(57)【要約】【課題】気体軸受に支持されたワイパロールの好適な形状条件を見出し、低速から高速にわたって広い圧延条件で良好なワイピング性能を発揮することができるワイパ装置及びワイピング方法を提供する。【解決手段】ストリップ１の表面の液体を除去するワイパ装置５ａ，５ｂにおいて、ロール径ｄ／ロール長Ｌの値ｄ／Ｌが、０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０５の範囲となるよう形成したワイパロール２１ａ，２１ｂと、このワイパロール２１ａ，２１ｂを、供給する気体により軸受支持し、ワイパロール２１ａ，２１ｂをストリップ１の表面に押し付ける気体軸受２２ａ，２２ｂとを備える。【選択図】  図３
2004181506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材表面に付着した液体を除去するワイパ装置において、
ロール径のロール長に対する比が０．０２〜０．０５となるよう形成したワイパロールと、
このワイパロールを、供給する気体により軸受支持し前記板材に押し付ける気体軸受と
を備えたことを特徴とするワイパ装置。
【請求項２】
板材表面に付着した液体を除去するワイパ装置において、
ロール径のロール長に対する比が０．０２〜０．０５となるよう形成したワイパロールと、
このワイパロールを、供給する気体により軸受支持し前記板材に押し付ける気体軸受と、
この気体軸受の前記板材幅方向での前記気体の供給範囲を調整する気体供給幅調整手段と
を備えたことを特徴とするワイパ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のワイパ装置において、前記気体軸受による気体の供給範囲を前記板材の板幅以上に設定し、かつ、前記ワイパロールを、ロール長に対する比が０．０２〜０．０５であるロール径で形成した中央部から両端に向かって縮径するよう形成したことを特徴とするワイパ装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のワイパ装置において、前記気体軸受による気体の供給範囲を前記板材の板幅以上に設定し、かつ、前記ワイパロールを、ロール長に対する比が０．０２〜０．０５であるロール径で設定長さだけほぼ同径に形成した同径部と、この同径部の両端に設けられ各々先端に向かって縮径するテーパ部とで形成したことを特徴とするワイパ装置。
【請求項５】
気体軸受を用いて、ロール径のロール長に対する比が０．０２〜０．０５となるよう形成したワイパロールを、気体により軸受支持して板材表面に押し付け、前記板材表面に付着した液体を除去することを特徴とするワイピング方法。
【請求項６】
請求項５記載のワイピング方法において、前記ワイパロールを、ロール長に対する比が０．０２〜０．０５であるロール径で形成した中央部から両端に向かって縮径するよう形成し、該ワイパロールを、前記気体軸受により、前記板材の板幅以上の範囲に気体を供給して軸受支持することを特徴とするワイピング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体軸受によりワイパロールを支持して板材表面に押し付け、各種板材表面に付着した液体を除去するワイパ装置及びワイピング方法に係り、例えば、圧延機により圧延された金属板材（ストリップ、圧延材）表面に付着した圧延油等を除去するためのワイパ装置及びワイピング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば圧延作業等では、金属板材（ストリップ、圧延材）と圧延作業ロールとの間の摩擦力の低減や、作業ロールの冷却等のために少なくとも圧延機入側で圧延潤滑油を供給するため、圧延後、板材表面には多量の潤滑油が付着する。ワイパ装置（水切り装置）とは、こうした板材表面に付着する圧延潤滑油等の液体を除去するために設けられ、板材表面の液体を除去することにより、最終的に板材がコイル状に巻き取られる際の巻きずれ（いわゆるテレスコピック）の発生や、プライドルロールを設けた場合にプライドルロールと板材との間の摩擦係数の低下等を防止し、圧延操業を安定的に継続させる上で重要な役割を果たす。
【０００３】
