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CN108883451B - 金属带的冷轧设备和冷轧方法 - Google Patents

金属带的冷轧设备和冷轧方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供金属带的冷轧设备和冷轧方法。循环供油方式的金属带的冷轧设备中，在工作轧辊进入侧附近喷射低浓度的冷却液，在比上述低浓度的冷却液的喷射位置靠上游侧的位置喷射高浓度的冷却液，来进行轧制，使用具有使上述低浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化由此在上述工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置的控制设备的金属带的冷轧设备对金属带进行冷轧，由此即便在轧制速度降低了时，也能够不损坏压析性而进行轧制。

Description

金属带的冷轧设备和冷轧方法
技术领域
本发明涉及金属带的冷轧设备和冷轧方法，具体而言，涉及以循环方式进行润滑油的供给的金属带的冷轧设备、和使用了该冷轧设备的冷轧方法。此外，在本发明中，作为上述金属带，以“钢板”为例进行说明。
背景技术
金属带的冷轧设备根据润滑油(轧制油)的供给方式，分成将轧制油直接喷射至钢板表面进行供给的同时向轧辊表面喷射冷却水进行冷却的直接供油方式、以及将含有乳化后的轧制油的冷却水(冷却液)向钢板、工作轧辊的表面供给而同时进行润滑与工作轧辊的冷却的循环供油方式这两种。后者的循环供油方式能够使轧制油循环来进行使用，因此与仅限使用1次的直接供油方式相比较，轧制油的成本较低，另一方面由于轧制油的浓度较低，所以存在轧制性劣化的趋势。
为了消除上述循环供油方式的问题点，提高冷却液中的轧制油的浓度较为有效。但是，若提高轧制油的浓度，则虽金属带与工作轧辊之间的润滑性提高，但冷却能力降低。因此，冷却液中所含的轧制油的浓度通常被调整为2～4mass％左右。
然而，即使在循环供油方式的冷轧设备中，也需要对变形阻力较大的钢型生产率良好地进行轧制，作为应对这种要求的技术，公开了专利文献1的“混合轧制”。该混合轧制技术除了在工作轧辊的进入侧喷射上述的轧制油浓度为2～4mass％左右的冷却液(以下，也称为“低浓度冷却液”)之外，还在比上述低浓度冷却液的喷射位置靠上游侧的位置喷射轧制油浓度为10～15mass％左右的高浓度冷却液(以下，也称为“高浓度冷却液”)。若采用该技术，则通过高浓度冷却液的供给，能够使大部分的油分附着于板面(以下，称为“压析(plate out)”)，因此能够提高钢带与工作轧辊之间的润滑性，减少轧制负载。这里，为了使油分附着于板面，需要一定程度以上的时间，因此为了提高压析性，优选高浓度冷却液的喷射在从工作轧辊向上游侧分离一定程度的位置进行。
专利文献1：日本特开2007-144514号公报(日本专利第4905056号公报)
然而，在实际的混合轧制中，因存在于轧制材料(母材)的缺陷等，存在不得不降低轧制速度的情况。但是，在使低浓度冷却液的供给量不受轧制速度影响而形成为恒定的情况下，若轧制速度降低，则存在在工作轧辊进入侧的钢板的板面上形成的低浓度冷却液的积液向上游侧扩张，积液的长度增长，其上游侧的前端部到达至高浓度冷却液的喷射位置的情况。在这样的状态下，朝向积存于板面上的低浓度冷却液喷射高浓度冷却液，因此高浓度冷却液与低浓度冷却液混合而被稀释，从而高浓度冷却液所含的油分未到达板面，无法获得混合轧制的效果。
此外，针对上述问题，虽考虑进一步提高高浓度冷却液的轧制油浓度，但存在轧制油的使用量增加，使单位消耗资源恶化的问题。
另外，也考虑使高浓度冷却液的喷射位置移至比形成有低浓度冷却液的积液的范围进一步靠上游侧的位置，但在串联式那样的冷轧设备中，机座之间的距离存在制约，因此事实上很难进行。
发明内容
本发明是鉴于现有技术具有的上述问题点而完成的，其目的在于，提供在以循环方式进行混合轧制的冷轧设备中即便在轧制速度降低了时也能够不损坏压析性而进行轧制的金属带的冷轧设备，并且提供使用了该冷轧设备的金属带的冷轧方法。
发明人们为了解决上述课题，进行了专心研究。其结果，为了解决上述问题点，发现了使冷轧设备具有使低浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化的功能，以在工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置的方式，边控制低浓度的冷却液的喷射量边进行轧制较为有效，由此完成了本发明。
即，本发明为一种金属带的冷轧设备，是在工作轧辊进入侧附近喷射低浓度的冷却液，在比上述低浓度的冷却液的喷射位置靠上游侧的位置喷射高浓度的冷却液来进行轧制的循环供油方式的金属带的冷轧设备，其特征在于，具有使上述低浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化由此在上述工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置的控制设备。
本发明的上述金属带的冷轧设备的特征在于，具有使上述高浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化的控制设备。
另外，本发明的上述金属带的冷轧设备的特征在于，上述低浓度冷却液中轧制油的浓度为2～4mass％，上述高浓度冷却液中轧制油的浓度为10～15mass％。
另外，本发明提出一种金属带的冷轧方法，利用循环供油方式的冷轧设备，在工作轧辊进入侧附近喷射低浓度的冷却液，在比上述低浓度的冷却液的喷射位置靠上游侧的位置喷射高浓度的冷却液，来进行轧制，其特征在于，控制为：使上述低浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化，由此在上述工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置。
本发明的上述金属带的冷轧方法的特征在于，使上述高浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化。
另外，本发明的上述金属带的冷轧方法的特征在于，所使用的上述低浓度冷却液中轧制油的浓度为2～4mass％，上述高浓度冷却液中轧制油的浓度为10～15mass％。
