(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材金属板の上面側及び／又は圧延機の上ロール表面を、ガスアトマイズ潤滑によって潤滑するための上側用潤滑油供給装置と、
被圧延材金属板の下面側及び／又は圧延機の下ロール表面をガスアトマイズ潤滑によって潤滑するための下側用潤滑油供給装置とを有してなり、
前記上側用潤滑油供給装置は、
潤滑油噴射方向が水平方向よりも下向きとされたガスアトマイズ潤滑用の複数のノズルを、被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置してなるノズル群と、
潤滑油原液を前記各ノズルに向けて圧送するためのポンプ装置と、
前記ポンプ装置から圧送されてきた潤滑油を前記各ノズルに分配する分配装置と、
前記分配装置の各出口部と前記各ノズルの入り側接続口との間を接続する複数の配管部分と、
を備え、
前記分配装置における、前記各配管部分を介して各ノズルに向けて潤滑油を送り出す各出口部が、前記分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に設けられており、
前記各配管部分は、その配管部分における上下方向に最も高い位置の箇所が、前記分配装置の各出口部よりも上方に位置するように配設され、
前記配管部分内の平均流路断面積Ｓ（ｃｍ２）が下記（１）式を満たし、かつノズル１個あたりの潤滑油供給量Ｑ（ｃｃ／分）が下記（２）式を満たす範囲内で、前記各配管部分における、上下方向に最も高い箇所から各ノズルの入り側接続口までの配管長さＬ（ｃｍ）が、下記（３）式を満たすように構成されていることを特徴とする冷間圧延機の潤滑油供給設備。
Ｓ≦２                  ・・・（１）
５≦Ｑ≦２００          ・・・（２）
Ｌ≦Ｑ／（６×Ｓ）      ・・・（３）
【請求項２】
前記下側用潤滑油供給装置が、
潤滑油噴射方向が水平方向よりも上向きとされたガスアトマイズ潤滑用の複数のノズルを、被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置してなるノズル群と、
潤滑油原液を前記各ノズルに向けて圧送するための、前記上側用潤滑油供給装置のポンプ装置と共通もしくは別のポンプ装置と、
前記ポンプ装置から圧送されてきた潤滑油を前記各ノズルに分配する分配装置と、
前記分配装置の出口部と前記各ノズルの入り側接続口とを接続する複数の配管部分と、
を備え、
前記分配装置における、前記各配管部分を介して各ノズルに向けて潤滑油を送り出す各出口部が、前記分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に設けられており、
前記各配管部分のノズル入り側接続口での上下方向の位置が、前記分配装置の各出口部の位置よりも高い位置に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の冷間圧延機の潤滑油供給設備。
【請求項３】
前記配管部分に設けられた分岐切り替えバルブと、
前記分岐切り替えバルブから潤滑油をタンクに戻す循環用配管と、
前記分岐切り替えバルブに接続された洗浄用液体の供給機構と、
を有し、
洗浄用液体の供給機構は、潤滑油を循環用配管により循環中に、前記分岐切り替えバルブからノズルへ向かって、分岐切り替えバルブの位置における温度が４０℃以上である洗浄用液体を流すように構成されたことを特徴とすることを特徴とする請求項１、請求項２のいずれか１の請求項に記載の冷間圧延機の潤滑油供給設備。
【請求項４】
前記下側用潤滑油供給装置が、さらに、
前記分岐切り替えバルブから潤滑油をタンクに戻す循環用配管と、
前記分岐切り替えバルブに接続された洗浄用液体の供給機構と、
を有し、
洗浄用液体の供給機構は、潤滑油を循環用配管により循環中に、前記分岐切り替えバルブからノズルへ向かって、分岐切り替えバルブの位置における温度が４０℃以上である洗浄用液体を流すように構成されたことを特徴とする請求項２、請求項３のいずれか１の請求項に記載の冷間圧延機の潤滑油供給設備。
【請求項５】
エマルション潤滑供給設備と併設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の冷間圧延機の潤滑油供給設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板鋼帯等の金属板を圧延する際に使用される潤滑油供給設備に関し、特に冷間圧延工程で実施されるガスアトマイズ潤滑油供給法で使用される潤滑油供給設備であって、複数のノズルを被圧延材の板幅方向に配設して、それぞれのノズルに対し、ノズルの個数よりも少ないポンプ装置により複数のノズルへ潤滑油を圧送する配管の途中で、各ノズルに潤滑油を分配させる中空構造の分配装置が備えられた潤滑油供給設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、薄板鋼帯などの冷間圧延工程においては、被圧延材である薄板鋼帯と冷間圧延機のロールとの間を潤滑しながら圧延を行う。潤滑油の供給方式としては、潤滑油を水に対して潤滑油濃度が約１〜５体積％程度になるように潤滑油タンク内で撹拌混合して、エマルションとして圧延前に薄板鋼帯や圧延ロールに供給し、圧延機の下側でエマルションを回収してタンクに戻す循環式エマルション潤滑油供給法（非特許文献１）や、潤滑油原液をガスとともに２流体ノズルによってロールや鋼板に噴霧供給するガスアトマイズ潤滑油供給法（特許文献１）などが知られている。
【０００３】
循環式エマルション潤滑油供給法は、潤滑油の再利用ができるため、潤滑油コストが安価であり、しかもエマルションを供給することによってロール冷却も兼ねることができるため、近年、冷間圧延用の潤滑油供給法として広く普及している。
【０００４】
一方、ガスアトマイズ潤滑油供給法は、少量の潤滑油を２流体ノズルを使用してガスとともに霧状にしてロールや鋼板に噴霧供給する方法であるため、エマルションを供給する潤滑油供給法と比べて大幅に少ない潤滑油供給量で、同等以上の潤滑効果を発揮し得ることが知られている。
【０００５】
ガスアトマイズ潤滑油供給法を薄板鋼帯の冷間圧延に適用する場合、板幅方向に並べて設置された複数のノズルに均等な量の潤滑油を同時に圧送する必要がある。この手段として、１台の潤滑油ポンプ装置によって潤滑油を複数のノズルへ圧送する配管の途中に、中空構造の分配装置を配置することによって、複数のノズルにほぼ同一の量の潤滑油を分配する技術が開示されている（特許文献２）。
【０００６】
ところで、冷間圧延用潤滑油に用いられる潤滑油としては、室温で固化する特性を有する潤滑油が使用される場合がある。そのような潤滑油を使用する場合、圧延操業における定期修繕時に長時間圧延が停止して、それに伴って潤滑油の供給が長時間停止されれば、配管内で潤滑油の温度が低下して、潤滑油の配管や分配装置等の中で潤滑油が固化し、そのため定期修繕完了後の圧延操業時に、潤滑油が円滑に供給できなくなるおそれがある。このようなトラブルを避けるために、分配装置の出口部とノズルとの間に潤滑油を常時循環させられるような切り替えバルブを設けることが、特許文献２に開示されている。この特許文献２の技術は、ノズルから潤滑油の噴射ができないときは潤滑油をタンクと分配装置との間で常時循環させて配管内の潤滑油の温度が低下しないようにし、潤滑油を供給するときはノズル側に潤滑油を圧送して潤滑油を噴射するものである。
【０００７】
