(57)【要約】【課題】１基の遠心分離装置で圧延油中の異物除去を行った場合においても、圧延油中から分離された異物が遠心分離装置内に詰まることを防止し、設備費の低減が可能な圧延油の浄化装置および異物排出方法を提供する。【解決手段】  圧延油中から異物を分離する異物分離部１ａと、該異物分離部１ａの下方に設けられ、前記圧延油中から分離した異物を貯留するチャンバ部１ｂとを備えた圧延油の浄化装置１であって、前記チャンバ部１ｂ全体を加熱する加熱手段２１と、前記チャンバ部内から異物を排出する排出手段２０と、前記チャンバ部１ｂ内に蒸気を吹き込む蒸気吹き込み手段２２とを備える。【選択図】図１
2005211785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延油中から異物を分離する異物分離部と、該異物分離部の下方に設けられ、前記圧延油中から分離した異物を貯留するチャンバ部とを備えた圧延油の浄化装置であって、
前記チャンバ部全体を加熱する加熱手段と、
前記チャンバ部内から異物を排出する排出手段と、
前記チャンバ部内に蒸気を吹き込む蒸気吹き込み手段とを備えたことを特徴とする圧延油の浄化装置。
【請求項２】
チャンバ部内から異物を排出する際に排出される圧延油が渦流れを起こすように、蒸気吹き込み手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧延油の浄化装置。
【請求項３】
圧延油中から異物を分離する異物分離部と、該異物分離部の下方に設けられ、前記圧延油中から分離した異物を貯留するチャンバ部とを備えた圧延油の浄化装置から異物を排出する異物の排出方法であって、
前記チャンバ部全体を加熱するとともに、チャンバ部内に蒸気を吹き込むことによりチャンバ部内の圧延油に渦流れを起こしながら異物を排出することを特徴とする異物の排出方法。
【請求項４】
異物の排出時以外にも、チャンバ部内に蒸気を吹き込み、異物の攪拌を行うことを特徴とする請求項３に記載の異物の排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の冷間圧延等に循環使用する圧延油の浄化装置および浄化装置からの異物の排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯の冷間圧延においては、冷却および潤滑の両方を兼ねて、圧延油（クーラント）が循環使用される。圧延油中には、冷却液としての水分の他に潤滑のための少量の油分および添加剤が含まれている。圧延油は、腐敗防止、固化防止および潤滑性向上の理由から、例えば、４０〜６５℃程度で使用されることが多い。
【０００３】
循環使用中に圧延油に異物（鉄粉、鉄片、木片、コンクリート粉など）が混入し、ロール疵或いは焼付き等の原因になるので、圧延油タンクや圧延油循環配管等の圧延油の循環系統にフィルタを設置して圧延油の異物を除去している。
【０００４】
異物を除去するフィルタとして、濾布等の濾材を用いたフィルタや磁力を利用するマグネットセパレータ、ＤＥＭ等が使用されている。濾布等の濾材を用いたフィルタでは、圧延時に被圧延材料とロールとの摩擦や摩耗によって生じる微細な鉄粉を効率良く除去することが困難であり、また、濾布等の濾材は、これらが劣化する都度交換する必要があるので、保守や材料コストの点でも問題がある。
【０００５】
磁力を利用したマグネットセパレータ、ＤＥＭ等は、微細な鉄粉のような磁性異物を吸引分離でき、また、前記フィルタに見られる保守や材料コストの問題がない。しかし、マグネットセパレータで圧延油を全量処理するには大容量のマグネットセパレータを必要とするため、実操業では設備費用や設置スペースの制約から全量処理されておらず、また、磁性異物以外の異物を吸引分離できないため、異物の除去率が低いという問題がある。
【０００６】
異物を含んだ流体から異物を除去できる装置として、例えば、特公昭５８−５７０９号公報（特許文献１）に記載されているようなサイクロン式遠心分離装置等の遠心分離装置が公知である。異物を含んだ流体が入口導管４１から円筒形の渦室４２内の側壁接線方向に向けて供給される。このようなサイクロン式遠心分離装置では、異物を含んだ圧延油が渦室内を旋回することにより異物が遠心分離され、更に下降した渦流体は案内羽根により瞬間的に急減速し、速度エネルギーが圧力エネルギーに変わる際に固液分離される。異物を分離後の圧延油は円筒形の渦室の中央に設けられた筒状内部部材を通って上部から外部に送出される。分離された異物は自重落下して円筒形の渦室の底部のチャンバに堆積する。チャンバ内に堆積した異物は、チャンバ底部に設けられた排出口に接続された排出管から内部圧力によって定期的あるいは連続的に外部に排出される。
【０００７】
