(57)【要約】【課題】乳化剤濃度を制御することによって油滴の粒径を制御し、圧延ロールと圧延される鋼帯の表面との間に適正な潤滑性を付与する。【解決手段】鋼帯の冷間圧延において、圧延に供された圧延油の乳化剤濃度を検出し（ａ１〜ａ２）、検出された乳化剤濃度と予め定められる乳化剤濃度範囲の上限値との差を演算し、検出濃度が前記上限値を超えるとき、圧延に供給されるべき圧延油に油を添加し（ａ３〜ａ４）、検出濃度が前記上限値以下であるとき、検出濃度と予め定められる乳化剤濃度範囲の下限値との差を演算し、検出濃度が前記下限値未満であるとき、圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加し（ａ５〜ａ６）、検出濃度が前記下限値以上であるとき、鋼帯の冷間圧延が終了したか否かが判断される（ａ７）。【選択図】　　　図４
2004136348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に潤滑用の油と乳化剤とが混合されたエマルジョンの状態で用いられる金属帯の圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法であって、
金属帯の圧延に用いられた後の圧延油に含まれる乳化剤濃度を測定し、
乳化剤濃度の測定結果が予め定められる乳化剤濃度よりも大きいとき、潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油を添加し、乳化剤濃度の測定結果が予め定められる乳化剤濃度よりも小さいとき、金属帯の圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加し、
金属帯の圧延に供給されるべき圧延油の乳化剤濃度を調整することによって、圧延油中の油滴の粒径を調整することを特徴とする圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法。
【請求項２】
水に潤滑用の油と乳化剤とが混合されたエマルジョンの状態で用いられる金属帯の圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置であって、
圧延される金属帯に圧延油を供給する圧延油供給手段と、
金属帯の圧延に用いられた後の圧延油に含まれる乳化剤濃度を検出する乳化剤濃度センサと、
金属帯の圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油を添加する油添加手段と、
金属帯の圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加する乳化剤添加手段と、
予め定められる乳化剤濃度をストアする記憶手段と、
乳化剤濃度センサによって検出される乳化剤濃度と、記憶手段から読出される予め定められる乳化剤濃度との差を演算する演算手段と、
演算手段の出力に応答し、金属帯の圧延に供給されるべき圧延油の乳化剤濃度が所望の値になるように、油添加手段による潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油の添加動作、または乳化剤添加手段による乳化剤の添加動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置。
【請求項３】
前記請求項１記載の圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法によって、乳化剤濃度を調整し油滴の粒径を所望の大きさに調整した圧延油を金属帯に供給しながら圧延することを特徴とする表面性状に優れる金属帯の冷間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の圧延に用いられる水中油滴型エマルジョン状態の圧延油に含まれる油滴の粒径を調整する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯であるたとえば鋼帯の冷間圧延などにおいては、圧延されるべき鋼帯表面と圧延ロールとの潤滑を向上させて、鋼帯の表面性状を良好に仕上げるとともに、圧延荷重を軽減することなどを目的として圧延油が用いられている。一般的に圧延油は、水に潤滑用の油脂類、鉱物油または合成油（以後、これらを総称して油と呼ぶ）と乳化剤とを混合し乳濁させることによって得られる水中に油滴が分散した水中油滴型エマルジョンの状態で圧延に供される。
【０００３】
