液長度變得較工作輥與高濃度冷卻劑噴霧頭設置位置間的距離L長。
因此，若將低濃度冷卻劑的噴射量自Qmax減少至Q1，則積液長度X移動至C點，積液的長度X變得較工作輥與高濃度冷卻劑噴霧頭設置位置間的距離L短。此時，因低濃度冷卻劑的噴射量減少，導致輥冷卻能力亦降低，但因軋製速度降低而每單位時間的加工放熱量亦變小，故不產生問題。
另外，於因出側卷分割等而進一步將軋製速度V自400mpm降低至200mpm的情形時，亦若將低濃度冷卻劑噴射的流量減小至Q2，則積液的長度X自C點移動至D點，故積液的長度X變得較工作輥與高濃度冷卻劑噴霧頭設置位置間的距離L短。

Claims (6)

  1. 一種金屬帶的冷軋設備，其為於工作輥入側附近噴射低濃度冷卻劑，於較所述低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游之側噴射高濃度冷卻劑而進行軋製的循環供油方式的金屬帶的冷軋設備，並且所述金屬帶的冷軋設備的特徵在於：具有控制設備，所述控制設備以於所述工作輥入側的板面上形成的所述低濃度冷卻劑的積液前端不到達所述高濃度冷卻劑的噴射位置的方式，根據軋製速度使所述低濃度冷卻劑的噴射量變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的金屬帶的冷軋設備，其具有根據軋製速度使所述高濃度冷卻劑的噴射量變化的控制設備。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的金屬帶的冷軋設備，其中所述低濃度冷卻劑中軋製油的濃度為2mass%~4mass%，所述高濃度冷卻劑中軋製油的濃度為10mass%~15mass%。
  4. 一種金屬帶的冷軋方法，利用循環供油方式的冷軋設備於工作輥入側附近噴射低濃度冷卻劑，於較所述低濃度冷卻劑的噴射位置更靠上游之側噴射高濃度冷卻劑而進行軋製，並且所述金屬帶的冷軋方法的特徵在於：根據軋製速度使所述低濃度冷卻劑的噴射量變化，藉此以於所述工作輥入側的板面上形成的所述低濃度冷卻劑的積液前端不到達所述高濃度冷卻劑的噴射位置的方式進行控制。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的金屬帶的冷軋方法，其中根據軋製速度使所述高濃度冷卻劑的噴射量變化。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的金屬帶的冷軋方法，其中所述低濃度冷卻劑中軋製油的濃度為2mass%~4mass%，所述高濃度冷卻劑中軋製油的濃度為10mass%~15mass%。
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