前記サイクロン式遠心分離装置は、通常、流体中の砂等の粒状物を遠心分離して堆積し、堆積した粒状物を装置内圧によって自然に外部に排出するものである。本発明者らが、前記サイクロン式遠心分離装置を用いて圧延油の異物を分離したところ、異物の除去率は高いが、除去された鉄粉等の異物と油分および水分とが混ざりあって高粘度のゼリー状スカムになって堆積し、また、堆積部では低温になるため更に高粘度になり、このような高粘度の異物を外部に排出することができず、圧延油の異物除去にサイクロン式遠心分離装置を単に使用しても効果的な異物除去ができないことが分かった。
【０００８】
このような状況において、本発明者らは、特開２０００−７０７６４号公報（特許文献２）において、サイクロン式遠心分離装置を用いて効果的に異物除去ができる圧延油の浄化装置および浄化方法について開示した。図３は、前記特許文献２において本発明者らが開示した圧延油の浄化装置の一例を示す構成図である。この図３に示す圧延油の浄化装置は以下のようなものである。
【０００９】
圧延装置５１で使用した異物を含む圧延油を第１の遠心分離装置５４に導入して異物を分離する。異物が濃縮した圧延油を第２の遠心分離装置５５に排出する。それとともに異物を分離後の清浄な圧延油を下流の第３の遠心分離装置５６に排出する。第３の分離装置５６において更に異物を分離し、異物を分離後の清浄な圧延油を下流の循環系統に排出する。異物が濃縮した圧延油は第４の遠心分離装置５７に排出する。第２、第４の分離装置５５、５７において、それぞれ第１、第３の分離装置５４、５６から排出された異物が濃縮した圧延油について、更に異物を濃縮分離し、濃縮分離した異物を圧延油とともに系外に排出する。異物を分離後の清浄な圧延油は第１の分離装置５４の上流あるいは第１または第３の分離装置５４、５６の下流の圧延油の循環系統に排出する。
【００１０】
特許文献２に記載の発明は、このような装置構成とすることにより、圧延油中から分離された異物による詰まりを防止しつつ、異物除去を効率的に行うことで、圧延油の原単位の低減を図ることを可能とするものである。
【特許文献１】特公昭５８−５７０９号公報
【特許文献２】特開２０００−７０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献２に記載の装置は、圧延油中からの異物の分離を２段階に分けて行うので、少なくとも２基の遠心分離装置（図３に示す例では４基の遠心分離装置）の設置が必要であり、装置を設置するための広いスペースが必要になると共に設備費が嵩むという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明者等は、遠心分離装置を１基のみ用いて、圧延油中の異物除去を行った。なお、上記特許文献２に記載の装置では、例えば、第２の遠心分離装置は、第１の遠心分離装置から排出される圧延油のみを処理すればよいため、小型の装置とすることができた。しかし、１基のみ用いる場合には、循環する圧延油を全量処理するために特許文献２の第１の遠心分離装置と同様の大型の装置が必要である。
【００１３】
特許文献２に記載の装置では、第１の遠心分離装置から排出された圧延油は第２の遠心分離装置へ排出された後、圧延油の循環系統に戻るため、圧延油原単位を悪化させることなく、第１の遠心分離装置からの異物排出を頻繁に行うことができる。また、第２の遠心分離装置は小型であるため、異物排出を行う際に系外に排出される圧延油量は少量であり、圧延油原単位への影響は比較的小さい。一方、大型の遠心分離装置１基のみで用いる場合、異物排出時に系外に排出される圧延油量は多量となるため、圧延油原単位の観点から、異物排出を頻繁に行うことはできない。そうすると、遠心分離装置底部のチャンバに多量の異物が高粘度のスカムとなって堆積し、これを外部に排出することが困難となった。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、１基の遠心分離装置で圧延油中の異物除去を行った場合においても、圧延油中から分離された異物が遠心分離装置内に詰まることを防止し、設備費の低減が可能な圧延油の浄化装置および異物排出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】
【００１５】
上記の課題は次の発明により解決される。
［１］圧延油中から異物を分離する異物分離部と、該異物分離部の下方に設けられ、前記圧延油中から分離した異物を貯留するチャンバ部とを備えた圧延油の浄化装置であって、
前記チャンバ部全体を加熱する加熱手段と、
前記チャンバ部内から異物を排出する排出手段と、
前記チャンバ部内に蒸気を吹き込む蒸気吹き込み手段とを備えたことを特徴とする圧延油の浄化装置。
［２］上記［１］において、チャンバ部内から異物を排出する際に排出される圧延油が渦流れを起こすように、蒸気吹き込み手段を設けたことを特徴とする圧延油の浄化装置。