鋼帯の圧延時においては、圧延に供される圧延油中の油滴が離水し、圧延ロール表面および鋼帯表面に付着することによって、圧延ロールと鋼帯表面との間の潤滑が発現される。圧延油中の油滴の粒径が大きいと、離水性が良いので潤滑性には優れるけれども、圧延ロールと鋼帯表面との潤滑過剰によるすべりによって鋼帯表面に形成されるチャタマーク、また鋼帯への潤滑油の過剰付着による油汚れなどの表面性状不良が発生する。逆に圧延油中の油滴の粒径が小さいと、離水性が悪いので潤滑性に劣り、ヒートスクラッチやヒートマークなどと呼ばれる焼付きに類する表面性状不良が発生する。すなわち、圧延油中の油滴の粒径が適正範囲にないと、表面性状不良を多発して鋼帯の圧延歩留が低下するという問題がある。
【０００４】
圧延油中の油滴の平均粒径は、乳化剤濃度と相関することが知られているので、圧延油の乳化剤濃度を適正範囲に調整して油滴の粒径を所望の大きさになるように混合乳化させた圧延油を金属帯の圧延に供給し、このことによって、適正な潤滑性を発現させて表面性状不良の発生を防止している。しかしながら、圧延操業の時間経過とともに、一般的には圧延油に含まれる潤滑用の油のロスが生じて、乳化剤濃度が上昇するという現象が起こる。すなわち、圧延油を圧延ロールと圧延される金属帯の表面との接触部であるいわゆるロールバイトに供給するときのヒュームロス、圧延油中の油滴が金属帯に付着して持ち去られることによるロスおよび圧延油の循環系統において混入物等の除去のために設けられるフィルタに油が付着することによるフィルタ付着ロスなどによって、圧延油中の潤滑用の油が消耗し、相対的に乳化剤濃度が上昇する。このように、圧延操業の時間経過にともない圧延油中の乳化剤濃度が上昇することによって、油滴の粒径が小さくなり潤滑性の低下する傾向がある。
【０００５】
このような問題に対応するべく、圧延油に含まれる油滴の粒径を調整する従来技術には、圧延油のエマルジョンの粒径と体積占有率とを測定してそのパターンを指数化し、圧延油中の乳化剤の含有量を制御することによって、前記指数を制御し圧延荷重を制御するというものがある（たとえば、特許文献１参照）。またもう一つの従来技術には、圧延油中の油脂滴に対して高頻度の剪断を繰返すことによって細粒化するとともに粒度を均一にするというものがある（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５２−８９５５３号公報
【特許文献２】
特開平３−９９７１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した先行技術には、以下のような問題がある。特許文献１では、乳化剤濃度と指数との関係は開示されているけれども、指数を制御するための技術である乳化剤濃度を制御する方法については開示されていない。特許文献２では、油脂滴の粒度に対する剪断力付与による細粒化の技術が開示されているのみであり、むしろ圧延操業の経時とともに圧延油中の乳化剤濃度が上昇して油脂滴の粒度が小さくなるのが一般的な現象であるにも関らず、油脂滴の粒度を大きくする方に調整する技術については、全く触れられていない。また、特許文献２に開示される技術では、油脂滴に剪断力を付与するための装置を設けなければならず、装置構成が複雑になるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、乳化剤濃度を制御することによって油滴の粒径を制御し、圧延ロールと圧延される金属帯の表面との間に適正な潤滑性を付与することができる圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法および粒径調整装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水に潤滑用の油と乳化剤とが混合されたエマルジョンの状態で用いられる金属帯の圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法であって、
金属帯の圧延に用いられた後の圧延油に含まれる乳化剤濃度を測定し、
乳化剤濃度の測定結果が予め定められる乳化剤濃度よりも大きいとき、潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油を添加し、乳化剤濃度の測定結果が予め定められる乳化剤濃度よりも小さいとき、金属帯の圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加し、
金属帯の圧延に供給されるべき圧延油の乳化剤濃度を調整することによって、圧延油中の油滴の粒径を調整することを特徴とする圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法である。