また特許文献３には、ノズル１本を備えたガスアトマイズ潤滑油供給法において、潤滑油ＯＮ／ＯＦＦ操作に対して応答性よくノズルから潤滑油を供給ＯＮ／ＯＦＦできるようにするために、ノズルの位置よりも潤滑油供給ＯＮ／ＯＦＦスイッチ機構の位置を低く設置して、配管内に潤滑油が充満した状態を保ちやすし、これによってスイッチ操作のタイミングからさほど遅れることなくノズルから潤滑油を噴射開始し得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−０９４１０４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１８０５１号公報
【特許文献３】特開２００９−２２６４７８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「板圧延の理論と実際（改訂版）」社団法人日本鉄鋼協会、平成２２年９月３０日発行、ｐ２０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
薄板鋼帯等の金属板の冷間圧延では、板幅方向に複数のノズルが並んで設置されており、これらのノズルから概ね同時に潤滑油の噴射をＯＮ／ＯＦＦする必要がある。潤滑油供給方法として、配管途中に分配装置が備えられたガスアトマイズ潤滑油供給装置を使用した場合、例えばポンプ装置のＯＮ／ＯＦＦ機構の操作、もしくはポンプ装置と分配装置の間に設置されたバルブによるＯＮ／ＯＦＦ操作によって、分配装置に圧送される潤滑油をＯＮ／ＯＦＦして、ノズルからの潤滑油の噴射のＯＮ／ＯＦＦを実施しようとすれば、各ノズル毎に潤滑油の噴射が開始されるタイミング、もしくは噴射が停止されるタイミングのバラツキが大きく、板幅方向で潤滑油が供給されている部分と供給されていない部分とが発生する。板幅方向に潤滑が供給されていない部分があれば、その部分に製品疵が発生したり、絞りが発生したりして、製品の表面品質を著しく低下させたり、さらにはワークロールに疵が転写して臨時のワークロール組替が必要となり、生産性の著しい低下を招く。
【００１１】
さらに、潤滑油の供給を長時間停止した場合、常温で固化する潤滑油を使用していれば、配管内や分配装置内で潤滑油が固化してしまい、供給停止後に次に潤滑油の供給を再開する際に円滑に潤滑油の噴射ができなくなることがある。潤滑油の固化を抑制するために分配装置からノズルの配管途中に切り替えバルブを設けて、潤滑油をノズルから噴射していないときに、潤滑油をタンクとポンプと分配装置とで循環させておく技術が特許文献２に開示されているが、この手段では、分配装置とノズルとの間の切り替えバルブからノズルの間の配管内には潤滑油が留まったままになり、この部分で潤滑油が固化して、次回の潤滑油の噴射が円滑にできない。
【００１２】
以上のような、従来のガスアトマイズ潤滑油供給法によって板幅方向に複数のノズルに潤滑油を供給した場合の問題点をまとめれば、次の通りである。
すなわち、各ノズルの潤滑油ＯＮ操作から実際に潤滑油が噴射開始するまでの時間のバラツキが大きく、板幅方向に潤滑油の供給されているところと供給されていないところが発生し、潤滑油の供給されていないところでは焼付き疵などの製品疵が発生し、ワークロールの臨時交換が必要になるなどの事態を招いていた。また、長時間潤滑油供給を停止した場合、潤滑油が配管内で固化して配管詰まりを引き起こし、円滑な潤滑ができないことがあったのである。
【００１３】
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、分配装置を備えていて、複数のノズルに潤滑油を分配装置で分配して圧送するガスアトマイズ潤滑による冷間圧延機の潤滑油供給設備において、潤滑油ＯＮ／ＯＦＦ時における、各ノズルから噴射される潤滑油の吐出タイミングのバラツキの発生を抑えて、吐出タイミングのバラツキによる疵や絞り等の発生を抑制し得るように潤滑油の供給開始や供給停止を行うことが可能であり、また固化しやすい潤滑油を使用した場合に、長時間潤滑供給が停止して配管内の温度が低下しても、潤滑油が固化してノズル詰まりを引き起こさないようにした潤滑油供給設備を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、前述の課題を解決するべく、種々の実験、検討を重ねた結果、板幅方向に設置された複数のノズルから、潤滑油ＯＮ／ＯＦＦ操作に応じて、タイミング良く潤滑油の噴射開始もしくは噴射停止しない原因が、次のような現象に起因していることを新規に知見した。
【００１５】
すなわち、配管内にある潤滑油が、潤滑油供給ＯＦＦ操作後もノズルから垂れ続け、しかもその垂れた潤滑油の量は各ノズルで同じではなく、そのため次に潤滑油供給をＯＮ操作する時点で、分配装置からノズルの間の配管内に留まっている潤滑油の量が、各ノズルごとにばらつく。その結果、潤滑油供給ＯＮ操作後に実際にノズルから潤滑油が噴射開始されるまでに時間がかかるばかりでなく、各ノズルの配管内に留まっている潤滑油のばらつきのため、実際にノズルから潤滑油が噴射開始される時間にもばらつきが生じるのである。
【００１６】
このような知見から、供給停止後に各ノズルから垂れ落ちる潤滑油の量をある範囲内に抑制できれば、噴射開始もしくは停止時のばらつきがほとんど無くなり、板幅方向の潤滑油供給ムラが無くなると考え、各ノズルから垂れ落ちる潤滑油の量が同じ程度の少ない量となるような適切な条件を見い出すべく、さらに実験・検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。
【００１７】
なお、被圧延材金属板の上面側もしくは圧延機の上ロール表面を、ガスアトマイズ潤滑によって潤滑する場合は、潤滑油噴射方向が水平方向よりも下向きとなるようにノズルを設けるのが通常であり、逆に、被圧延材金属板の下面側もしくは圧延機の下ロール表面を、ガスアトマイズ潤滑によって潤滑する場合は、潤滑油噴射方向が水平方向よりも上向きとなるようにノズルを設けるのが通常である。そして、潤滑油噴射方向が水平方向よりも下向きの場合と上向きの場合とでは、適切な条件が若干異なる。そこで、本明細書では、被圧延材金属板の上面側もしくは圧延機の上ロール表面をガスアトマイズ潤滑によって潤滑する側の潤滑油供給装置を上側用潤滑油供給装置、また被圧延材金属板の下面側もしくは圧延機の下ロール表面をガスアトマイズ潤滑によって潤滑する側の潤滑油供給装置を下側用潤滑油供給装置と、区別して称することとし、第１の態様では、上側用潤滑油供給装置の条件を規定し、第２の態様では、第１の態様の上側用潤滑油供給装置の条件に加えて、下側用潤滑油供給装置の条件を規定している。
以下に本発明の各態様について説明する。
【００１８】
［第１の態様：上側用潤滑油供給装置の条件規定の態様］
本発明の第１の態様の冷間圧延機の潤滑油供給設備は、
被圧延材金属板の上面側及び／又は圧延機の上ロール表面を、ガスアトマイズ潤滑によって潤滑するための上側用潤滑油供給装置と、
被圧延材金属板の下面側及び／又は圧延機の下ロール表面をガスアトマイズ潤滑によって潤滑するための下側用潤滑油供給装置とを有してなり、
前記上側用潤滑油供給装置は、
潤滑油噴射方向が水平方向よりも下向きとされたガスアトマイズ潤滑用の複数のノズルを、被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置してなるノズル群と、
潤滑油原液を前記各ノズルに向けて圧送するためのポンプ装置と、
前記ポンプ装置から圧送されてきた潤滑油を前記各ノズルに分配する分配装置と、
