(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能に支持され、先端部下側に設けた水切り(19)を当接させるようにして圧延ロール（２）の表面とわずかな間隙を介して設置される冷却パッド（４）に、冷却液供給装置(25)から供給される冷却液を圧延ロール（２）の表面に吹きつけるスリット状のノズル(21)を圧延ロール軸方向に形成し、このスリット状のノズル(21)の基端部に圧延ロール軸方向のスリット(20)の幅を変えて冷却幅を可変にし得るマスク(28)を備えたマスク遮蔽機構(26)を設けた圧延ロール冷却装置（１）において、前記冷却パッド（４）を冷却パッド本体（５）と冷却ヘッド（６）に分け、該冷却パッド本体（５）に該冷却ヘッド（６）を回動可能に取付けて該冷却ヘッド（６）と圧延ロール（２）の表面との間隙を変更することができるようにしたことを特徴とする圧延ロール冷却装置。
【請求項２】
回動可能に支持され、先端部下側に設けた水切り(19)を当接させるようにして圧延ロール（２）の表面とわずかな間隙を介して設置される冷却パッド（４）に、冷却液供給装置(25)から供給される冷却液を圧延ロール（２）の表面に吹きつけるスリット状のノズル(21)を圧延ロール軸方向に形成し、このスリット状のノズル(21)の基端部に圧延ロール軸方向のスリット(20)の幅を変えて冷却幅を可変にし得るマスク(28)を備えたマスク遮蔽機構(26)を設け、更に該マスク遮蔽機構(26)により遮蔽されて余剰となった冷却液をバイパスさせる管路(33)と流量制御弁(34)とを設けた圧延ロール冷却装置（１）において、前記冷却パッド（４）を冷却パッド本体（５）と冷却ヘッド（６）に分け、該冷却パッド本体（５）に該冷却ヘッド（６）を回動可能に取付けて該冷却ヘッド（６）と圧延ロール（２）の表面との間隙を変更することができるようにしたことを特徴とする圧延ロール冷却装置。
【請求項３】
前記冷却ヘッド（６）に該冷却ヘッド（６）と圧延ロール（２）の表面との間隙を測定するためのセンサー(35)を取り付けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧延ロール冷却装置。
【請求項４】
前記センサー(35)が冷却液の液圧を測定する圧力センサー、冷却液の電気抵抗を測定する電気抵抗センサー、マグネスケールおよびレーザ位置センサーのいずれか１種であることを特徴とする請求項３記載の圧延ロール冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧延ロール冷却装置、詳しくは圧延ロールの表面に冷却パットのスリット状のノズルから冷却液を吹き付けて圧延ロールを冷却する圧延ロール冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延ロールを用いて金属材料を圧延すると、圧延材の塑性変形によって生じる加工熱、圧延材と圧延ロールとの間の摩擦熱などによって、圧延ロールが加熱され、特に熱間圧延の場合には、圧延材自体が高温であるため一層圧延ロールが加熱されることになる。
この圧延ロールの加熱により圧延ロールの加熱部に熱膨張が生じ、凸型のヒートクラウンが生じ、圧延材の板厚が不均一になるなどの問題がある。
【０００３】
このため、従来から圧延ロール冷却装置を用いて圧延ロールの表面に水などの冷却液を吹き付けて冷却することが行われていた。この圧延ロール冷却装置の１つとして特開平６─２９７０１０号公報に記載されている圧延ロール冷却装置が知られている。この圧延ロール冷却装置１は、図５および図６に示すように、上下の圧延ロール２、３が支持される圧延機ハウジング１４に取り付けられたフレーム１５に設置されており、このフレーム１５に冷却パッド４の中央部が回動可能に支持され、流体圧シリンダー１７およびリンク機構１８によって圧延ロール２の表面に冷却パッド４の先端部下側に設けた水切り１９を当接させるようにして冷却パッド４を圧延ロール２の表面とわずかな間隙を介して対向することができるようになっている。
【０００４】
この冷却パッド４は、図６および７に示すように圧延ロール２のロール全長に対応した幅に形成されており、その内部にスリット２０が形成され、先端部が開口したスリット状のノズル２１となっており、スリット２０の基端部にはヘッダ２４が形成されている。このヘッダ２４には、冷却液供給装置２５から冷却液が供給されるようになっている。
