JP2016531754A - 圧延材の冷間圧延をするための方法及びロールスタンド - Google Patents

Abstract

本発明は、圧延材の冷間圧延をするための方法及びロールスタンド（１００）に関する。ロールスタンド（１００）は、少なくとも、上及び下のバックアップロール（１１０−１，１１０−２）と、ロールギャップ（１２８）を形成する上及び下のワークロール（１２０−１，１２０−２）とを有する。オプションで、ワークロールとバックアップロールの間に更に上及び下の中間ロール（１３０−１，１３０−２）を設けることができる。スキンパスモードでの冷間圧延の際に上及び下のワークロールにおいて絶対的に同じ周速を保証するために、本発明により、上及び下のワークロールをこれに付属する駆動装置から連結解除することを提案する。

Description

本発明は、圧延材の冷間圧延をするためのロールスタンドを操作するための方法に関する。ロールスタンドは、少なくとも、上及び下のバックアップロールと、ロールギャップを形成する上及び下のワークロールとを有する。オプションで、ワークロールとバックアップロールの間に、更に上及び下の中間ロールを設けることもできる。方法以外に、本発明は、前記のロールスタンドにも関する。

ロールスタンド及びその操作をするための方法は、従来技術で、例えば欧州特許第１ ３１８ ８７９号明細書、独国特許第４４１７２７４号明細書、欧州特許第１ ４２０ ８９８号明細書又は独国特許第４４１７２７４号明細書から公知である。更に、圧延材の冷間圧延時の冷却又は潤滑剤の課題のテーマについては、以下の文献を参照されたい：独国特許出願公開第１９７４４５０３号明細書、欧州特許第１ １７３ ２９５号明細書、独国特許第１０ ２００４ ０２５０５８号明細書、欧州特許第１ ３９９ ２７７号明細書及び独国特許第１０ ２００７ ０３２４８５７号明細書（国際公開第２００８／０７１２７７号パンフレット）及び特開昭６２−６８８６１３号公報と、２０００年２月１７日のＳＭＳ Ｓｉｅｍａｇ ＡＧ（ドイツ、ヒルヒェンバッハダールブルッフ）の冷間圧延シンポジウム第１６回におけるＳｅｌｚｅｒ Ｈの「冷間圧延範囲内での発展」。

従来技術では、ロールスタンドは、リダクションスタンドとスキンパススタンド間で基本的に区別がされる。

リダクションスタンドは、パス毎に圧延材の厚さの３０〜８０％を縮小するとの課題を有する。これの高い変形度の場合、高い圧延荷重と圧延トルクが生じる。従って、高い効果を有するロール冷却が必要である。この場合、ロールスタンド毎に１００００ｌ／ｍｉｎまでの冷却量に変換される。リダクションスタンド内のワークロールは、特殊な構造化を有しない比較的滑らかな表面を有している。リダクションモードで、上のバックアップロールは、上の中間ロールの上に載っており、この上の中間ロールは、更にまた上のワークロールの上に載っている。４ロールスタンドのように中間ロールがない場合には、上のバックアップロールは、直接的に上のワークロールの上に載っている。圧延荷重は、１０〜２０ＭＮの範囲内にある。圧延トルクは、１００〜２００ｋＮｍの範囲内にある。リダクションの場合には、特殊な厚さコントロールが使用されるが、この厚さコントロールは、位置コンロールモードでも、圧延荷重コントロールモードでも操作することができる。リダクション時の厚さコントロールの重要なアクチュエータは、ほとんどバックアップロールの圧下シリンダだけであり、ストリップ張力の周辺分野においてのみである。

リダクションスタンドは、６ロール又は４ロールの構成で、即ち６つ又は４つのロールを有するように形成することができる。リダクションモードでは、両ワークロールに圧延トルクを伝達するために、典型的に両ワークロールが回転駆動される。このようなリダクションスタンドは、鉄金属のリダクションのためにも、非鉄金属のリダクションのためにも知られている。鉄金属ためのリダクションスタンドの操作と非鉄金属のためのリダクションスタンドの操作の間の特筆すべき唯一の違いは、それぞれ適切な冷却潤滑剤の使用にあり、冷却潤滑剤は、冷却と潤滑の両機能を有する１つの手段である。非鉄金属のため、特にアルミニウムのため、典型的に圧延油が冷却潤滑剤として使用される。

但し、鉄金属及び非鉄金属のための今説明した純粋なリダクションスタンド以外に、鉄金属のためだけに純粋なスキンパススタンドも知られている。スキンパススタンドは、テクスチャを圧延材に刻み込む、ストリップ平坦度を改善する、及び／又は、圧延材の材料特性を改善する、例えばすべり帯を除去する又は所定の強度を設定する、との課題を有する。従って圧延材にテクスチャを刻み込むために、典型的に平滑なワークロールは、所定の方法で粗面化した表面を有する特殊なスキンパスロールによって置換される。スキンパス時には、典型的に、０．３〜１０％の圧延材の厚さリダクションで１つのパスだけが行なわれる。テクスチャの刻込みにより、圧延材に材料摩耗片、いわゆるティンセルが生じるが、これは、次処理に対して邪魔するように作用し、スキンパス媒体を著しく汚染する。スキンパス時、圧延荷重及び圧延トルクは、リダクションモード比べて非常に低く、具体的にスキンパス時の圧延荷重は、１〜４ＭＮの範囲内を上下する。圧延トルクは、典型的に０〜２０ｋＮｍの範囲内にある。スキンパス剤の適用量は、圧延材の側毎に約２０ｌ／ｍｉｎで、リダクションモードと比べて明らかに少ないレベルにある。スキンパス剤の主たる課題は、実質的に圧延材又はロールのクリーニングである。スキンパスモードの場合、典型的に両ワークロールのどちらも駆動されず、その代わりに、下のバックアップロールが駆動され、従って圧延トルクが下のバックアップロールに伝達されるに過ぎない。スキンパスモードの場合、圧延荷重は、上のバックアップロールの圧下シリンダを介して適用することができるが、しかしながらこれは、上のバックアップロールが、上のワークロールと、中間ロールが設けられている場合には上の中間ロールとのどちらかに載っていることを前提とする。これに対して選択的に、上のバックアップロールは、上のワークロール、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロールから持ち上げることができる。その場合、スキンパスモードでの圧延荷重の適用は、上のワークロールと、中間ロールが設けられている場合には上の中間ロールとのどちらかに作用する上の曲げシリンダの適切な調整を介して行なわれる。

