轧制设备和不锈钢板的轧制方法与流程

本公开涉及轧机和轧制不锈钢板的方法。

背景技术：

连续轧制作为一种通过允许使成为轧制工件的工件穿过沿工件的输送方向设置的多个工作辊而一次性将工件轧制成目标厚度的方法，而成为一种提供明显优异生产率的轧制方法。

与用于可逆轧制的工作辊相比，用于连续轧制的工作辊具有相对较大的直径，并且轧制油的粘度较高。此外，由于布置在整个轧制线上的轧机的数目是有限的，因此每单位机架(stand)的压下比较高，这可能成为强压的轧制条件。

因此，当具有高变形阻力的工件比如不锈钢在强压轧制条件下被高速轧制时，轧辊咬合的温度增大，因此轧制油的粘度降低。因而，轧制油的润滑性能可能会劣化，从而可能出现表面缺陷比如热条纹。

热条纹缺陷是在表面由于辊与工件之间的表面粘附而被损坏时出现的缺陷，并且然后转移到工件上。此外，热条纹缺陷是在高强度和强压轧制条件下比如在轧制不锈钢中经常出现的缺陷。

因此，为了防止出现这种缺陷，使用冷却剂来冷却辊。在这种情况下，在辊被冷却时，轧制油的油膜的粘度增大，同时工件的表面光泽度降低。

换句话说，为了防止工件的表面缺陷，必须保持轧制油的适合的粘度。然而，在轧制油的粘度增大时，可能存在工件的表面光泽度降低的问题。在其中表面光泽度非常重要的工件比如不锈钢被轧制的情况下，上述问题可能是更敏感的问题。

技术实现要素：

技术问题

本公开的方面为在抑制出现缺陷的同时提高质量。

本公开的方面为以恒定质量执行高速轧制，并且提高生产率。

技术方案

根据本公开的方面，提供了一种轧机和一种轧制不锈钢板的方法。

根据本公开的轧机包括：多个轧辊组，轧辊组包括至少一对彼此相对的辊，其中，工件插置在所述辊之间而被输送，并且轧辊组沿工件的输送方向设置；多个轧制油供应装置，轧制油供应装置设置成对应于轧辊组中的每个轧辊组，以用于将轧制油供应至轧辊组；多个冷却装置，所述多个冷却装置设置成对应于轧辊组中的每个轧辊组，以用于将气体供应至工件和轧辊组；光泽度测量装置，光泽度测量装置布置于在工件移动方向上最靠后布置的轧辊组与用于卷绕工件的卷绕器之间，以测量工件的表面光泽度；以及控制装置，控制装置连接至光泽度测量装置和所述多个冷却装置，以根据由光泽度测量装置测得的表面光泽度来控制由所述多个冷却装置供应的气体的量。

光泽度测量装置可以设置为多个光泽度测量装置，所述多个光泽度测量装置设置在位于工件的输送方向上的前轧辊组的出口与后轧辊组的入口之间并实时测量工件的表面光泽度，并且控制装置可以连接至所述多个光泽度测量装置和所述多个冷却装置，以基于由光泽度测量装置测得的表面光泽度与工件的目标表面光泽度之间的误差来控制由光泽度测量装置之前的冷却装置供应的气体的量。

光泽度测量装置可以实时测量工件的表面光泽度，并且控制装置可以接收由光泽度测量装置测得的表面光泽度，以产生测量表面光泽度值，并可以基于工件的目标表面光泽度值与所述测量表面光泽度值之间的误差来控制由所述多个冷却装置供应的气体的供应量。

控制装置可以基于工件的目标表面光泽度值与测量表面光泽度值之间的误差产生气体的总供应量、可以将由所述多个冷却装置供应的气体的总量控制成至少等于气体的总供应量，并且控制装置可以控制所述多个冷却装置以供应不同的气体的量。