【０００５】
この冷却パッド４には、スリット状のノズル２１から噴出する冷却液の幅Ｂを制御することができるようにするため、図７に示すようにマスク遮蔽機構２６が設けられており、このマスク遮蔽機構２６のマスク案内溝２７が冷却パッド４の幅方向両端部に形成されている。このマスク案内溝２７は、ほぼＵ字状の外側の直線部分がスリット状のノズル２１とヘッダ２４の間に配置され、内側の直線部分がヘッダ２４の外側に配置されてそれぞれがロール軸方向と平行にされ、これら２つの直線部分が冷却パッド４の端部で半円状に連結されて連続した溝となっている。
このマスク案内溝２７には、図８に示すように内側に溝が形成された溝付きベルト状のマスク２８が装着され、冷却パッド４両端部の歯付きプーリ２９に巻き掛けられている。これら２つの歯付きプーリ２９は図９に示すように１台の油圧モータ３０と駆動力伝達機構３１によって互いに逆方向に同期回転されるように構成されている。
【０００６】
したがって、油圧モータ３０を駆動して駆動力伝達機構３１を介して歯付きプーリ２９を回転すると、これらと噛み合う２本の歯付きベルト状のマスク２８がロール軸方向に接近、または離反され、スリット状のノズル２１の噴出幅を変えて冷却幅を変えることができる。
【０００７】
また、この圧延ロール冷却装置１は、図７に示すように前記マスク案内溝２７に囲まれた中央部には整流穴２３が開けられた整流板２２が設けられ、ヘッダ２４から流れてきた冷却液を整流してスリット状のノズル２１から噴出できるようになっている。
【０００８】
さらに、別の圧延ロール冷却装置１は、図１０に示すようにマスク遮蔽機構２６のマスク２８の後方の余剰冷却ヘッダ３２にバイパス用管路３３が接続せれ、その出側に流量制御弁３４が設けてあり、バイパスされた余剰冷却液が冷却液供給装置２５に戻されたり、排液されたりするようになっている。
これらにより、マスク２８を閉じることによって冷却幅を狭くした場合には、流量制御弁３４を開いて余剰の冷却液をバイパス用の管路３３からバイパスするようにしているので、圧力上昇で冷却噴霧量が変化することを防止でき、一層正確に冷却液の噴射量を制御することができるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６─２９７０１０号公報に記載されている圧延ロール冷却装置１は、圧延ロール２の径が変化した場合、例えば該圧延ロール２の径が修理のための研削・研磨などによって小さくなった場合などにおいて、冷却パッド４と圧延ロール２の表面との間隙が大きくなり、冷却液の流速が低くなって冷却効果が低下するという欠点があった。
本発明は、上記圧延ロール冷却装置において、圧延ロールの径が変化しても冷却パッドと圧延ロール表面との間隙を一定にすることができる圧延ロール冷却装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の圧延ロール冷却装置においては、回動可能に支持され、先端部下側に設けた水切りを当接させるようにして圧延ロールの表面とわずかな間隙を介して設置される冷却パッドに、冷却液供給装置から供給される冷却液を圧延ロールの表面に吹きつけるスリット状のノズルを圧延ロール軸方向に形成し、このスリット状のノズルの基端部に圧延ロール軸方向のスリットの幅を変えて冷却幅を可変にし得るマスクを備えたマスク遮蔽機構を設けた圧延ロール冷却装置、またはこれに該マスク遮蔽機構により遮蔽されて余剰となった冷却液をバイパスさせる管路と流量制御弁とを設けた圧延ロール冷却装置において、前記冷却パッドを冷却パッド本体と冷却ヘッドに分割し、該冷却パッド本体に該冷却ヘッドを回転可能に取り付けて該冷却ヘッドと圧延ロールの表面との間隙を変更することができるようにしたことである。
【００１１】
また、本発明の圧延ロール冷却装置においては、前記冷却ヘッドに該冷却ヘッドと圧延ロールの表面との間隙を測定するための圧力センサー、電気抵抗を測定する電気抵抗センサー、マグネスケール又はレーザ位置センサーなどのセンサーを取り付けたことである。
【００１２】
【作用】
本発明の圧延ロール冷却装置１において、圧延ロールの表面とわずかな間隙を介して設置される冷却パッドを冷却パッド本体と冷却ヘッドとに分割し、該冷却ヘッドを冷却パッド本体に回動可能に取付けて該冷却ヘッドと圧延ロールの表面との間隙を変更することができるようにしたことにより、圧延ロールの径が修理のための研削・研磨などによって小さくなった場合においても、該冷却ヘッドを圧延ロールの表面と一定の狭い間隙になるように移動することにより、冷却液の流速を早くすることができるので、圧延ロールの表面を効率よく冷却することができ、その結果凸型のヒートクラウンが生じることがない。
