发明内容

因此，本发明基于这样的技术问题，即给出用于辊轧的方法和 装置，在该方法中能够可靠控制带材在正面和背面上的表面结构并且 能够避免现有技术中的缺点。

该技术问题根据本发明的第一技术教导通过用于辊轧带材的方 法如此解决，即在辊轧方向上在工作轧辊的辊隙前布置控制辊，带材 通过该控制辊以相对于轧制线的进入角度β引导进入该轧钢机架的 辊隙中并且该带材的表面结构通过根据控制辊与轧制线的相对位置 选择进入角度β来控制。

在根据本发明的方法中应用的轧钢机架具有第一工作轧辊和第 二工作轧辊。在实施该方法时，工作轧辊与带材相接触，比如第一工 作轧辊与带材的正面相接触，第二工作轧辊与带材的背面相接触。这 里工作轧辊中的至少一个具有结构化的表面。通过引导带材通过工作 轧辊之间的辊隙，带材的厚度减小并且通过该具有结构化表面的至少 一个工作轧辊将相应的机构化的辊轧图案引入该带材的表面上。优选 利用该轧钢机架进行冷轧制道次。通常在辊轧时在轧钢机架中使用润 滑剂。

通常两个工作轧辊轴平行地使用。旋转轴处于平行相叠的位置 并与垂直于旋转轴安置的连接线一起在旋转轴之间构成了辊隙的出 口平面。

工作轧辊出口平面位于待辊轧带材的中性面中的面法线叫做轧 制线。如果该带材垂直于该出口平面引入到辊隙中，那么其相对于轧 制线的进入角度β＝0°。进入角度β也相对于出口平面的面法线来确 定。如果带材相对于出口平面的面法线倾斜地进入，那么进入角度β 的值就不等于零。

根据本发明，将带材通过控制辊引导进入轧钢机架的辊隙中。 通过控制辊相对于轧制线的定位改变进入角度β并由此控制带材上 的表面结构转印。能够看到，通过控制辊定位的进入角度改变是非常 简单和可靠的在道次中控制带材的表面结构的方法。这里能够根据所 希望的表面结构来通过进入角度β的改变匹配道次，而不改变轧钢机 架或者不必专门为了进入角度β的改变而去匹配轧钢机架之前的其 它装置，比如导辊。尤其也可以省去在一定磨损程度时工作轧辊的更 换，因为在特定前提下对于转印的影响只在带材的一面上是可能的。 即使工作轧辊有磨损，通过借助于控制辊调整进入角度β可以使辊轧 图案保持一致。也可以使用没有用于改变辊轧表面形貌的弯曲装置的 简单工作轧辊。尤其能够使用具有不同表面粗糙度的工作轧辊来生产 两面具有相同粗糙度的带材。同样地能够在现有的轧钢机架上加装可 定位的控制辊，由此以简单的方式扩大了现有轧钢机架的应用范围。

控制辊定位或者进入角度β改变的技术效果尤其涉及进入辊隙 的润滑剂的控制。润滑剂的进入基本上由三个途径确定。它们是

-通过表面活性物质进入，该表面活性物质将润滑剂与工作轧 辊表面和/或带材以活性方式结合，

-通过工作轧辊和带材表面的结构状况进入，尤其通过表面粗 糙度和由此产生的油囊以及

-流体动力学进入。

这里流体动力学进入是润滑剂进入的主要途径。这取决于各个 工作轧辊的表面与带材表面的接触角度。通过改变进入角度β能够改 变工作轧辊的接触角度并由此改变润滑剂的流体动力进入。尤其能够 通过进入角度的改变对带材的正面和背面的辊轧图案产生影响，比如 为了在两面上得到一致的辊轧图案并且为了对两个工作轧辊不同的 表面结构和表面结构不同的磨损程度做出反应。

由此能够通过控制辊相对于轧制线的定位直接在轧钢机架中对 带材正面和背面上的润滑剂进入产生影响并由此对辊轧图案产生直 接影响。

根据第一个实施方案优选在+/-2α调节范围内调整进入角度α， 其中α是工作轧辊(2，4)在道次中的咬入角度，对于该角度成立的 是：

α＝arccos[1-(Δh/DW)]