前記分配装置の各出口部と前記各ノズルの入り側接続口との間を接続する複数の配管部分と、
を備え、
前記分配装置における、前記各配管部分を介して各ノズルに向けて潤滑油を送り出す各出口部が、前記分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に設けられており、
前記各配管部分は、その配管部分における上下方向に最も高い位置の箇所が、前記分配装置の各出口部よりも上方に位置するように配設され、
前記配管部分内の平均流路断面積Ｓ（ｃｍ２）が下記（１）式を満たし、かつノズル１個あたりの潤滑油供給量Ｑ（ｃｃ／分）が下記（２）式を満たす範囲内で、前記各配管部分における、上下方向に最も高い箇所から各ノズルの入り側接続口までの配管長さＬ（ｃｍ）が、下記（３）式を満たすように構成されていることを特徴とするものである。
Ｓ≦２                  ・・・（１）
５≦Ｑ≦２００          ・・・（２）
Ｌ≦Ｑ／（６×Ｓ）      ・・・（３）
【００１９】
なお以下の説明では、ポンプ装置から分配装置および各配管部分を経て、ノズル群の各ノズルに圧送される潤滑油原液については、単に“潤滑油”と記すことがある。
【００２０】
［第１の態様の作用効果、上側用潤滑油供給装置における位置関係とメカニズム］
上側用潤滑油供給装置における薄板鋼帯等の被圧延材金属板の上側に設置される潤滑油供給用のノズルは、一般のものと同様に、水平方向よりも下向きに噴射するように設置されている。これによって、圧延機の上側のワークロール、中間ロール、バックアップロールのいずれか１つもしくは２つ以上（ここではこれらを一括して上ロールと称している）、又は／および圧延機の入り側における薄板鋼板等の被圧延材金属板の上面に潤滑油を供給しながら冷間圧延が行われている。
このように下向きにノズルが設置されている場合、ノズルに接続されている配管がノズルよりも高い位置にあれば、潤滑油供給ＯＦＦ操作をしても、ノズルよりも高い位置にある配管内の潤滑油がノズルから垂れ落ちやすい。分配装置からノズルまでの配管においてノズルよりも高い位置に存在する配管部分の長さが長いほど、潤滑供給ＯＦＦ操作後に垂れ落ちる潤滑油の量が多くなる。ノズルと分配装置の間の配管として、取り回しがしやすい耐圧ホースを使用していれば、各ノズルにおけるノズルと分配装置との間に接続されているホースを狭い圧延設備内に組み込むため、ノズルよりも高い位置に存在するホースの長さが、各ノズル毎に大きなバラツキが発生する。このため、潤滑油の供給ＯＦＦ操作に対して各ノズルからの潤滑油の噴射が停止するタイミングが変化し、板幅方向に潤滑油が供給されない部分が発生し、製品疵発生等の問題を引き起こす。
【００２１】
［第１の態様における配管の内径の平均断面積］
上側用潤滑油供給装置における配管の内径の平均断面積が２ｃｍ２よりも大きければ、第1の態様で規定する潤滑油供給量でも、配管内を潤滑油で充満しながら潤滑油を流すことが困難となり、設定通りの潤滑油供給量で潤滑油をノズルから噴射することが困難となる。さらに、上述のように潤滑油を配管内に充満させ得ないため、ノズルからの潤滑油噴射開始タイミングを同じにすることができないに加え、安定した潤滑油の噴射状態が得られない。そこで第１の態様においては、配管の内径の平均断面積Ｓは、（１）式に示すように２ｃｍ２以下と規定した。なおこの配管の内径の平均断面積は、１ｃｍ２以下が好ましい。
【００２２】
［第１の態様における潤滑油供給量の範囲］
上側用潤滑油供給装置における潤滑油の供給量は、配管の内径の平均断面積が２ｃｍ２以下の場合、ノズル1本あたり毎分５ｃｃ以上、毎分２００ｃｃ以下の範囲であることが必要である。潤滑油の供給量が毎分５ｃｃよりも小さければ、配管内を充満しながら潤滑油が流れず、設定通りの潤滑油供給量で潤滑油をノズルから噴射することが困難となる。一方、毎分２００ｃｃよりも多い潤滑油供給量とすれば、配管内の圧損が大きくなり、大きな供給能力をもつポンプ装置が必要となって設備費用が高価になり、また配管の強度も高いものにする必要が生じるため、狭い圧延設備内に、本発明の要件を満たすような潤滑油供給設備を設置することが困難となる。そこで、ノズル1本あたりの潤滑油供給量Ｑは、（２）式に示すように、毎分５ｃｃ以上、毎分２００ｃｃ以下の範囲内と規定した。なお潤滑油の供給量を設定するためには、例えばポンプ装置として流量調整機能を備えたものを用いたり、あるいはポンプ装置の出側に流量計を設置しておいて、その流量計で測定した供給量が目的とする設定値になるようにポンプ装置を制御する構成としたりすれば良い。
【００２３】
［第１の態様における各部の位置関係及び配管長さの全般について］
第１の態様では、上側用潤滑油供給装置について、配管の内径の平均断面積Ｓと潤滑油供給量Ｑの範囲を上記の通りに限定した上で、各部の上下方向の位置関係（高さの関係）を適切に調整するとともに、配管部分のうちの前述のような特定の部分の長さＬを、配管部分内の平均流路断面積Ｓおよび潤滑油供給量Ｑに応じて適切に規制することによって、前述のような現象を回避できることを見いだした。
すなわち、第１には、分配装置における、各配管部分を介して各ノズルに向けて潤滑油を送り出す各出口部を、分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に設けることが必要であり、これによって、分配装置内の潤滑油流路を常に潤滑油によって充満させておくことができる。
また第２には、配管部分における、上下方向に最も高い位置の箇所が、分配装置の各出口部よりも上方に位置するように配設すること、言い換えれば、ノズルと分配装置間を接続する配管の途中の最大高さが、分配装置の出口部の高さよりも高くなるように設定することが必要である。これによって、分配装置の出口部から配管部分における上下方向に最も高い位置の箇所（最大高さの箇所）までの配管内を常に潤滑油によって充満させておくことができる。
さらに第３には、配管部分における上下方向に最も高い位置の箇所（最大高さの箇所）からノズルの入り側接続口までの長さＬが、（３）式で定義される範囲とすることが必要である。すなわち、前述の各条件を満たした上で、（３）式で規制される範囲内に上記の長さＬを規制すれば、仮に、配管内、とりわけ上下方向に最も高い位置の箇所（最大高さの箇所）からノズルの入り側接続口までの間の配管内に潤滑油が充満されていない部分が発生しても、潤滑油供給ＯＮ時においてノズル群の各ノズルからほぼ同一のタイミングで潤滑油を供給開始することが可能となり、その結果板幅方向に潤滑油の供給ムラが発生することを抑制できる。
【００２４】
［第１の態様における式（３）の意義］
圧延操業において潤滑油をＯＮにする操作は、定期修理後の圧延開始時や、圧延速度などの圧延条件を変更する場合に行われるのが通常である。圧延開始時の条件設定や圧延条件の変更は、おおむね１０秒以内に完了することが多く、１０秒以内に完了できれば、生産性などに支障を与えることはほとんどない。従って、潤滑油ＯＮ時の潤滑油供給量のバラツキも、１０秒以内に解消されれば、実操業上は支障がない、と言える。言い換えれば、上側用潤滑油供給装置において、分配装置の各出口部から各ノズルの入り側接続口までの各配管部分の全長のうち、配管内の潤滑油が垂れ落ちる可能性のある領域の長さが、定常的な潤滑油供給量での潤滑時に１０秒で潤滑油が流れる配管長さ以下であれば、潤滑油ＯＮ時の潤滑油供給量のバラツキも、概ね１０秒以内に抑えることができる。
【００２５】
