(57)【要約】【課題】潤滑油供給制御の応答性、大粒径化したエマルションの維持特性に優れ、効率よく潤滑不足を防止可能な冷間圧延方法を提供する。【解決手段】循環式供給系統（第１の圧延油供給系統）とは別に、第２の圧延油供給系統を設けて、循環式圧延油供給系統よりも平均粒径が大きいエマルションをストリップ（３）上下面に供給することにより潤滑性を向上させる圧延油供給方式において、第２の圧延油供給系統は、圧延油原油と混合される希釈水の全硬度を測定又は予測し、計測又は予測された希釈水の硬度値に基づいて希釈水の全硬度を調節してから希釈水を圧延原油と混合し、この混合物を第１の圧延油供給工程のエマルション圧延油の平均粒径を超える平均粒径を有するように調整する。【選択図】      図１
2008142716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延スタンドを通る金属ストリップに、第１のエマルション圧延油を循環式に供給する第１の圧延油供給工程と、第２のエマルション圧延油を少なくとも１つの圧延スタンドの入側に供給する第２の圧延油供給工程と、第２の圧延油供給工程で金属ストリップに付着しなかったエマルション圧延油を回収し、第１の圧延油供給工程のエマルション圧延油に合流させる工程とを備え、
前記第２の圧延油供給工程は、圧延油原油と混合される希釈水の全硬度を測定または予測する工程と、この工程で得られた希釈水の全硬度値に基づいて希釈水の全硬度を調節する工程と、全硬度調節後の希釈水を圧延油原油と混合，攪拌し、第１のエマルション圧延油の平均粒径を超える平均粒径を有するように調整して少なくとも１つの圧延スタンドの入側に供給する第２のエマルション圧延油とする工程とを具備することを特徴とする冷間圧延方法。
【請求項２】
前記第２の圧延油供給工程の希釈水全硬度調節工程は、圧延油原油と混合される希釈水の限界全硬度を予め求めておく工程と、希釈水の全硬度制御を行なって、計測又は予測により得られた水の全硬度が予め求めた限界全硬度を超えないようにする工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷間圧延方法。
【請求項３】
前記第２の圧延油供給工程の希釈水全硬度調節工程は、圧延油原油と混合される希釈水の限界全硬度を予め求めておく工程と、圧延油原油と混合される希釈水が、予め求めた限界全硬度となる時点で希釈水の全硬度が予め求めた限界全硬度を超えないように制御を開始することを特徴とする請求項２に記載の冷間圧延方法。
【請求項４】
圧延油原油と混合される希釈水の限界全硬度を予め求めておく工程における限界全硬度は、４０ｍｇ/Ｌ又はそれ以下の値である請求項２又は３に記載の冷間圧延方法。
【請求項５】
第２の圧延油供給工程は、ミキサーを配置したヘッダーにてストリップ上面及び下面にエマルション圧延油を供給する工程を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は循環式圧延油供給方式を使用して冷間圧延を行う際に、エマルション圧延油をストリップ（金属帯）に供給するために有効な冷間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷間圧延機によるストリップの圧延時には、圧延性を向上させるためにストリップに圧延油を供給する。その際に用いられる一般的な圧延油供給方法としては、水と圧延油を混合したエマルション状態のクーラントをノズルよりストリップに噴射する方式がとられている。また、エマルションを作成するために、所定の油量を水に添加し、攪拌およびポンプによる剪断を加え、エマルション液とする。また、冷間圧延におけるエマルション圧延油の供給方式には、直接方式（ダイレクト方式）、循環方式（リサーキュレーション方式）がある。
【０００３】