ワイパ装置としては、図７に示すような、例えばホルダ５１に把持されたゴム製のチューブ５０を搬送される板材（ストリップ）１表面に当接させるチューブタイプのものや、回転自在なワイパロールを板材表面に転動させるローラタイプのもの等がある。チューブタイプのワイパ装置は、板材の板厚の変動にチューブが変形して追従するため、一般的に良好なワイピング性能（水切り性能）を発揮する反面、摩耗によるチューブの交換頻度が高く、又チューブの摩耗粉が板材表面に付着する等といった課題を抱え、特に板材の通板速度が高速領域に達すると、摩耗の激化からチューブ表面が荒れて板材の表面品質を低下させたり、板幅方向の残油量分布が不均一となって後工程に支障を来たす場合がある。そのため、チューブタイプのワイパ装置の高速の圧延条件下での使用には限界があり、低速から高速にわたる広い圧延条件を想定した場合には、一般的に、高速の圧延条件下での使用に適したローラタイプのワイパ装置が用いられる場合が多い。
【０００４】
ここで、上記のワイパロールは、そのロール径が小さいほどワイピング特性が優れていることが一般的に知られている。従来、ローラタイプのワイパ装置では、ベアリングにより両端支持したワイパロールを板材表面に押し付ける構成が一般的であったが、この場合、ワイパロールをあまり小径化すると板材からの反力によるワイパロールの撓みが大きくなり、ワイパロールと板材表面との間に微小な間隙が生じてしまい、ワイピング性能が低下する傾向にあった。そのため、ベアリング支持のワイパロールでは、剛性の観点から小径化に限界があり、結果的にチューブタイプのワイパ装置ほどのワイピング性能が発揮できないのが実情であった。そこで、近年、これを解消すべく、ワイパロールを気体軸受を用いて軸受支持するローラタイプのワイパ装置が提唱されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１４８４１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、気体軸受によって、ワイパロールの全長、或いは板材の板幅に対応する部分に気体を供給してワイパロールを支持しているため、ワイパロールに対し気体によってほぼ等分布に荷重がかかる状態となる。その結果、気体軸受支持のワイパロールでは、ベアリング支持のワイパロールに比して撓み発生が抑制されるので、更なる小径化を図ることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、ワイパロールのロール径ができるだけ小径であることが望ましいとは言え、気体軸受支持のワイパロールであっても、加工性、撓み特性、圧延操業上の問題等によって、ワイピング性能のみならず、ワイパロールのロール径には種々の制約が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、気体軸受に支持されたワイパロールの好適な形状条件を見出し、低速から高速にわたって広い圧延条件で良好なワイピング性能を発揮することができるワイパ装置及びワイピング方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のワイパ装置は、板材表面の液体を除去するワイパ装置において、ロール径ｄ／ロール長Ｌの値が０．０２乃至０．０５の範囲となるよう形成したワイパロールと、このワイパロールを供給する気体により軸受支持し、上記ワイパロールを前記板材に押し付ける気体軸受とを備える。但し、上記気体軸受の板材幅方向での気体の供給範囲を調整する気体供給幅調整手段を更に備えても良い。
【００１０】
また、本発明は、好ましくは、気体軸受の気体の供給範囲を板材の板幅以上に設定し、かつ、ワイパロールを、ロール径ｄの中央部から両端に向かって縮径するよう形成する。また、気体軸受の気体の供給範囲を板材の板幅以上に設定し、かつ、ワイパロールを、ロール径ｄで設定長さだけほぼ同径に形成した同径部と、この同径部の両端に設けられ各々先端に向かって縮径するテーパ部とで形成しても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のワイパ装置の実施形態を図を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のワイパ装置の一実施の形態を適用した圧延設備の概略構成を表す全体図である。