今説明した純粋なリダクションスタンド及び純粋なスキンパススタンド以外に、リダクションモードでもスキンパスモードでも操作することができるコンビスタンドも存在するが、但しこれは、鉄金属のためだけのものであり、非鉄金属のためのものではない。

非鉄金属のための公知の純粋なリダクションスタンドは、コンビモードのためには、即ち非鉄金属のための選択的なスキンパスモードのためには適していない。何故なら、リダクションスタンドは、非鉄金属のためのスキンパスモードとっては非常に大きい圧延荷重のために設計されているからである。油圧圧下部内の摩擦力は、最大荷重にほぼ比例している、即ち高い荷重のために設計された圧下シリンダは、その内部摩擦に基づいて、僅かな圧延荷重の時に必要な精度で作動することはできない。

必要な圧延トルクをできるだけ均等にロールギャップに伝達するために、リダクションスタンドでは、普通は２つのロール、通常はワークロールが駆動される。ワークロールの間の最小の直径差は、ロールの間にトルク差を生じさせるが、しかしながらこのトルク差は、害するように圧延結果に作用しない。何故なら、高い減面によって、例えば剪断作用によって、圧延材内で相殺が行なわれるからである。リダクション／スキンパス度の小さいスキンパスモードの場合、この内部相殺は行なわれない。何故なら、圧延材表面近傍の変形しか行なわれないからである。加えて圧延トルクは、１つのワークロールだけからの駆動で十分であるように僅かである。

欧州特許第１ ３１８ ８７９号明細書 独国特許第４４１７２７４号明細書 欧州特許第１ ４２０ ８９８号明細書 独国特許第４４１７２７４号明細書 独国特許出願公開第１９７４４５０３号明細書 欧州特許第１ １７３ ２９５号明細書 独国特許第１０ ２００４ ０２５０５８号明細書 欧州特許第１ ３９９ ２７７号明細書 独国特許第１０ ２００７ ０３２４８５７号明細書（国際公開第２００８／０７１２７７号パンフレット） 特表昭６２−６８８６１３号公報

２０００年２月１７日のＳＭＳ Ｓｉｅｍａｇ ＡＧ（ドイツ、ヒルヒェンバッハダールブルッフ）の冷間圧延シンポジウム第１６回におけるＳｅｌｚｅｒ Ｈの「冷間圧延範囲内での発展」

この従来技術から出発して、本発明の根底にある課題は、スキンパスモードでの圧延材の品質及び圧延条件の安定性が改善されるように、圧延材の冷間圧延をするための公知の方法及び選択的にリダクションモード又はスキンパスモードで操作可能な公知のロールスタンドを発展させることにある。

この課題は、請求項１で請求した方法によって解決される。この方法は、スキンパスモードで、上又は下のワークロールが、その駆動装置から連結解除されること、を特徴とする。上と下のバックアップロールのどちらも、本発明によるスキンパスモード時には駆動されていない。

“又は”の概念は、本発明の範囲内では、単なる選択肢であると理解すべきである。従来技術で公知であるようなスキンパスモードでの両ワークロールの同時の連結解除は、明確に考えられておらず、保護範囲から排除されている。

リダクションモードとスキンパスモードの冒頭で述べた定義は、スキンパスモードでのワークロールのための駆動コンセプトを無視して、本発明の対象にも当て嵌まる。これに対してスキンパスモードでのワークロールの駆動のためには、請求した駆動コンセプトが当て嵌まる。

請求した方法は、ロールスタンドが、スキンパスモードに対して選択的に、圧延材の厚さを著しく縮小するためのリダクションモードの操作モードでも操作可能である。１つのスタンドで鉄金属及び非鉄金属のスキンパスと鉄金属及び非鉄金属のリダクションを可能にするこのようなコンビスタンドは、特に財政的に見て、２つの別個のスタンド、即ち１つのリダクションスタンド及び別個の１つのスキンパススタンドと比べて、明確な利点を提供する。

例えば研削ミス又は異なった熱膨張によって生じることがあり、両ワークロールにおける回転数差を生じさせるような、両ワークロールにおける最小の直径差は、両ワークロールがスキンパスモードでそれぞれ摩擦係合を介して圧延材のところで互いに回転連結されているとの請求した駆動コンセプトによって、有利なことに回避される。典型的にピニオンギヤユニットに対する両ワークロールの強制連結時に生じるような、トルクアンバランス、がたつき音、表面瑕疵及び／又は不安定な圧延条件も、請求した、両ワークロールの一方だけの駆動によって回避される。全体として、請求した、スキンパスモードでの駆動コンセプトによって、圧延材の品質が改善され、圧延条件が安定化される。従って、請求した方法は、特に非鉄金属ストリップのスキンパスをするためにも適している。