【００１０】
本発明に従えば、金属帯の圧延に用いられた後の圧延油中の乳化剤濃度を測定し、測定された乳化剤濃度が、前記予め定められる乳化剤濃度、すなわち圧延される金属帯の種類および圧延条件などに応じて定まる適正乳化剤濃度よりも大きいときには、圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油または前記適正乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤の混合された圧延油を添加し、前記適正乳化剤濃度よりも小さいときには、圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加する。このことによって、圧延に供給されるべき圧延油に含まれる乳化剤濃度が適正な値に保たれ、乳化剤濃度と相関する油滴の粒径が適正な大きさに保たれるので、圧延される金属帯の表面と圧延ロールとの間に適正な潤滑状態を発現させることができる。
【００１１】
また本発明は、水に潤滑用の油と乳化剤とが混合されたエマルジョンの状態で用いられる金属帯の圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置であって、
圧延される金属帯に圧延油を供給する圧延油供給手段と、
金属帯の圧延に用いられた後の圧延油に含まれる乳化剤濃度を検出する乳化剤濃度センサと、
金属帯の圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油を添加する油添加手段と、
金属帯の圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加する乳化剤添加手段と、
予め定められる乳化剤濃度をストアする記憶手段と、
乳化剤濃度センサによって検出される乳化剤濃度と、記憶手段から読出される予め定められる乳化剤濃度との差を演算する演算手段と、
演算手段の出力に応答し、金属帯の圧延に供給されるべき圧延油の乳化剤濃度が所望の値になるように、油添加手段による潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油の添加動作、または乳化剤添加手段による乳化剤の添加動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置である。
【００１２】
本発明に従えば、圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置は、金属帯の圧延に用いられた後の圧延油中の乳化剤濃度を乳化剤濃度センサによって測定し、乳化剤濃度センサによる測定値と、前記予め定められる乳化剤濃度、すなわち圧延される金属帯の種類および圧延条件などに応じて定まる適正乳化剤濃度との差を演算手段によって演算し、演算手段の演算結果に応答して制御手段は、圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油もしくは前記適正乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤の混合された圧延油を添加、または圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加するように、油添加手段または乳化剤添加手段の動作を制御する。このように、圧延に供給されるべき圧延油に含まれる乳化剤濃度を適正な値に保ち、乳化剤濃度と相関する油滴の粒径を適正な大きさに保つことによって、圧延される金属帯の表面と圧延ロールとの間に適正な潤滑状態を発現させることの可能な装置を得ることができる。
【００１３】
また本発明は、前述の圧延油に含まれる油滴の粒径調整方法によって、乳化剤濃度を調整し油滴の粒径を所望の大きさに調整した圧延油を金属帯に供給しながら圧延することを特徴とする表面性状に優れる金属帯の冷間圧延方法である。
【００１４】
本発明に従えば、乳化剤濃度を調整することによって油滴の粒径が適正な大きさに調整された圧延油を金属帯に供給しながら圧延することができる。このことによって、圧延ロールと金属帯表面との間の潤滑性が良好に保たれるので、チャタマーク、油汚れ、ヒートマークおよびヒートスクラッチなどの表面性状不良の発生が抑止され、金属帯の圧延歩留を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である油滴の粒径調整装置１の構成を簡略化して示す系統図であり、図２は図１に示す油滴の粒径調整装置１に備わる制御手段１８の電気的構成を簡略化して示すブロック図である。本実施の形態の圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置１（以後、粒径調整装置１と略称する）は、金属帯の１例である鋼帯３を冷間圧延する冷間圧延装置２に設けられて用いられる。
