(57)【要約】      （修正有）【課題】冷間圧延を行う際に使用するエマルション中の鉄分を除去する方法を提案する。【解決手段】冷間圧延設備の圧延ロール２およびストリップ３に対して、エマルションを循環供給する循環タンク１１において、該エマルションから油分を抽出し、ついで該抽出した油分から鉄分を選択的に除去した後、該油分を該循環タンク１１または補給タンク１３に戻す。【選択図】図２
2011083808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間圧延設備の圧延ロールおよびストリップに対して、エマルションを循環供給する循環タンクにおいて、該エマルションから油分を抽出し、ついで該抽出した油分から鉄分を選択的に除去した後、該油分を該循環タンクに戻すことを特徴とする循環エマルションからの鉄分除去方法。
【請求項２】
循環供給方式のエマルション供給装置を備える冷間圧延設備であって、
該冷間圧延設備にエマルションを循環供給する循環タンクと、該循環タンクに連通し、エマルション中の油分を分離する油水分離装置と、該油分を受給し、該油分から鉄分を除去する鉄分除去装置とを備えていることを特徴とする冷間圧延設備。
【請求項３】
前記油水分離装置が、繊維フィルタを備えていることを特徴とする請求項２に記載の冷間圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間圧延を行う際に使用する循環エマルションから鉄分を除去する方法およびその除去方法を利用する冷間圧延設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼板の冷間圧延を行うに際し、油原単位に優れた圧延油エマルションの循環供給方式が広く採用されている。これは、圧延中のロールと鋼板の摩擦低減およびロールと鋼板の冷却を兼ねて、エマルションと称される油と水の混合液をロールと鋼板に供給し、さらに、このエマルションを回収し、循環して使用する方式である。
【０００３】
このような、循環供給方式においては、圧延時にロールと鋼板から発生する摩耗粉（鉄粉）が圧延設備を循環するエマルションに混入する。そのため、圧延油と鉄粉が化学反応し、圧延油の劣化を招くと共に、鉄粉を多く含んだ（鉄分濃度の高い）油分が鋼板表面に付着し、脱脂やめっきといった下工程への悪影響も大きくなる。
このため、循環供給するエマルションの鉄分濃度を所定以下に抑制すべく、鉄粉をエマルションから、定期的に除去する必要がある。
【０００４】
一般的に、エマルションから、鉄粉を除去する方法として使用されているのは、例えば、特許文献１に記載される電磁力を用いた電磁フィルタや永久磁石を用いた磁気分離機である。これらの装置は、鉄粉が磁性体であることを利用し、エマルションから鉄粉を除去することが可能である。また、濾紙や濾布を用いて鉄粉を除去するものとして、特許文献２に記載されるホフマンフィルタ、特許文献３に記載されるノッチワイヤフィルタ、あるいは特許文献４に記載されるような濾過助剤を用いて、鉄粉の精密濾過が可能なシュナイダーフィルタなどが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０５４７３号公報
【特許文献２】特開昭６０−２０６５１８号公報
【特許文献３】特開昭５０−６５６０号公報
【特許文献４】特開２００１−１２０９２４号公報
【特許文献５】特開２０００−２８８３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献１に記載される電磁フィルタや磁気分離機は、エマルションから鉄粉を除去する際、鉄粉と共に油分も除去してしまい、圧延油の油原単位の低下を伴うという問題がある。
【０００７】
ここに、エマルション中の油分濃度は通常１〜２質量％程度であって、鉄粉による鉄分濃度は、エマルション中の油分に対して、さらに500〜3000ppm（0.05〜0.3質量％）程度である。従って、エマルション全体からみた鉄分濃度は0.0005〜0.003質量％と非常に小さいものである。そのため、エマルションから鉄粉を直接除去することは、極めて困難である。
【０００８】
従って、150〜200ｍ３程度の大量のエマルションを考えた場合、上記したような電磁フィルタや磁気分離機で鉄粉を除去することには限界があり、油分に対する500〜2000ppm程度の鉄粉はどうしても残ってしまうことになる。
【０００９】