本発明による方法の第１の実施例によれば、スキンパスモードで、上のバックアップロールが、上のワークロール、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロールから持上げられ、圧延荷重の適用及び設定が、上のワークロール、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロールに対する上の曲げシリンダの作用によって行なわれる。

ロールスタンド内の荷重フローと部品の形状は、ロールスタンドの弾性特性にとって重要である。従って、遊び及び緩みは、回避すべきである。何故なら、短時間内の非常に重い部品の自由運動は、損傷を生じさせるからである。従って、例えば隣接するロールの上下に配置された軸受ハウジング、即ちチョックの間のような可動の部品の間の全ての接合部は、油圧圧下によってバランス取りをされて、即ち予荷重を与えられている。バックアップロールは、２００ｔまでの重さである。これは、２ＭＮの必要バランス取り力に相当する。これは、スキンパスモードで必要な圧延荷重と同じ大きさである。その際更に付加的に圧下シリンダを介するバックアップロールの圧下が行なわれる場合には、圧延材に作用する圧延荷重は、非常に急速に、スキンパスモードで必要な僅かなスキンパス荷重を超える。また、（僅かな）スキンパス荷重がもはやきれいにコントロール可能でない。何故なら、バックアップロールの重量は、それだけで同じオーダーであるからである。

従って、第１の実施例により行なわれる、上のワークロール又は上の中間ロールからの上のバックアップロールの持上げは、バックアップロールが載っている場合には、非常に大きい圧延荷重の前記問題を回避する。

ロールギャッププロフィルの可能な変化のような、バックアップロールの持上げの生じ得る副作用は、請求したような上のワークロール、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロールに対する上の曲げシリンダの作用による圧延荷重の適用及び設定によって除去される。

基本的に、本発明の範囲内で、スキンパスモード中、上のバックアップロールは、上のワークロール又は上野中間ロールに載ったままにすることができ、但しその場合には、スキンパス荷重の微調整における前記欠点が更に存続する。

別の実施例によれば、本発明による方法では、スキンパスモードで、圧延材の厚さが、スキンパス度コントロール回路によって、例えば、調整値としての圧延材の張力又は圧延速度の適切な変更により、所定の一定の基準厚さにコントロールされる。スキンパス度コントロール、即ちスキンパス時の厚さコントロールは、ストリップにスキンパスロールの粗さの均等な刻込みを維持するために、圧延荷重を維持する必要があることを前提とする。できるだけ厚さの急変が生じないべきである。この目的にため、本発明による方法は、有利なことに、圧延荷重コントロール回路による圧延材に適用される圧延荷重のコントロールが行なわれ、曲げシリンダは、圧延荷重のためのアクチュエータとして使用される。ワークロールの圧下位置を維持するため、好ましいことに、選択的又は付加的に位置コントロール回路が設けられている。

圧延荷重コントロールと位置コントロールのどちらも、可能性に応じて、リアルタイムに行なう必要があり、従って、両コントロール回路のステップ応答は、好ましいことに８０ｍｓ以下の間継続する。

別の実施例によれば、本発明による方法では、オプションで、圧延材の平坦度をコントロールするために平坦度コントロール回路を設けることもできる。その場合平坦度コントロール回路は、平坦度測定装置、例えば圧延材の実平坦度を検出するためのロールスタンドの出口に平坦度測定ローラを有する。こうして測定された実平坦度は、所定の基準平坦度と比較される、即ちこれら両平坦度の間の差が求められ、この差が、平坦度コントロール偏差として平坦度コントローラに供給され、この平坦度コントローラが、平坦度コントロール偏差に応じて、アクチュエータ、例えば中間ロール又はワークロールの上の曲げシリンダのためにお適切な調整信号を発生させる。このようにして、曲げシリンダは、ロールスタンドの出口における平坦度が、理想的に所定の基準平坦度と一致するように制御される。

本発明の別の実施例によれば、潤滑剤は、回路内を案内され、その使用後及びその新たな使用前もしくはその新たな循環前に予備濾過される。その予備濾過時に、潤滑剤は、スキンパスモード時に生じ得るティンセルパーティクルを除去される。予備濾過は、好ましいことに、典型的にいずれにしても実施される潤滑剤の超精密濾過の前で既に行なわれる。

別の実施例によれば、スキンパスモードで、最低量の純粋な潤滑剤だけが使用される。最低量は、理想的には、スキンパス中にロールギャップ内で完全に消費され、これにより、ロールスタンドの出口で理想的に潤滑剤がもはや圧延材の表面に残っておらず、横から潤滑剤が圧延材から流出しないような少ない量である。この最低量潤滑は、基本的に、前段で説明したような潤滑剤の再循環に対して選択的に行なわれる。それでも最低量潤滑の実現において圧延材上に少量の潤滑剤が残っている場合には、それにもかかわらずこの残余量は、当然回路に供給され、予備濾過後に再使用することができる。

本発明による方法は、圧延材として非鉄金属ストリップ又は鉄金属ストリップを予定している。圧延材として非鉄金属ストリップをスキンパスにかける時に、好ましいことに圧延油が、その潤滑剤機能を利用して、潤滑剤として使用される。しかしながら基本的に、圧延油は、全ての操作形式で、即ち非鉄金属ストリップ又は鉄金属ストリップのリダクションのためにも、非鉄金属ストリップ又は鉄金属ストリップのスキンパスのためにも、使用することができる。