ここで、配管内が潤滑油で充満されていると仮定して、ある時間Ｔ（分）の間に配管内を潤滑油が流れる距離（配管長さ）をＬ０（ｃｍ）とすれば、時間Ｔ（分）と距離（配管長さ）Ｌ０との関係は、前述の配管内の平均断面積Ｓ（ｃｍ２）及びノズル１個あたりの潤滑油供給量（ｃｃ／分）を用いて次の（４）式であらわされる。
Ｔ＝（Ｌ０×Ｓ）／Ｑ              ・・・（４）
この（４）式を変形すれば、次の（５）式となる。
Ｌ０＝（Ｑ／Ｓ）×Ｔ              ・・・（５）
この（５）式において、時間Ｔを、上述の１０秒、すなわち（１／６）分とすれば、その場合の長さＬ０´は、次の（６）式、（７）式であらわされる。
Ｌ０´＝（Ｑ／Ｓ）×（１／６）      ・・・（６）
すなわち、
Ｌ０´＝Ｑ／（６×Ｓ）              ・・・（７）
【００２６】
ところで、配管部分の全長のうち上記の“配管内の潤滑油が垂れ落ちる可能性のある領域”は、前述の説明から明らかなように、上下方向に最も高い箇所（最大高さの箇所）から各ノズルの入り側接続口までの配管部分である。したがって、配管部分の全長のうち、上下方向に最も高い箇所（最大高さの箇所）から各ノズルの入り側接続口までの配管部分の長さＬ（ｃｍ）が、（７）式で求められるＬ０´以下であれば、潤滑油供給ＯＮ時における配管部分からの潤滑油の垂れ落ちを概ね回避できることになる。すなわち、前記の１０秒の条件に相当する、（７）式で求められるＬ０´は、上下方向に最も高い箇所（最大高さの箇所）から各ノズルの入り側接続口までの配管部分の長さＬについての最大許容限界長さである、ということができる。
すなわち、
Ｌ≦Ｌ０´                      ・・・（８）
とする必要があることから、（３）式が導き出せる。
Ｌ≦Ｑ／（６×Ｓ）              ・・・（３）
【００２７】
このように、配管部分の全長のうち、上下方向に最も高い箇所（最大高さの箇所）から各ノズルの入り側接続口までの配管部分の長さＬ（ｃｍ）を、配管内の平均断面積Ｓ（ｃｍ２）およびノズル１個あたりの潤滑油供給量Ｑ（ｃｃ／分）に応じて（３）式を満たすように設定することによって、潤滑油供給ＯＮ時における配管部分からの潤滑油の垂れ落ちを概ね回避できることになる。但し、既に述べたように、配管部分内の平均流路断面積Ｓ（ｃｍ２）が（１）式
Ｓ≦２                  ・・・（１）
を満たし、かつノズル１個あたりの潤滑油供給量Ｑ（ｃｃ／分）が（２）式
５≦Ｑ≦２００          ・・・（２）
を満たす範囲内であることが、前提条件であることはもちろんである。
【００２８】
［第２の態様：下側潤滑油供給装置についての条件規定］
本発明の第２の態様の冷間圧延機の潤滑油供給設備は、前記第１の態様の潤滑油供給設備において、
前記下側用潤滑油供給装置が、
潤滑油噴射方向が水平方向よりも上向きとされたガスアトマイズ潤滑用の複数のノズルを、被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置してなるノズル群と、
潤滑油原液を前記各ノズルに向けて圧送するための、前記上側用潤滑油供給装置のポンプ装置と共通もしくは別のポンプ装置と、
前記ポンプ装置から圧送されてきた潤滑油を前記各ノズルに分配する分配装置と、
前記分配装置の出口部と前記各ノズルの入り側接続口とを接続する複数の配管部分と、
を備え、
前記分配装置における、前記各配管部分を介して各ノズルに向けて潤滑油を送り出す各出口部が、前記分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に設けられており、
前記各配管部分のノズル入り側接続口での上下方向の位置が、前記分配装置の各出口部の位置よりも高い位置に設定されていることを特徴とするものである。
なおこの第２の態様についても、以下の説明では、ポンプ装置から分配装置および各配管部分を経て、ノズル群の各ノズルに圧送される潤滑油原液について、単に“潤滑油”と記すことがある。
【００２９】
［第２の態様の作用効果］
下側用潤滑油供給装置として、薄板鋼帯等の被圧延材金属板の下側に設置される潤滑油供給用のノズルは、一般のものと同様に、水平方向よりも上向きに噴射するように設置されている。これによって、下側のワークロール、中間ロール、バックアップロールのいずれか１つもしくは２つ以上（ここではこれらを一括して下ロールと称している）の表面、及び／又は圧延機の入り側における被圧延材金属板の下面に潤滑油を供給しながら、冷間圧延が行われている。
【００３０】
ここで、下側用潤滑油供給装置の分配装置における、各配管部分を介して各ノズルに向けて潤滑油を送り出す各出口部を、分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に設けることによって、第１の態様の上側用潤滑油供給装置について説明したと同様に、分配装置内の潤滑油流路を常に潤滑油によって充満させておくことができる。
【００３１】
さらに、下側用潤滑油供給装置では、ノズルからの潤滑油の噴射方向が水平方向よりも上向きになるようにノズルが設置されるが、その場合、配管部分のノズル入り側接続口の上下方向の位置が、分配装置の出口部の位置よりも高い位置に設定されていれば（逆に言えば、分配装置の出口部がノズルの配管との接続口よりも低く設定されていれば）、潤滑油ＯＦＦ操作と概ね同一のタイミングで潤滑油の噴射が停止する。潤滑油の噴射が停止したときのノズルと分配装置との間の配管内は、ほぼ潤滑油で充満されているから、次に潤滑油ＯＮ操作を行ったときには、ほぼ同じタイミングでノズル群の各ノズルから潤滑油の噴射が開始される。すなわち、潤滑油供給ＯＮ操作時にほぼ同一のタイミングで各ノズルから潤滑油を噴射開始して、板幅方向に潤滑油の供給ムラが発生することを回避することが可能となる。
【００３２】
［第３の態様］
本発明の第３の態様は、前記第１もしくは第２の態様を前提として、上側用潤滑油供給装置において常温付近で固化するような潤滑油を使用し、潤滑油の供給を長時間停止した場合における、配管内や分配装置内での潤滑油が固化の問題に対処するための態様である。
すなわち第３の態様の冷間圧延機の潤滑油供給設備は、前記第１もしくは第２の態様の潤滑油供給設備において、
前記配管部分に設けられた分岐切り替えバルブと、
前記分岐切り替えバルブから潤滑油をタンクに戻す循環用配管と、
前記分岐切り替えバルブに接続された洗浄用液体の供給機構と、
を有し、
洗浄用液体の供給機構は、潤滑油を循環用配管により循環中に、前記分岐切り替えバルブからノズルへ向かって、分岐切り替えバルブの位置における温度が４０℃以上である洗浄用液体を流すように構成されたことを特徴とするものである。
【００３３】
［第３の態様に対応する従来技術］
冷延用潤滑油の中には室温付近で固化するものがあり、従来のエマルション潤滑供給装置では、潤滑油タンクに加熱・保温機構と撹拌装置とを設け、潤滑油をある一定の温度に保つことができるようにして、配管などで潤滑油が固化しないようにしている。エマルション潤滑装置、特に循環式エマルション潤滑供給装置では、ロールの冷却用の冷媒としてもエマルションを使用するのが一般的であり、薄板鋼帯等の金属板の圧延が行われていないときにもロールにエマルション潤滑が供給され、配管内で潤滑油が固化しないように操業されている。
しかしながら、ガスアトマイズによる潤滑油供給設備では、潤滑油原液を配管に流すことに加えて、薄板鋼帯の圧延が行われていないときは、潤滑油の供給を完全に停止しなければならない。その場合、分配装置や配管およびノズル内に潤滑油が残り、温度が室温レベルまで低下すれば、潤滑油が固化して、次の潤滑油供給時にノズル詰まり、配管詰まりなどのトラブルによって、円滑な潤滑油の供給ができなくなるおそれがある。