この図１の圧延設備は、ストリップ（板材）１を上下一対の作業ロール２ａ，２ｂに対して複数回往復パスさせて直接圧延する可逆式の圧延設備であり、ストリップ１のパスライン上において、この作業ロール２ａ，２ｂを中心としてほぼ左右（図１中左右）対称に各機構が設けられている。即ち、作業ロール２ａ，２ｂの両側において作業ロール２ａ，２ｂから近い順に、圧延潤滑油（クーラント）を上記作業ロール２ａ，２ｂに噴射する油供給用配管３ａ，３ｂと、上流側ワイパ装置４ａ，４ｂと、下流側ワイパ装置５ａ，５ｂと、ストリップ１の通板方向を転換しそれぞれ２つ１組で構成されたデフレクトロール６ａ，６ｂと、ストリップ１の巻き取り・巻き出しを行うリール７ａ，７ｂとを備えている。
【００１２】
上記上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、ストリップ１を挟持回転させて直接圧延するものであり、上下一対の中間ロール８ａ，８ｂ及び上下一対の補強ロール９ａ，９ｂにより鉛直方向から支持され、いわゆる６段圧延機の一部を構成している。作業ロール２ｂは、圧延機モータ１０により回転駆動されるが、その動力はギア１１ａ，１１ｂを介して作業ロール２ａにも伝達されるようになっている。また、繁雑防止のため詳細には図示していないが、作業ロール２ａ，２ｂは、中間ロール８ａ，８ｂ及び補強ロール９ａ，９ｂと共に、それぞれ両端がロールチョック（図示せず）を介してハウジング１２に支持されており、互いのロールチョックが油圧シリンダ（図示せず）により上下することで、ストリップ１との距離が調節される。
【００１３】
油供給用配管３ａ，３ｂは、それぞれ上記作業ロール２ａ，２ｂの両側に設けられ、図示しない供給装置から導かれた圧延潤滑油をそれぞれ作業ロール２ａ，２ｂの胴部表面に供給し、作業ロール２ａ，２ｂとストリップ１との間の摩擦を低減すると共に、作業ロール２ａ，２ｂの表面温度上昇を抑制するようになっている。従って、圧延後のストリップ１の表面には、これら油供給配管３ａ，３ｂから供給された圧延潤滑油１３が付着することになる。
【００１４】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、上記した上流側ワイパ装置４ａ，４ｂのストリップ１の近傍部分を、それぞれストリップ１の通板方向及び板幅方向から見た概略図である。図１とこれら図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、上記上流側ワイパ装置４ａ，４ｂは、それぞれ上下一対のワイパロール１５ａ，１５ｂを備えたローラタイプのワイパ装置で、通板されるストリップ１にこれら上下ワイパロール１５ａ，１５ｂを押し付けて挟持し、転動させることによりストリップ１表面に付着した圧延潤滑油を除去するようになっている。このとき、上流側ワイパ装置４ａ，４ｂは、下流側ワイパ装置５ａ，５ｂ以前にストリップ１表面の圧延潤滑油を概ね除去する（粗切りする）ものであり、そのワイパロール１５ａ，１５ｂは、下流側ワイパ装置５ａ，５ｂのものに比べて径の大きなものとなっている。
【００１５】
ワイパロール１５ａ，１５ｂの両端は、図２（ａ）に示すように、図示しない上下のロールチョックに取付けられたベアリング１６ａ，１６ｂによりそれぞれ回転自在に支持されている。また、その上下ロールチョックは、それぞれ図１に示す油圧シリンダ１７ａ，１７ｂのロッド先端に取り付けられ、このロッドの進退により上下動し、ワイパロール１５ａ，１５ｂｂとストリップ１との距離が調整され、これによってワイパロール１５ａ，１５ｂのストリップ１に対する押し付け力が調整されるようになっている。油圧シリンダ１７ａ，１７ｂは、油圧ポンプ１８からの圧油がコントロールバルブ１９ａ，１９ｂを介してボトム側又はロッド側のチャンバに切換供給されることにより伸縮する。コントロールバルブ１９ａ，１９ｂは、例えば３位置切換型の電磁比例弁等が用いられ、コントローラ２０からの指令信号に応じて作動するようになっている。