本発明によるスキンパスモードで、典型的に所定の表面粗さを有するスキンパスロールが、ワークロールとして使用される。これらスキンパスロールは、スキンパスモードの休止中に、有利なことに潤滑剤による高圧噴射又はブラシによってクリーニングされる。クリーニング工程は、スキンパス工程のために特別に粗面化したスキンパスロールの寿命を向上させるとの利点を提供する。

前記課題は、更に請求項１１によるロールスタンドによって解決される。この解決策は、トルク伝達装置が、スキンパスモード中に少なくとも１つの駆動装置からの上又は下のワークロールの連結解除をするために、少なくともクラッチ装置とこれに付属する制御装置を備えること、を特徴とする。この解決策の利点は、説明した方法に関して挙げた利点に一致する。

本発明による方法及び本発明によるロールスタンドの別の有利な形成は、従属請求項の対象である。

明細書には全部で３つの図が添付されている。

本発明により形成された４ロールロールスタンド 本発明により形成された６ロールロールスタンド コンビロールスタンドにリダクションモード又はスキンパスモードを設定するための本発明による方法

本発明を、以下で実施例の形態の前記の図に基づいて詳細に説明する。全ての図で、同じ技術要素が、同じ符号で指示されている。

図１は、４ロールロールスタンド１００を示す。具体的に、このロールスタンドは、上のワークロール１２０−１、下のワークロール１２０−２、上のバックアップロール１１０−１及び下のバックアップロール１１０−２を有する。ワークロールは、両バックアップロールの間に配置されている。両ワークロールは、圧延プロセス中に、その間を案内される圧延材を冷間圧延するためのロールギャップ１２８を形成する。

ロールスタンドの入側で上及び下のワークロール１２０−１，１２０−２の高さのところに、ワークロールに冷却剤及び潤滑剤を塗布するためにスプレーバー１９５が配置されている。ロールスタンド１００には、厚さコントロール回路１５０、圧延荷重コントロール回路１６０、位置コントロール回路１７０及び／又は平坦度コントロール回路１８０が付設されている。

更にロールスタンド１００には、１つの潤滑剤及び冷却剤回路が付設され、この回路は、ロールから流出する冷却剤又は潤滑剤を収集するため、使用された冷却剤及び潤滑剤を濾過するため及びクリーニングされた冷却剤又は潤滑剤を特にワークロールに返還するためのそれぞれの装置を有する。返還は、典型的に循環装置１９２によって行なわれる。冷却剤及び／又は潤滑剤のクリーニングもしくは濾過は、典型的に超精密濾過フィルタ１９４で行なわれる。しかしながら本発明によれば、この超精密濾過フィルタの前に、圧延材のスキンパス時に生じるティンセルを冷却剤又は潤滑剤から濾過して除去するために、付加的にもう１つの予備フィルタ１９０が接続されている。この予備フィルタ１９０は、図１に示したように、循環装置１９２の前と後のどちらかに配置することができ、しかしながらいずれにしても予備フィルタは、流れ方向で超精密濾過フィルタ１９４の前に配置されている。

今説明した潤滑剤の循環に対して選択的に、最低量潤滑を行なうこともでき、この最低量潤滑の場合は、圧延時にロールギャップ内で実際に消費又は必要とされるほどの多さの潤滑剤しか、入側で圧延材及び／又はワークロールに塗布されない。

ワークロール１２０−１，１２０−２の駆動は、トルク伝達装置１２０’，１２０”を介装した少なくとも１つの駆動装置１２４，１２４−１，１２４−２によって行なわれる。

図１に図示したような第１の実施形態では、上の駆動装置１２４−１から上のワークロール１２０−１にトルクを伝達するために、トルク伝達装置１２０’が、上のクラッチ装置１２６−１、上の駆動スピンドル１２２−１並びにオプションで上の変速ギヤユニットを備える。この場合、上の駆動スピンドル１２２−１は、上のワークロールと上の駆動装置１２４−１の間に配置され、オプションの変速ギヤユニット１２９−１は、上の駆動スピンドルと上の駆動装置の間に配置されている。上のクラッチ装置１２６−１は、上のワークロールと上の駆動スピンドルの間及び／又は上の駆動スピンドルと上の変速ギヤユニットの間及び／又は上の変速ギヤユニットと上の駆動装置の間に配置することができる、及び／又は上の変速ギヤユニットの中立位置として形成されている。

更に、トルク伝達装置１２０’は、その第１の実施形態によれば、下の駆動装置１２４−２から下のワークロール１２０−２にトルクを伝達するために、下のクラッチ装置１２６−２、下の駆動スピンドル１２２−２並びにオプションで下の変速ギヤユニット１２９−２を備える。この場合、下の駆動スピンドル１２２−２は、下のワークロールと下の駆動装置１２４−２の間に配置され、オプションの下の変速ギヤユニット１２９−２は、下の駆動スピンドルと下の駆動装置の間に配置されている。下のクラッチ装置１２６−２は、下のワークロールと下の駆動スピンドルの間及び／又は下の駆動スピンドルと下の変速ギヤユニットの間及び／又は下の変速ギヤユニットと下の駆動装置の間に配置することができる、及び／又は、下の変速ギヤユニットの中立位置として形成されている。

図１には、上のクラッチ装置が模範的に開放した状態、即ち連結解除された状態で示され、下のクラッチ装置が閉じた状態、即ち連結された状態で示されている。駆動装置１２４，１２４−１，１２４−２からワークロールへのトルクフローは、クラッチ装置によって選択的に中断することができる。クラッチ装置における噛合い係合式、摩擦係合式、磁気式又は流体力学式の操作原理が可能である。切換え可能なクラッチ装置の操作は、機械的、電気的、電磁的、空気圧的又は他のどのような構造方式でも形成することができる。切換え可能なクラッチ装置の配置は、ピニオンギヤユニット外又は内、スピンドル内又はロールネック外で行なうことができる。