冷却装置可以包括：冷却壳体，冷却壳体设置在轧辊组中的每个轧辊组的入口和出口中；第一供应管和第二供应管，第一供应管和第二供应管连接至气体供应罐并设置在冷却壳体中；第一喷嘴，第一喷嘴设置在第一供应管中并将气体供应至工件；第二喷嘴，第二喷嘴设置在第二供应管中并将气体供应至所述辊之间的供工件穿过的间隙；以及第一流量控制阀和第二流量控制阀，第一流量控制阀和第二流量控制阀设置在第一供应管和第二供应管中并连接至控制装置。

控制装置可以执行pi控制，并且可以控制第一流量控制阀和第二流量控制阀中的至少一者，以在测量表面光泽度值大于目标表面光泽度值时增大第一供应管和第二供应管中的至少一者的流量，并且在测量表面光泽度值小于目标表面光泽度值时减小第一供应管和第二供应管中的至少一者的流量。

光泽度测量装置可以包括：测量壳体，测量壳体安装在工件的输送路径上；测量辊，测量辊设置成在测量壳体中移动并处于与工件接触或不接触的状态；发光单元，发光单元设置在测量辊中并允许光入射在工件的表面上；以及光接收单元，光接收单元设置在测量辊中并测量从工件的表面反射的光。

存贮在气体供应罐中的气体可以是液化氮。

本公开的另一方面是提供一种不锈钢板的轧制方法，该轧制方法通过包括多个轧辊组而允许不锈钢板的表面具有目标表面光泽度值，所述多个轧辊组沿钢板的移动方向设置为彼此相对的一对辊，该轧制方法包括：流体供应以用于将轧制油和冷却用气体供应至轧辊组中的每个轧制辊；表面测量以用于在钢板的移动方向上最靠后布置的轧辊组的出口与钢板的卷绕器的前端之间对钢板的表面光泽度值进行实施测量；以及流量控制，以用于根据在表面测量中测得的测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的差来控制流体供应中供应的气体的量。

在表面测量中，可以在沿钢板的输送方向的前轧辊组的出口与后轧辊组的入口之间对钢板的表面光泽度值进行实时测量，以及在流量控制中，可以根据在表面测量中测得的每个测量表面光泽度值与为轧辊组中的每个轧辊组设定的目标表面光泽度值之间的差来控制供应至轧辊组中的每个轧辊组的气体的量。

在流量控制中，当在表面测量中测得的测量表面光泽度值超过目标表面光泽度值的110％或小于该目标表面光泽度值的90％时，改变在流体供应中供应的气体的供应量，该目标表面光泽度值用于在到达测量钢板的表面光泽度的位置紧之前所穿过的轧辊组。

在流量控制中，可以通过pi控制来控制气体的供应量，并且在任意时间处气体的供应量(u(t))由下式确定：

其中，kp是比例控制增益，

ki是积分控制增益，以及

e(t)是在任意时间处的测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的差值。

有利效果

如上所述，根据示例性实施方式，在轧制期间，可以抑制出现缺陷，详细地，可以抑制出现表面缺陷。

此外，在可以以恒定的质量执行高速轧制的同时，可以提高生产率和质量。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的轧机的概念图。

图2是根据另一示例性实施方式的轧机的概念图。

图3是本公开的冷却装置的概念图。

图4是本公开的光泽度测量装置的概念图。

图5是根据本公开的不锈钢板的轧制方法的概念图。

图6图示了目标表面光泽度值与由本公开的光泽度测量装置测量的测量表面光泽度值之间的差。

具体实施方式

为了帮助理解本公开的实施方式的描述，在附图中由相同的附图标记表示的元件用于相同的元件，并且在各个实施方式中具有相同功能的部件中的相关部件由相同的附图标记或扩展附图标记表示。

为了阐明本公开的主旨，将省略对本领域中已知的元件和技术的描述，并且将参照附图对本公开进行详细描述。

本公开的精神不限于所提出的实施方式，并且可以是由本领域技术人员所建议添加、改变和删除的其他元件，这些其他元件也包括在与本公开的概念相同的概念范围内。

在图1中，图示了根据示例性实施方式的轧机1000。根据示例性实施方式的轧机1000可以包括轧辊组100，轧辊组100包括彼此相对的工作辊110并且包括中间辊120和支承辊130，其中，工件10插置在彼此相对的工作辊110之间而被输送。