【００１６】
粒径調整装置１の設けられる冷間圧延装置２について、以下に説明する。冷間圧延装置２は、４つの第１〜第４圧延スタンド４，５，６，７が、矢符８に示す鋼帯３の圧延方向の上流側から下流側に向ってこの順序で設けられるいわゆるタンデム式冷間圧延装置である。第１圧延スタンド４は、上下一対のワークロール９ａ，９ｂと、ワークロール９ａ，９ｂの外方に設けられる上下一対の中間ロール１０ａ，１０ｂと、中間ロール１０ａ，１０ｂのさらに外方に設けられる上下一対のバックアップロール１１ａ，１１ｂとを備え、これらのロールは、第１圧延スタンド４の図示しないハウジングに回転自在に支持される。その他の第２〜第４スタンド５，６，７は、いずれも第１圧延スタンド４と同一に構成されるので、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００１７】
鋼帯３は、第１〜第４圧延スタンド４，５，６，７を、この順に通過し、通過時に各圧延スタンドにおいて圧延されて所望の厚みに仕上られる。この鋼帯３が各圧延スタンドにおいて圧延されるとき、各圧延スタンドにおけるロールバイトに、粒径調整装置１によって油滴の粒径が所望の大きさに調整された圧延油が供給されて潤滑性が付与される。
【００１８】
粒径調整装置１は、水に潤滑用の油と乳化剤とが混合されたエマルジョンの状態で用いられる圧延油を、圧延される鋼帯３に供給する圧延油供給手段１２と、鋼帯３の圧延に用いられた後の圧延油に含まれる乳化剤濃度を検出する乳化剤濃度センサ１３と、鋼帯３の圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油を添加する油添加手段１４と、鋼帯３の圧延に供給されるべき圧延油に、乳化剤を添加する乳化剤添加手段１５と、予め定められる乳化剤濃度をストアする記憶手段１６と、乳化剤濃度センサ１３によって検出される乳化剤濃度と、記憶手段１６から読出される予め定められる乳化剤濃度との差を演算する演算手段１７と、演算手段１７の出力に応答し、鋼帯３の圧延に供給されるべき圧延油の乳化剤濃度が所望の値になるように、油添加手段１４による潤滑用の油もしくは予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油の添加動作、または乳化剤添加手段１５による乳化剤の添加動作を制御する制御手段１８と、圧延油を作製するに際し潤滑用の油と乳化剤とを混合させる媒体である水を供給する水供給手段１９とを含む。
【００１９】
圧延油供給手段１２は、圧延に供給されるべき圧延油を貯留するとともに攪拌するミキシングタンク２０と、ミキシングタンク２０に管路３７によって接続され前記圧延装置２に送出する圧延油を貯留するクリーンタンク３８と、クリーンタンク３８内の圧延油を送出する第１ポンプ２１と、第１ポンプ２１の圧延油流過方向下流側に設けられる熱交換器２２と、第１〜第４圧延スタンド４，５，６，７におけるロールバイトに臨んで設けられる圧延油供給ノズル２３と、圧延に用いられた後の回収された圧延油を貯留するダーティタンク２４と、ダーティタンク２４に貯留される圧延油をミキシングタンク２０に向けて送出する第２ポンプ２５と、第２ポンプ２５とミキシングタンク２０との間に設けられるフィルタ２６と、前述した各部間を結ぶ管路であって圧延油の流過通路である圧延油管路２７ａ，２７ｂ，２７ｃとを含む。
【００２０】
ミキシングタンク２０は、中空容器であり、その内方には図示しない攪拌手段が備えられ、内部空間に貯留される液体を攪拌することができるように構成される。ミキシングタンク２０には、水供給手段１９と、詳細を後述する油添加手段１４および乳化剤添加手段１５が設けられ、水供給手段１９、油添加手段１４および乳化剤添加手段１５から水、潤滑用の油および乳化剤が供給される。
【００２１】
クリーンタンク３８は、中空容器であり、ミキシングタンク２０において所望の組成に調合された圧延油を貯留する。クリーンタンク３８に貯留される圧延油は、第１ポンプ２１によって圧延油管路２７ａに送出される。
【００２２】
水供給手段１９は、圧延油の成分であり、油と乳化剤との混合媒体である水を貯留する容器である水供給源２８と、水をミキシングタンク２０に圧送する第３ポンプ２９と、水供給源２８からミキシングタンク２０までの水の流過管路である水供給管路３０とを含む。この水供給手段１９に備わる第３ポンプ２９を操作することによって、水供給源２８からミキシングタンク２０に圧延油成分である水を供給することができる。