図１に示した４ロールロールスタンド１００は、スキンパスモードの操作モードで操作することができ、これに付属するロールスタンド１００の構成は、図１に概略的に示されている。両バックアップロール１１０−１，１１０−２は、スキンパスモードでは駆動されていない。

図１には更に、上の曲げシリンダ１４０が認められ、これら上の曲げシリンダは、駆動側ＡＳと操作側ＢＳで上のワークロール１２０−１に作用する。圧延材がロールギャップ１２８内に存在し、両曲げシリンダ１４０が、それぞれ半分の曲げ荷重Ｆ／２を上のワークロール１２０−１に加えると、曲げ荷重のこの作用は、上のワークロールのネガティブ曲げを生じさせる。

スキンパスモードではまず、上のバックアップロール１１０−１が上のワークロール１２０−１から持ち上げられる。これは、ロールギャップ１２８内で圧延材に作用する圧延荷重が、載っているロールの重量によって決まるとすれば、上のバックアップロールが持上げられた場合は、上のバックアップロールが上のワークロールに、従って圧延材に載る場合よりも明らかに小さいとの利点を有する。スキンパスモードではリダクションモードと比べて明らかに小さい曲げ荷重が、スキンパスモードで明確に所望されるが、それは、スキンパスモードでは、厚さ縮小ではなく、スキンパスロールの形態のワークロールによって設定される表面粗さ構造の圧延材の表面への刻込みだけが問題となっているからである。

上のワークロール１２０−１の重量以外に、スキンパスモードで圧延材に適用される圧延荷重は、ロールスタンドの操作側ＢＳ及び駆動側ＡＳの両曲げシリンダ１４０からそれぞれ半分だけ付加的に適用される曲げ荷重によって付加的に決定されるように定義される。曲げシリンダにより、全体として圧延材に作用する圧延荷重のための動作基点を定義し、この圧延荷重を、所望される場合には、付設された圧延荷重コントロール回路１６０によって所定の一定の圧延荷重基準値に維持もしくはコントロールすることが可能である。曲げシリンダ１４０がこのようにして圧延荷重を正確に設定するために使用される場合、拡大された曲げシステムとも呼ばれる。

更に本発明によるスキンパスモードの特別な特徴は、両バックアップロール１１０−１，１１０−２のどちらも、及び、両ワークロール１２０−１，１２０−２の一方しか、駆動されないことである。図１で、これは、模範的に下のワークロール１２０−２である。下のワークロールは、閉じた下のクラッチ装置１２６−２及び下の駆動軸１２２−２を介して並びにオプションで変速ギヤユニット１２９−２を介して下の駆動装置１２４−２に連結されているが、上のワークロール１２０−１は、開放した上のクラッチ装置１２６−１を介してこれに付設された上の駆動装置１２４−１から連結解除されている。

既に述べたように、スキンパスモードでは、圧延材の厚さ縮小が、リダクションモードよりも明らかに少ない。それでも、スキンパスモード中でも厚さコントールを行なうことができ、その場合、この厚さコントロールは、スキンパス度コントロールと呼ばれ、スキンパス度コントロール回路１５０によって行なわれる。スキンパス度コントロール回路は、圧延材の張力の適切な変更又は圧延速度の適切な変更によって所定の一定の基準厚さにスキンパスモード中の圧延材の厚さ減少をコントロールする。張力又はある円速度は、スキンパス度コントロール時に調整値として使用される。

前記圧延荷重コントロール回路に対して選択的又は付加的に、ワークロールの圧下位置を維持するために、ロールスタンドに位置コントロール回路１７０を付設することができる。圧下位置は、測定技術により直接的又は間接的に曲げシリンダ１４０の位置の評価により検出することができ、アクチュエータとしての曲げシリンダを介してコントロールすることができる。圧延荷重のコントロールとワークロールの位置のコントロールのどちらも、好ましくはリアルタイムに行なわれる。このため、相応のコントロール回路は、相応に拘束である必要があり、好ましくはそのステップ応答は８０ｍｓよりも短い。

圧延材の平坦度をコントロールするために、付加的にロールスタンドに平坦度コントロール回路１８０を付設することができる。平坦度コントロール回路１８０は、測定要素１９７を、ロールスタンドの出口で圧延材を検出するために、例えば圧延材の実平坦度をそこで検出するために、平坦度測定ローラを有する。圧延材のこの測定された実平坦度は、減算によって所定の基準平坦度と比較され、減算から生じた平坦度コントロール偏差が、平坦度コントローラによって評価され、この平坦度コントローラが、平坦度を所定の基準平坦度にコントロールするために、平坦度コントロール偏差に応じて制御信号をアクチュエータに、例えば上のネガティブに作用する曲げシリンダ１４０に出力する。

スキンパスモードでは、基本的に最低量の潤滑剤しか使用されない。即ち、ロールギャップ内で実際に使用されるもしくは必要とされる程の、理想的には、特にスキンパスモード中には潤滑剤が圧延材から横に流出せず、理想的にはまたロールギャップを通過した後の圧延材上に潤滑剤が残っていない程の多さの潤滑剤しか使用されない。

ロールスタンドは、鉄金属ストリップと非鉄金属ストリップのどちらかの冷間圧延をするために形成されている。非鉄金属ストリップの冷間圧延時には、いわゆる圧延油も水−油混合物も冷却潤滑剤として使用される。