轧辊组100可以设置为沿工件10的输送方向的多个轧辊组，并且为了便于说明称为第一轧辊组100a、第二轧辊组100b和第三轧辊组100c。每个轧辊组可以包括至少一对工作辊110、一对中间辊120和一对支承辊130。

然而，本公开不限于此，并且本领域技术人员可以适当地改变及应用轧辊组的构型和数目。

轧制油通过轧制油供应装置200供应至每个轧辊组。轧制油供应装置200可以包括容纳轧制油的轧制油供应罐210、容纳在轧制油供应罐中的设置为轧制油的移动路径的轧制油供应管220、以及连接至轧制油供应管220并布置在轧辊组周围的轧制油供应壳体230。

轧制油供应壳体230设置在工作辊110的入口和出口中的每一者中，并且可以包括将轧制油注入到辊中的喷嘴(未示出)。此外，轧制油供应壳体230可以包括第一壳体230a、第二壳体230b和第三壳体230c，第一壳体230a将轧制油供应至第一轧辊组100a，第二壳体230b将轧制油供应至第二轧辊组100b，第三壳体230c将轧制油供应至第三轧辊组100c。

由于上述构型，由轧制油供应装置200供应的轧制油可以在辊与工件之间起作用以有助于顺利轧制。然而，在工作时间持续并且辊的温度升高时，轧制油的温度也可能升高。

在这种情况下，轧制油的粘度降低，因此可能丧失润滑功能，并且在工件中可能出现表面缺陷比如热条纹。为了防止上述的工件的表面缺陷，需要将工件10和辊冷却到一定水平。

为此，为了将作为冷却用气体的液化氮供应至工件和辊，可以在轧制油供应壳体230的一侧设置有冷却壳体310。此外，冷却壳体310也以与轧制油供应壳体230类似的方式一个接一个地设置成对应于第一轧辊组100a、第二轧辊组100b和第三轧辊组100c。

然而，冷却用气体的类型不限于本公开，并且设置在第一轧辊组100a中的冷却壳体310的数目也不限于本公开，并且可以由本领域技术人员适当地修改及应用。

容纳冷却用气体的气体供应罐600和冷却壳体310可以通过管单元350连接。此外，管单元350可以设置有阀单元360以控制气体的流量。

阀单元360可以包括第一阀单元360a、第二阀单元360b和第三阀单元360c以控制供应至第一轧辊组、第二轧辊组和第三轧辊组的冷却用气体。

此外，第一阀单元360a、第二阀单元360b和第三阀单元360c连接至控制装置500，并且控制装置500可以根据由光泽度测量装置400测量的工件的表面光泽度值来控制第一阀单元360a、第二阀单元360b和第三阀单元360a，以控制冷却用气体的流量。

在这种情况下，由于可以对工件10的每个轧制操作执行精确且准确的控制以允许轧制油供应壳体230、冷却壳体310和阀单元360逐一地对应于第一轧辊组100a、第二轧辊组100b和第三轧辊组100c，因此可以提高质量。

同时，在工件和辊的温度通过冷却用气体降低以防止在轧制过程期间出现表面缺陷比如热条纹的情况下，轧制油的温度也降低。因此，轧制油的粘度逐渐增大。在这种情况下，如果轧制油的粘度增大，则可能出现工件10的表面光泽度降低的问题。在不锈钢的情况下，表面光泽更重要，因此需要解决上述问题。

因此，在本公开中，对将要成为轧制工件的工件10的表面光泽度进行实时测量，并且将该表面光泽度与目标表面光泽度值进行比较。然后，基于该比较，控制冷却用气体的供应量。

为此，光泽度测量装置400在第三轧辊组100c与卷绕器800之间实时测量工件10的表面光泽度，并且控制装置500接收由光泽度测量装置400测量的表面光泽度，以产生测量表面光泽度值，并且可以基于工件的目标表面光泽度值与由光泽度测量装置400测量的测量表面光泽度值之间的误差来控制通过冷却壳体310供应的冷却用气体的量。