直接式圧延油供給方式（ダイレクト方式）は、潤滑の目的で高濃度のエマルション圧延油を鋼板にスプレーし、冷却の目的で水をロールにスプレーするため、潤滑性と冷却性に優れる。しかし、循環方式と異なり、エマルション圧延油を循環使用しないため、圧延油の原単位が高い。一方、循環式圧延油供給方式（リサーキュレーション方式）は、圧延油と冷却水をあらかじめ混合、攪拌して作成した低濃度のエマルション圧延油を、循環しながら潤滑と冷却の目的で鋼板およびロールにスプレーするため、圧延油の原単位が低い。しかし、直接式圧延油供給方式と比較して、潤滑性および冷却性が劣ることは否定できない。そのため、従来の循環方式では、特に、仕上板厚０．２ｍｍ以下の薄物材の高速圧延時には潤滑不足となり、チャタリングと呼ばれる圧延機の振動や、ヒートスクラッチと呼ばれる表面疵が発生するため、圧延速度が上げられないという問題があった。
【０００４】
これに対し、循環式供給方式の潤滑性改善を目的とした従来技術として、特許文献１のように循環式供給系統（第１の圧延油供給系統）とは別に、第２の圧延油供給系統を設けて、循環式圧延油供給系統よりも平均粒径が大きいエマルションを鋼板上下面に供給することにより潤滑性を向上させる圧延油供給方法が提案されている。後段スタンドほど圧延速度は速く、しかも、板厚が薄くなるため圧延荷重も高く、潤滑条件としては厳しくなるため、第２の圧延油供給系統は最終スタンドもしくは最終スタンドおよびその１つ上流側の圧延スタンドに適用される。
【０００５】
図３に従来公知の圧延油供給系統を例示する（特許文献１）。図３中、符号１はワークロール、２はバックアップロールで、各ワークロール１の前段側には潤滑用クーラントヘッダー４ａが、後段側には冷却用クーラントヘッダー４ｂが配置されている。符号６は第１圧延油供給系統の循環式圧延油供給タンクで、このタンク６内の圧延油はアジテータ１３により攪拌されてタンク内の平均粒径が調整され、供給ポンプ７により供給ライン８を経由して潤滑用クーラントヘッダー４ａ及び冷却用クーラントヘッダー４ｂからストリップ３の上下面に供給される。
【０００６】
符号１４は第２の圧延油供給系統のエマルションタンクである。温水、原油、界面活性剤が、各タンク１５、１６、１７より供給ポンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを経由し、所定の油分濃度、界面活性剤の対油濃度となるように流量調整弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃで補給量を調整され、エマルション貯蔵タンク１４へ供給される。タンク内のエマルション濃度は、４〜１５％の範囲内とし、界面活性剤の種類は循環式圧延油供給系統と同一とし、対油濃度を循環式圧延油供給系統よりも低くする。そして、機械的攪拌をアジテータ２０により十分に与えてタンク内の平均粒径を２０〜４０μｍに調整する。また、エマルション温度は、循環式圧延油供給系統と同じ温度とする。この第２の圧延油供給系統のエマルション液は、ポンプ２１により、圧延油供給ライン２２を経由してヘッダー５、５よりストリップの上下面に供給される。
【０００７】
第１及び第２圧延油供給系統によりストリップの上下面に供給された圧延油は回収オイルパン１１で回収され、戻り配管１２を経由して循環式圧延油供給タンク６に戻る。
【０００８】
ここで、上記圧延油供給方法では、エマルションタンク１４で圧延油と水とを十分に混合してからヘッダー５、５に圧送しているために、圧延油濃度の急な変更は困難である。従って、圧延速度、圧延材のサイズ、および鋼種に応じた圧延潤滑はヘッダー流量の調整により行われる。低速域や軟質材、ロール組替直前の圧延においては、潤滑過多起因によるチャタリングを防止するため圧延油ヘッダーの噴射圧を落として供給油量（単位面積当たりにストリップに供給される圧延油量）を小さくする必要があるが、噴射圧力を落とすために、ヘッダー内で圧延油に作用する剪断効果が小さくなって、噴射する圧延油のエマルション粒径が変化してしまう。ストリップのプレートアウト特性が圧延油の粒径と相関があることは一般によく知られており、油粒径が細かい状況ではプレートアウト性は低下してしまう。また、噴射圧を落とすことによって、エマルションの鋼板への衝突圧力や鋼板幅方向への流量分布にバラツキが生じるため、プレートアウトのバラツキも必然的に大きくなり、圧延潤滑特性に影響を及ぼす可能性があった。
【０００９】