一方、特許文献２に記載されるホフマンフィルタや特許文献３に記載されるノッチワイヤフィルタは、目開き数十μmの濾紙や濾布を用いて、異物を除去するものであるが、特に、スカムなど浮遊鉄粉を除去することにおいては有効である。しかし、エマルション中に混入する鉄粉の粒径は１μm以下のものが多く、これらの鉄粉を十分に除去することはできない。また、１μm以下の目開きの濾紙や濾布を使用した場合には、濾紙や濾布がすぐに閉塞してしまい、やはりエマルション中の鉄粉を除去することは困難である。
【００１０】
また、特許文献４に記載されるような濾過助剤を用いるシュナイダーフィルタは、ストレート油の濾過に用いられ、目開き１μm以下の、いわゆる精密濾過も可能である。しかしながら、エマルション中の鉄粉の濾過に使用した場合は、エマルション油滴の直径が５〜15μmであるため、エマルション油滴が破壊されてしまい、フィルターが目詰まりして機能しなくなるという問題を生じる。
そのため、圧延時のエマルション中の鉄粉除去に適用することは難しい。
【００１１】
上記した理由により、冷間圧延設備では、循環して使用する大量のエマルションから効率的かつ高精度に鉄粉を除去することは極めて難しかった。そのため、エマルションは鉄粉等で汚れ、冷延後の鋼板表面は、鉄粉を含んだ油分が付着し、下工程の脱脂工程やめっき工程への負担が大きくなっているのが現状であり、このエマルション中の鉄粉を効率的かつ高精度に除去する技術が求められていた。
【００１２】
本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、冷間圧延を行う際に使用する大量の循環エマルションから、適量の油分を抽出し、この油分から鉄分を除去することにより、循環エマルションから、効率的かつ高精度に鉄分を除去し、循環エマルションの清浄化を達成する方法を提案することを目的とする。
また、本発明は、上記した方法を利用する冷間圧延設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．冷間圧延設備の圧延ロールおよびストリップに対して、エマルションを循環供給する循環タンクにおいて、該エマルションから油分を抽出し、ついで該抽出した油分から鉄分を選択的に除去した後、該油分を該循環タンクに戻すことを特徴とする循環エマルションからの鉄分除去方法。
【００１４】
２．循環供給方式のエマルション供給装置を備える冷間圧延設備であって、
該冷間圧延設備にエマルションを循環供給する循環タンクと、該循環タンクに連通し、エマルション中の油分を分離する油水分離装置と、該油分を受給し、該油分から鉄分を除去する鉄分除去装置とを備えていることを特徴とする冷間圧延設備。
【００１５】
３．前記油水分離装置が、繊維フィルタを備えていることを特徴とする前記２に記載の冷間圧延設備。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大量に循環しているエマルションから、適量の油分を取り出し、その油分から鉄分を除去することができるため、大量のエマルションからでも効率的かつ高精度に鉄分を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の循環供給方式の冷間圧延設備の構成図である。
【図２】本発明に従う循環供給方式の冷間圧延設備の構成図である。
【図３】冷間圧延時間と油中鉄分濃度の変化の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について、例を用いて具体的に説明する。
図１に、従来の循環供給方式の冷間圧延設備の構成例を示す。図中、１は圧延油供給ノズル、２は圧延ロール、３はストリップ（被圧延材）、11は循環タンク、12は回収用オイルパン、13は補給タンク、14は電磁フィルター、15はホフマンフィルタである。
エマルションを循環使用するこのような設備では、循環用のエマルションをノズル１を通じて、圧延ロール２およびストリップ３に供給し、潤滑と冷却を行う。使用後のエマルションは、循環タンク11に回収用オイルパン12を用いて回収し、循環タンク11にて撹拌しつつ、各ノズル１に供給し、各ノズル１から、再びエマルションを各圧延ロール２およびストリップ３に供給する。
【００１９】
その際、ストリップ３によるエマルションの持ち出しや、ヒュームアウトなどによるエマルションの油分量およびその濃度の低下が生じた場合には、補給タンク13から圧延油を補給する。なお、新規に圧延油を補充する際には、補給タンク13に補充する。