【００３４】
［第３の態様の作用効果］
ガスアトマイズ潤滑油供給設備において室温付近で固化する潤滑油を使用する場合、長期間潤滑油の供給が停止する前に、潤滑油供給設備の潤滑油の流動経路内から完全に潤滑油を除去するか、常時潤滑油を流し続ける必要がある。そこで、本発明の第３の態様では、分配装置の出口部からノズル入り側接続口までの間の途中に分岐切り替えバルブを設けて、潤滑油を長期間噴射しないときは、分岐切り替えバルブ操作によって分配装置からノズルに圧送される潤滑油をタンクに戻し、その代わりに分岐切り替えバルブからノズルに向けて洗浄用液体を流して，固化しやすい潤滑油を配管内やノズル内から除去することができる。
【００３５】
［第４の態様］
本発明の第４の態様は、前記第２の態様もしくは第３の態様を前提として、下側用潤滑油供給装置において常温付近で固化するような潤滑油を使用し、潤滑油の供給を長時間停止した場合における、配管内や分配装置内での潤滑油の固化の問題に対処するための態様である。
すなわち第４の態様の冷間圧延機の潤滑油供給設備は、前記第２もしくは第３の態様の潤滑油供給設備において、
前記下側用潤滑油供給装置が、さらに、
前記分岐切り替えバルブから潤滑油をタンクに戻す循環用配管と、
前記分岐切り替えバルブに接続された洗浄用液体の供給機構と、
を有し、
洗浄用液体の供給機構は、潤滑油を循環用配管により循環中に、前記分岐切り替えバルブからノズルへ向かって、分岐切り替えバルブの位置における温度が４０℃以上である洗浄用液体を流すように構成されたことを特徴とするものである。
【００３６】
［第４の態様の作用効果］
この第４の態様における、下側用潤滑油供給装置の作用効果は、前述の第３の態様における、上側用潤滑油供給装置の作用効果と実質的に同じであるから、その説明は省略する。
【００３７】
［第５の態様］
さらに本発明の第５の態様は、前記第１〜４のいずれかの態様の潤滑油供給設備において、エマルション潤滑供給設備と併設されていることを特徴とする。
【００３８】
［第５の態様の作用効果］
本発明の第５の態様は、従来の循環式エマルション潤滑供給設備と、本発明の第１〜第４の態様のガスアトマイズ潤滑による潤滑油供給設備のいずれかとを組み合わせた潤滑油供給設備である。これは、ロール冷却機能を兼ねるエマルション潤滑供給設備を上下のロールに潤滑油を供給する設備として備え、圧延機の入り側で薄板鋼帯の上下面に潤滑油を供給する補助的な潤滑油供給設備として、本発明の第１〜４のいずれかの態様のガスアトマイズ潤滑による潤滑油供給設備を備えるものである。なお、循環式エマルション潤滑供給設備と本発明の第１〜４のいずれかの態様とで使用される潤滑油は同じものであることが好ましい。潤滑油が混じり合っても反応生成物が生成せず、潤滑性が大きく変化しないものであれば、異なる潤滑油を使用することが可能である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の冷間圧延機の潤滑油供給設備によれば、被圧延材金属板の板幅方向に複数のノズルを設置して、ロール及び／又は被圧延材金属板に潤滑油原液をガスとともに噴霧供給するにあたって、各ノズルからの噴射開始および停止のタイミングがほぼ同時となるため、板幅方向での潤滑油が供給されている箇所と供給されていない箇所が発生するなどの板幅方向の潤滑供給ムラがなくなり、さらには、長時間の潤滑供給停止後も配管詰まりを起こさないような態様とすることもでき、そのため円滑な潤滑供給が可能になる。これにより、ガスアトマイズ潤滑油供給法の特徴である必要最小限の潤滑油供給量で優れた潤滑効果が発揮されやすくなり、一層の安定した潤滑圧延ができることにより、圧延機稼働率の向上による生産性向上や、製品品質向上による歩留まりの向上が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態の潤滑油供給設備における上側用潤滑油供給装置について、分配装置からノズルに至る部分の構成の一例を、被圧延材の板幅方向から見た模式図である。
【図２】第１の実施形態の潤滑油供給設備における上側用潤滑油供給装置について、分配装置からノズルに至る部分の構成の一例を、圧延方向から見た模式図である。
【図３】第２の実施形態の潤滑油供給設備における下側用潤滑油供給装置について、分配装置からノズルに至る部分の構成の一例を、被圧延材の板幅方向から見た模式図である。
【図４】第２の実施形態の潤滑油供給設備における下側用潤滑油供給装置について、分配装置からノズルに至る部分の構成の一例を、圧延方向から見た模式図である。
【図５】本発明の潤滑油供給設備における上側用潤滑油供給装置もしくは下側用潤滑油供給装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
［第１の実施形態：第１の態様の実施形態］
本発明の潤滑油供給設備では、潤滑用のノズルとして、気液２流体ノズル、すなわちガスアトマイズ潤滑用のノズルが用いられ、その複数のノズルが、被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置されて、ノズル群が構成されている。
そして第１の実施形態では、潤滑油供給設備を構成している上側用潤滑油供給装置と下側用潤滑油供給装置のうち、上側用潤滑油供給装置の条件を規定しており、この上側用潤滑油供給装置の場合は、後に詳細に説明するように各ノズルは水平方向に対して下向きに潤滑油を噴射する向きに設置される。
【００４３】
第１の態様についての実施形態（第１の実施形態）の上側用潤滑油供給装置１００における、分配装置１からノズル群２Ａ内のある一つのノズル２までの間の部分の構成の一例を、板幅方向から見た状態で図１に示し、図２には、その第１の実施形態の上側用潤滑油供給装置１００における分配装置１からノズル群２Ａの各ノズル２までの間の構成の一例を、圧延方向から見た状態で示している。
図１に示すように、上側用潤滑油供給装置１００における分配装置１には、図示しないポンプ装置から圧送されてきた潤滑油原液（以下でも、この潤滑油原液を、単に“潤滑油”と記す）が、配管４によって分配装置１に供給される。本発明の潤滑油供給装置を使用する場合、使用する前にあらかじめ分配装置１内やその各出口部５から各ノズル２に向かって設置されている各配管３の中に潤滑油を充満させておく必要がある。各配管３の内径の断面積は一様である必要は無いが、圧損を一定にしてできるだけノズル間のバラツキを減らすために、できるだけ同じ断面積で同じ長さのものを使用することが望ましい。分配装置１の出口部５から各ノズル２に向って接続された各配管３は，各ノズル２における潤滑油供給用の接続口（入り側接続口）６に接続されている。
分配装置１の出口部５から配管３を経てノズル２の潤滑油用入り側接続口６に向かって供給された潤滑油８は、ノズル２に配管装置９を経て別途供給されるガスとともに、各ノズル２から上ロール及び／又は被圧延材金属板の表面に向けて噴射され、ガスアトマイズ潤滑がなされる。
【００４４】
上側用潤滑油供給装置１００における分配装置１の各出口部５から各ノズル２の入り側接続口６に至る間の配管経路において、各配管３にける最大高さとなる部位７とノズル２の入り側接続口６との間の配管長さ１０は、式（３）で規定される配管長さＬに相当する。ここで式（３）中における配管の内径の平均断面積Ｓは，図１の１０で定義される長さＬの部分の配管内における平均流路断面積であり、前記（１）式を満たすように定められている。このような各配管３には（２）式で規定されるノズル１個あたりの潤滑油供給量Ｑの潤滑油が流れる。