【００１６】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、上記した下流側ワイパ装置５ａ，５ｂのストリップ１の近傍部分を、それぞれストリップ１の通板方向及び板幅方向から見た概略図である。図１とこれら図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、下流側ワイパ装置５ａ，５ｂは、静圧気体軸受支持構造のワイパ装置であり、それぞれ上下一対のワイパロール２１ａ，２１ｂと、これらワイパロール２１ａ，２１ｂを支持する静圧気体軸受２２ａ，２２ｂと、この静圧気体軸受２２ａ，２２ｂのストリップ１の板幅方向での気体の供給範囲を調整する気体供給幅調整装置２３ａ，２３ｂと、静圧気体軸受２２ａ，２２ｂをストリップ１に対して上下動させる油圧シリンダ２４ａ，２４ｂとを有している。特に、本実施の形態において、ワイパロール２１ａ，２１ｂは、そのロール径ｄとロール長Ｌの比ｄ／Ｌが、０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０５の値となるよう形成されている。
【００１７】
静圧気体軸受２２ａ，２２ｂの内周面は半円筒型に形成されており、ワイパロール２１ａ，２１ｂがこの内周面に遊嵌されている。また、静圧気体軸受２２ａ，２２ｂの内周面には、それぞれ周方向に２つづつ穿設したオリフィス２５が軸方向に一定ピッチで多数設けられており、例えばコンプレッサ（図示せず）から気体流路２６に供給された圧縮空気が、これらオリフィス２５を介してワイパロール２１ａ，２１ｂの胴部に噴射されるようになっている。これにより、ワイパロール２１ａ，２１ｂを静圧気体軸受２２ａ，２２ｂの内周面から浮上させ、圧縮空気によって非接触状態で軸受支持すると共に、その胴部をストリップ１表面に押し付けることにより、ワイパロール２１ａ，２１ｂがストリップ１に転動しながらストリップ１の表面に残存した圧延潤滑油を除去するようになっている。
【００１８】
気体供給幅調整装置２３ａ，２３ｂは、各気体流路２６の軸方向（図３（ａ）中左右方向）両側に嵌合する複数の（この例では８つの）調整棒２７と、ロッド先端に各調整棒２７を接続し、各調整棒２７を気体流路２６内で軸方向に摺動させる複数の（この例では８つの）油圧シリンダ２８とを備えている。これにより、各調整棒２７を気体流路２６内で移動させ、各機体流路２６内において相対する調整棒２７，２７の対向端面間の距離により確定されるエアの供給領域の幅（気体供給幅）を、ストリップ１の板幅に応じて調整可能な構成となっている。なお、特に図示しないが、各油圧シリンダ２８の駆動源としては上記油圧ポンプ１８からの圧油で足り、伸縮動作に関しては、例えばコントローラ２０からの指令により制御される構成とすれば良い。即ち、前述の油圧シリンダ１７ａ，１７ｂと同様、例えばコントローラ２０の指令によりコントロールバルブを作動させ油圧シリンダ２８へのボトム側又はロッド側のチャンバに圧油を供給又は遮断するようにすれば良い。
【００１９】
油圧シリンダ２４ａ，２４ｂは、各々のロッド先端に静圧気体軸受２２ａ，２２ｂを取り付けており、ロッドの進退により静圧気体軸受２２ａ，２２ｂを上下動させ、これによりワイパロール２１ａ，２１ｂとストリップ１との距離が調整され、ワイパロール２１ａ，２１ｂのストリップ１に対する押し付け力が調整可能な構造となっている。また、図１に示すように、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂは、上記油圧ポンプ１８からの圧油がコントロールバルブ２９ａ，２９ｂを介してボトム側又はロッド側のチャンバに供給されることにより伸縮するようになっている。繁雑防止のため詳細は図示していないが、コントロールバルブ２９ａ，２９ｂは、前述のコントロールバルブ１９ａ，１９ｂと同様、例えば、３位置切換型の電磁比例弁からなり、コントローラ２０からソレノイドに入力される指令信号に応じて切り換えられて油圧ポンプ１８からの圧油の方向（又は方向及び流量）を制御するようになっている。
【００２０】
図１に戻り、リール７ａ，７ｂは、それぞれ圧延設備のパスライン前後両端（図１中左右両端）に位置し、それぞれリール用駆動モータ（図示せず）により回転駆動して上記作業ロール２ａ，２ｂにより圧延されたストリップ１をコイル状に巻き取り、或いは巻き出すようになっている。即ち、通板方向が図１中右方向の場合、ストリップ１は、リール７ｂから巻き出されて圧延後にリール７ａに巻き取られ、その後、通板方向が図１中左方向になった場合、ストリップ１は、リール７ａから巻き出されて更に圧延されてリール７ｂに巻き取られる。