在这种情况下，工件10的目标表面光泽度值是期望的表面光泽度值，并且由光泽度测量装置400测量的测量表面光泽度值至少等于目标表面光泽度值以获得期望的表面质量。

当光泽度测量装置400布置在第三轧辊组100c与卷绕器800之间以测量工件的表面光泽度时，与由第一轧辊组100a和第二轧辊组100b供应的冷却用气体的量相比，可以更灵敏地控制由第三轧辊组100c供应的冷却用气体的量。

然而，本公开不限于此，而是可以由本领域技术人员适当地修改及应用。

同时，如图2中所示的，光泽度测量装置400可以构造成在每个轧辊组的出口测量工件10的表面光泽度。换句话说，光泽度测量装置400设置在第一轧辊组100a的出口与第二轧辊组100b的入口之间、第二轧辊组的出口与第三轧辊组的入口之间、以及第三轧辊组的出口与卷绕器800之间。

因此，由设置在第一轧辊组100a的出口与第二轧辊组100b的入口之间的光泽度测量装置400测量的关于表面光泽度的信息可以是关于仅穿过第一轧辊组100a的工件10的信息，其他光泽度测量装置也以类似的方式测量表面光泽度。

因此，控制装置500可以接收针对每个轧制操作的关于工件10的表面光泽度的信息，并且可以控制用于每个轧制操作的冷却用气体的供应量。因此，在穿过第一轧辊组100a的工件10的表面光泽度明显低于或高于目标值的情况下，在上述操作中通过第一阀单元360a控制冷却用气体的流量，以将轧制油的粘度调节至适合的水平。

因此，在工件10的轧制开始时检查轧制状态以大大降低缺陷率，并且可以基于由第一轧辊组100a的测量表面光泽度值来预期供应至第二轧辊组100b和第三轧辊组100c的冷却用气体的量。

在下文中，将参照图3描述本公开的冷却装置300的示例性实施方式。

根据本公开的冷却装置300可以包括冷却壳体310，冷却壳体310设置在第一轧辊组、第二轧辊组和第三轧辊组(图1和图2的100a、100b和100c)中的每一者的入口和出口中，并且冷却壳体310可以根据需要在单个轧辊组中设置为多个冷却壳体。

冷却壳体310设置有管单元350，管单元350连接至气体供应罐600并设置为冷却用气体的移动路径，并且管单元350可以包括穿过工件10的一个表面的第一供应管320和第二供应管330。

第一供应管320在纵向方向上设置有多个第一喷嘴321，并且第一喷嘴321设置成允许注入孔与工件10的一个表面相对并且可以将冷却用气体供应至工件10。

此外，第二供应管330在纵向方向上设置有多个第二喷嘴331，并且第二喷嘴331布置成允许注入孔与工作辊110之间的间隙相对，并且将冷却用气体供应至工作辊110或供应至在竖向上彼此相对的工作辊110之间的间隙。

由于如上所述构造的第一供应管320和第二供应管330，可以单独控制供应至工件和工作辊的冷却用气体，因此可以根据工件和工作辊的冷却状态执行单独的冷却控制。

此外，在第一供应管320和第二供应管330中的每一者上，可以设置第一流量控制阀322和第二流量控制阀332。第一流量控制阀322和第二流量控制阀332连接至控制装置500，并且第一流量控制阀和第二流量控制阀打开或关闭由控制装置500来控制，因此可以控制由气体供应罐600供应的冷却用气体的流量。

控制装置500计算测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的差，并且因此可以根据测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的差值来计算冷却用气体的总供应量。此外，为了达到总供应量，如图2或图3所示的，由安装在冷却壳体310中的沿工件10的输送方向顺序地布置的第一喷嘴或第二喷嘴(图3的321或331)供应的冷却用气体的量可以是相同的或者可以彼此不同。