逆に、圧延速度に関係なく一定濃度の圧延油を一定の噴射圧で供給すると、所定の圧延速度以下では圧延油が供給過多となって、圧延油の原単位上昇や循環式圧延油供給系統のクーラント濃度が増加するという問題がある。
【００１０】
また、上記圧延油供給方法では、エマルションタンク１４にて圧延油と水を混合してエマルションを作成している。作成されたエマルション中には所定量の界面活性剤も添加されているため、第２圧延油供給系統を長時間使用する際はエマルションタンク１４内で経時的にエマルション粒径が小さくなる問題がある。加えて、エマルション作成に用いられる水には一般に工業用水が用いられており、工業用水中の不純物がエマルション大粒径の維持に悪影響を及ぼす影響があった。
【特許文献１】特開２０００−９４０２６号公報（特許請求の範囲、図面等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述したエマルション圧延油調整の問題点を解決するためになされたもので、潤滑油供給制御の応答性、大粒径化したエマルションの維持特性に優れ、効率よく潤滑不足を防止可能な冷間圧延方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等はストリップに供給するクーラントのエマルション粒径の変動を抑え、かつ最小流量で潤滑不足を解消することが出来る圧延油の供給方法の検討を重ね、以下の知見を得た。
【００１３】
圧延設備に限らず、生産工場で使用される工業用水には、不純物や塩素イオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンといったイオンが含有されている。硬度とは、水中のカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの量をこれに対応する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）の量に換算して水１リットル中のｍｇ数で表したもので、カルシウム硬度とマグネシウム硬度の合計量が「全硬度」と呼ばれる。これら金属イオンが存在するエマルション圧延油中では、金属イオンが極性を持つエステル油と電気的に吸引しあい、界面活性剤と同様の効果が発現すると考えられる。したがって、見掛け上、エマルション圧延油中の界面活性剤濃度が増加する。界面活性剤とは本来溶け合わない水と油の相をつなぎとめ、表面張力を弱めることで油滴を安定的に水中に存在させる役割を果たしている。従って、界面活性成分が増加すると、エマルションを大粒径化しても、油分表面に界面活性剤が配列しやすくなり、エマルションの安定・分散化による小径化が生じてしまうと考えられる。
【００１４】
本発明者らは、プレートアウト試験機を用いて、エマルション圧延油の希釈水全硬度とプレートアウト量の関係を調査した。その結果を図１に示す。図１から明らかなように、希釈水全硬度の増加と共にプレートアウト量が低下する。特に、希釈水全硬度が４０ｍｇ／Ｌを越えると、プレートアウト量が低下することが分かる。希釈水の全硬度が上昇することにより、エマルションの小径化起因によるプレートアウト効率低下が起こるため、希釈水の全硬度を調整して大粒径エマルションを維持させることは潤滑性の確保に効果的であることがわかる。
【００１５】
この観点から、本発明では、エマルションを作成する時の希釈水中の全硬度を調節することにより、具体的には、エマルション圧延油と水とを混合する前に水の全硬度をリアルタイムで計測し、または予測し、希釈水硬度が予め求めた限界全硬度を超えないように、限界全硬度との全硬度差に基づく制御を行い、もしくは、希釈水の限界全硬度未満では制御を行わず、前記限界全硬度となる時点で硬度制御を開始するようにすることにより、エマルションの小径化を防止でき、安定でかつ付着効率の高いプレートアウトが得られる。
【００１６】
高速圧延域では、速度の上昇とともにスプレー時間が短くなり、鋼板の単位面積当たりの供給圧延油量が減少するため、平均粒径を大きくしたプレートアウト特性の高いエマルションを用いると効果的である。
【００１７】
また、高速圧延時には、鋼板下面側だけでなく、上面側にもヒートスクラッチ疵が発生することがあるため、鋼板上面側の潤滑性改善が必要であり、上面側にも平均粒径を大きくしたプレートアウト特性の高いエマルションを供給する必要がある。
