(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間圧延機のワークロールにスプレーされるロール冷却水をロールバイトの出側に取り付けられ、該ワークロールの回転によるくさび効果を利用してシールするようにした機構を備えた非接触式の水切り装置を用いて水切りする冷間圧延機のロール冷却方法において、
前記圧延機の圧延速度が正常な範囲においてはロールバイトの出側からのスプレーを行い、前記圧延速度が予め設定された限界最小圧延速度を下回った時点ではロールバイトの入側からのスプレーに切り換えてロールバイトの出側からのスプレーを停止することを特徴とする冷間圧延機のロール冷却方法。
【請求項２】
ロールバイトの出側に取り付けられて冷間圧延機のワークロールにスプレーされるロール冷却水を、該ワークロールの回転によるくさび効果を利用してシールするようにした機構を備えて水切りする非接触式の水切り装置と、
前記ロールバイトの出側に配設される冷却水ヘッダと、
該冷却水ヘッダにロール冷却水を供給する流量遮断弁と、
前記ロールバイトの入側に配設される冷却水ヘッダと、
該冷却水ヘッダにロール冷却水を供給する流量調整弁と、
前記圧延機の圧延速度を検出するロール回転数検出器と、前記圧延機の圧延速度が限界最小圧延速度を超えた場合あるいは下回った場合に、前記流量遮断弁および流量調整弁を切換操作するロール冷却水スプレー制御装置と、
からなることを特徴とする冷間圧延機のロール冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷間圧延機のロール冷却方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延機のワークロールは、圧延中の加工熱により温度が上昇してロールクラウン等に悪影響を与えることから、水などによるロール冷却が行われている。このような圧延機でのロール冷却は、通常はロールバイト出側の方向から冷却するのが効率的であるとされている。しかし、単スタンドの圧延機や冷却タンデム圧延機の最終スタンドにおいては、ストリップ面への水乗りがストリップ巻き取り時の蛇行による巻きずれや、オイルステイン等の品質欠陥をもたらすことから、ロールバイト入側での冷却を余儀無くされている。
【０００３】
ところで、冷却効率の高いロールバイト出側からのロール冷却を採用するには、例えば冷間圧延においてはロール冷却水がストリップに付着して発錆したり、次の焼鈍工程で焼きむらが発生することなどから、ロール冷却水を水切りするのが必須であるが、接触式を用いようとするとワークロールにすり疵を付ける等の問題があって、使用することが困難である。
【０００４】
このような水切り装置としては、例えば特開昭５２−１２０２５４号公報などいくつか提案されている。図５はその代表例を示したものであるが、この図において、１はストリップＳを圧延するワークロール、２はワークロール１を支持するバックアップロール、３はワークロール１にロールバイト出側から冷却水をスプレーする冷却水ヘッダ、４は水切り装置である。
【０００５】
この水切り装置４は、フェルトなどの水切り用のシール材５と、このシール材５を保持する巻き込み防止板６と、シール材５をワークロール１に対して位置調整すべく、巻き込み防止板６を昇降自在とするシリンダ７とから構成されたものである。しかし、この水切り装置４においては、頻繁にシール材５とワークロール１との隙間を適正に調整する必要があることから、水切り不良を完全に無くすことが不可能であった。
【０００６】
そのような問題を解決すべく、例えば特公平６−  ８５９２４号公報には、図６に示すように、膨張収縮自在な袋体８を、ワークロール１に対向する一面が開口した収納箱９に収納し、袋体８の収納箱９の開口から露出した表面にシール材５を固着するとともに、配管１０から袋体８に気体を供給し、その袋体８の内部圧力を一定に保持する圧力調整弁１１を備えた非接触式の水切り装置４Ａが開示されており、長期にわたってワークロール１とシール材５の隙間１２を適正に保持して、水切り性能を確実に維持できるとされている。
【０００７】