【００２３】
油添加手段１４は、圧延油に潤滑性を付与する油（ここでは、水および乳化剤と混合されていない油のみの状態を原油と呼ぶこともある）を貯留する油供給源３１と、油をミキシングタンク２０に圧送する第４ポンプ３２と、油供給源３１からミキシングタンク２０までの油の流過管路である油供給管路３３とを含む。この油添加手段１４に備わる第４ポンプ３２を操作することによって、油供給源３１からミキシングタンク２０に油を添加供給することができる。潤滑用の油には、たとえば合成エステルなどが好適に用いられる。
【００２４】
乳化剤添加手段１５は、水中に油を乳化混合させる乳化剤を貯留する乳化剤供給源３４と、乳化剤をミキシングタンク２０に圧送する第５ポンプ３５と、乳化剤供給源３４からミキシングタンク２０までの乳化剤の流過管路である乳化剤供給管路３６とを含む。この乳化剤添加手段１５に備わる第５ポンプ３５を操作することによって、乳化剤供給源３４からミキシングタンク２０に乳化剤を添加供給することができる。乳化剤には、たとえば、非イオン系界面活性剤などが好適に用いられる。
【００２５】
鋼帯３の圧延開始に際し当初圧延油を作製するとき、水供給手段１９、油添加手段１４および乳化剤添加手段１５に備わる第３〜第５ポンプ２９，３２，３５をそれぞれ操作して、たとえば油：８０重量％、乳化剤：１．５重量％および残部水からなる組成比になるように、油、乳化剤および水をミキシングタンク２０に供給する。ミキシングタンク２０に供給された油、乳化剤および水は、攪拌手段によって攪拌されて乳化混合し、水中油滴型のエマルジョン状態の圧延油となる。
【００２６】
前述のようにして作製された圧延油は、第１ポンプ２１によって圧延油管路２７ａ内を圧送され、熱交換器２２において主として冷却された後、第１〜第４圧延スタンド４，５，６，７にそれぞれ設けられる圧延油供給ノズル２３からロールバイトに供給される。ロールバイトに供給されて鋼帯３の表面とワークロール９ａ，９ｂの表面との間に潤滑性を付与した圧延油は、各圧延スタンド４，５，６，７にそれぞれ設けられる圧延油回収用のパレット３７に収集され、パレット３７に収集された圧延油は圧延油管路２７ｂ内を流過してダーティタンク２４に回収される。
【００２７】
ダーティタンク２４に回収された圧延油は、第２ポンプ２５によって圧送され、圧延油管路２７ｃに設けられる前記フィルタ２６によって塵埃等が除去されてミキシングタンク２０に戻る。ミキシングタンク２０に戻された圧延油は、クリーンタンク３８を介してさらに鋼帯３の圧延に供給される。このように循環系を構成する圧延油供給手段１２によって、圧延油は繰返し圧延に使用される。循環系において繰返し圧延に使用されるとき、一般的には圧延油中の主として油が、鋼帯３の表面への付着による持ち去りロス、ヒュームロスおよびフィルタ２６へのフィルタ付着ロスを生じる。
【００２８】
乳化剤濃度センサ１３は、鋼帯３の圧延に使用された後回収される圧延油中の乳化剤濃度を検出するように、圧延油管路２７ｂのダーティタンク２４よりも冷間圧延装置２寄りに設けられる。乳化剤濃度センサ１３の検出出力は、制御手段１８に与えられる。
【００２９】
制御手段１８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）を備えるたとえばマイクロコンピュータによって実現される処理回路であり、乳化剤濃度センサ１３が接続される。処理回路１８には、記憶手段１６であるメモリと、演算手段１７とが備えられる。メモリ１６には、予め定められる乳化剤濃度たとえば前述したような当初に作製される圧延油の乳化剤濃度の値が、適正乳化剤濃度としてストアされるとともに、処理回路１８を動作させるためのプログラムがストアされる。演算手段１７は、乳化剤濃度センサ１３によって検出される乳化剤濃度と、メモリ１６から読出される予め定められる乳化剤濃度との差を演算し、演算結果を処理回路１８に出力する。演算結果に応答して処理回路１８から出力される制御信号によって、油添加手段１４および乳化剤添加手段１５の動作が制御される。
【００３０】
なお、冷間圧延装置２による圧延の終了を検知し、冷間圧延装置２に対する圧延油の供給および乳化剤濃度の制御動作を停止することができるように、処理回路１８には、冷間圧延装置２内における鋼帯３の有無を検出するべく冷間圧延装置２に設けられる鋼帯検出センサ４０が接続され、その出力が与えられる。
【００３１】