【００１８】
第２の圧延油供給系統のエマルションは、圧延油原液および希釈水を新たに調合して作成する。希釈水の全硬度が調整されているため、大粒径エマルションを作成しても、経時的にエマルション粒径が小径化することがない。また、第２の圧延油供給系統のエマルションが循環式圧延油供給タンクに混入したときの影響をなくすために、循環式圧延油供給系統と同一種類の油とする。
【００１９】
また、本発明において、第２の圧延油供給系統のエマルションを供給するための、スプレーヘッダーの位置をロールバイトから離れた上流スタンドにできるだけ近い位置とすることが好ましい。これは以下の理由による。安定したプレートアウト層を形成するためには、水に油が分散したＯ／Ｗエマルションの状態から、油に水が分散したＷ／Ｏエマルションまたは油分単相へ転相するための時間（以下、転相時間と称す）を確保するのが好ましい。圧延機においては、圧延機入側で鋼板表面へエマルションが供給されてから、送板速度に応じてロールバイトに到達するまでの時間が転相時間に相当する。従って、圧延速度が高くなるほど、転相時間は短くなるため、プレートアウト層を形成しにくくなることが想定される。これに対し、スプレーノズルの位置をロールバイトから離れた上流スタンドにできるだけ近い位置とすることで転相時間を確保できる。
【００２０】
また、第２の圧延油供給系統のエマルションは、循環式供給系統の不足油分の補充も兼ね有効に利用されるため、従来の循環式圧延油供給方式の場合と同様に、圧延油の原単位を低くできる。
【００２１】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、本発明に係る冷間圧延方法は以下の工程を備えている。
【００２２】
（１）圧延スタンドを通る金属ストリップに、第１のエマルション圧延油を循環式に供給する第１の圧延油供給工程と、第２のエマルション圧延油を少なくとも１つの圧延スタンドの入側に供給する第２の圧延油供給工程と、第２の圧延油供給工程で金属ストリップに付着しなかったエマルション圧延油を回収し、第１の圧延油供給工程のエマルション圧延油に合流させる工程とを備え、
前記第２の圧延油供給工程は、圧延油原油と混合される希釈水の全硬度を測定または予測する工程と、この工程で得られた希釈水の全硬度値に基づいて希釈水の全硬度を調節する工程と、全硬度調節後の希釈水を圧延油原油と混合，攪拌し、第１のエマルション圧延油の平均粒径を超える平均粒径を有するように調整して少なくとも１つの圧延スタンドの入側に供給する第２のエマルション圧延油とする工程とを具備することを特徴とする冷間圧延方法。
【００２３】
（２）前記第２の圧延油供給工程の希釈水全硬度調節工程は、圧延油原油と混合される希釈水の限界全硬度を予め求めておく工程と、希釈水の全硬度制御を行なって、計測又は予測により得られた水の全硬度が予め求めた限界全硬度を超えないようにする工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷間圧延方法。
【００２４】
（３）前記第２の圧延油供給工程の希釈水全硬度調節工程は、圧延油原油と混合される希釈水の限界全硬度を予め求めておく工程と、圧延油原油と混合される希釈水が、予め求めた限界全硬度となる時点で希釈水の全硬度が予め求めた限界全硬度を超えないように制御を開始することを特徴とする（２）に記載の冷間圧延方法。
【００２５】
（４）圧延油原油と混合される希釈水の限界全硬度を予め求めておく工程における限界全硬度は、４０ｍｇ/Ｌ又はそれ以下の値である（２）又は（３）に記載の冷間圧延方法。
【００２６】