ロールスタンドは、リダクション操作モードとスキンパス操作モードのいずれかで操作することができるコンビロールスタンドとして形成されている。

図２は、図１とは違って６ロールロールスタンドを示す。６ロールロールスタンドは、上のワークロールと上のバックアップロールの間に配置された上の中間ロール１３０−１と、下のワークロールと下のバックアップロールの間に配置された下の中間ロール１３０−２によって、図１に示した４ロールロールスタンドとは異なる。図２は、上のバックアップロール１１０−１が上の中間ロール１３０−１から持上げられたスキンパス操作モードでのこの６ロールロールスタンドの操作を示す。上の曲げシリンダ１４０は、上のワークロール１２０−１ではなく、上の中間ロール１３０−１に作用する。その他については、ロールスタンドの構成及びスキンパスモードでのロールスタンド機能方式もしくは操作方式は、図１に関して上で説明した記載と一致する。

図２は、トルク伝達装置１２０”の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態によれば、トルク伝達装置１２０”は、唯一の駆動装置１２４からワークロール１２０−１，１２０−２の少なくとも一方にトルクを伝達するために、クラッチ装置１２６以外に上及び下の駆動スピンドル１２２−１，１２２−２とピニオンギヤユニット１２９を備える。ピニオンギヤユニットは、そのトルク入力部が唯一の駆動装置１２４と結合されている。上の駆動スピンドル１２２−１は、上のワークロールとピニオンギヤユニットの上のトルク出力部との間に配置され、下の駆動スピンドル１２２−２は、下のワークロールとピニオンギヤユニットの下のトルク出力部との間に配置され、ピニオンギヤユニット１２９は、上及び下の駆動スピンドルと駆動装置１２４の間に配置されている。クラッチ装置１２６は、上のワークロールと上の駆動スピンドルの間及び／又は上の駆動スピンドルとピニオンギヤユニットの間及び／又は下のワークロールと下の駆動スピンドルの間及び／又は下の駆動スピンドルとピニオンギヤユニットの間に配置することができるか、ピニオンギヤユニットの中立位置として形成されている。

その第１の実施形態によるトルク伝達装置１２０’は、図１に示されているように４ロールスタンドと関係してだけでなく、６ロールスタンドと関係しても操作することができる。その第２の実施形態によるトルク伝達装置１２０”は、図２に示されているように６ロールスタンドと関係してだけでなく、４ロールスタンドと関係しても操作することができる。

トルク伝達装置１２０’，１２０”の両実施形態で、クラッチ装置に制御装置１２７が付設されている。この制御装置は、リダクションモードの操作モードとスキンパスモードの操作モードのどちらかでのロールスタンドの操作に応じたクラッチ装置の開放又は閉鎖を可能にする。

最後に図３は、両操作モードを行なうことができるコンビロールスタンドにおいてリダクションモードとスキンパスモードのどちらかを選択するために必要な処理ステップを示す。

リダクションモードの操作モードを選択する場合、先ずスタンドパラメータがリダクションモードに設定される。これは、特に、圧下部の圧延荷重及び位置の検出が重要となる厚さコントロール回路と、使用可能なアクチュエータが重要となる平坦度コントロール回路のような技術的コントロール回路が相応にパラメータ化される。これら技術的コントロール回路は、スキンパスモードとリダクションモードの両方でアクティブにされているが、場合によっては異なるようにパラメータ化されている。

リダクションモードでは、典型的にモニターコントロール又はマスフローコントロールの形態で厚さコントロールが行なわれる。全てのロールが、荷重フローに統合されている。圧延荷重及びワークロールの位置の設定は、リダクションモードでは、上の中間ロール又は上のワークロールに載っているバックアップロールに作用する圧下シリンダを介して行なわれる。中間ロールが設けられている場合には、中間ロールは、ワークロールと接触している。これに応じて、これら圧下シリンダは、リダクションモードでは前記コントロール回路内のアクチュエータとして応答することができる。

リダクションモードでは、両ワークロールが、トルク伝達装置１２０’，１２０”を介して少なくとも１つの駆動装置１２４，１２４−１，１２４−２によって回転駆動されている。ワークロールとして、リダクションモードでは典型的に平滑な表面を有するロールが選択される。前記全てのステップの実施後、ロールスタンドは、実質的に圧延の準備ができている。

選択的にスキンパスモードの操作モードが選択されると、本発明によれば両ワークロールの一方が、トルク伝達装置１２０’，１２０”内でクラッチ装置により駆動装置から連結解除されるが、他方のワークロールは、連結されたままである。次に、スキンパスモードで期待すべき圧延荷重が所定の圧延荷重閾値Ｆ＿Ｇｒｅｎｚよりも大きいか否かがチェックされる。これがそうでない場合は、上のバックアップロールが上のワークロール又は上の中間ロールから持上げられる。

圧延荷重コントロール回路及び位置コントロール回路は、アクチュエータとして上の曲げシリンダ１４０が制御されるように構成されている。スキンパスモードでの厚さコントロールは、典型的にスキンパス度コントロールとして行なわれる。スキンパスモードで設定すべき圧延荷重が所定の閾値よりも大きい場合は、上のバックアップロールが上のワークロール又は上の中間ロールに載置される。

最後に、全てのスタンドパラメータ、特にスキンパスモードでアクティブにされるコントロール回路のための全ての基準値が、スキンパスモードでの適切な基準値に設定される。スキンパスモードでは、曲げシステム及び厚さコントロールのために必要なスタンド剛性パラメータの具体的な支配率を保証するために、スタンドパラメータの設定が行なわれる。これらパラメータは、実質的に選択された操作モードに応じて異なるが、上のバックアップロールの選択された使用形態でもことなる。