【００４５】
分配装置１から各ノズル２までの配管経路については、分配装置１の各出口部５の高さから、配管途中の最大高さ位置７までは、この最大高さ位置７を超えなければ、どのような経路であってもよい。この間の各配管２は、分配装置１の各出口部５からできるだけ単調に上昇するような経路で設置することが好ましい。また、分配装置１の各出口部５から配管途中の最大高さ位置７までの配管長さについては特に制約は無いが、可能であれば５ｍ以内であることが好ましい。
【００４６】
配管途中における最大高さの位置７の箇所からノズル２までの配管経路については、最大高さ位置７からノズル２までの間の配管が途中でノズル高さよりも低くなる部分ができても問題無いが、最大高さ位置７からノズル方向に向けて徐々に低くなるように配管経路を設定することが望ましい。
【００４７】
図１、図２に示しているように、上側用潤滑油供給装置１００におけるノズル群２Ａの各ノズル２は、水平方向に対して下向きに潤滑油を噴射するように設置されているが、その下向きの角度、すなわち噴射方向は、水平に近くても、真下に噴射する方向でもよい。また、各ノズル２は、被圧延材金属板、例えば薄板鋼帯の上面に向かって噴射するように設置されていても、上ロールに向かって噴射するように設置されていてもよい。ノズル群２Ａを構成する各ノズル２、すなわち被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置されている複数のノズル２は、等間隔に配置する必要は無く、使用するノズルの適正な噴射幅で板幅全体に潤滑油が噴射・供給できればどのような間隔で並んでいてもよい。また、１つの分配装置１から、上ロールの表面、すなわちワークロールとその上の中間ロールやバックアップロールの１つ以上の表面に潤滑油を供給するために、異なる高さで各ノズル２を配置してもよい。
【００４８】
但し、分配装置１から各ノズル２に至る各配管３の経路については，本発明の第１の態様に規定する条件を満たしていなければならない。分配装置１に潤滑油を供給する図示しないポンプ装置からの配管４も１本である必要は無く、複数のポンプ装置から分配装置１に潤滑油を供給するようにしてもよい。また、ノズル２の本数についても、適用する圧延機で圧延される薄板鋼帯等の被圧延材金属板の最大板幅を考慮して、上ロールの胴部における被圧延材金属板との接触部分表面の全体、及び／又は、被圧延材金属板の全幅の表面に、潤滑油が供給できるように、ノズル本数を決めればよい。
【００４９】
なお分配装置１は、従来一般に冷間圧延機の潤滑設備における圧延油供給経路に使用されている圧延油分配装置と同様な構成であればよく、その具体的構成は特に限定されないが、各出口部５が、分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に位置するように設定しておくことが必要である。
【００５０】
なおまた、図１、図２には下側用潤滑油供給装置は示していないが、第１の実施形態（第１の態様に対応）の場合、下側用潤滑油供給装置は、基本的には特に限定されるものではなく、従来と同様であってもよい。ただし、次に図３、図４を参照して第２の実施形態（第２の態様に対応）として説明する下側用潤滑油供給装置の構成を適用することが望ましい。
【００５１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、前記第２の態様についての実施形態であり、潤滑油供給設備を構成している上側用潤滑油供給装置と下側用潤滑油供給装置のうち、下側用潤滑油供給装置の条件を規定している。この下側用潤滑油供給装置の場合も、第１の実施形態の上側用潤滑油供給装置と同様に、潤滑用のノズルとして、気液２流体ノズル、すなわちガスアトマイズ潤滑用のノズルが用いられ、その複数のノズルが、被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置されて、ノズル群が構成されている。そして第２の実施形態の下側用潤滑油供給装置では、後に詳細に説明するように各ノズルは水平方向に対して上向きに潤滑油を噴射する向きに設置される。
第２の実施形態の下側用潤滑油供給装置における、分配装置１からノズル群２Ａ’内のある一つのノズル２’までの間の部分の構成の一例を、板幅方向から見た状態で、図３に示し、図４には、その第２の実施形態の下側用潤滑油供給装置における分配装置１’からノズル群２Ａ’の各ノズル２’までの間の構成の一例を、圧延方向から見た状態で示している。なお図３、図４には上側潤滑油供給装置は示していないが、図１、図２に示した第１の実施形態の上側用潤滑油供給装置１００と同様であればよい。
【００５２】
図３、図４に示すように、下側潤滑油供給装置１００’における各ノズル２’は、水平方向に対して上向きに潤滑油を噴射するようになっていれば、その上向きの角度、すなわちすなわち噴射方向は水平に近くても、真上にしてもよい。分配装置１’の各出口部５’から各ノズル２’の潤滑油用入り側接続口６’に向かってそれぞれ配管３’が接続され、各ノズル２’に別途供給されるガスとともに潤滑油８’が各ノズル２’から下ロール及び／又は被圧延材金属板の下面に噴射される。
【００５３】
ここで、下側用潤滑油供給装置１００’に使用される配管３’のサイズは特に制約は無いが、第１の態様（第１の実施形態）の上側用潤滑油供給装置１００で使用されるものと同じものを用いるのが好ましい。これは、第１の態様（第１の実施形態）の上側用潤滑油供給装置１００の配管２と、下側の潤滑油供給装置として使用される第２の態様（第２の実施形態）の下側用潤滑油供給装置１００’の配管２’とで、内径の断面積が異なる場合、上下で潤滑油の噴射タイミングが若干異なるといった現象が生じ得るためである。
【００５４】
薄板鋼帯等の被圧延材金属板もしくは下ロールに対するノズル２’の設置場所は特に制限は無い。潤滑油を噴射する対象物に対してノズルの噴射角などを考慮して潤滑油が供給されない場所が生じないように、ノズル２’の設置場所を決定すればよい。
【００５５】
ここで、下側用潤滑油供給装置１００’における分配装置１’の出口部５’から各ノズル２’に至る間の各配管３’の経路は、前述の第２の態様で規定する高さ関係が満たされていれば、どのような経路でもよいが、できるだけ分配装置１’の出口部５’から徐々に高くなってノズル設置高さに至るようにすることが望ましい。なお、水平方向よりも上向きに噴射するようにノズルを設置する場合は、ノズルから分配装置の間の配管の内径断面積や長さは特に制限はない。但し、圧延機の設備内に収まるようにできるだけ細く短い配管で接続することが好ましい。
【００５６】
図３、図４に示しているように、下側用潤滑油供給装置１００’における各ノズル２’は、水平方向に対して上向きに潤滑油を噴射するようになっていれば、その上向きの角度、すなわちすなわち噴射方向は水平に近くても、真上にしてもよい。ノズル群２Ａ’を構成する各ノズル２’、すなわち被圧延材金属板の板幅方向に並んで設置されている複数のノズル２’も、等間隔に配置する必要は無く、使用するノズルの適正な噴射幅で板幅全体に潤滑油が噴射・供給できれば、どのような間隔で並んでいてもよい。また、１つの分配装置１’からワークロールとそれに接しているバックアップロールもしくは中間ロールの２つ以上に潤滑油を供給するために、異なる高さで各ノズル２’を配置してもよい。
【００５７】
