[发明专利]用于冷轧金属轧材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷轧金属轧材的方法，所述轧材为了塑性形变在输入侧进入于相对旋转的轧辊之间形成的辊隙，并在输出侧离开该辊隙，通过供应温度低于轧材的工业气体将所产生的变形热除去。

背景技术

在冷轧法中，将轧坯——例如以带材、型钢或钢板、有色金属、铝或其它金属的形式——连续送入轧机座并在其中冷成形。与热成形法相反，轧材在塑性形变之前不加热。

金属在低于相应的再结晶温度下的形状的变化使其产生有利的性能变化，例如强度和硬度增加。然而，引入到轧材中的变形能导致内部摩擦作用，并因此产生热量，所述热量一方面改变了轧材的材料性能，而另一方面导致轧机座逐渐变热，并因此改变了产品的性能如轧制带材的表面和平整度及氧化作用。

为了避免这一点，例如在EP0054172A1中提出通过使用冷却用润滑剂液力地将轧辊的工作面与轧材分开而同时使轧材冷却。为了影响轧材的表面和轧辊的表面之间的摩擦系数，除了将冷轧润滑油乳化液喷射到辊隙中之外，还根据在轧机座的下游测得的带材张力值在轧制带材进入轧机座中之前将冷轧用基础油施加到轧制带材的表面上。将基础油另外施加到轧制带材上能影响冷轧带材的平整度。

然而，现已发现，尤其是来自成形过程中的金属细粉排放到润滑剂中，结果影响润滑剂的性能和润滑性。冷却用润滑剂的另一个缺点是它们部分地留在表面上，并且在进一步加工轧制带材之前必须费劲地除去。

作为这个问题的一种解决方案，在DE19953230中提出的是开始所提到的通用型方法，将其温度比辊隙中轧材温度低的气态或液态形式的惰性气体从输入侧和从输出侧吹入辊隙区中。结果，通过辊隙的轧材局部浸泡在惰性气体中，因此在这里局部形成保护性气氛，防止辊隙区中轧材表面和轧辊表面的腐蚀作用，同时通过所谓的“气体冷却润滑”使辊隙中的摩擦作用减小。氮气、稀有气体或二氧化碳被提出作为惰性气体。

与常规的液体冷却用润滑剂相反，用于“气体冷却润滑”的惰性气体通过完全替换环境空气而具有特别良好的防止氧化的保护作用，并避免在轧材的表面上残留润滑剂。然而，所提出的冷却轧材表面的方法可能引起水分冷凝，并在轧材离开惰性气体环境时产生腐蚀作用，而另一方面，由于供应大量惰性气体而使环境空气中的氧含量减少，这可能导致在轧机座附近工作的人员产生健康问题。

发明内容

鉴于此，本发明是基于提供一种避免上述问题的冷轧法的目的。

在开始所提到的通用型方法的基础上，根据本发明通过测定轧辊中的至少一个的表面温度测量值和通过供应根据该测量值所设定的工业气体实现这个目的。

根据本发明，对用于“气体冷却润滑”的已知方法的改进主要在于根据至少一个轧辊的表面温度以受控方式供应工业气体。结果，在使用最少工业气体的情况下，使轧辊的温度保持恒定，也就是说，抵消轧辊的逐渐变热和逐渐冷却。因为只供应用于除去辊隙中的变形热和轧辊轴承处的摩擦热和用于设定轧辊表面的温度所需的那么多的工业气体，所以使环境空气的成分变化尽可能少。

同时，以与由于过度冷却而在轧辊或轧材表面上的冷凝作用完全相同的方式避免了伴随的变热与轧材表面的腐蚀作用和变化有关的问题。

表面温度在其中一个轧辊处测定，或者是在许多轧辊处测定随后取平均值。已知的温度测量方法尤其是光学测量方法适合于测定。

适用于“气体冷却润滑”的工业气体是惰性气体如氮气、氩气、二氧化碳及它们的混合物，但空气也适用，如下面更详细说明的那样。

已经证明，如果在输入侧测定轧辊的表面温度测量值则是有利的。

由于吸收轧材塑性形变以及轧辊与轧材之间摩擦作用所产生的热量，所以随着轧辊绕其旋转轴线从输入侧转动到输出侧，轧辊的表面温度增加。此外，轧辊被轴承处所产生的摩擦热加热。在输出侧区域中，轧辊的表面温度因此处于其最高温度下，并可以有不规则的峰值温度，所述不规则的峰值温度在入口侧区域中通过事先供应的工业气体调平且不会歪曲。因此，轧辊在输入侧区域中的表面温度特别适合于作为一种量度来确定所必需的工业气体量。

关于这一点，还已经证明，如果将工业气体引导到轧辊中的至少一个的外圆柱表面上则是成功的。

与上述已知方法相反，在本方法的这种变型情况下，工业气体不是供应到轧材的表面上或者直接供应到辊隙中，而是直接供应到轧辊的表面上。在根据本发明的方法的情况下，特别给予注意的是将轧辊的表面温度设定到预定的温度或者预定的温度范围内。直接冷却轧辊确保了完全或大部分除去辊隙中的变形热和轧辊轴承处的摩擦热。

鉴于此，证明在输出侧将工业气体引导到轧辊的外圆柱表面上特别有利。