(57)【要約】【課題】金属ストリップの表面に、その幅方向全体に亘って均一混合の圧延油を、変更された各種幅寸法の金属ストリップの幅全体に亘っても、圧延油を継続して所定の濃度で均一に吹き付けることができる圧延油供給装置及び方法を提供すること。【解決手段】圧延機で金属ストリップの表面に、圧延油を含むクーラントを供給するための圧延油供給装置であって、圧延油と液体を混合してクーラントを作るミキシングタンクと、複数のノズル部材を有し、供給されたクーラントを金属ストリップの幅方向に均一に吹き付けるヘッダ装置と、前記クーラントを前記ミキシングタンクから前記ヘッダ装置に供給する供給路と、前記ヘッダ装置において吹き付けに使用されなかったクーラントを、前記ヘッダ装置の流路末端部から前記ミキシングタンクに戻すための戻し路とを有することを特徴とする圧延油供給装置。【選択図】図１
2011143454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機で金属ストリップの表面に、圧延油を含むクーラントを供給するための圧延油供給装置であって、
圧延油と液体を混合してクーラントを作るミキシングタンクと、
複数のノズル部材を有し、供給されたクーラントを金属ストリップの幅方向に均一に吹き付けるヘッダ装置と、
前記クーラントを前記ミキシングタンクから前記ヘッダ装置に供給する供給路と、
前記ヘッダ装置において吹き付けに使用されなかったクーラントを、前記ヘッダ装置の流路末端部から前記ミキシングタンクに戻すための戻し路と
を有することを特徴とする圧延油供給装置。
【請求項２】
前記供給路が、自動濃度計を有することを特徴とする請求項１に記載の圧延油供給装置。
【請求項３】
前記供給路が、クーラントを採取するためのサンプリング口を有することを特徴とする請求項１に記載の圧延油供給装置。
【請求項４】
前記クーラントは、圧延油と水の混合液であることを特徴とする請求項１に記載の圧延油供給装置。
【請求項５】
圧延機で金属ストリップの表面に、圧延油を含むクーラントを供給するための圧延油供給方法であって、
ミキシングタンクにおいて圧延油と液体を混合してクーラントを作るステップと、
前記クーラントを複数のノズル部材を有するヘッダ装置によって金属ストリップの表面に吹き付けるステップと、
前記ヘッダ装置において吹き付けに使用されなかったクーラントを前記ヘッダ装置の流路末端部から前記ミキシングタンクに戻すステップと
を有することを特徴とする圧延油供給方法。
【請求項６】
前記クーラントを複数のノズル部材を有するヘッダ装置によって金属ストリップの表面に吹き付けるステップが、圧延油の濃度を測定するステップを包含することを特徴とする請求項５に記載の圧延油供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ストリップの圧延の際、圧延機の圧延ロールと金属ストリップの間の摩擦を低減させて金属ストリップの圧延加工を容易にし、さらに圧延された金属ストリップの表面を美しく仕上るために、金属ストリップ表面に圧延油を均一に供給する圧延油供給装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延される金属ストリップの圧延前及び圧延後の幅は区々である。従って、ストリップ表面に吹き付けあるいは塗布すべき圧延油の幅は、圧延ロット毎に調整することが必要である。
【０００３】
圧延油は、通常、圧延油と相溶性のない水に混合されて、金属ストリップ表面に吹き付け又は塗布される。この混合液は、その冷却作用から、クーラントと呼ばれることもある（以下、クーラントという）。
【０００４】
従来、相溶性のない複数の流体を混合してなる混合流体すなわちクーラントをヘッダ装置から噴射するに際して、ミキシングタンクからヘッダ装置までの距離が長いため、ミキシングタンク内で調整されたエマルション状態のクーラントは、ヘッダ装置に送られるまでの間に、圧延油と水に分離する。その結果、ヘッダの幅方向で圧延油の濃度分布が不均一となる現象、あるいは経時的に濃度変化する現象が起こる。特に、ヘッダ両端部は閉塞されているため、幅方向両端部付近では流速が低下し、圧延油と水の分離が促進される。これにより、該ヘッダの両端部付近からクーラントが噴射される位置に対応する金属ストリップ表面では、圧延油の付着量が多くなるという問題が発生する。
【０００５】