但し、下側用潤滑油供給装置１００’における各ノズル２’に接続されている分配装置１’からの各配管３’の経路については、前述の第２の態様で規定する条件を満たしていなければならない。ノズル本数、配管本数等は第１の態様（第１の実施形態）と同様に適宜決めればよい。
また分配装置１’は、従来一般に冷間圧延機の潤滑設備における圧延油供給経路に使用されている圧延油分配装置と同様な構成であればよく、その具体的構成は特に限定されないが、各出口部５’が、分配装置内の潤滑油流路の最も高い位置に位置するように設定しておくことが必要である。
【００５８】
［潤滑油供給装置の全体構成；第４の態様の適用例］
図５には、本発明の潤滑油供給設備の一例の全体構成について、前述の第４の態様を適用した例として示す。なおこの図５では、潤滑油供給設備を構成する上側用潤滑油供給装置１００と下側用潤滑油供給装置１００’とを区別せずに示しているが、これは、上側用潤滑油供給装置１００、下側用潤滑油供給装置１００’のいずれを適用してもよいことを意味する。すなわち、分配装置１（１’）から各ノズル２（２’）に至るまでの配管経路及びノズルの方向（上向き、下向き）についての構成は、第１の実施形態の上側用潤滑油供給装置１００の構成でも、第２の実施形態の下側用潤滑油供給装置１００’のいずれでもよい。言い換えれば、図５に示される潤滑油供給装置は、第１の態様、第２の態様のいずれにも適用可能である。
なお図５では、配置構成をわかりやすくするために、ノズル２（２’）への噴射用の気体を供給する配管などの設備は省略している。また分配装置１（１’）から各配管３（３’）を経てノズル群の各ノズル２（２’）に至る経路、及びノズル２（２’）については、複数の経路、複数のノズルのうちの、一つの経路、一つのノズルのみを示している。
【００５９】
第４の態様を適用した図５に示す潤滑油供給設備について以下に説明する。
潤滑油タンク１３に貯蔵された潤滑油１４は、配管１５内を通ってポンプ装置１２によって分配装置１（１’）に配管４（４’）内を圧送される。潤滑油タンク１３には，図５には記載していないが、潤滑油の温度を一定に保つために、加熱装置や温度調整器や攪拌機を備えておくことが望ましい。前述の通り、分配装置の各出口部５（５’）は、各ノズル２（２’）に向かって各配管３（３’）によって接続され、その配管の途中に分岐切り替えバルブ１１が接続されている。分岐切り替えバルブ１１から潤滑油をタンクに戻すための配管１６が備えられ、分岐切り替えバルブ１１から潤滑油をタンク１３に戻す経路となり、潤滑油が循環するようになっている。この循環によって、固化しやすい冷延用潤滑油を使用しても、配管内などで固化させずに潤滑油を円滑に供給することができる。
【００６０】
なお潤滑油タンク１３は、上側用の潤滑油供給装置１００と、下側用の潤滑油供給装置１０’とで共用してもよく、またポンプ装置１２も、上側用潤滑油供給装置１００と下側用潤滑油供給装置１００’とで共用することができるが、場合によっては、これらを上側用潤滑油供給装置１００と下側用潤滑油供給装置１００’とで別個独立に設けてもよい。
【００６１】
分岐切り替えバルブ１１から潤滑油を戻す配管１６の内径の断面積は、配管３（３’）以上のものを使用するのが望ましい。なお、配管１６の設置高さなどの経路については特に制限は無く、潤滑油タンクに戻るようになっていればよいが、円滑な潤滑油供給を行いやすくするためには、できるだけ短い長さですむように配管１６の経路を選択することが好ましい。
【００６２】
分岐切り替えバルブ１１は、潤滑油１４をタンク１３に戻すようになっているときには、同時に洗浄用液体配管２０から流れてくる洗浄用液体１８を、分岐切り替えバルブ１１経由で、ノズル２（２’）に向かって流すようにする。また、分配装置１（１’）から送られてくる潤滑油１４を潤滑油タンク１３に戻すための配管１６に流すと同時に、洗浄用液体配管２０を経由して流れてくる洗浄用液体１８をノズル２（２’）に向かう配管に流すような構成とする。
【００６３】
一方、分岐切り替えバルブ１１は、潤滑油をノズル２（２’）から噴射させる際には、分配装置１（１’）からノズル２（２’）に向かって潤滑油１４を流すようにする。このときには、潤滑油１４を戻すための配管１６側と、洗浄用液体配管２０は潤滑油１４の流路から遮蔽されていなければならない。
【００６４】
洗浄用液体１８は、洗浄用液体を貯蔵するタンク１７から洗浄用液体を圧送するポンプ装置１９によって分岐切り替えバルブ１１に送られる。洗浄用液体１８をポンプ装置１９で圧送するタイミングは、分岐切り替えバルブ１１が切り替わったと同時にポンプ装置１９が起動して洗浄用液体をノズル２（２’）の方に圧送するようにしてもよいし、洗浄用液体圧送用ポンプ装置１９と分岐切り替えバルブ１１の間にリリーフバルブ（図示せず）を設けて、リリーフバルブの箇所から洗浄用液体タンク１７に戻るような循環経路を設けておき、洗浄用液体を常時循環させておきながら、分岐切り替えバルブ１１が切り替わったときに圧力が低下してリリーフバルブが閉じて、分岐切り替えバルブ１１の方に洗浄用液体１８が流れるようにしてもよい。洗浄用液体１８を圧送する配管のサイズはどのような大きさのものでもよいが、できるだけ配管３（３’）と同程度のものを用いることが好ましい。
【００６５】
洗浄用液体を貯蔵するタンク１７および洗浄用液体を圧送するポンプ装置１９は、上側用潤滑油供給装置１００と下側用潤滑油供給装置１００’とで共用してもよいが、場合によっては、これらを上側用潤滑油供給装置１００と下側用潤滑油供給装置１００’とで別個独立に設けてもよい。
【００６６】
洗浄用液体の供給量については、ノズル１本あたりの潤滑油の最大供給量程度の量を、できれば５分程度、少なくとも１分程度は供給し続ける程度の量とすることが好ましい。１分よりも少なければ、洗浄効果が充分に得られず、配管３（３’）の内側に潤滑油の固化成分が少しずつ堆積し、そのため、直ちに配管詰まりを引き起こすことは無いが、継続して使用しているうちに配管詰まりを招くおそれがある。洗浄用液体タンク１７には、洗浄用液体の温度を一定に保つ機構を備える必要は必ずしもない。通常の洗浄用液体であれば、室温レベルで固化するようなものはないためである。
【００６７】
なお洗浄用液体としては、水、温水、石けん水などを使用すればよいが、そのほか、本発明の潤滑油供給設備を使用して被圧延材金属板もしくはロールに対しガスアトマイズ化して噴射するための潤滑油と同じ潤滑油を使用して形成された、より低濃度のエマルション潤滑でもよい。このように低濃度のエマルション潤滑を洗浄用液体に用いる場合のエマルション濃度は、水に対する潤滑油の体積％が０．５体積％から１０体積％、好ましくは、０．８体積％〜２体積％である。また、洗浄用液体を流し始めるタイミングとしては、必ずしも分岐切替バルブを切り替えた直後に直ちに洗浄用液体を流し始める必要は無いが、分岐切り替えバルブを切り替えてから５分以内に洗浄用液体を流し始めるのが好ましい。これよりも遅くなれば、ノズルの先端部の温度が冷えて潤滑油の固化が始まるからである。洗浄用液体の温度についても、分岐切替バルブを通過する時点での温度が４０℃以上、好ましくは５０℃以上が必要である。これよりも温度が低ければ配管内で温度が低下してしまって、潤滑油を配管内から除去する前にかえって潤滑油の固化を促進してしまうことがあるためである。
【００６８】
［第５の態様についての実施形態］
本発明の第５の態様は、従来の一般的な循環式エマルション潤滑供給装置をロールに潤滑油を供給するための設備として使用し、本発明の第１〜４のいずれかの態様の潤滑油供給設備を、その圧延機の入り側で被圧延材金属板の上面もしくは下面または上下面に潤滑油を供給するための設備として使用するもの、あるいは、従来の一般的な循環式エマルション潤滑供給装置を圧延機入り側で被圧延材金属板の上面もしくは下面または上下面に潤滑油を供給するための設備として使用し、本発明の第１〜４のいずれかの態様の潤滑油供給設備を、ロールに潤滑油を供給するための設備として使用するものである。