（５）第２の圧延油供給工程は、ミキサーを配置したヘッダーにてストリップ上面及び下面にエマルション圧延油を供給する工程を備えていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、第２の圧延油供給系統から大粒径のエマルションをストリップへ供給するため、高速圧延域での潤滑不足を解消できる。その際、噴射するエマルションに用いる希釈水の全硬度を一定基準内に調節して、圧延スタンド入側のストリップ上面および下面に供給する。このため、大粒径化したエマルション粒径を維持して小径化を未然に防ぐことが出来、安定したプレートアウト層が得られる。これにより、例えば、仕上板厚０．２ｍｍ以下の薄物材を圧延する場合に圧延速度を向上でき、生産性を大幅に向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図２は、本実施形態に係る圧延油供給装置を示す構成概要図であり、全５スタンドのタンデムミルの第５スタンドに第２の圧延油供給手段からのエマルション圧延油供給を適用した場合である。
【００２９】
第５スタンドに適用したのは、後段スタンドほど圧延速度が速く、しかも、板厚が薄くなるため、圧延荷重が高くなり、潤滑条件として厳しくなるためである。また、この冷間圧延機において、隣り合うスタンド間には図示しないテンションロールおよびデフロールが設置されている。この発明において、圧延機のスタンドは単スタンドまたは複数スタンドのうちの全部または任意のスタンドのことである。
【００３０】
図２における冷間圧延機の循環式圧延油供給手段としての第１の圧延油供給手段は、潤滑用クーラントヘッダー４ａ、冷却用クーラントヘッダー４ｂ、循環式圧延油供給タンク６を備えている。タンク６は潤滑用エマルション圧延油を貯蔵するタンクであり、攪拌機１３が設けられている。タンク６は圧延油供給ライン８を通してＮｏ．１〜５の各スタンドのクーラントヘッダー４ａ、４ｂと連通し、このライン８にはポンプ７が介在されている。なお、ここでは、潤滑用クーラントヘッダー４ａとして１流体ノズルを用いているが、後述する２流体ノズルヘッダー３１と同様に２流体ノズルを用いても良い。
【００３１】
循環式圧延油供給タンク６内には温水および圧延油原油が収容され、混合される。収容された混合物は、攪拌機１３の攪拌羽の回転数を調整することにより所望の平均粒径を有する第１エマルション圧延油とされる。この第１エマルション圧延油は平均粒径１５μｍ以下に調整されていることが好ましい。また、温水中の油分濃度は１〜５％以下とすることが好ましい。例えば、基油を合成エステル油とし、乳化型界面活性剤と組み合わせて温水中に混合した場合は、攪拌羽の回転数を調整することによりその平均粒径を約７〜１０μｍとすることができる。また、対油分中の極圧剤濃度は０．５〜５％の範囲で使用される。添加量が多いほど耐焼付き性は向上するが、油価格が高くなる傾向が生じてくるため、油価格と潤滑性のバランスからは、１．０〜３．０％の範囲がより実用的であり、好ましい。
【００３２】
第１の圧延油供給手段の第１エマルション圧延油はエマルション供給用ポンプ７によりポンプ圧送され、ライン８を経由してＮｏ．１〜５の各スタンドに供給され、各スタンド入側のスプレーヘッダー４ａおよび各スタンド出側のスプレーヘッダー４ｂからそれぞれロールバイトおよびワークロールに向けてスプレー供給される。供給された第１エマルション圧延油のうち、ストリップ３から落下した分のエマルション圧延油は、圧延油供給手段としての回収オイルパン１１で回収され、戻り配管１２を経由してタンク６内に戻される。この第１エマルション圧延油のスプレー供給は、圧延開始時から行われる。
【００３３】
図２の第２の圧延油供給手段は２流体ノズルヘッダー３１、流量制御弁３２、エマルション圧延油としての大粒径エマルションタンク３３を備えている。大粒径エマルションタンク３３内には攪拌機３４が設けられている。この大粒径エマルションタンク３３は第１の圧延油供給手段のエマルション圧延油よりも大きな平均粒径を有する第２エマルション圧延油を貯蔵するタンクである。圧延油原油タンク３５、希釈水供給ライン３６より供給される圧延油原油および希釈水は、ポンプ３７ａ，３７ｂ、バルブ３８ａ，３８ｂによりそれぞれ大粒径エマルションタンク３３内へ送給され、混合される。ここで、第２エマルション圧延油に用いられる極圧剤及び界面活性剤の対油濃度は第１エマルション圧延油の条件と同一とする。
【００３４】
希釈水供給ライン３６には、硬度調整装置４０が介装されて、希釈水の全濃度を高応答で制御可能となっている。上記硬度調整装置４０は、硬度調整用コントローラー４１からの指令によって希釈水の全硬度が調整される。