根据本发明，以在工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置的方式进控制，因此能够充分地享有混合轧制的效果。
附图说明
图1是对以往的混合轧制的轧制油的供给系统进行说明的图。
图2是表示轧制速度V与积液长度X之间的关系的示意图。
图3是对在轧制速度较低时积液的前端到达至高浓度冷却液的喷射位置的状态进行说明的图。
图4是表示低浓度冷却液的喷射量Q与积液长度X之间的关系的示意图。
图5是对与轧制速度对应地控制低浓度冷却液的喷射量的本发明的冷轧设备的轧制油的供给系统的一个例子进行说明的图。
图6是对本发明的冷轧方法中的低浓度冷却液的喷射量的控制方法进行说明的图。
具体实施方式
图1是对在以往的循环方式的冷轧设备中采用了混合轧制技术时的冷却液的供给系统进行说明的图。钢板1被工作轧辊2轧制成规定的板厚。此时，低浓度冷却液被喷射泵8从喷头3向钢板表面喷射，提高钢板1与工作轧辊2之间的润滑性的同时，对工作轧辊2进行冷却。喷射至钢板表面而被使用的低浓度冷却液之后从油底壳11被回收至设置于油库的回流罐4，通过回流泵5经由位于地上的过滤器6返回清洁罐7，而被循环使用。此时，从喷头3向钢板表面喷射的低浓度冷却液在板上表面朝向上游侧形成长度X的积液10。
另一方面，高浓度冷却液在高浓度冷却液罐12中被调制，利用喷射泵13从喷头9向钢板表面喷射。被喷射而使用的高浓度冷却液被上述的油底壳11回收，与低浓度冷却液混合，作为低浓度冷却液被循环使用。此外，高浓度冷却液的喷头9为了充分确保油分附着于板面的时间而提高压析性，所以设置于比低浓度冷却液的喷射位置靠上游侧并且从工作轧辊向上游侧分离距离L的位置。这里，图中的14是具有除去前机座的轧制中附着于钢板表面的冷却液的功能的除水轧辊。
图2示意性地表示轧制速度V与在工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度冷却液的积液的长度X之间的关系。被导入轧辊缝的轧制油的量因轧制速度V而变化，因此积液的长度X在轧制速度较低时较长，在轧制速度较高时较短。
另外，图3示意性地表示轧制速度V降低了时的低浓度冷却液的积液长度X与从工作轧辊向上游侧分离距离L而设置的高浓度冷却液的喷头设置位置之间的关系，在轧制速度V较低时，存在低浓度冷却液的积液长度X长于工作轧辊2与高浓度冷却液的喷头9的设置位置之间的距离L，到达至除水轧辊14的位置的情况。
另外，图4示意性地表示低浓度冷却液的喷射量Q与低浓度冷却液的积液长度X之间的关系。积液的长度X因低浓度冷却液的喷射量Q而变化，若喷射量Q变小，则积液的长度X较短，若喷射量Q增大，则积液的长度X增长。
因此，本发明中，在轧制速度V降低了时，减少低浓度冷却液的喷射量Q，使低浓度冷却液的积液长度X短于工作轧辊2与高浓度冷却液的喷头9的设置位置之间的距离L，即积液的上游侧前端不到达高浓度冷却液的喷头的设置位置，由此能够将高浓度冷却液始终向钢板表面进行直接喷射。即，本发明具有如下特征：与轧制速度V对应地，调整低浓度冷却液的喷射量Q，由此实现压析性优越的冷轧。
图5表示与轧制速度对应地调整低浓度冷却液喷射量的本发明的冷轧设备的冷却液供给系统图的一个例子。在低浓度冷却液的供给系统设置流量调节阀17，基于来自工作轧辊的驱动马达16的轧制速度指令，利用分散控制系统DCS(Distributed ControlSystem)15来计算低浓度冷却液的积液长度X短于直至高浓度冷却液的喷射位置的距离L的低浓度冷却液的喷射量Q，将其结果给予设置于低浓度冷却液供给系统的流量调节阀17作为开度指令。
然而，若将高浓度冷却液在轧制速度降低了时也以与轧制速度较高时相同的量进行喷射，则喷射至钢板表面的轧制油增多，因此润滑性提高。但是，若润滑性过高，则成为引起滑移、震颤等轧制异常的原因。因此，若也与轧制速度对应地调整高浓度冷却液的喷射量，则能够供给冷轧所需的最佳的油分，因此能够稳定地进行冷轧。
为了与轧制速度对应地调整高浓度冷却液的喷射量，与低浓度冷却液的情况相同地，在高浓度冷却液的供给系统设置流量调节阀，基于轧制速度指令将高浓度冷却液的喷射量控制在修正范围内即可。
通常，若轧制速度增高，则轧制负荷较高，因此需要增大供给的轧制油的喷射量，但在如上述那样与轧制速度对应地调整高浓度冷却液的喷射量的情况下，能够根据轧制速度喷射最佳的轧制油量。
实施例
图6表示在实际的轧制机中，使轧制速度以200m/min、400m/min和1000m/min这3个阶段进行了变化时的、低浓度冷却液的喷射量Q与在板面上形成的低浓度冷却液的积液的长度X之间的关系。
这里，图中的A点表示轧制速度V＝1000mpm、将低浓度冷却液的喷射量设为最大的Qmax进行轧制时的积液长度X。在该A点处，轧制速度较高，每单位时间内的加工发热量较多，因此将低浓度冷却液的喷射流量以最大的Qmax进行喷射，对工作轧辊进行冷却，但被导入轧辊缝之间的低浓度冷却液的量也较多，因此积液的长度X短于工作轧辊与高浓度冷却液喷头设置位置之间的距离L。
这里，在轧制速度因轧制材料存在缺陷等某些原因而减速了的情况下，如图2所示，积液的长度增长。例如，若将轧制速度V从1000mpm减速至400mpm，则积液的长度X从A点向B点移动，积液长度长于工作轧辊与高浓度冷却液喷头设置位置之间的距离L。
因此，若将低浓度冷却液的喷射量从Qmax下降至Q1，则积液长度X向C点移动，从而积液长度X短于工作轧辊与高浓度冷却液喷头设置位置之间的距离L。此时，轧辊冷却能力因低浓度冷却液的喷射量的降低而降低，但凭借轧制速度的降低，每单位时间内的加工发热量也变小，因此不产生问题。
另外，即便在因出口侧线圈分割等而进一步将轧制速度V从400mpm减速至200mpm的情况下，若将低浓度冷却液喷射的流量缩小至Q2，则积液的长度X从C点移至D点，因此积液的长度X短于工作轧辊与高浓度冷却液喷头设置位置之间的距离L。
附图标记的说明
1…金属带(钢板)；2…工作轧辊；3…低浓度冷却液喷头；4…回流罐；5…回流泵；6…过滤器；7…清洁罐；8…喷射泵；9…高浓度冷却液喷头；10…低浓度冷却液的积液；11…油底壳；12…高浓度冷却液罐；13…高浓度冷却液喷射泵；14…除水轧辊；15…分散控制系统；16…工作轧辊的驱动马达；17…低浓度冷却液的流量调节阀。