生産性や潤滑油コストを考慮すれば、前者のロールへの潤滑油供給設備として、従来の循環式エマルション潤滑供給装置を使用し、その圧延機の入り側で被圧延材金属板の上面もしくは下面または上下面に潤滑油を供給する設備として、本発明の第１〜４のいずれかの態様の潤滑設備を使用することが好ましい。
【００６９】
［第１〜第４の態様での潤滑油供給量について］
潤滑油の供給量は、本発明の第１〜４のうちのいずれかの態様の規定に基づき、圧延操業条件に応じて決定すればよい。また、アトマイズのためにノズルから噴射する気体としては、不燃性の気体であれば何でもよく、たとえば、空気、アルゴン、窒素、ヘリウムなどが好適である。噴射する際の圧力は，好ましくは０．０５ＭＰａよりも大きく、０．５ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。０．０５ＭＰａ以下では潤滑油の噴射速度が小さく、圧延機内の環境で確実に噴射対象物に潤滑油を供給することが困難となる。０．５ＭＰａよりも大きければ、噴射対象物に潤滑油が付着する量が減少し、付着せずに他の箇所に飛散する潤滑油成分が多くなり、その結果、必要とする潤滑性を得るためには多くの潤滑油を供給しなければならなくなるからである。
【実施例】
【００７０】
以下に本発明の実施例を、比較例とともに示す。
４スタンドの６重圧延機からなる冷間タンデム圧延機によって鋼板を冷間圧延するにあたって、第３スタンドにおける上側用潤滑油供給装置及び下側用潤滑油供給装置について、その設置条件を種々異ならしめ、ガスアトマイズ潤滑を行いながら圧延を実施して、その際の潤滑不良起因で発生する絞り発生の有無と、激しい絞り発生時に生じる鋼板の焼き付き疵の発生状況を調べた。
なお第３スタンドでの圧延直前の鋼板の板厚は約０．９５ｍｍで、圧延後の狙い板厚は０．６８ｍｍである。通常の定常圧延時の圧延速度は約３９０ｍ／分である。潤滑油には、４０℃における動粘度が６０ｃＳｔのものを使用した。
【００７１】
また各潤滑油供給装置のノズルとしては圧延機の入り側に第３スタンドのロール中心から約２．５ｍ離れた位置で鋼板に潤滑油が供給されるように、ノズルを幅方向に１６本、上側もしくは下側に設置して、潤滑油ＯＮ操作時の潤滑油の幅方向に配置したノズルからの潤滑油の吐出ムラによる絞り発生状況を調査した。通常、圧延停止状態から圧延速度を最高速度まで増速するには、この圧延機では約７〜９秒要するが、今回は潤滑油の幅方向の供給ムラによる絞り発生状況を調査することを目的としていることから、上側用潤滑油供給装置については、（３）式で定義されるＬの長さ、および（３）式を構成している配管の平均断面積Ｓや潤滑油供給量Ｑを変え、また下側用潤滑油供給装置については、分配装置の出口部の位置とノズル入り側接続口の位置との上下方向の位置関係を変化させた。
【００７２】
そして、定常速度で圧延しているときに潤滑油のＯＮ／ＯＦＦ操作を行い，その操作を行ったときの鋼板における絞りの発生有無を調査した。その結果を、上側用潤滑油供給装置のＬ、Ｓ、Ｑの値、及び下側用潤滑油供給装置における分配装置の出口部の位置とノズル入り側接続口の位置との上下方向の位置関係とともに、表１に示す。なお下側用潤滑油供給装置については、表１では、分配装置の出口高さがノズル入り側接続口よりも高いときをＤ１、低いときをＤ２とした。但し、設置スペースの関係上、Ｄ２の低い時でも、その高低差は４ｃｍ程度とした。
【００７３】
表１において、比較例１、比較例２は、いずれも上側用潤滑油供給装置が第１の態様の条件範囲外で、かつ下側用潤滑油供給装置が第２の態様の範囲外の例である。
また発明例１及び発明例２は、上側用潤滑油供給装置が第１の態様の条件範囲内であるが、下側用潤滑油供給装置が第２の態様の範囲外の例である。
さらに発明例３及び発明例４は、上側用潤滑油供給装置が第１の態様の条件範囲内であり、かつ下側用潤滑油供給設備が第２の態様の範囲内の例である。
【００７４】
表１に示す評価としては、絞りが発生しなかったときを◎、絞りが発生しても鋼板に焼き付き疵などの品質不良が発生しない軽度な絞り発生状態を○、鋼板に焼き付き疵が発生するほどの激しい絞りが発生した状態を×とした。
【００７５】
【表１】
0006350274.tif 000002
【００７６】
表１に示すように、上側用潤滑油供給装置が本発明の第１の態様の条件を満たさず、かつ、下側用潤滑油供給装置が本発明の第２の態様の条件を満たさない比較例１、比較例２の場合は、鋼板に焼き付き疵が発生するほどの激しい絞りが発生した。
一方、上側用潤滑油供給装置が本発明の第１の態様の条件を満たし、かつ、下側用潤滑油供給装置が本発明の第２の態様の条件を満たす発明例３、発明例４の場合は、絞りが発生しなかった。
さらに、上側用潤滑油供給装置が本発明の第１の態様の条件を満たし、下側用潤滑油供給装置は本発明の第２の態様の条件を満たさない発明例１、発明例２の場合は、絞りが発生しても鋼板に焼き付き疵などの品質不良が発生しない軽度な絞り発生状態であった。
【００７７】
したがってこれらの結果から、本発明の潤滑油供給設備を使用することによって、潤滑油の幅方向の潤滑油供給ムラが低減し、幅方向の潤滑油供給ムラに起因する絞りの発生状況が軽減され、焼付き疵などの品質不良を発生することなく潤滑油を安定的に供給することが可能であることが判明した。
ここで、上側用潤滑油供給装置によって適切に潤滑油ＯＮがなされれば、潤滑油ムラが発生しにくくなり、その潤滑油供給ムラによって生じやすくなる鋼板の品質不良の発生も抑制される。一方、下側用潤滑油供給装置については、上側に比べて設置スペースが狭く、分配装置の出口部とノズル接続口の高さの差がつきにくいが、本発明の第２の態様の構成であれば、潤滑油供給ムラの発生はほぼ抑制される。但し、下側用潤滑油供給装置が第２の態様を満足していなくても、上側用潤滑油供給装置が第１の態様の条件を満たしていれば、鋼板の品質不良を引き起こすような潤滑油供給ムラ起因の激しい絞りは発生しないことが確認された。
【符号の説明】
【００７８】
１，１’  分配装置
２，２’  ガスアトマイズ潤滑用のノズル（気液２流体ノズル）
２Ａ、２Ａ’  ノズル群
３，３’  潤滑油の配管
４，４’  潤滑油の配管
５        分配装置の出口部
６        ノズルの潤滑油用の入り側接続口
７        配管（３，３’）の最大高さ位置
８，８’  ノズル（２，２’）から噴射された潤滑油（噴射コーン）
９，９’  ノズルに気体を圧送するための配管装置
１０      配管の最大高さとなる位置とノズルの潤滑油用入り側接続口との間の長さ
１１      分岐切り替えバルブ
１２      潤滑油圧送用のポンプ装置
１３      潤滑油タンク
１４      潤滑油
１５      配管
１６      配管
１７      洗浄用液体のタンク
１８      洗浄用液体
１９      洗浄用液体を圧送するためのポンプ装置
２０      洗浄用液体を圧送するための配管
１００    上側用潤滑油供給装置
１００’  下側用潤滑油供給装置
【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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