この問題を解決するために、前記細長いヘッダと混合流体供給側の間に挿入された、流路を狭くするための絞りを有するインジェクタ部と、該インジェクタ部の出側正面の開孔とヘッダを連通して、ヘッダに混合流体を供給する供給配管と、前記インジェクタ部の側面に形成された開孔と、該インジェクタ部側面の開孔とヘッダ長手方向の端部を連通する戻り配管とを備え、混合流体の流れにより前記インジエクタ部側面の開孔に発生する負圧を、前記戻り配管を介してヘッダ端部からヘッダ内の混合流体に作用させ、ヘッダ端部に滞留する混合流体を前記混合流体供給側へ戻すように構成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、圧延中の金属ストリップの表面に、金属ストリップの幅方向全体に圧延油の均一な付着量で塗布するために、圧延油タンクから送られる圧延油と、温水タンクから送られる温水とを、ミキシングタンクで混合してエマルジョン状態のクーラントを調製し、該クーラントをヘッダ装置から圧延装置で圧延されつつある金属ストリップＳの表面に噴射して、圧延油を該ストリップの表面に塗布する圧延油供給装置であって、ミキシングタンクとヘッダ装置との間に、インジェクタを介設し、該インジェクタによりヘッダ装置に供給されるクーラントの一部を出側管を通して循環させて供給させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、変更した金属ストリップの幅に合わせて吹き付け幅あるいは塗布幅を調整する「幅切り」を行った場合でも、油分濃度を均一に維持すること目的として、 多数のスプレーノズルを備えたメインヘッダの背面にサブヘッダを設け、戻り管及び供給管により連結し、供給管の内部にインジェクションノズルを深く挿入し、圧延油をメインヘッダに向けて噴出することにより、ヘッダ内部に循環流が形成され、油分濃度の不均一を防止する構成が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
さらに、相溶性のない複数の流体が混合されてなる混合流体を一つのヘッドから噴射するヘッダ装置であって、ヘッダの混合流体を供給する側で流路を絞り、該混合流体に負圧を生じさせるためのインジェクタ部と、ヘッダ長手方向の端部と前記インジェクタ部を連通し、前記負圧を該端部からヘッダ内の混合流体に作用させて、該混合流体を前記混合流体供給側へ戻すための戻り配管とを備えた構成が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
これらの従来の構成においては、それぞれの問題点をある程度解決している。しかし、特許文献１，２、４の方法では、ヘッダーの圧延油供給路端部から圧延油供給路に戻して循環させる構成であるから、引用文献４第４頁左上欄第７〜９行に記載されているように、「ヘッダ内混合流体の油分濃度は、設定濃度（１４％）の±２％の範囲」であると書かれており、継続的に使用された場合、濃度範囲が±２％を超えることになるという問題がある。すなわち、引用文献４のヘッダ装置においては、その時その時に金属ストリップの幅方向において均一濃度の圧延油を吹き付けることができるとしても、時間の経過に伴って圧延油の濃度が所定濃度範囲を超えるおそれが高い問題がある。
【００１０】
本発明者は、上述した従来の圧延油供給装置のヘッダ装置について検証実験を行った。検証したヘッダ装置は、左から右へ１１個の噴射ノズルを備えている。幅１１０ｃｍの金属ストリップのためのヘッダ装置には、供給配管からクーラントを加圧供給した。クーラントは、１０％のパーム油と、９０％の水とを混合したエマルションである。該クーラントを、７．７Ｌ／minの流量で、０．２Ｍｐａの圧力で、供給配管から供給した。
【００１１】
噴射ノズルから噴射される圧延油の濃度は、図４に示すように、左端の噴射ノズルにおいて１６％、右端の噴射ノズルにおいて１７％である。従って、左右端の噴射ノズルにおいてかなりの濃度変化が認められる。
【００１２】
上述した金属ストリップの表面における圧延油の付着量にばらつきが生じると、付着量が過剰になる部分ではストリップの伸び率が大きくなって形状が乱れ、逆に付着量が少ない部分では表面にヒートストリークが発生することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公平６−８５８９４号
【特許文献２】特開平６−１９０４２８号
【特許文献３】特開２００３−３４０５１４号
【特許文献４】特開平０４−１００５５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（発明の目的）
本発明は、従来の圧延油供給装置及び方法の前記問題点に鑑みなされたものであって、金属ストリップの表面に、その幅方向全体に亘って均一混合の圧延油を、変更された各種幅寸法の金属ストリップの幅全体に亘っても、圧延油を継続して所定の濃度で均一に吹き付けることができる圧延油供給装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明はまた、ヘッダ装置内のクーラントの流速の低下を防止することにより、また、ヘッダ装置に供給されるクーラントが常にミキシングタンクからポンプを介して供給されるようにして、ヘッダ装置全体において該クーラントに含まれる圧延油が分離することを防止し、常に均一な濃度分布で圧延油及びクーラントを噴射し、金属ストリップの表面に対する圧延油の付着量を幅方向にわたって継続して同一にすることが可能な圧延油供給装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明はさらに、金属ストリップの所定表面領域のみに所定量・所定濃度の圧延油を吹き付け、無駄な圧延油を浪費しない経済的な圧延油供給装置及び方法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】