换句话说，如图2所示，由安装在用于将冷却用气体供应至第一轧辊组100a的冷却壳体310中的第一喷嘴或第二喷嘴供应的气体量、由安装在用于将冷却用气体供应至第二轧辊组100b的冷却壳体310中的第一喷嘴或第二喷嘴供应的气体量、以及由安装在用于将冷却用气体供应至第三轧辊组100c的冷却壳体310中的第一喷嘴或第二喷嘴供应的气体量可以是相同的或者可以彼此不同。

详细地，当考虑到工件10的特性、轧制条件等而在每个轧制操作中供应不同的冷却用气体时，可以执行单独的轧制过程控制，并且可以进一步降低测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的误差。因此，可以提高轧制生产率和表面质量。

例如，将气体供应至第一轧辊组100a、第二轧辊组100b和第三轧辊组100c，以允许通过设置在安装于第一轧辊组100a、第二轧辊组100b和第三轧辊组100c中的冷却壳体310中的第一喷嘴或第二喷嘴供应的冷却用气体的量的总和至少等于已经计算出的冷却用气体的总量。同时，供应至第一轧辊组100a、第二轧辊组100b和第三轧辊组100c中的第一轧辊组100a的冷却用气体的量最小，而供应至第三轧辊组100c的冷却用气体的量可能是最大的。

因此，考虑到工件10在从第一轧辊组100a传送至第三轧辊组100c的同时被空气冷却，可以在第一轧辊组100a中执行最小冷却。因此，可以防止工件10在到达第三轧辊组100c之前被过度冷却。

然而，本公开不限于此，而是可以由本领域技术人员适当地修改及应用。

同时，在图4中，图示了根据示例性实施方式的光泽度测量装置400。

光泽度测量装置400可以包括测量壳体410、测量辊420、发光单元430以及光接收单元440，其中，测量壳体410安装在工件10的输送路径上，测量辊420设置成在测量壳体410中沿工件10的方向移动且处于与工件10的表面接触或不接触的状态，发光单元430设置在测量辊中且允许光入射在工件的表面上，光接收单元440设置在测量辊中且测量从工件的表面反射的光。

在这种情况下，可以在测量壳体410的两侧上设置允许测量辊420升高或降低的引导构件450。引导构件450连接至测量辊420的旋转轴(未示出)，并且可以通过支承构件(未示出)连接以允许测量辊420旋转。

引导构件450可以允许测量辊420通过增大或减小其自身长度而与工件10的表面接触或不接触，并且在这种技术思想的范围内引导构件450可以设置为齿条和小齿轮、线性引导件等。然而，引导构件450的类型不限于当前公开的内容。

测量辊420在与工件10相对的一侧设置有测量槽460。测量槽460是在测量辊420的本体的向内凹入的槽，并且测量槽460中可以设置有用以允许光入射在工件10的表面上的发光单元430和测量从工件10的表面反射的光的光接收单元440。

如上所述，工件10的表面的光泽度通过由发光单元430发出的入射光与由光接收单元440接收的反射光的强度比来测量。此外，如上所述，当发光单元430和光接收单元440设置在测量槽460中时，可以阻挡从外部源反射的光，因此可以进一步提高测量精度。

此外，为了防止测量辊420在与工件10的表面接触时对工件10的表面的细微损坏，可以在测量辊420的外周设置有由具有高延展性的工件形成的缓冲构件(未示出)。

同时，本公开的另一方面提供了一种用于轧制的轧制方法，该方法通过包括多个轧辊组而允许不锈钢板的表面具有目标表面光泽度值，所述多个轧辊组在钢板的移动方向上设置为彼此相对的一对辊。

在这种情况下，轧辊组可以包括直接按压钢板的表面的一对工作辊并且还可以包括按压工作辊的一对中间辊，并且轧辊组包括一对支承辊。下文中，将一对工作辊、一对中间辊和一对支承辊称为轧辊组。

如图5所示，根据示例性实施方式的轧制方法可以包括：流体供应(s910)以用于将轧制油和冷却用气体供应至轧辊组中的每个轧辊组；表面测量(s920)以用于在钢板移动方向上最靠后布置的轧辊组的出口与钢板的卷绕器的前端之间实时测量钢板的表面光泽度值；以及流量控制(s930)以用于根据目标表面光泽度值与在表面测量中所测得的测量表面光泽度值之间的差来控制在流体供应中供应的气体的量。