【００１３】
また、前記冷却ヘッドに該冷却ヘッドと圧延ロールの表面との間隙を測定するためのセンサーを取り付けたことにより、該冷却ヘッドと圧延ロールの表面との間隙を測定することができ、またこの結果を利用して自動的に該冷却ヘッドと圧延ロールの表面との間隙を一定にすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、本発明の圧延ロール冷却装置は、冷却パッドの先端部以外の部分の構造は上記従来の特開平６─２９７０１０号公報に記載されているものと同一であるので、説明を省略する。
【００１５】
実施例１
本発明の１実施例の圧延ロール冷却装置を図１および３を参照して説明する。本発明の圧延ロール冷却装置１の冷却パッド４は、冷却パッド本体５と先端部の冷却ヘッド６とからなり、冷却パッド本体５と冷却ヘッド６は圧延ロール２のロール全長に対応した幅に形成されている。
【００１６】
この冷却パッド本体５の内部にはスリット２０が形成され、先端部が開口したスリット状のノズル２１となっており、スリット２０の基端部にはヘッダ２４が形成されている。このヘッダ２４には、冷却液供給装置２５から冷却液が供給されるようになっている。
また、冷却パッド本体５の先端部は図３に示すように部分的に円柱状に形成され、この円柱状の部分が前記スリット状のノズル２１の上面部の一部になるようになっており、その中心に冷却パッド本体５を回動可能に支持するための穴７ａが設けられている。
【００１７】
一方、前記冷却ヘッド６は、図３に示すようにロール２の曲率とほぼ同じ曲率で湾曲し、その下端部が図３に示すように部分的に円柱状に形成され、この円柱状の部分が前記スリット状のノズル２１の上面部の一部になるようになっており、その中心に冷却パッド本体５の先端部に回動可能に取り付けるための穴７ｂが設けられている。またその背面にはガイド用長穴１２を設けた２枚の背板１１（１枚は図示されていない。）が固定されている。
【００１８】
この冷却ヘッド６の下端部と冷却パッド本体５の先端部とは、蝶番のように組み合うようになっており、これらを組み合わせて該冷却ヘッド６に設けた穴７ｂと冷却パッド本体５の先端部に設けた穴７ａとに回転ピン８を差し込むことによって、該冷却ヘッド６が該冷却パッド本体５の先端部に回動可能に取り付けられている。
【００１９】
この冷却ヘッド６の２枚の背板１１のガイド用長穴１２間には、ピン１３が渡され、このピン１３の両端部がこれらの穴１２の中をスライドするように設けられており、このピン１３の中央に冷却パッド本体５に固定された液体圧シリンダー９のシリンダーロッド１０の先端が固定されている。
【００２０】
次に、この実施例の圧延ロール冷却装置の使用方法を説明する。
ロール２の交換でロール２の径が大きくなった場合、または表面の修理などによってロール２の径が小さくなった場合、従来と同様に流体圧シリンダー１７およびリンク機構１８によって圧延ロール２の表面に冷却パッド４の先端部下側に設けた水切り１９を当接させるようにして冷却ヘッド６の下端部を圧延ロール２の表面とわずかな間隙を介して対向する位置にし、その後必要に応じて油圧モータ３０を駆動して駆動力伝達機構３１を介して歯付きプーリ２９を回転し、これらと噛み合う２本の歯付きベルト状のマスク２８がロール軸方向に接近、または離反され、スリット状のノズル２１の噴出幅を変える。その後冷却ヘッド６用の流体圧シリンダー９を操作して冷却ヘッド６の前面が圧延ロール２の表面と所定の間隙になるようにし、冷却液を流して圧延作業を開始する。
【００２１】
実施例２
本発明の他の実施例の圧延ロール冷却装置を図２を参照して説明すると、本発明の他の実施例の圧延ロール冷却装置は、図２に示すように前記マスク遮蔽機構２６により遮蔽されて余剰となった冷却液をバイパスさせる管路３３と流量制御弁３４とを設けたこと以外は実施例１と同じものである。
バイパスさせる管路３３と流量制御弁３４を設けたことにより、冷却幅を狭くした場合にも冷却液の圧力が上昇することがないので、正確に冷却液の噴射量を制御することができる。
【００２２】
実施例３