【００１６】
本発明は、
圧延機で金属ストリップの表面に、圧延油を含むクーラントを供給するための圧延油供給装置であって、
圧延油と液体を混合してクーラントを作るミキシングタンクと、
複数のノズル部材を有し、供給されたクーラントを金属ストリップの幅方向に均一に吹き付けるヘッダ装置と、
前記クーラントを前記ミキシングタンクから前記ヘッダ装置に供給する供給路と、
前記ヘッダ装置において吹き付けに使用されなかったクーラントを、前記ヘッダ装置の流路末端部から前記ミキシングタンクに戻すための戻し路と
を有することを特徴とする圧延油供給装置
である。
【００１７】
本発明はまた、
圧延機で金属ストリップの表面に、圧延油を含むクーラントを供給するための圧延油供給方法であって、
ミキシングタンクにおいて圧延油と液体を混合してクーラントを作るステップと、
前記クーラントを複数のノズル部材を有するヘッダ装置によって金属ストリップの表面に吹き付けるステップと、
前記ヘッダ装置において吹き付けに使用されなかったクーラントを前記ヘッダ装置の流路末端部から前記ミキシングタンクに戻すステップと
を有することを特徴とする圧延油供給方法である。
【００１８】
本発明の実施態様は、以下のとおりである。
圧延油供給装置については、
前記供給路が、自動濃度計を有することを特徴とする。
前記供給路が、クーラントを採取するためのサンプリング口を有することを特徴とする。
前記クーラントは、圧延油と水の混合液であることを特徴とする。
【００１９】
圧延油供給方法については、
前記クーラントを複数のノズル部材を有するヘッダ装置によって金属ストリップの表面に吹き付けるステップが、圧延油の濃度を測定するステップを包含することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、金属ストリップの表面に、その幅方向全体に亘って均一混合の圧延油を、変更された各種幅寸法の金属ストリップの幅全体に亘っても、圧延油を継続して所定の濃度で均一に吹き付けることができる効果を得ることができる。
【００２１】
本発明によればまた、ヘッダ装置内のクーラントの流速の低下を防止することにより、また、ヘッダ装置に供給されるクーラントが常にミキシングタンクからポンプを介して供給されるようにして、該クーラントに含まれる圧延油が分離することを防止し、常に均一な濃度分布で圧延油及びクーラントを噴射し、金属ストリップの表面に対する圧延油の付着量を幅方向にわたって継続して同一にすることができる効果を有する。
可能な圧延油供給装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明によればさらに、金属ストリップの所定表面領域のみに所定量・所定濃度の圧延油を吹き付け、無駄な圧延油を浪費しない経済的な圧延油供給ができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の圧延油供給装置の構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態の圧延油供給装置のヘッダ装置の構成説明図である。
【図３】本発明の実施形態の圧延油供給装置による圧延油の吹き付けの濃度グラフである。
【図４】従来の圧延油供給装置による圧延油の吹き付けの濃度グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態の圧延油供給装置を図に基づいて説明する。
（構成）
圧延油供給装置１は、図１に示すように、供給された圧延油と水を、ミキシングタンク１０のアジテーター１１によって攪拌して、クーラントを生成する。ミキシングタンク１０は、循環ポンプ１４により循環流路１９内のクーラントを昇圧させて循環させて、ミキシングタンク１０へ戻す。ミキシングタンク１０内のクーラントは、この循環により、所定の濃度でかつ所定の乳化状態で維持される。
【００２４】
循環流路１９は、濃度測定用にクーラントを取り出すための第１濃度測定用サンプリング口２０と、自動的に濃度測定を行うための自動濃度測定センサー２２を有する。
【００２５】
循環流路１９には、また、ヘッダー装置３０にクーラントを供給するための供給流路３２が接続されている。供給流路３２は、昇圧ポンプ３４、ニードルバルブ３６及び第２濃度測定用サンプリング口４０を有する。
【００２６】