Claims (4)

1.一种金属带的冷轧设备，是在工作轧辊进入侧附近喷射低浓度的冷却液，在比所述低浓度的冷却液的喷射位置靠上游侧的位置喷射高浓度的冷却液来进行轧制的循环供油方式的金属带的冷轧设备，
其特征在于，
具有使所述低浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化由此在所述工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置的控制设备，
所述低浓度冷却液中轧制油的浓度为2～4mass％，所述高浓度冷却液中轧制油的浓度为10～15mass％。
2.根据权利要求1所述的金属带的冷轧设备，其特征在于，
具有使所述高浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化的控制设备。
3.一种金属带的冷轧方法，利用循环供油方式的冷轧设备，在工作轧辊进入侧附近喷射低浓度的冷却液，在比所述低浓度的冷却液的喷射位置靠上游侧的位置喷射高浓度的冷却液，来进行轧制，
其特征在于，
控制为：使所述低浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化，由此在所述工作轧辊进入侧的板面上形成的低浓度的冷却液的积液前端不到达高浓度的冷却液的喷射位置，
所述低浓度冷却液中轧制油的浓度为2～4mass％，所述高浓度冷却液中轧制油的浓度为10～15mass％。
4.根据权利要求3所述的金属带的冷轧方法，其特征在于，
使所述高浓度的冷却液的喷射量与轧制速度对应地变化。
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