ワークロールとして、スキンパスモードでは典型的に所定の表面粗さを有する特殊なスキンパスロールが使用される。スキンパスモードでは、最低量潤滑を行なうこと、又は、潤滑剤からスキンパスモードでの摩耗片（ティンセル）を濾過して除去し、これによりメインフィルタを除荷するために、選択的に予備フィルタ１９０を有する潤滑剤回路を設けることができる。その場合、前記ステップの実施後に、ロールスタンドは、圧延の準備ができている。

本発明によるコンビロールスタンドは、リダクション構成からスキンパス構成への換装及びその逆ができるように形成されている。このため具体的には、特に、上のバックアップロールが選択的に上のワークロールに載置可能で上のワークロールから持上げ可能であること、上及び下のワークロールが個々に又は両方とも駆動装置に連結可能及び連結解除可能であること、及び、平滑なリダクションワークロールが粗面化したスキンパスワークロールと交換可能であること、が必要である。オプションで、スキンパスモードでティンセルを濾過するための予備フィルタは、リダクションモードへの切替え時に除去することもできる。何故なら、この予備フィルタは、リダクションモードでは不要であるからである。

１００ ロールスタンド
１１０−１ 上のバックアップロール
１１０−２ 下のバックアップロール
１２０’ 第１の実施例によるトルク伝達装置
１２０” 第２の実施例によるトルク伝達装置
１２０−１ 上のワークロール
１２０−２ 下のワークロール
１２２−１ 上のワークロールのための上の駆動スピンドル
１２２−２ 下のワークロールのための下の駆動スピンドル
１２４ ピニオンギヤユニットのための（唯一の）駆動装置
１２４−１ 上のワークロールのための上の駆動装置
１２４−２ 下のワークロールのための下の駆動装置
１２６ ピニオンギヤユニットの使用時のクラッチ装置
１２６−１ 上のクラッチ装置
１２６−２ 下のクラッチ装置
１２７ 制御装置
１２８ ロールギャップ
１２９ ピニオンギヤユニット
１２９−１ 上の変速ギヤユニット
１２９−２ 下の変速ギヤユニット
１３０−１ 上の中間ロール
１３０−２ 下の中間ロール
１４０ 曲げシリンダ
１５０ 厚さコントロール回路
１６０ 圧延荷重コントロール回路
１７０ 位置コントロール回路
１８０ 平坦度コントロール回路
１９０ 予備フィルタ
１９２ 循環装置
１９４ 超精密濾過フィルタ
１９５ スプレーバー
１９７ 測定要素
２００ 圧延材
ＡＳ 駆動側
ＢＳ 操作側
Ｆ 圧延荷重

Claims (18)