【００２１】
また、作業ロール２ａ，２ｂにより圧延されたストリップ１を直接リール７ａ又は７ｂで巻き取る場合、圧延操業の進展と共にこのリール７ａ又は７ｂに巻き取られるストリップコイルの径が徐々に大きくなるため、作業ロール２ａ，２ｂによる圧延位置とリール７ａ，７ｂによる巻取り・巻き出し位置の位置関係が変化することになるが、作業ロール２ａ，２ｂとリール７ａ，７ｂの間にそれぞれ設けられたデフレクトロール６ａ，６ｂにより、ストリップコイルの径に関わらず上記位置関係を一定に調整するようになっている。なお、繁雑防止のため特に図示しないが、リール７ａ，７ｂには所定の圧延速度で圧延するために、圧延材コイルの径の変化に応じてリール７ａ，７ｂの回転速度を制御するリール駆動制御装置がそれぞれ設けられている。
【００２２】
以上の構成の圧延設備においては、圧延作業を開始する際には、まず作業ロール２ａ，２ｂをパスラインから離した状態でストリップ１を通板し、作業ロール２ａ，２ｂをストリップ１に当接するように移動させ所定荷重で圧下する。そして、速度検出器の検出値を基に、コントローラ２０によってその回転数を制御しつつ、圧延機モータ１０、リール用駆動モータ（図示せず）により、作業ロール２ａ，２ｂ、リール７ａ，７ｂを回転駆動させると、ストリップ１は、リール７ａ，７ｂにより一定の張力をかけられつつ作業ロール２ａ，２ｂに通板され圧延される。その際、作業ロール２ａ，２ｂの温度上昇や作業ロール２ａ，２ｂとストリップ１との摩擦を抑制するために、油供給用配管３ａ，３ｂから作業ロール２ａ，２ｂの出側・入側に圧延潤滑油を供給する。これにより、圧延後、ストリップ１の表面が滑り易い状態となり、リール７ａ（又は７ｂ）においていわゆるテレスコピック現象が発生し易くなるが、これを防止するために、ストリップ１表面に付着した圧延潤滑油を上流側ワイパ装置４ａ（又は４ｂ）で粗切りし、更に下流側ワイパ装置５ａ（又は５ｂ）により許容値以下に除去する。
【００２３】
ここで、ローラタイプのワイパ装置のワイピング特性について説明する。
ローラタイプのワイパ装置において、ワイピング後のストリップ表面上の残油量は、下式からも分かるように、ロール径が小さい程少なくなることが一般に知られている。
ｈ２＝Ｋ・（ｄ・ν・Ｖ）／２Ｐ
但し、ｈ２：残留油膜厚み、Ｋ：比例定数、ｄ：ワイパロール直径、ν：潤滑油粘度、Ｖ：通板速度、Ｐ：ワイパロール押付力である。
【００２４】
しかしながら、例えば上記の上流側ワイパ装置４ａ，４ｂのワイパロール１５ａ，１５ｂのように、ベアリングにより両端支持されたワイパロールにおいては、そのロール径ｄの小径化を図ろうとするとストリップを挟持する際のストリップからの反力によってワイパロールの撓みが大きくなる傾向がある。そのため、あまり小径のワイパロールを用いると、ワイパロールとストリップとの間に微小な隙間が発生したり、ストリップ幅方向におけるワイパロールからの圧力分布（挟持圧力分布）が不均一となる等して、ワイピング性能がかえって低下してしまう結果となる。
【００２５】
それに対し、例えば上記の下流側ワイパ装置５ａ，５ｂのワイパロール２１ａ，２１ｂのように、静圧気体軸受で支持されたワイパロールの場合には、通常、気体軸受の全長或いはストリップの板幅程度の範囲に気体を供給し、等分布荷重でワイパロールを支持するので、圧力分布が均一になる分、撓みが抑制されるので、ワイパロールの小径化も容易である。これによって、両端支持のワイパロールに比して小径のワイパロールを用いることで、ベアリング支持構造のローラタイプのワイパ装置に比べ、気体軸受支持構造のワイパ装置は効果的にワイピング性能を発揮することができ、かつワイパロールの撓みも小さく抑えることができるので、ワイピング後のストリップ板幅方向の残油量を均一にできるという特性がある。
【００２６】
ところが、ワイパロールはできるだけ小径の方が良いとは言え、気体軸受支持構造のワイパ装置であっても、実際には、ワイパロールの小径化は、下記の条件を満足する範囲内に制限されることになる。
▲１▼ワイパロール及び気体軸受が機械加工可能な範囲である。
▲２▼均一な幅方向ワイピング特性が得られる範囲である。
▲３▼安定した圧延操業が行える範囲である。
等である。
【００２７】