処理回路１８は、油添加手段１４に備わる第４ポンプ３２および乳化剤添加手段１５に備わる第５ポンプ３５と電気的に接続され、第４および第５ポンプ３２，３５の動作を制御することができる。すなわち、処理回路１８は、演算手段１７の出力に応答し、油添加手段１４および乳化剤添加手段１５の動作を制御してミキシングタンク２０に油または乳化剤を添加し、圧延油の乳化剤濃度が所望の値になるように制御する。
【００３２】
一般的には、前述したように油のロスによって乳化剤濃度が高くなるので、油添加手段１４の動作を制御して、乳化剤濃度センサ１３によって検出される乳化剤濃度が予め定められる乳化剤濃度になるまで、油の添加動作を繰返す。本発明の粒径調整装置１では、発生する可能性は低いけれども、乳化剤濃度センサ１３によって検出される乳化剤濃度が、予め定められる乳化剤濃度よりも低くなる場合に備えて、乳化剤添加手段１５を動作制御し乳化剤をミキシングタンク２０に添加して乳化剤濃度を高くすることも可能なように構成される。
【００３３】
図３は、圧延油の乳化剤濃度と油滴の平均粒径との関係を示す図である。図３には、油に合成エステルを、乳化剤に非イオン系乳化剤を使用し、濃度８０重量％の油組成とした水中油滴型エマルジョンの圧延油における乳化剤濃度と、油滴の平均粒径との関係を示す。図３に示すように、乳化剤濃度と油滴の平均粒径とは良好な相関を有し、乳化剤濃度を大きくするのに伴って油滴の平均粒径は小さくなるという関係が有る。
【００３４】
予め定められる乳化剤濃度を１点の限定された値にして操業するのは困難であることから、実操業における予め定められる乳化剤濃度は、たとえば１．２〜１．８重量％のように範囲を有するように定められる。乳化剤濃度センサ１３による検出濃度値が、この範囲の上限を超えるとき、処理回路１８が油添加手段１４を動作させ、下限未満であるとき、処理回路１８が乳化剤添加手段１５を動作させて、圧延油の乳化剤濃度が適正範囲内になるように、すなわち油滴の粒径が適正範囲内になるように制御する。
【００３５】
図４は、粒径調整装置１の乳化剤濃度制御による油滴の粒径制御動作を説明するフローチャートである。ステップａ１であるスタートでは、乳化剤濃度が所望の濃度範囲内になるように初期調整された圧延油が、冷間圧延装置２に供給されて鋼帯３の冷間圧延が行われている状態である。ステップａ２では、鋼帯３の圧延に供された後の圧延油の乳化剤濃度を、乳化剤濃度センサ１３によって検出する。
【００３６】
ステップａ３では、乳化剤濃度センサ１３による検出濃度値と、予め定められた適正濃度範囲としてメモリ１６にストアされている乳化剤濃度範囲の上限値との差が、演算手段１７によって演算され、演算結果が処理回路１８に与えられる。処理回路１８では、乳化剤濃度センサ１３による検出濃度値が、予め定められた適正濃度範囲の上限値を超えるか否かが判断される。判断結果が肯定、すなわち前記検出濃度値が前記上限値を超えるとき、ステップａ４に進み、判断結果が否定、すなわち前記検出濃度値が前記上限値以下であるとき、ステップａ５に進む。
【００３７】
ステップａ４では、圧延油中の乳化剤濃度が適正範囲を超えて大きいので、処理回路１８は、油添加手段１４の動作を制御し、ミキシングタンク２０に原油を添加して乳化剤濃度が所望の適正濃度範囲になるように制御する。このとき、鋼帯３の圧延による圧延油の減量が、油のロスのみによるものであり、水および乳化剤のロスがないと仮定すれば、処理回路１８が油添加手段１４の動作を制御して添加するべき原油の重量ＷＯは、たとえば次の式（１）によってその概略値が与えられる。
2004136348.tif 000003
【００３８】
このような式（１）などに基づく油添加手段１４および後述する乳化剤添加手段１５の動作制御は、鋼帯３の圧延に先立って動作制御プログラムを予めメモリ１６にストアしておき、処理回路１８が、メモリ１６から読出されたプログラムに従って動作を実行することによって実現される。
【００３９】
ステップａ５では、乳化剤濃度センサ１３による検出濃度値と、予め適正濃度範囲としてメモリ１６にストアされている乳化剤濃度範囲の下限値との差が、演算手段１７によって演算され、演算結果が処理回路１８に与えられる。処理回路１８では、乳化剤濃度センサ１３による検出濃度値が、予め定められる適正濃度範囲の下限値未満であるか否かが判断される。判断結果が肯定、すなわち前記検出濃度値が前記下限値未満であるとき、ステップａ６に進み、判断結果が否定、すなわち前記検出濃度値が乳化剤濃度の適正範囲内にあるとき、ステップａ７に進む。
【００４０】
ステップａ６では、圧延油中の乳化剤濃度が適正範囲の下限値未満であるので、処理回路１８は、乳化剤添加手段１５の動作を制御し、ミキシングタンク２０に乳化剤を添加して乳化剤濃度が所望の適正濃度範囲内になるように制御する。このとき、処理回路１８が乳化剤添加手段１５の動作を制御して添加するべき乳化剤の重量ＷＥは、乳化剤濃度が数％程度の小さな値であるので、近似的に次の式（２）によってその概略値が与えられる。