1. ロールスタンドが、少なくとも、上及び下のバックアップロール（１１０−１，１１０−２）と、ロールギャップ（１２８）を形成する上及び下のワークロール（１２０−１，１２０−２）とを備え、オプションで上及び下の中間ロール（１３０−１，１３０−２）も備え、
   ロールスタンドが、選択的に圧延材（２００）の厚さを縮小するためのリダクションモードの操作モード又はスキンパスモードの操作モードで操作可能である、
   圧延材（２００）の冷間圧延をするためのロールスタンド（１００）を操作するための方法において、
   スキンパスモードで、上又は下のワークロール（１２０−１，１２０−２）が、その駆動装置（１２４，１２４−１，１２４−２）から連結解除されること、を特徴とする方法。
2. スキンパスモードのために、上のバックアップロール（１１０−１）が、上のワークロール（１２０−１）、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロール（１３０−１）から持ち上げられること、及び、
   圧延荷重（Ｆ）の適用及び設定が、上のワークロール（１２０−１）、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロール（１３０−１）に対する上の曲げシリンダ（１４０）の作用によって行なわれること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. スキンパスモードで、圧延材（２００）の厚さが、スキンパス度コントロール回路（１５０）によって、調整値としての圧延材の張力又は圧延速度の適切な変更により、所定の一定の基準厚さにコントロールされること、を特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 曲げシリンダ（１４０）によって圧延材（２００）に適用される曲げ荷重（Ｆ）が圧延荷重コントロール回路（１６０）によって、及び／又は、好ましくはまたワークロール（１２０−１，１２０−２）の圧下位置が位置コントロール回路（１７０）によって維持されること、を特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 圧延材の平坦度が、平坦度コントロール回路（１８０）により、ロールスタンドの出口での実平坦度の測定及び所定の基準平坦度と測定された実平坦度の差としての平坦度コントロール偏差に応じたアクチュエータに対する適切な作用によって、コントロールされること、を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 潤滑剤が、その使用後及びその新たな使用前に予備濾過されること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. スキンパスモードで、最低量の純粋な潤滑剤だけが使用されること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 圧延材（２００）が、非鉄金属ストリップ又は鉄金属ストリップであること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 圧延材として非鉄金属ストリップをスキンパスにかける時に、圧延油が潤滑剤として使用されること、を特徴とする請求項８に記載の方法。
10. スキンパスモードで、表面を粗面化したスキンパスロールが、ワークロール（１２０−１，１２０−２）として使用されること、及び、
    好ましくはこれらスキンパスロールが、スキンパスモードの休止中に、潤滑剤による高圧噴射及び／又はブラシによってクリーニングされること、
    を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 上及び下のバックアップロール（１１０−１，１１０−２）と、
    バックアップロールの間に支持され、ロールギャップ（１２８）を形成する上及び下のワークロール（１２０−１，１２０−２）とを備え、
    オプションで、ワークロールとバックアップロールの間に支持された上及び下の中間ロール（１３０−１，１３０−２）も備え、
    ワークロールを駆動するための少なくとも１つの駆動装置（１２４，１２４−１，１２４−２）と、
    前記少なくとも１つの駆動装置からワークロールにトルクを伝達するためのトルク伝達装置（１２０’，１２０”）と、
    を備え、
    ロールスタンドが、圧延材の厚さを縮小するためのリダクションモードとスキンパスモードの選択的な操作モードを有する組合せ式のリダクション及びスキンパススタンドとして形成されている、
    圧延材の冷間圧延をするためのロールスタンド（１００）において、
    トルク伝達装置（１２０’，１２０”）が、スキンパスモード中に前記少なくとも１つの駆動装置（１２４，１２４−１，１２４−２）からの上又は下のワークロールの連結解除をするために、少なくともクラッチ装置（１２６，１２６−１，１２６−２）とこれに付属する制御装置（１２７）を備えること、を特徴とするロールスタンド（１００）。
12. 上のワークロールを駆動するために、上の駆動装置（１２４−１）の形態の駆動装置が設けられ、
    上の駆動装置（１２４−１）から上のワークロール（１２０−１）にトルクを伝達するために、トルク伝達装置（１２０’）が、上のクラッチ装置（１２６−１）の形態のクラッチ装置と、上の駆動スピンドル（１２２−１）と、オプションで上の変速ギヤユニット（１２９−１）とを備え、
    上の駆動スピンドル（１２２−１）が、上のワークロールと上の駆動装置（１２４−１）の間に配置され、オプションの変速ギヤユニット（１２９−１）が、上の駆動スピンドルと上の駆動装置の間に配置され、
    上のクラッチ装置（１２６−１）が、上のワークロールと上の駆動スピンドルの間及び／又は上の駆動スピンドルと上の変速ギヤユニットの間及び／又は上の変速ギヤユニットと上の駆動装置の間に配置されている、及び／又は、上の変速ギヤユニット（１２９−１）の中立位置として形成されていること、を特徴とする請求項１１に記載のロールスタンド（１００）。
13. 下のワークロール（１２０−２）を駆動するために、駆動装置が、上の駆動装置（１２４−１）以外に下の駆動装置（１２４−２）も備え、
    下の駆動装置（１２４−２）から下のワークロール（１２０−２）にトルクを伝達するために、トルク伝達装置（１２０’）が、更に、下のクラッチ装置（１２６−２）と、下の駆動スピンドル（１２２−２）と、オプションで下の変速ギヤユニット（１２９−２）を備え、
    下の駆動スピンドル（１２２−２）が、下のワークロールと下の駆動装置（１２４−２）の間に配置され、オプションの下の変速ギヤユニット（１２９−２）が、下の駆動スピンドルと下の駆動装置の間に配置され、
    下のクラッチ装置（１２６−２）が、下のワークロールと下の駆動スピンドルの間及び／又は下の駆動スピンドルと下の変速ギヤユニット（１２９−２）の間及び／又は下の変速ギヤユニットと下の駆動装置（１２４−２）の間に配置されている、及び／又は、下の変速ギヤユニットの中立位置として形成されていること、を特徴とする請求項１２に記載のロールスタンド（１００）。
14. 駆動装置（１２４）からワークロール（１２０−１，１２０−２）の少なくとも一方にトルクを伝達するために、トルク伝達装置（１２０”）が、クラッチ装置（１２６）以外に、上及び下の駆動スピンドル（１２２−１，１２２−２）とピニオンギヤユニット（１２９）を備え、
    ピニオンギヤユニットが、そのトルク入力部において、唯一の駆動装置（１２４）と結合され、
    上の駆動スピンドル（１２２−１）が、上のワークロールとピニオンギヤユニットの上のトルク出力部との間に配置され、下の駆動スピンドル（１２２−２）が、下のワークロールとピニオンギヤユニットの下のトルク出力部との間に配置され、ピニオンギヤユニットが、両駆動スピンドル（１２２−１，１２２−２）と駆動装置（１２４）の間に配置され、
    クラッチ装置（１２６）が、上のワークロールと上の駆動スピンドルの間及び／又は上の駆動スピンドルとピニオンギヤユニットの上のトルク出力部との間及び／又は下のワークロールと下の駆動スピンドルの間及び／又は下の駆動スピンドルとピニオンギヤユニットの下のトルク出力部との間に配置されている、及び／又は、ピニオンギヤユニットの中立位置として形成されていること、を特徴とする請求項１１に記載のロールスタンド（１００）。
15. 上のワークロール（１２０−１）、又は中間ロールが設けられている場合には上の中間ロール（１３０−１）に対する作用によってロールギャップ（１２８）内の圧延荷重（Ｆ）の適用及び設定をするために少なくとも上の曲げシリンダ（１４０）が設けられていること、を特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のロールスタンド（１００）。
16. ロールスタンド（１００）が、スキンパスモードの操作モードで圧延材の厚さをコンロロールするためのスキンパス度コントロール回路（１５０）と、スキンパスモード中の圧延荷重を維持するための圧延荷重コントロール回路（１６０）と、位置コントロール回路（１７０）及び／又は圧延材の平坦度を保証するための平坦度コントロール回路（１８０）とを備えること、を特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載のロールスタンド（１００）。
17. ロールスタンド（１００）が、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法により操作されるように形成されていること、を特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のロールスタンド（１００）。
18. 圧延材として非鉄金属ストリップをスキンパスにかけるためにロールスタンド入口に圧延油用のスプレーバー（１９５）が設けられていること、を特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載のロールスタンド（１００）。

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