まず、上記条件▲１▼の観点から、例えばワイパロール等は、旋盤加工する場合があるが、ローラ長に対しあまりローラ径が小さくなると、チャック（把持部）から離れるに連れ大きく撓むため均一な切削加工が困難となり、また著しく小径化しようとするとバイト（切削刃）の切込み自体が困難となる。実際に気体軸受とワイパロールを試作した結果、ワイパロールのロール径ｄとロール長Ｌとの比ｄ／Ｌが、０．０２を下回る（ｄ／Ｌ＜０．０２）と、被削材（ワイパロールや気体軸受）に曲がりが生じ、実質的に要求される加工精度が得られないことが判明した。また上記▲３▼の観点からも、ワイパロールがあまりにも小径であるとかえって望ましくないことが判明した。従って、本願発明者等は、ワイパロールにおける上記ｄ／Ｌの値の下限値としては０．０２が適当であると判断した。
【００２８】
また、上記▲２▼の観点に関する検討結果として、ストリップ下側のワイパロールに関し、各ロール径のワイパロールの撓み形状の計算結果を図４に示す。まず、図４中の曲線ａ，ｂ，ｃを参照し、気体供給範囲がストリップ板幅以上である場合において、ワイパロールのロール径について検討する。但し、この図４に示した曲線ａ〜ｃは、気体軸受の気体（エア）の供給範囲をストリップ板幅（＝８００［ｍｍ］）と同じにした条件の下、ロール長Ｌが１２００［ｍｍ］のワイパロールのロール径ｄを順次変えて計算した場合のものである。
【００２９】
図４に示すように、０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０３の条件では、ワイパロールの撓み形状（曲線）は、曲線ａで表したように理論上６次関数で近似でき、板幅（−４００〜４００［ｍｍ］）の範囲では、その範囲の端部（−４００，４００［ｍｍ］位置）付近を除いてほぼ平らになる。このことは、ワイパロールからストリップに及ぼされる圧力（挟持圧力）は、板幅方向に概ね均一であることを意味している。
続いて、０．０３≦ｄ／Ｌ≦０．０５の条件においては、ワイパロールの撓み形状は曲線ｂで表したように４次関数で近似でき、先の０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０３の場合に比較すると、撓みの生じ始める位置は中央にやや近付き、それだけ平らな範囲は減少するが、まだワイパロールからストリップに及ぼされる圧力が板幅方向に比較的均一であることが分かる。
しかし、ｄ／Ｌ＞０．０６の条件となると、ワイパロールは、曲線ｃで示したようなほぼ２次関数で近似できる撓み形状となり、中央位置から既に曲がりが発生し、特にその中央部付近でストリップ１との間に生ずる間隙が大きくなる。その結果、ｄ／Ｌ＞０．０６の条件下では、ワイパロールのストリップに対する挟持圧力の板幅方向の分布が不均一となり、ストリップ表面の残油量も不均一な分布となってしまう。
【００３０】
一方、気体供給範囲を板幅（この場合８００［ｍｍ］）より狭くすると、ワイパロールの撓み形状が逆になる（中央がストリップに近く、両端に離れるにつれてストリップとの隙間が大きくなる）が、その曲がり方は、ｄ／Ｌが同じであれば、上記の曲線ａ〜ｃの場合と傾向としてほぼ同様である。図４には、例として０．０３≦ｄ／Ｌ≦０．０５の場合に、気体供給幅を板幅（８００［ｍｍ］）より狭くした場合の撓み形状を曲線ａ’で表した。この曲線ａ’の形状を同じｄ／Ｌの条件の下に計算した曲線ａと比較しても、気体供給範囲を板幅以上とするか板幅未満とするかで撓みの曲がり方向こそ異なるが、その曲がり方は傾向としてほぼ同じであることが分かる。従って、気体供給幅が板幅よりも狭い場合であっても、気体供給幅≧板幅の場合と同様、上記ｄ／Ｌの条件をそのまま適用することができる。
【００３１】
以上の図４の結果、ワイピングの均一性からすれば、ロール径ｄ／ロール長Ｌの上限値として、比較的均一な板幅方向の圧力分布が得られる０．０５程度が適当と考えられる。そして、加工性及び圧延操業上の観点から先に設定した下限値と総合すると、静圧気体軸受支持式のロール径の適正値は、ロール長との比ｄ／Ｌが０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０５となる範囲として与えられ、この条件を満たす形状のワイパロールを採用することで、好適なワイピング性能を発揮できることが判明した。
【００３２】