本発明の他の実施例の圧延ロール冷却装置を図４を参照して説明する。本発明の他の実施例の圧延ロール冷却装置は、図４に示すように実施例１および２に示した圧延ロール冷却装置の冷却ヘッド６に圧延ロール２の表面と冷却ヘッド６との間隙を流れる冷却液の圧力を検出する圧力センサー３５を取り付けたものである。この圧力センサー３５の検出値を比較器、演算器などからなる制御装置で処理し、流体圧シリンダー９を操作して冷却ヘッド６と圧延ロール２の表面との間隙を自動的に所定の距離または圧力にすることができるようにしたものである。
【００２３】
上記実施例では、圧力センサー３５の検出値を制御装置で処理し、流体圧シリンダー９を自動的に操作しているが、圧力センサー３５の検出値に基づいて流体圧シリンダー９を手動で操作するようにすることもできる。
また、上記実施例では、冷却ヘッド６と圧延ロール２の表面との間隙を圧力センサー３５を用いて測定するよにしているが、電気抵抗センサーを用いて圧延ロール２と冷却ヘッド６の冷却液の電気抵抗を測定するようにしてもよいし、マグネスケールおよびレーザ位置センサーを用いてもよい。
なお、マグネスケールは、寸法が一定の多数の磁石を表面に固定した棒状体を用い、この棒状体を被測定物に接触させ、この棒状体の移動量を棒状体の表面に固定した磁石が外周に設けたコイルを通過するときに発生するパルスの数をカウントすることによって距離を測定するものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、上記構成にしたことにより、次のような優れた効果を奏する。
（１）冷却ヘッド６を冷却パッド本体５に回動可能に取付けことにより、圧延ロール２の径が変化した場合においても、冷却パッド４（冷却ヘッド６）を圧延ロール２表面と所定の間隙になるようにすることができる。
（２）冷却ヘッド６に該冷却ヘッド６と圧延ロール２の表面との間隙を測定するためのセンサー３５を取り付けたことにより、該冷却ヘッド６と圧延ロール２の表面との間隙の距離、または圧力などを測定することができるので、この結果を利用して該冷却ヘッド６と圧延ロール２の表面との間隙を所定の距離、または圧力などにすることができ、また自動的に該冷却ヘッド６と圧延ロール表面との間隙を常に所定の距離、または圧力などにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の圧延ロール冷却装置を図７のＡーＡと同様な位置で切断した拡大部分側面図である。
【図２】本発明の他の実施例の圧延ロール冷却装置を図７のＡーＡと同様な位置で切断した拡大部分側面図である。
【図３】本発明の実施例における冷却パッドの冷却ヘッドの取付け方を説明するための側面図及び正面図である。
【図４】本発明の他の実施例の圧延ロール冷却装置の冷却ヘッドにセンサーを取り付けたものを説明するための図である。
【図５】従来の圧延ロール冷却装置の全体側面図である。
【図６】従来の圧延ロール冷却装置を図７のＡ−Ａの位置で切断した拡大部分側面図である。
【図７】従来の圧延ロール冷却装置の上部の一部を切断した平面図である。
【図８】従来の圧延ロール冷却装置のマスクおよび歯付きプーリの拡大平面図である。
【図９】従来の圧延ロール冷却装置の部分側面図である。
【図１０】従来の他の圧延ロール冷却装置を図７のＡーＡと同様な位置で切断した拡大部分側面図である。
【符号の説明】
１    圧延ロール冷却装置
２、３  圧延ロール
４  冷却パット
５  冷却パット本体
６  冷却ヘッド
７ａ、７ｂ    穴
８  回転ピン
９、１７    液体圧シリンダー
１０  シリンダーロッド
１１  背板
１２  ガイド用長穴
１３  ピン
１４  圧延機ハウジング
１５    フレーム
１６  回転軸
１８    リンク機構
１９  水切り
２０  スリット
２１  スリット状のノズル
２２  整流板
２３  整流穴
２４    ヘッダ
２５  冷却液供給装置
２６  マスク遮蔽機構
２７  マスク案内溝
２８  マスク
２９  歯付きプーリ
３０  油圧モータ
３１  駆動力伝達機構
３２  余剰冷却液ヘッダ
３３  管路
３４  流量制御弁
３５  センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003582617.tif 000010
【図１０】
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