ＷＥ＝Ａ・（Ｃ２−Ｃ１）／１００　　　　　　　　　　　　…（２）
ここで、Ａ，Ｃ１およびＣ２は、前記式（１）の場合と同一である。
【００４１】
ステップａ７では、鋼帯検出センサ４０の検出出力に基づいて、処理回路１８において鋼帯３の冷間圧延が終了したか否かが判断される。判断結果が肯定であり鋼帯３の冷間圧延が終了したとき、ステップａ８に進み、圧延油の乳化剤濃度の制御動作を終了する。判断結果が否定であり鋼帯３の冷間圧延が継続されるとき、ステップａ２に戻り、以降のステップが繰返される。実際の操業においては、複数の鋼帯３が連続して圧延され、それに伴ってフローチャートに示す乳化剤濃度の制御動作ステップは繰返し実行されるので、圧延油の乳化剤濃度は、精度良く適正範囲内に収斂される。
【００４２】
このようにして圧延油の乳化剤濃度が、適正範囲内になるように制御されるとき、図３に示すように乳化剤濃度と強い相関を有する油滴の平均粒径が適正範囲内にあるように制御される。油滴の粒径が適正範囲内にあるように調整された圧延油を、冷間圧延される鋼帯３とワークロール９ａ，９ｂとによって形成されるロールバイトに供給することによって、ワークロール９ａ，９ｂと鋼帯３表面との間の潤滑性が良好な状態に保たれるので、チャタマーク、油汚れ、ヒートマークおよびヒートスクラッチなどの表面性状不良の発生が抑止され、鋼帯３の圧延歩留を向上させることができる。
【００４３】
（実施例）
以下に本発明の実施例を説明する。粒径調整装置１および冷間圧延装置２を準備した。実施例では、粒径調整装置１によって圧延油の乳化剤濃度を制御し油滴の粒径を制御しながら圧延油を冷間圧延装置２に供給して鋼帯３の冷間圧延を行った。比較例では、粒径調整装置１によって圧延油を冷間圧延装置２に供給したけれども、圧延油の乳化剤濃度を制御することなく、単に圧延油を循環させて供給するだけで鋼帯３の冷間圧延を行った。
【００４４】
冷間圧延に供した鋼帯３は、実施例および比較例ともに、鋼種が日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ　３１４１に規定されるＳＰＣＣであり、寸法は、幅：１２２６ｍｍ、冷間圧延前の元厚：２．３０ｍｍ、冷間圧延後の仕上厚：０．３５５ｍｍであった。実施例および比較例において用いた冷間圧延条件を表１に示す。また粒径調整装置１によって、冷間圧延装置２に供給された圧延油の初期調整時の組成を表２に示す。表２に示す初期調整時における圧延油に含まれる油滴の平均粒径は、７〜９μｍであった。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
【表２】
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【００４７】
重量が約１８．０トンの鋼帯３を、前述したように実施例では圧延油の乳化剤濃度を１．２〜１．８重量％の濃度範囲になるように制御して油滴の平均粒径を制御しながら冷間圧延し、比較例では乳化剤濃度を制御することなく冷間圧延した。冷間圧延終了後、圧延油の乳化剤濃度と油滴の平均粒径とを測定した。乳化剤濃度は、乳化剤濃度センサ１３によって求め、油滴の平均粒径は、コールターカウンター（ベックマンコールター社製）によって測定した。
【００４８】
また冷間圧延終了後、冷間圧延された鋼帯３を巻戻しながら、鋼帯３の表裏両面についてチャタマークおよびヒートマークなどの表面性状不良発生の有無を目視によって検査した。表面性状不良の発生によって製品化が困難と判断された部分の長さの鋼帯全長に対する百分率（以後、不良率と呼ぶ）を求めた。この不良率を評価指標とし、不良率が小さい程良好な潤滑状態で圧延されたものと判定した。
【００４９】
評価結果を表３に示す。実施例では、乳化剤濃度は圧延終了後も設定濃度範囲内である１．４重量％に保たれているので、油滴の平均粒径も７．４μｍと好適な潤滑性を発現できる大きさに保たれた。このことによって、不良率は０．３％未満に抑制され、良好な冷間圧延歩留を実現することができた。
【００５０】
一方比較例では、冷間圧延を通じて油のロスがあるにも関らず、乳化剤濃度を制御しなかったので、冷間圧延終了後の乳化剤濃度は、２．１重量％および２．４重量％まで濃化し、それに伴って油滴の平均粒径が６．０μｍおよび５．３μｍまでそれぞれ減少した。このことによって、油滴の離水性が悪化して潤滑性が劣る状態であったので、不良率が０．３９％および０．８６％と高く、冷間圧延歩留が良くなかった。