また、ワイパロールは同一のものを用いても、通板するストリップの板幅によっても撓み形状が異なる。図５にｄ／Ｌ＝０．０３となるよう形成した、例えば長さ１２００［ｍｍ］のワイパロールを用い、通板するストリップの板幅が、４００［ｍｍ］，８００［ｍｍ］，１０００［ｍｍ］と変化した場合のワイパロールの撓み形状を表した。この図５を見ると、ストリップ板幅が４００［ｍｍ］と極端に狭幅の場合には、ワイパロールの撓み形状は２次関数で近似されるが、ストリップ板幅が８００［ｍｍ］になるとワイパロールの撓み形状は４次関数で近似されるようになり、更に１０００［ｍｍ］にストリップ板幅が増加すると、ワイパロールの撓み形状は６次関数に接近していく。即ち、この点からも０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０５の範囲となるようにロール径が設定されたワイパロールを用いれば、ストリップの板幅が種々変更されても、鋼板材料として最もニーズが高い板幅のストリップをワイピングする上においては、概ねワイパロールの撓み形状が４次関数〜６次関数で近似される範囲となり、ほぼ均一なワイピング特性が得られることが分かる。なお、図５においては、図４と同様、気体供給範囲＝板幅としたものとするが、上記したように、撓み方向こそ異なるものの、気体供給範囲＞板幅、気体供給範囲＜板幅の場合も撓み形状は傾向としては同じであり、同じことが言える。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、低速から高速にわたる広い圧延条件でストリップ表面に付着した液体をワイピングできるローラタイプのワイパ装置において、気体軸受支持されたワイパロールのロール径を好適な条件（即ち、上記の０．０２≦ロール径ｄ／ロール長Ｌ≦０．０５）に設定することで、低速領域から高速領域にわたる全領域で、ストリップ板幅方向に均一性を有する良好なワイピング性能を確保することができる。これにより、例えばストリップ巻取り作業等、ワイピング後の工程を円滑に行うことができるようになり、圧延作業の安定操業にも寄与する。
【００３４】
次に、本発明のワイパ装置の他の実施の形態を説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施の形態のワイパ装置に用いるワイパロール及び気体軸受を、ストリップ通板方向から見て模式的に表した図である。但し、これら図６（ａ）及び図６（ｂ）においては、ストリップ下側に配置したワイパロール及びその気体軸受のみを表している。本実施の形態は、両端に向かって縮径するワイパロール２１Ａ（又は２１Ｂ）を用いる点を除いて先の一実施の形態と同様の構成である。
【００３５】
図６（ａ）に示したワイパロール２１Ａは、軸方向断面における胴部の輪郭が２次曲線で近似され、中央部を境界として両端に向かって縮径するよう形成されている。それに対し、図６（ｂ）に示したワイパロール２１Ｂは、設定長さだけほぼ同径に形成された同径部２１Ｂａと、この同径部２１Ｂａの両端に設けられそれぞれ先端に向かって縮径するテーパ部２１Ｂｂとで形成されている。但し、これらワイパロール２１Ａ，２１Ｂにおいて、その最大径（共に中央部の径）ｄは、本実施の形態においても、ワイパロール２１Ａ，２１Ｂの全長Ｌに対し、０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０５の範囲となるよう設定されている。
【００３６】
本実施の形態は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、気体供給幅をストリップの板幅よりも広く設定する場合に特に有効なものであるが、幅方向両端に比べ、ストリップの中央付近に作用するワイパロールからの圧力（挟持圧力）が比較的弱くなるような場合にストリップとワイパロールとの挟持圧力分布をより一層均一にするものであり、例えば気体供給幅＝ストリップ板幅といった条件下でも効果を奏するものである。
【００３７】