すなわち、上記した非接触式の水切り装置４Ａは、図７に示すように、シール材５をワークロール１面に対してその隙間１２が常にδになるようにセットすることにより、ワークロール１の回転によるくさび効果を利用してシールするようにした機構を備えたものである。このシールをするための限界シール隙間δｍａｘ  （ｍｍ）は、理論的には下記の（１）  式で表される。
【０００８】
δｍａｘ  ＝（２η・Ｖ・ｔ／ν・ｈ）０．５              ………………（１）
ここで、η；液体粘性係数、Ｖ；ロール周速（ｒｐｍ  ）、ｔ；シール材５の厚み（ｍｍ）、ν；液体比重、ｈ；シール材５上の液体Ｗの溜まり高さ（ｍｍ）である。
図８は限界シール隙間δｍａｘ  と圧延速度の関係の一例を示したものであるが、連続圧延機の走間カット速度の５０〜４００  ｍｐｍ  の範囲で、δｍａｘ  が０．１  〜０．３  ｍｍと非常に小さい値を示すことがわかる。このδｍａｘ  の値は、機械精度的には工業的に使用しても充分管理可能なものであるが、例えば細かい金属片のような異物がシール材に巻き込んだり付着することにより、ワークロールにすり疵が入りやすく、ストリップの品質を考慮すると、実際はより大きいδを設定せざるを得ないことになる。例えばδを０．５  ｍｍに設定するとすると、図８より８００  ｍｐｍ  以下の速度域においてはロール冷却水の水切りは不十分になる。
【０００９】
このような場合、ストリップをコイル状に巻き取ろうとすると、コイルの先後端部で水切り不良部のストリップが巻き付けられることになるから、蛇行等による巻き不良や巻き取り後に残存する水分のためにオイルステイン等の品質欠陥を発生させることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術の有する課題を解決すべくなされたものであって、既設の非接触式の水切り装置の増強を行わずに水切り性能を確実に維持することができる冷間圧延機のロール冷却方法および装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷間圧延機のワークロールにスプレーされるロール冷却水をロールバイトの出側に取り付けられ、該ワークロールの回転によるくさび効果を利用してシールするようにした機構を備えた非接触式の水切り装置を用いて水切りする冷間圧延機のロール冷却方法において、前記圧延機の圧延速度が正常な範囲においてはロールバイトの出側からのスプレーを行い、前記圧延速度が予め設定された限界最小圧延速度を下回った時点ではロールバイトの入側からのスプレーに切り換えてロールバイトの出側からのスプレーを停止することを特徴とする冷間圧延機のロール冷却方法である。
【００１２】
また、本発明は、ロールバイトの出側に取り付けられて冷間圧延機のワークロールにスプレーされるロール冷却水を、該ワークロールの回転によるくさび効果を利用してシールするようにした機構を備えて水切りする非接触式の水切り装置と、前記ロールバイトの出側に配設される冷却水ヘッダと、該冷却水ヘッダにロール冷却水を供給する流量遮断弁と、前記ロールバイトの入側に配設される冷却水ヘッダと、該冷却水ヘッダにロール冷却水を供給する流量調整弁と、前記圧延機の圧延速度を検出するロール回転数検出器と、前記圧延機の圧延速度が限界最小圧延速度を超えた場合あるいは下回った場合に、前記流量遮断弁および流量調整弁を切換操作するロール冷却水スプレー制御装置と、からなることを特徴とする冷間圧延機のロール冷却装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。なお、図中において、従来例と同一部材については同一の符号を付して説明を省略する。
図１は本発明の実施例を示す概要図であり、１３はロールバイト入側に設けられてワークロール１にロール冷却水をスプレーする冷却水ヘッダ、１４は冷却水供給管、１５は冷却水ヘッダ１３にロール冷却水を供給する分岐管１４ａに取り付けられる流量調整弁、１６はロールバイト出側の冷却水ヘッダ３にロール冷却水を供給する分岐管１４ｂに取り付けられる流量遮断弁である。１７はワークロール１の回転軸に結合されるロール回転数検出器、１８はロール冷却水スプレー制御装置である。
【００１４】
そして、まず、ロールバイト出側に設けられた非接触式の水切り装置４Ａのシール材５とワークロール１との隙間δを異物によるロール疵が発生しない限界シール隙間δｍａｘ  の値（例えば０．５  ｍｍ）に設定する。ついで、図８を用いて限界シール隙間δｍａｘ  に相当する水切り不良の発生する限界最小圧延速度ＶＬＬを求め、ロール冷却水スプレー制御装置１８に設定する。