【００５１】
【表３】
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【００５２】
以上に述べたように、本実施の形態では、圧延油の乳化剤濃度を制御して油滴の粒径を制御する粒径調整方法は、粒径調整装置１による自動制御によって行うけれども、これに限定されることなく、たとえば圧延に用いられた後の圧延油の乳化剤濃度をオフラインで分析し、分析結果に基づいて油添加手段を手動操作して乳化剤濃度を調整し油滴の粒径を制御する方法であっても良い。また圧延油の乳化剤濃度の調整に原油が添加されるけれども、これに限定されることなく、予め定められる乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤が混合された圧延油が、油添加手段によって添加されても良い。また粒径調整装置は、タンデム式の冷間圧延装置に設けられて鋼帯の冷間圧延に用いられるけれども、これに限定されることなく、たとえばリバース式冷間圧延装置に設けられても良く、また熱間圧延装置に設けられても良い。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、金属帯の圧延に用いられた後の圧延油中の乳化剤濃度を測定し、測定された乳化剤濃度が、前記予め定められる乳化剤濃度、すなわち圧延される金属帯の種類および圧延条件などに応じて定まる適正乳化剤濃度よりも大きいときには、圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油または前記適正乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤の混合された圧延油を添加し、前記適正乳化剤濃度よりも小さいときには、圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加する。このことによって、圧延に供給されるべき圧延油に含まれる乳化剤濃度が適正な値に保たれ、乳化剤濃度と相関する油滴の粒径が適正な大きさに保たれるので、圧延される金属帯の表面と圧延ロールとの間に適正な潤滑状態を発現させることができる。
【００５４】
また本発明によれば、圧延油に含まれる油滴の粒径調整装置は、金属帯の圧延に用いられた後の圧延油中の乳化剤濃度を乳化剤濃度センサによって測定し、乳化剤濃度センサによる測定値と、前記予め定められる乳化剤濃度、すなわち圧延される金属帯の種類および圧延条件などに応じて定まる適正乳化剤濃度との差を演算手段によって演算し、演算手段の演算結果に応答して制御手段は、圧延に供給されるべき圧延油に、潤滑用の油もしくは前記適正乳化剤濃度よりも小さい濃度に乳化剤の混合された圧延油を添加、または圧延に供給されるべき圧延油に乳化剤を添加するように、油添加手段または乳化剤添加手段の動作を制御する。このように、圧延に供給されるべき圧延油に含まれる乳化剤濃度を適正な値に保ち、乳化剤濃度と相関する油滴の粒径を適正な大きさに保つことによって、圧延される金属帯の表面と圧延ロールとの間に適正な潤滑状態を発現させることの可能な装置を得ることができる。
【００５５】
また本発明によれば、乳化剤濃度を調整することによって油滴の粒径が適正な大きさに調整された圧延油を金属帯に供給しながら圧延することができる。このことによって、圧延ロールと金属帯表面との間の潤滑性が良好に保たれるので、チャタマーク、油汚れ、ヒートマークおよびヒートスクラッチなどの表面性状不良の発生が抑止され、金属帯の圧延歩留を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である油滴の粒径調整装置１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】図１に示す油滴の粒径調整装置１に備わる制御手段１８の電気的構成を簡略化して示すブロック図である。
【図３】圧延油の乳化剤濃度と油滴の平均粒径との関係を示す図である。
【図４】粒径調整装置１の乳化剤濃度制御による油滴の粒径制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　粒径調整装置
２　冷間圧延装置
３　鋼帯
１２　圧延油供給手段
１３　乳化剤濃度センサ
１４　油添加手段
１５　乳化剤添加手段
１６　記憶手段
１７　演算手段
１８　制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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