其中△h是辊轧前的带材厚度和辊压后的带材厚度的差值，单位 为mm(道次下压量)，DW是工作轧辊(2，4)mm为单位的直径。通 过使用对角度β相应限定的调节范围一方面覆盖了相关角度范围，另 一方面使得实现在范围内的精细角度调节成为可能。

当进入角度β大于该咬入角度α时，带材在进入时，在带材在 辊隙中成形之前与各个工作轧辊的表面已经是相切接触了。因此，在 根据本发明的方法的一个优选实施方案中将进入角度β调整至大于 工作轧辊的咬入角度α＝arccos[1-(△h/DW)]，其中△h是辊轧前的 带材厚度和辊压后的带材厚度的差值，单位为mm(道次下压量)， Dw是工作轧辊的mm为单位的直径。尤其在压花辊轧时通常设定较小 的道次下压量△h，由此咬入角度α也相应变小。

如果用大于咬入角度α的进入角度β运行工作轧辊，那么在改 变进入角度β时辊轧图案仅在带材的一面上改变，因为另一面以大于 咬入角度的接触角度与工作轧辊接触。由此能够通过进入角度β的改 变，几乎独立于第一面对带材的第二面的辊轧图案进行调整。因此在 该设计方案中能够尤其利用简化的控制在带材的两面上得到一致的 辊轧图案。优选以0.1°步阶，特别优选0.05°步阶改变进入角度β， 由此能够对带材的正面和背面的表面粗糙度进行特别精确的影响。

轧制后的带材的表面形貌主要取决于工作轧辊的表面。然而两 个工作轧辊的表面粗糙度可以不同。表面形貌的特性能够通过不同的 参数确定。常见参数是根据DIN ENISO4278和DIN EN ISO 4288的 平均粗糙度R_a。该参数通过下列方程定义：

Z(x)是表面的形貌，也就是说通过函数Z(x，y)的一维轮廓。 L是积分区间的长度。为了确定一个表面的表面质量，实际中在该表 面的多个位置通过线性扫面测量一维形貌Z(x)并算出相应的值R_a。

S_a的值由表面的二维测量给出，也就是表面外形Z(x，y)的测 量。S_a值的计算借助于下列方程进行，其中A是积分面积的大小：

工作轧辊表面的粗糙度R_a或者S_a比如能够在至少0.1μm至最大 10.0μm，优选至少0.4μm至最大4.0μm，特别优选至少0.6μm至 最大3.0μm。工作轧辊表面的粗糙度R_a或者S_a的差异能够尤其与进 入角度β相关地大于0.1μm，尤其大于0.3μm。可能的还有，仅在 一个工作轧辊中引入结构化表面。

能够利用工作轧辊表面不同的粗糙度来如此调整进入角度β， 即不太粗糙的工作轧辊和带材之间的接触角度大于咬入角度α并且 由此带材的该面具有与进入角度β的后续改变几乎无关的辊轧图案。 通过进入角度β能够调整带材的接触较粗糙工作轧辊一面的辊轧图 案。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中使用至少一个导辊， 带材在控制辊之前通过该导辊。单个导辊或者布置多个导辊的作用是 引导带材并调整带材张力，其中带材尤其通过多个导辊并在这些导辊 之间交替弯曲。与控制辊结合，至少一个导辊提供了预调整进入角度 β的可能性，由此进入角度β能够通过控制辊以非常小的角度步阶进 行调整，并且同时通过该至少一个导辊保证了控制辊具有足够的牵引 并且能够避免带材的表面损伤。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中如此定位该至少一个 导辊，即当控制辊不与带材接触并且通过控制辊的定位调整进入角度 β时，通过该至少一个导辊调整进入角度β_B，其中进入角度β和β_B的差值为至少0.5°，优选1.0°。为了更好的理解，接下来示例性地由近似水平的轧制线出发，其中负进入角度β代表了带材从轧制线 的上方位置进入，正的进入角度β代表了带材从轧制线的下方位置进 入，但并不约束于此。首先如此定位该至少一个导辊，即得到进入角 度β_B，而控制辊不接触带材。在该实例中控制辊位于带材轨道的上 部，也就是说接下来会如此定位该控制辊，即其接触带材的正面。现 在能够用该位于该导辊和轧钢机架之间的控制辊来调整进入角度β。 若进入角度β和β_B的差值为至少0.5°，优选1.0°，那么控制辊在 带材上就有足够的张力来避免该带材和控制辊之间的滑转。由此避免 了不希望的由控制辊在带材表面上引起的磨损和划伤。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中使用复二重式轧钢机 架(Duo-Walzgerüst)作为轧钢机架。复二重式轧钢机架构造简单并 相应地经济。通过在复二重式轧钢机架前使用控制辊能够足够好地通 过该控制辊控制带材上的轧制图案，即使咬入角度较小。由此可以弃 用复杂的，维修困难并且昂贵的四重和六重轧钢机架。