【００１５】
いま、ロール回転数検出器１７で検出される圧延速度Ｖがその限界最小圧延速度ＶＬＬ以上の値で圧延しているときは、流量遮断弁１６を開放してロールバイト出側の冷却水ヘッダ３からスプレーしてロール冷却を行う。このとき、ロールバイト入側の冷却水ヘッダ１３からは、流量調整弁１５を所定開度に保持することによって所定の流量だけスプレーされている。
【００１６】
そして、ロール冷却水スプレー制御装置１８においてワークロール１の圧延速度が限界最小圧延速度ＶＬＬを下回ったと判断したときに、流量調整弁１５を全開にして冷却水ヘッダ１３からワークロール１のロールバイト入側にロール冷却水をスプレーし、流量遮断弁１６を閉止してロールバイト出側からのロール冷却水のスプレーを停止する。また、逆に圧延速度が限界最小圧延速度ＶＬＬを超えた場合は、流量遮断弁１６を開放し、流量調整弁１５を所定開度に戻す。なお、上記での切り換え時においては、ロールバイト入側と出側のロール冷却水の総流量が急変しないような弁の切換操作を行うことが肝心である。
【００１７】
【実施例】
非接触式の水切り装置４Ａを備えた冷間圧延機を用いてストリップＳを圧延する際に、本発明法を適用した。このとき、シール材５とワークロール１との間の隙間δを０．５  ｍｍとし、そのときの限界最小圧延速度ＶＬＬを図８から８００ｍｐｍに設定した。そして、図２に示すように、圧延速度が限界最小圧延速度ＶＬＬを下回ったときに、水切り性にすぐれたロールバイト入側の冷却水ヘッダ１３に切り換えてスプレーを行った。
【００１８】
そのときの水切り不良発生率は、図３に示すように従来例では０．０７％であったものが本発明例では０．００５  ％と大幅に低減した。また、シール材５とワークロール１との間の隙間を本発明の場合は従来に比べてあけるようにしたので、すり疵発生率も図４に示すように、従来例の０．０６５  ％から０．０１％に低減することができた。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非接触式の水切り装置を備えた冷間圧延機の圧延速度が正常な範囲においては前記ワークロールのロールバイトの出側からスプレーし、圧延速度が予め設定された限界最小圧延速度を下回った時点では前記ロールバイトの入側からスプレーするようにしたので、全圧延速度域において良好な水切り性を確保することが可能となり、これによって圧延製品の品質を向上させることができる。
【００２０】
また、低速度圧延域で冷却効率は低いが水切り性のよいロールバイト入側からのロール冷却に切り換えることによって、圧延速度によるワークロールのサーマルクラウン変動を抑制することが可能になって、圧延製品の形状品質を安定させるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す概要図である。
【図２】圧延速度の時間的変化に対するロールバイト入出側冷却水流量の変動を示す特性図である。
【図３】水切り不良発生率の特性図である。
【図４】すり疵発生率の特性図である。
【図５】従来例を示す概要図である。
【図６】他の従来例を示す概要図である。
【図７】非接触式のシール材のシールメカニズムの説明図である。
【図８】限界シール隙間と圧延速度の関係の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１  ワークロール
２  バックアップロール
３  冷却水ヘッダ
４，４Ａ  水切り装置
５  シール材
６  巻き込み防止板
７  シリンダ
８  袋体
９  収納箱
１０    配管
１１    圧力調整弁
１２    隙間
１３  冷却水ヘッダ
１４    冷却水供給管
１４ａ，１４ｂ    分岐管
１５    流量調整弁
１６    流量遮断弁
１７    ロール回転数検出器
１８    ロール冷却水スプレー制御装置
Ｓ  ストリップ
Ｗ  液体
【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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