【００２０】
図１に示した電磁フィルター14は、効果的に鉄粉を除去する装置であるが、その規模を拡張することが困難な装置のため、循環タンク11中のエマルションの一部が処理できるに過ぎない。
一方、ホフマンフィルタ15は、スカムや異物を除去でき、大流量での処理も可能なため、図１に示したように、循環タンク11への戻り配管等に設置されるが、前述したように、細かい鉄粉は除去できない。
【００２１】
図２に、本発明に従う循環方式の冷間圧延設備の構成を示す。構成の骨子は、前掲図１に示した従来の圧延設備と一部共通するので、共通部分は同一の符号で示す。図中、21が油水分離装置、22が分離油分送給手段、23が分離エマルション送給手段、24が鉄分除去装置、25が鉄分排出手段、26が回収油送給手段である。
【００２２】
なお、図２に示した各圧延スタンドは、それぞれ一対の圧延ロールおよびバックアップロールからなる４段圧延設備の場合について示しているが、２段、さらには６段以上の多段圧延設備を用いることもできる。また、図２の冷間圧延設備は５スタンドのタンデム式であるが、スタンドの数は必要に応じて増減が可能で、単独の圧延設備であっても、そのエマルションの循環供給に本発明を適用することができる。
【００２３】
本発明に従う冷間圧延設備は、前記した循環タンク11、油水分離装置21および鉄分除去装置24を備えていることが特徴である。なお、循環タンク11は、その装置に特に制限はなく、従来公知の圧延設備用のタンクがいずれも好適に使用できる。
【００２４】
油水分離装置21は、圧延ロールおよびストリップに循環供給されている大量のエマルションから油滴を捕集して分離する機能を有している。
また、油水分離装置21は、大量のエマルションを処理するため、以下に示す繊維フィルタ方式が好ましい。この方式では、エマルションを油分と水分に完全に分離することは困難であるが、フィルタを通過したエマルション中の油分を30〜50％程度回収可能である。油分を部分的に抽出された残りのエマルションは、分離エマルション送給手段23を用いて循環タンク11に戻せば良く、また、図示しないが、低潤滑が要求される特定のスタンドの圧延設備に供給した後、回収用オイルパン12を用いて回収し、循環タンク11に戻してもよい。
一方、上記分離された油分は、分離油分送給手段22にて鉄分除去装置24に送給される。
【００２５】
鉄分除去装置24のフィルタとしては、精密濾過が可能なシュナイダーフィルタ、スパミックフィルタなどが好ましい。これらの方式は、大量のエマルションを処理するのは困難であるが、少量の油分であれば、その処理が可能であり、粒径の小さい鉄粉も除去可能である。また、本発明では、一旦分離した油分を鉄分除去装置24に通すため、直接、エマルションを鉄分除去装置24のフィルタに通すことがないので、前記したようなエマルション油滴の破壊やフィルターの目詰まりの問題も起こらない。
この鉄分除去装置24で除去された鉄分は、鉄分排出手段25を通じて系外に排出される。
一方、鉄分を除去された油分は、回収油分送給手段26にて、循環タンク11および／または補給タンク13に送給される。
【００２６】
上述したように、回収油分送給手段26が２つの送液ルートを持つことにより、本発明では、油分をそのまま循環タンク11に戻して、循環タンク11の圧延油濃度を一定に保つことができる。
また、循環する圧延油が過多となりスリップが発生した場合など、循環タンク11の濃度を低減したい時は、補給タンク13に一旦貯留して、圧延油濃度を調整することもできる。
【００２７】
なお、本発明の圧延設備には、図２に示したような、ホフマンフィルタ15や、電磁フィルター14も併せて使用することができる。この場合は、循環エマルションの鉄分濃度を、更に容易に低下させることが可能となる。なお、本発明において使用できるフィルタは、上記したフィルタに限定されるものではなく、従来公知の他の鉄粉除去手段を用いることもできる。
【００２８】
本発明における油水分離装置21の分離手段としては、繊維フィルタを用いることが好適であり、例えば、特許文献５に記載の繊維フィルタが好適に使用できる。
上記繊維フィルタは、例えば、単繊維直径0.1〜3.7μｍの繊維を主体とした繊維充填率が10〜70％で繊維表面の臨界表面張力が40dyne/cm 以上である繊維状シートと、疎水性の繊維状シートと、単繊維直径５〜40μｍの繊維を主体とした繊維充填率が20％以下で繊維表面の臨界表面張力が50dyne/cm 以下である繊維状シートとを順に重ねあわせたもの等が好ましい。