ヘッダー装置３０は、金属ストリップＳの上方及び下方に配置される。ヘッダー装置３０は、圧延ロール４２によって走行圧延される金属ストリップＳの上表面及び下表面に、供給流路３２を介して供給されたクーラントを吹き付ける。
【００２７】
ヘッダー装置３０は、図２に示すように、金属ストリップＳの幅方向に並んで配置された複数のノズル部材１０１〜１１１を有する。ノズル部材１０１〜１１１にクーラントを供給する供給流路３２は、ノズル部材１０１〜１１１の列の中心位置から金属ストリップＳの幅方向の両側へ延び、ノズル部材１０１〜１１１の両端部まで続く。
【００２８】
供給流路３２は、図２に示すように、ノズル部材１０１〜１１１の両端部において戻り流路３１に接続されている。戻り流路３１は、図２に示すように、噴射するノズル部材の数の変更すなわち幅切りによるクーラント流量の変化等を調整するため、及びノズル部材１０１〜１１１から噴射されるクーラントの圧力を調整するためのオリフィス３５、ニードルバルブ３６を有する。
【００２９】
（作用）
上述した構成の圧延油供給装置１は、ミキシングタンク１０から供給されたクーラントが、循環ポンプ１４によって循環され、さらに昇圧ポンプ３４によって所定の圧力にされて、ヘッダ装置３０に供給される。クーラントの圧延油濃度は、自動濃度測定センサー２２の測定値に基づいて調整管理される。
【００３０】
自動濃度測定センサー２２は、循環ポンプ１４により循環流路１９内のクーラントを昇圧させて循環させている間中、連続して濃度測定を行い、ミキシングタンク１０から供給されたクーラントの濃度管理の基礎データを得る。第１濃度測定用サンプリング口２０及び第２濃度測定用サンプリング口４０から取り出したクーラントサンプルは、他所で濃度測定され、自動濃度測定センサー２２の測定が正しいことを確認する。
【００３１】
供給流路３２からヘッダ装置３０に供給されたが、ノズル部材１０１〜１１１によって噴射されなかった残余のクーラントは、ノズル部材１０１〜１１１の両端部に接続された戻り流路３１及び循環流路１９の一部を経由して、ミキシングタンク１０に戻される。ニードルバルブ３６は、噴射するノズル部材の数の変更すなわち幅切りによるクーラント流量及びヘッダー圧力の変化を調整する。
【００３２】
このように構成され作動する圧延油供給装置１において、ヘッダ装置３０に供給されるクーラントは、濃度が常に自動濃度センサー２２の測定値に基いて管理され、かつ濃度測定後に何ら濃度を変更する恐れのあることはなされないので、常に所定の濃度のクーラントが金属ストリップに吹き付けられる。
【００３３】
さらに、供給流路３２からヘッダ装置３０に供給されたがノズル部材１０１〜１１１によって噴射されなかった残余のクーラントは、ヘッダ装置３０内に滞留することなく戻り流路３１及び循環流路１９の一部を経由して、ミキシングタンク１０に戻される。従って、クーラントは、相容性のない圧延油と水の混合体であっても、ミキシングタンク１０において生成された所定の濃度でかつ所定の乳化状態のまま、ヘッダ装置３０から金属ストリップに吹き付けられる。
【００３４】
本発明の実施製品「圧延油供給装置」の性能は、以下の通りである。金属ストリップの幅は１１０ｃｍ、ノズル部材１１個、圧延油は１０％のパーム油と９０％の水との混合エマルション、全ノズル部材の流量７．７Ｌ／min、噴射圧力０．２Ｍｐａで吹き付けた。
【００３５】
噴射ノズル１０１〜１１１から噴射される圧延油の濃度は、クーラントを採取用シリンダーに採取した後、硫酸により水と圧延油を分離させて測定した。圧延油の濃度は、図３に示すように、左端の噴射ノズル１０１において＋０．５％、右端の噴射ノズル１１１において０＋０．５％である。従って、左右端の噴射ノズル１０１，１１１において濃度不均一はほとんど認められなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１              圧延油供給装置
１０            ミキシングタンク
１１            アジテーター
１４            循環ポンプ
１９            循環流路
２０            第１濃度測定用サンプリング口２
２２            自動濃度測定センサー
３０            ヘッダー装置
３１            戻り流路
３２            供給流路
３４            昇圧ポンプ
３６            ニードルバルブ
４０            第２濃度測定用サンプリング口
４２            圧延ロール
１０１〜１１１  ノズル部材
【図１】
2011143454.tif 000003
【図２】
2011143454.tif 000004
【図３】
2011143454.tif 000005
【図４】
2011143454.tif 000006