【００３５】
また、硬度調整用コントローラー４１は、希釈水の全硬度計測機能を兼ねており、出力された希釈水の全硬度の測定値が、予め求めた限界全硬度の範囲外かどうかが判定され、希釈水全硬度が上記範囲より大きいと判定すれば、硬度調整装置４０により軟水化処理を行う。
【００３６】
硬度調整装置４０による軟水化処理はイオン交換方式で行うのが有効であるが、これに限定されない。例えば、ＮＦ（Nano-Filtration）膜を利用した装置や、処理装置を持たない場合は金属イオンを有しない蒸留水などの水を希釈水と混合させ、その混合比率を調整することで希釈水中の金属イオン濃度を調整してもよい。
【００３７】
ここで、上記希釈水の全硬度は、全硬度４０ｍｇ／Ｌを超えると希釈水中の金属イオンがエマルションの乳化状態に影響を及ぼすため、全硬度４０ｍｇ／Ｌ以下となるように全硬度を調整する（限界全硬度を４０ｍｇ/Ｌまたは４０ｍｇ/Ｌ以下の値とする）のが好ましい。但し、希釈水の軟水化処理にはコストがかかるため、３０〜４０ｍｇ／Ｌの範囲で調節するのが実用的である。
【００３８】
大粒径エマルションタンク３３内のエマルション温度は、タンク６内の第１エマルション圧延油の条件と同一とすることが好ましい。大粒径エマルションタンク３３内の第２エマルション圧延油は、攪拌機３４の攪拌羽の回転数を調整することにより、第１エマルション圧延油の平均粒径よりも高く、かつ、平均粒径１５〜３０μｍに調整される。大粒径エマルションタンク３３内のエマルション濃度は、３〜１５％の範囲内とする。
【００３９】
大粒径エマルションタンク３３内の第２エマルション圧延油は、エマルション供給ポンプ３９により、圧延油供給ライン４２を経由して２流体ノズルヘッダー３１に送られる。
【００４０】
２流体ノズルヘッダー３１で使用される空気はコンプレッサー４４を介して気体供給ライン４３により圧送され、２流体ノズルヘッダー３１に供給される。２流体ノズルヘッダー３１は、ストリップ３の上方および下方の両方に位置するように分岐して配置されている。大粒径エマルションタンク３３内の第２エマルション圧延油は、２流体ノズルヘッダー３１にて空気と混合され、ストリップ３の表裏面に向けてスプレー供給される。なお、本実施形態では２流体ノズル２５を用いているが、本発明はこれに限らず一般的な１流体ノズルであってもよい。
【００４１】
２流体ノズルヘッダー３１から供給される第２エマルション圧延油量は、１００００ｍｇ／ｍ2 を超えると潤滑過多となり安定した圧延操業が不可能となるため、１００００ｍｇ／ｍ2 以下の範囲で供給するのが望ましい。一方、３００ｍｇ／ｍ2 未満では、２流体ノズルヘッダー３１からエマルションを供給する効果が得られないため、３００ｍｇ／ｍ2 以上の範囲で供給するのが望ましい。なお、第２エマルション圧延油の供給油量は、ロール使用量や圧延材のサイズおよび鋼種に応じて流量を随時調整する。
【００４２】
２流体ノズルからの噴射用空気の流量はノズル１本当たり０．５〜１０Ｎｍ3 ／ｈｒが好ましい。０．５Ｎｍ3 ／ｈｒ未満ではエマルション圧延油の液滴同士の干渉が大きくなるため、プレートアウト時に周囲の水分による影響を受け付着効率が低下する。一方、１０Ｎｍ3 ／ｈｒを超えると、過剰な空気によって飛散するエマルション圧延油量が多くなり、付着効率は低下する。
【００４３】
２流体ノズルヘッダー３１の位置は、ロールバイトから離れた（図２中、Ｌで示す。）できるだけ遠い位置、すなわち、上流スタンドにできるだけ近い位置とし、Ｏ／ＷエマルションからＷ／Ｏエマルション若しくは油単相への転相するための時間、すなわち転相時間を確保している。
【００４４】
スタンド間には、テンションロールやデフロールが設置されており、これよりも上流側でエマルション圧延油をスプレーしてもテンションロールやデフロールにより絞られるため、十分なプレートアウト量を得られなくなる。これを回避するために、この例では、スタンド間のテンションロール及びデフロールの直後に設置した。転相時間確保のために、２流体ノズルヘッダー３１はロールバイトから１ｍ以上、より好ましくは２ｍ以上離れた位置とすることが望ましい。
【００４５】