例えば図６（ａ）のワイパロール２１Ａの場合、気体供給幅内での気体軸受２２内の気体圧力分布は、中央が最も高く、中央から離れるにつれて緩やかに減少する。本来、気体供給幅＞ストリップ板幅の場合、ストリップ１の中央付近の方が、幅方向両端付近よりも、ワイパロール２１Ａのストリップ１への押し付け力が低くなるが、ワイパロール２１Ａを図６（ａ）のように形成し、ワイパロール２１Ａに作用する気体圧力を、中央から離れるにつれて緩やかに減少させるようにすることで、ワイパロール２１Ａの撓みが抑制される。そしてなおかつ、ワイパロール２１Ａの若干の撓みとそれ自体の形状とが相殺され、ワイパロール２１Ａのストリップ１に対する幅方向の圧力（挟持圧力）分布が、より一層均一になる。このことは、図６（ｂ）のワイパロール２１Ｂにおいても、同様のことが言える。本実施の形態においても、同様の効果が得られると共に、ストリップ板幅方向の残油量分布がより均一な優れたワイピング性能を確保することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、胴部の断面輪郭が２次曲線で近似されたワイパロール２１Ａや、胴径部２１Ｂａ及びテーパ部２１Ｂｂを有するワイパロール２１Ｂを例示したが、中央部を最大径ｄとし、０．０２≦ｄ／Ｌ≦０．０５となる形状であると共に、中央部から両端に向かって縮径する形状であれば、ワイパロール２１Ａ，２１Ｂに限られずとも、ほぼ同等の効果を得ることができる。
【００３９】
また、以上の両実施の形態においては、気体軸受２２で用いる気体として、エアを例示したが、これに限られず、これに準ずる気体であれば構わない。また、両方向に通板可能な可逆式圧延設備に本発明を適用した例を示したが、勿論、一方向にのみ通板する圧延設備にも本発明は適用可能である。また、作業ロール２ａ，２ｂを補強するものとして、中間ロール８ａ，８ｂ、補強ロール９ａ，９ｂを備えた圧延設備を例示したが、中間ロールや補強ロールは必ずしも必要なものではなく、それらを備えない圧延設備にも本発明は適用可能である。また、作業ロールが複数組備えられた多段の圧延設備にも適用可能である。更に、本実施の形態では、圧延設備への本発明の適用例を説明したが、圧延設備におけるストリップ表面の液体除去に必ずしも限らず、本発明は、他の種の設備においても、板状材料の表面に付着残存している油等の液体を除去することを目的として適用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、気体軸受支持されたワイパロールにおいて、ロール長に対して好適比に設定されたロール径を確立し、該形状のワイパロールを有するワイパ装置とすることにより、低速領域から高速領域にわたる全領域で、板材の板幅方向に均一なワイピング性能を確保することができる。また、ワイパロールを中央の径に対して両端部の径を縮径させる形状とし、気体軸受の気体供給幅を板材の板幅以上に設定することにより、更に板幅方向に均一なワイピング特性を得ることができる。これにより、圧延操業上の生産効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイパ装置の一実施の形態を適用した圧延設備の概略構成を表す全体図である。
【図２】本発明のワイパ装置の一実施の形態を適用した圧延設備に設けた上流側ワイパ装置のストリップ近傍部分を、ストリップの通板方向から見た図、及び板幅方向から見た概略図である。
【図３】本発明のワイパ装置の一実施の形態を適用した圧延設備に設けた下流側ワイパ装置のストリップ近傍部分を、ストリップの通板方向から見た図、及び板幅方向から見た概略図である。
【図４】各ロール径のワイパロールの撓み形状の計算結果を表す図である。
【図５】通板するストリップの板幅が変化した場合のワイパロールの撓み形状を表す図である。
【図６】本発明のワイパ装置の他の実施の形態に用いるワイパロール及び気体軸受を、ストリップ通板方向から見て模式的に表した図である。
【図７】従来のチューブタイプのワイパ装置の概略構成を表す図である。
【符号の説明】
１          ストリップ（板材）
５ａ，ｂ    下流側ワイパ装置（ワイパ装置）
２１ａ，ｂ  ワイパロール
２１Ａ，Ｂ  ワイパロール
２１Ｂａ    同径部
２１Ｂｂ    テーパ部
２２ａ，ｂ  気体軸受
２３ａ，ｂ  気体供給幅調整装置（気体供給幅調整手段）
ｄ          最大ロール径
Ｌ          ロール長
【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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