尤其使用具有两个相同工作轧辊的轧钢机架。这里工作轧辊在 直径和长度方面能够相同地构建，但是并不必须具有相同的结构化的 表面，比如具有相同粗糙度的形貌。由此工作轧辊容易互换，因为只 须准备一种工作轧辊类型。带材上可能出现的转印的不同能够用根据 本发明的方法通过进入角度β的改变来补偿。由此也能够消除在制造 上轧辊和下轧辊表面时的质量波动。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，带材至少一个表面 的粗糙度利用通过轧制过程中控制辊的定位进行的进入角度β的调 整，结合带材表面粗糙度的测量来调节。因为进入角度β能通过控制 辊的定位改变，有着这样的可能性，即也能在进行中的辊轧操作中通 过控制辊的定位来影响进入角度β并由此影响辊轧图案。尤其通过其 它的过程参数来确定辊轧时进入角度β的改变，尤其是测量值。优选 进行进入和/或离开的带材的表面粗糙度测量，另外优选在带材的正 面和背面进行测量。在测量带材的表面粗糙度与额定值相比的改变或 者偏差时，能够由此通过进入角度β的改变在后续调整出一致的辊轧 图案。

该轧钢机架和控制辊能够在生产线上或者在轧钢机内部与预先 安置的冷轧和热轧机架一起安置。这里该控制辊实现了压花辊轧道次 与轧钢机的过程参数或者先前进行的道次的参数的灵活匹配。在根据 本发明的方法的另一个实施方案中进行具有小于10％，优选1至6％ 的带材相对厚度改变(辊轧度)的压花辊轧道次。通过小的辊轧度使 得轧辊表面结构的转印得到改善，因为延伸保持得较小。同时能够限 制硬化并由此有利地影响了带材的机械性能。压花辊轧道次优选由直 径至少为200mm到最大1200mm的工作轧辊来进行。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中能够通过控制辊的定 位和进入角度β的调整在带材的至少一个表面上得到至少0.1μm至 最大10.0μm，优选至少0.4μm至最大4.0μm，尤其优选至少0.5 μm至最大2.0μm的表面粗糙度R_a或者S_a的范围。已经证明，上述 表面粗糙度R_a或者S_a的范围对于由该带材制成的板材的成形行为是 有利的。优选在带材的两个面上设置具有相同粗糙度的结构，也就是 具有大致相同的R_a或者S_a的值。