ストリップ３へのスプレーの後、ストリップ３にプレートアウトしないエマルション圧延油は、圧延油回収手段としての回収オイルパン１１に集められ、第１エマルション圧延油と共に回収され、戻り配管１２を経由して循環式圧延油供給タンク６内に戻される。回収された第１及び第２エマルション圧延油は、タンク６内の攪拌器１１により攪拌された後、ポンプ７および潤滑用及び冷却用クーラントヘッダー４ａ、４ｂのノズル部での強い剪断を繰り返し受け、循環系エマルションと同じ粒径まで細分化され、タイトなエマルションとなる。
【００４６】
なお、第２の圧延油供給手段を使用しているとき、第１の圧延油供給手段の潤滑用クーラントヘッダー４ａからの流量は、特に調整する必要はない。この理由は、第２の圧延油供給手段の２流体ノズルヘッダー３１からのエマルション圧延油によるプレートアウトが油膜形成に対して支配的であり、潤滑用クーラントヘッダー４ａからのプレートアウトの影響は少ないためである。
【００４７】
２流体ノズルヘッダー３１からの吹き付けは、金属帯に対しては金属帯の表裏面に行うことが望ましいが、潤滑不良が片面に対し特徴がある場合には、表面のみ、または裏面のみの片面だけに行っても良い。また、圧延油が供給過多となりやすい低速圧延部やロール組替直前、軟質材についてだけ、２流体ノズルヘッダー３１からの噴射を中止しても良い。
【００４８】
なお、この発明において、図２に示す実施形態は５スタンドに適用するとして説明したが、第２の圧延油供給手段からの圧延油供給は、圧延機の単スタンドのみ適用しても良いし、複数スタンドのうちの全部または任意の複数のスタンドに適用しても良い。また、ストリップとしては、例えば、鋼帯、ステンレンス帯、アルミニウム帯、銅帯等である。
【００４９】
また、図２に示す実施形態は希釈水供給ライン３６に硬度測定機能を有した硬度調整用コントローラー４１を設置するとして説明したが、全硬度をリアルタイムに計測する手段をもたない場合は、これまでの希釈水全硬度の実績値から希釈水全硬度を予測し、予測値に応じて軟水化処理または追添加される蒸留水量を決定しても良い。例えば、希釈水の全硬度がほぼ一定値であるのであれば、その値を予測値とする。季節変動があるのであれば、過去の季節毎の値を予測値とする。希釈水の供給元の水処理実施タイミングによって全硬度が変動するのであれば、その水処理の実施実績に応じて予測する。
【００５０】
また、図２に示す実施形態は第２の圧延油供給手段のエマルション圧延油を大粒径エマルションタンク３３内で調整すると説明したが、より好ましくは２流体ノズルヘッダー３１の直前またはヘッダー内に別途ミキサー（例えば図４に示すミキサー）を設置し、上記ミキサー内で圧延油原油と希釈水の混合比を調整することが望ましい。図４に示すミキサーは、温水供給路５０と圧延油供給路５２と、これら各供給路から供給される温水と圧延油を混合，攪拌させる合流部５４と、混合流体通路５８と、混合流体出口６０とを有し、温水供給路５０と合流部５４との間に、該合流部５４で合流させる温水と圧延油の混合，攪拌を完全にし、エマルジョン状態にするための断面急変部５６を有している。そして、ミキサーによってエマルジョン状態となったクーラントが混合流体出口６０からヘッダー３１に送り出されるようになっている。但し、本発明は、ミキサーの形状及び内部構造がこの実施例に限定されるものではない。
【００５１】
このようにミキサーを設置することで、あらかじめエマルション圧延油を調整するタンクが不要となるため、設備の簡素化が可能となるだけでなく、２流体ノズルヘッダー３１直前で濃度調整を行うために、圧延油の濃度調整の応答性が非常に高い。この結果、常に最適な噴射濃度の圧延油を供給できるので、圧延油原単位を抑えることができる。
【実施例】
【００５２】
図２に示す実施形態の全５スタンドの冷間タンデム圧延機を用い、母材厚２．３ｍｍ、板幅９００ｍｍの硬質ブリキ原板を仕上げ厚０．２００ｍｍまで、目標速度２３００ｍ／ｍｉｎとして連続コイル圧延を行った。圧延油は合成エステル油（４０℃における動粘度４３ｃＳｔ、極圧剤の対油比率３％）を用い、循環式圧延油供給手段（第１の圧延油供給手段）のエマルション圧延油を、油分濃度３％、乳化型の界面活性剤を添加してタンク内にて十分な攪拌を加えた後、平均粒径９μｍ、温度６０℃のエマルションとした。また、第２の圧延油供給手段のエマルション圧延油の温度は循環系統と同一とし、圧延油濃度は１０％とした。なお、供給される硬度調節前の希釈水全硬度を予め調べたところ、測定値は４５〜６３ｍｇ／Ｌであった。