在表面测量(s920)中，可以于在钢板的输送方向上最靠后布置的轧辊组与用于卷绕钢板的卷绕器之间测量一次表面光泽度，或者可以在轧辊组中的每个轧辊组的出口中多次测量表面光泽度。

当前者被称为最终表面测量并且后者被称为单独表面测量时，在使用最终表面测量的方法中，可以最灵敏地控制供应至最靠后布置的轧辊组的冷却用气体。这方面是由于由最靠后布置的轧辊组供应的冷却用气体对钢板的表面光泽度影响最大。

同时，在使用单独表面测量的方法中，可以对每个轧制操作控制钢板的表面光泽度。因此，可以在过程开始时识别工件的表面缺陷，并且可以根据每个轧制操作来控制钢板的表面。

在如上所述的表面测量(s920)中测得的表面光泽度值可以用于控制流量控制(s930)中的冷却用气体的量。此处，在表面测量(s920)中的最终表面测量的情况下，可以根据流量控制中的最终表面光泽度来控制流量。替代性地，在单独表面测量的情况下，可以根据流量控制中的单独的表面光泽度来控制流量。

此外，在流量控制中，供应至轧辊组中的每个轧辊组的冷却用气体的量可以是全部相同的或者可以全部不同。然而，当根据钢板的特性和轧制条件将供应至轧辊组的冷却用气体的量调节成针对每个轧制操作不同时，可以执行反映过程特性的精确控制，因此，可以提高质量。

然而，本公开不限于此，而是可以由本领域技术人员适当地修改及应用。

同时，在流量控制中控制的冷却用气体的量可以通过钢板的测量表面光泽度值与要获得的目标表面光泽度值之间的差来控制。如上所述的控制——如图6所示——可以在测量表面光泽度值超过目标表面光泽度值的110％或者小于其90％时执行。

换句话说，仅当误差值，即测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的差，超出目标表面光泽度值的±10％(大于或小于)时，才改变待供应的冷却用气体的量。替代性地，当误差值在正常范围(d)内、即±10％时，依原样供应适合于对应的目标表面光泽度值的冷却用气体。

在这种情况下，当测量表面光泽度值超过目标表面光泽度值的110％时，冷却用气体的供应量增大。替代性地，当测量表面光泽度值小于目标表面光泽度值的90％时，冷却用气体的供应量减少，因此钢板的温度、工作辊的温度和轧制油的温度得到控制。因此，钢板的表面光泽度可以被控制在正常范围内。

然而，当测量表面光泽度值超过目标表面光泽度值的110％或小于其90％时，误差值超出正常范围(d)。在这种情况下，可以通过pi控制来控制冷却用气体的量。

在这方面，当轧制工件的工件是304不锈钢白盘管时，入口处的工件的厚度为3.0至4.0mmt，总压下率为50％至60％，并且已经使用的轧制油是粘度为12cst至18cst(40℃时)以及皂化值(sv)为40mgkoh/g至45mgkoh/g的矿物油，钢板的表面光泽度的测量结果是平均值为210且标准偏差为20。此处，变化为约10％。因此，误差值在±10％之间的情况表示正常范围，并且冷却用气体的供应量在正常范围内不改变。

同时，可以根据[等式1]来计算在任意时间处冷却用气体的供应量。

[等式1]

此处，

u(t)＝在任意时间处的液化氮的注入量，

e(t)＝在任意时间处的测量表面光泽度值与目标表面光泽度值之间的差值，

kp＝比例控制增益，以及

ki＝积分控制增益。

此处，比例控制增益和积分控制增益是由钢种、轧制条件等确定的值。

当通过[等式1]计算冷却用气体量时，可以执行在过程中累积的误差，因此可以提高钢板的表面质量。

尽管在上文已近描述并示出了实施方式，但是对本领域技术人员显然的是可以在不背离由权利要求所限定的本公开的范围的情况下做出各种改进和变型。