该带材的粗糙度值能够尤其在辊轧时通过测量装置来监测。这 里优选使用光学测量装置，该装置允许无接触的测量并具有对于上述 粗糙度来说足够的精度。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，至少一个工作轧辊 具有EDT表面结构或者EBT表面结构。通过“电火花毛化”(EDT) 生产的表面结构允许表面形貌上的大量突起。利用“电子束毛化”(EBT) 能够在表面上产生经控制分布的凹陷。通过两种方法生产的工作轧辊 中的表面结构非常适合于压花辊轧。此外，使用“喷丸毛化”(SBT) 用于表面结构化也是可能的。可能的还有结构化的铬层作为表面结构 或者利用激光毛化的表面。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，使用铝或者铝合金 组成的带材。这里尤其使用AA5xxx或者AA6xxx型号的铝合金。更加 优选的铝合金型号是AA6014，AA6016，AA6022，AA6111或者AA6060 以及AA5005，AA5005A，AA5754或者AA5182。提到的铝合金非常合 适于有高成形要求同时又要求高强度的应用。由这些铝合金生产的带 材的成形特性能够通过根据本发明的方法进一步改进。

上述技术问题根据本发明的第二技术教导通过用于带材辊轧， 尤其用于实施根据本发明方法的装置如此解决，即在带材运行方向在 轧钢机架的辊隙之前布置控制辊并且设置有用于控制辊相对于轧制 线的定位的装置。

通过该用于控制辊相对于轧制线的定位的装置能够改变进入角 度β并由此控制表面结构到带材上的转印。进入角度β通过该用于控 制辊定位的装置的改变是控制压花辊轧道次中带材表面结构的简单 且可靠的方法。这里能够通过改变进入角度β基于所希望的表面结构 匹配压花辊轧道次，而不改变轧钢机架，尤其是不必更换工作轧辊。 尽管工作轧辊有磨损，辊轧图案尤其能够通过借助于控制辊改变进入 角度β保持一致。也能够使用简单的没有弯曲装置的用于改变辊轧形 貌的工作轧辊。

在根据本发明的装置的一个设计方案中在带材运行方向上在控 制辊之前设置有至少一个导辊。与该控制辊相结合，该至少一个的导 辊提供了带材轨道的多种可能性和变型以改变进入角度β。

尤其设置有用于该至少一个导辊相对于轧制线的定位的装置。 由此该至少一个的导辊能够几乎与所希望的进入角度β无关地定位， 因为进入角度β通过用于控制辊定位的装置来进行决定性调整。

此外也能够设置用于工作轧辊定位或者用于轧制线改变的装置， 这进一步提高了涉及带材轨道和进入角度β的装置的变化性。

在根据本发明的装置的另一个设计方案中用于控制辊定位的装 置允许+/-10°,+/-5°，+/-3°之间或者优选+/-2α之间的进入角 度β。控制辊的位置优选能够以进入角度β的0.1°步阶，特别优选 0.05°步阶改变，由此能够进行对带材正面和背面的表面粗糙度非常 精确的影响。这尤其在与仅提供很小的咬入角度的复二重轧钢机架结 合时尤其有利。提到的+/-10°,+/-5°或者+/-3°的进入角度β实 现了影响带材表面结构的足够的调整范围。当限制在+/-5°，+/-3 °或者+/-2α的角度范围时，以简单的方式实现特别小的角度调整步 阶幅度。

在根据本发明的装置的另一个设计方案中，设定复二重轧钢机 架为轧钢机架，尤其是具有两个有着相同直径的工作轧辊的复二重轧 钢机架。通过复二重轧钢机架之前的控制辊能够主要通过用于调整控 制辊的装置在小的咬入角度下也能够控制带材上的辊轧图案。由此可 以弃用复杂的，维修困难并且昂贵的四重和六重轧钢机架。

在根据本发明的装置的另一个设计方案中，设置至少一个用于 测量带材至少一个表面的表面粗糙度的测量装置。这里优选使用光学 测量装置，该装置允许无接触的测量并具有对于上述粗糙度来说足够 的精度。该测量装置能够尤其安置在带材运行方向上轧钢机架之后， 以测量压花滚压道次的辊轧图案。

尤其设置有至少一个调节装置，通过该调节装置，控制辊的定 位，选择性至少一个的导辊的定位根据带材至少一个表面的表面粗糙 度的测量是可调的。该调节装置能够在这里分析测得的表面粗糙度并 通过控制辊的定位改变进入角度β。由此辊轧图案在辊轧运行时能够 得以检测和调节。