【００２９】
エマルション中の油滴は、通常、２〜30μm程度であるが、この繊維フィルタによる油滴の分離では、フィルタ孔径より小さい油滴はフィルタを通過し、フィルタ孔径より大きい油滴がフィルタの繊維に捕捉されやすい。繊維に捕捉された油滴は、次第に凝集することによって、さらに粗大な油滴となり繊維から離れ浮上し、油分として容易に回収することができる。
また、本発明に使用する繊維フィルタは、エマルションの粒径や使用する界面活性剤の種類等に応じて、フィルタ孔径や材質、膜厚等を選定することができる。
【００３０】
図２中、補給タンク13は、分離油用のタンクと新規購入油用のタンクを１つに記しているが、別々のタンクとしてもよい。
【実施例１】
【００３１】
循環供給方式の５スタンドのタンデム冷間圧延設備を用いて、本発明の効果を確認した。本発明に従う油水分離装置21と鉄分除去装置24の付いた設備での圧延（以下、発明例という）および油水分離装置と鉄分除去装置のない従来の設備での圧延（以下、従来例という）を、共に1週間、継続して行った。
発明例、従来例共に、普通鋼、ハイテン、ステンレス鋼等、被圧延材が同程度の量となるよう準備し、圧延を実施した。
【００３２】
圧延油としては、エステルを基油とし、ノニオン系の界面活性剤を添加したものを用い、エマルションとして循環使用した。この時、循環タンクの容量は200ｍ３であり、循環タンク11のエマルションの濃度が0.8〜1.2質量％となるように調整した。
【００３３】
また、エマルションの流量は2000ｍ３／時として各スタンドのロールとストリップに供給した後、オイルパン12にて回収し、全量をホフマンフィルタ15でスカム除去した。また、発明例、従来例共に循環タンク11のエマルションから、流量：240ｍ３／時のエマルションを電磁フィルター14で鉄粉除去処理を行った。この間適宜、循環エマルションを採取し、エマルションの油中鉄分濃度を測定した。
なお、油中の鉄分濃度が500ppm以下であれば、鉄粉による悪影響はほとんどないと言える。
【００３４】
さらに、発明例では、油水分離装置21として、孔径：７μmのポリエチレン製繊維フィルタを用い、循環タンク11からの流量は60ｍ３／時とし、エマルションを油水分離処理した。
上記の油分を抽出されたエマルションは、循環タンク11に直接戻した。油水分離では、平均0.3ｍ３／時の油分を抽出でき、これを、鉄分除去装置24であるシュナイダーフィルタにて処理し、鉄分を除去した。鉄分除去後の油分は、補給タンク13または循環タンク11に戻した。
上記した発明例、従来例の圧延のいずれもが、圧延中のトラブルなどなく圧延を終了した。
【００３５】
図３に、以上の実験で得られた結果を、冷間圧延時間と油中鉄分濃度の変化の関係としてグラフで示す。従来例では、油中鉄分濃度が1400〜1800ppmで推移しているのに対し、発明例では、油中鉄分濃度が300〜500ppmと、極めて低い値で推移しているのが分かる。
【００３６】
以上の結果から、本発明によれば、循環エマルションの油中鉄分濃度を従来例の1/3〜1/4に低減でき、これにより、鋼板汚れの低減、脱脂工程の負荷低減、圧延油の原単位の改善などが可能となる。
なお、実施例では、油水分離装置21および鉄分除去装置24が１組の場合について説明したが、圧延条件によっては、２組以上の油水分離装置21および鉄分除去装置24を用いても良いのはいうまでもなく、この場合は鉄分濃度の一層の低減化が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、冷間圧延を行う際に、循環供給に用いるエマルション中の鉄粉を効果的に除去することができる。そのため、脱脂工程やめっき工程の負荷の低減も図ることができ、もって、鋼板製造における省力化や低コスト化、環境負荷低減化等に貢献する。
【符号の説明】
【００３８】
１  圧延油供給ノズル
２  圧延ロール
３  ストリップ
11  循環タンク
12  回収用オイルパン
13  補給タンク
14  電磁フィルター
15  ホフマンフィルタ
21  油水分離装置
22  分離油分送給手段
23  分離エマルション送給手段
24  鉄分除去装置
25  鉄分排出手段
26  回収油送給手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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