【００５３】
本発明例１では、第２の圧延油供給手段の供給流量が５０リットル／ｍｉｎ．、エマルションの平均粒径が２０μｍとなるように調整し、また、硬度調整用コントローラー４１により希釈水全硬度に応じて硬度調整を行い、大粒径エマルションタンク３３中の全硬度は３０〜４０ｍｇ／Ｌに制御された。
【００５４】
比較例１では、第２の圧延油供給手段におけるエマルション圧延油の希釈水全硬度調整を行わない以外は実施例１と同様にして冷間圧延を行なった。
【００５５】
以上のような圧延油供給を行って、高速圧延域で連続コイル圧延を行い、チャタリングの発生およびヒートスクラッチの発生状況調査及びエマルションの採取による粒径測定を実施した。調査結果を以下の表１に示す。
【００５６】
表１に示すように、本発明を用いると、２３００ｍｐｍの高速圧延域で連続コイル圧延を行っても潤滑不足が生じることなく１０コイル圧延出来た。一方、比較例１の場合、５コイル圧延時で軽度のヒートスクラッチが発生し、それ以上のコイル本数では、顕著なヒートスクラッチが発生した。この理由は、第２の圧延油供給手段のエマルション圧延油中の金属イオン量が限界値を超えていたため、界面活性効果が発現し、エマルションの小径化起因によるプレートアウト不足が経時的に大きくなっていったためである。
【００５７】
本試験結果が示すように、第５スタンドの潤滑を従来通り比較例１の圧延油供給方法で行う場合、ヒートスクラッチの発生により高速圧延域での連続操業が阻害されていた。しかし、本発明を用いることにより、エマルション小径化起因による潤滑不足が解消されるため、ヒートスクラッチやチャタリングの発生を防止でき２３００ｍｐｍの高速圧延が可能となる。
【００５８】
【表１】
2008142716.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】エマルション圧延油中の全硬度とプレートアウト特性の関係を示す図。
【図２】本発明の実施形態に関わるタンデム圧延機への適用例を示す図。
【図３】従来の圧延油供給装置を示す概略構成図。
【図４】本発明の実施形態に関わるミキサーの一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１  ワークロール
２  バックアップロール
３  ストリップ
４ａ  潤滑用クーラントヘッダー
４ｂ  冷却用クーラントヘッダー
５  ヘッダー
６  循環式圧延油供給タンク
７  エマルション供給用ポンプ
８  圧延油供給ライン
９、１０  流量制御弁
１１  回収オイルパン
１２  戻り配管
１３  アジテータ
１４  第２の圧延油供給系統のエマルションタンク
１５、１６、１７  タンク
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  供給ポンプ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  流量調整弁
２０  アジテータ
２１  ポンプ
２２  圧延油供給ライン
３１  ２流体ノズルヘッダー
３２  流量制御弁
３３  大粒径エマルションタンク
３４  攪拌機（アジテータ）
３５  圧延油原油タンク
３６  希釈水供給ライン
３７ａ，３７ｂ  ポンプ
３８ａ，３８ｂ  バルブ
３９  エマルション供給ポンプ
４０  硬度調整装置
４１  硬度調整用コントローラー
４２  圧延油供給ライン
４３  気体供給ライン
４４  コンプレッサー
５０  温水供給路
５２  圧延油供給路
５４  合流部
５６  断面急変部
５８  混合流体通路
６０  混合流体出口
【図１】
2008142716.tif 000004
【図２】
2008142716.tif 000005
【図３】
2008142716.tif 000006
【図４】
2008142716.tif 000007