［３］圧延油中から異物を分離する異物分離部と、該異物分離部の下方に設けられ、前記圧延油中から分離した異物を貯留するチャンバ部とを備えた圧延油の浄化装置から異物を排出する異物の排出方法であって、
前記チャンバ部全体を加熱するとともに、チャンバ部内に蒸気を吹き込むことによりチャンバ部内の圧延油に渦流れを起こしながら異物を排出することを特徴とする異物の排出方法。
［４］上記［３］において、異物の排出時以外にも、チャンバ部内に蒸気を吹き込み、異物の攪拌を行うことを特徴とする異物の排出方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１基の遠心分離装置で圧延油中の異物除去を行った場合においても、圧延油中から分離された異物による詰まりを防止し、設備費の低減が可能な圧延油の浄化装置および異物排出方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る圧延油の浄化装置１を含む圧延油の循環系統の一例を示す系統図である。図１において、１は本発明に係る圧延油の浄化装置、２は鋼帯の冷間圧延装置、３は冷間圧延装置２で使用した圧延油を回収するダーティタンク、４は浄化された圧延油を貯留し、冷間圧延装置２に供給するクリーンタンク、１１〜１４は圧延油を循環する配管、１６および１７は圧延油を移送および循環させるためのポンプである。
【００１９】
前記クリーンタンク４からポンプ１７で冷間圧延装置２に供給され、圧延に使用された、異物を含む圧延油は、配管１１を経てダーティタンク３に戻る。ダーティタンク３の異物を含む圧延油は、ポンプ１６で加圧されて配管１２を経て浄化装置１に導入される。浄化装置１では、この浄化装置１を構成する異物分離部１ａ内で圧延油中の異物が分離され、前記異物分離部１ａの下方に設けられた、同じく浄化装置１を構成するチャンバ部１ｂ内に貯留される。なお、前記異物分離部１ａは、遠心分離装置、例えば、特許文献２の図２に開示されているようなサイクロン式の遠心分離装置とすることができ、この場合、異物分離部１ａ内での旋回流によって圧延油中の異物が分離される。
【００２０】
また、前記異物を分離後の清浄な圧延油は異物分離部１ａの上部から排出され、配管１３を経てクリーンタンク４内に戻される。
【００２１】
一方、前記チャンバ部１ｂ内に貯留された異物は、チャンバ部１ｂ下部に接続された異物を排出する排出手段２０により、チャンバ部１ｂ内の圧延油とともに異物回収タンク５に排出される。なお、前記排出手段２０は、前記チャンバ部１ｂ底部に設けられた排出口と異物回収タンク５とを接続する配管１５と、該配管１５の途中に設けられる制御弁１８とにより構成することができる。なお、前記配管１５は、例えば、配管１５の外表面に蒸気等を流して加熱し、その外側を断熱材等で覆い保温を行うことが好ましい。或いは、配管１５の外表面にヒータ等を巻いて加熱することが好ましい。配管１５内の異物を加熱することで低粘度化させて、配管内での異物による詰まりを防止するためである。
【００２２】
さらに、本発明は、上記構成の浄化装置１において、チャンバ部１ｂ全体を加熱する加熱手段２１と、前記チャンバ部１ｂ内に蒸気を吹き込む蒸気吹き込み手段２２とを備えたものである。
【００２３】
前記加熱手段２１としては、例えば、チャンバ部１ｂ全体を断熱材で覆い、チャンバ部１ｂと断熱材との隙間に蒸気を通して加熱する手段、或いは、チャンバ部１ｂ全体を熱線等のヒータで覆い加熱する手段等を用いることができる。ここで、前記加熱手段２１による加熱においては、チャンバ部１ｂ内の異物温度が、約４０℃以上となるように加熱することが好ましい。チャンバ部１ｂ内の濃縮分離した高粘性の異物を十分に低粘度化して排出性を良好とするためである。
【００２４】
また、前記蒸気吹き込み手段２２は、例えば、浄化装置１のチャンバ部１ｂの壁部に設けられ、チャンバ部１ｂ内に蒸気を吹き込む蒸気吹き込みノズル２３と、工場内等の蒸気発生源と前記ノズル２３とを接続する配管２４と、該配管２４の途中に設けられる制御弁１９とにより構成することができる。
【００２５】
チャンバ部１ｂ全体を加熱しつつ、異物排出時にチャンバ部１ｂ内に蒸気を吹き込むことにより、１基の浄化装置で圧延油中の異物除去を行った場合においても、圧延油中から分離された異物による詰まりをおこすことなく、異物の排出が可能となる。これにより、図３の従来技術に係る構成と比較して設備費を大幅に低減することが可能となる。
【００２６】
ここで、前記蒸気吹き込みノズル２３からチャンバ部１ｂ内に吹き込む蒸気の吹き込み方向は、チャンバ部１ｂ内から異物を排出する際に、排出される圧延油が渦流れを起こすように、或いは、異物を排出する際に生じる渦流れを助長する方向に吹き込むことが好ましい。異物の排出時に渦流れを起こしながら排出させることで、単にチャンバ部１ｂ内に蒸気を吹き込む場合と比較して、チャンバ部内に堆積した異物を攪拌し、さらにチャンバ部内壁に吸着した異物も剥ぎ取りながら排出でき、効率的な異物排出が可能となる。単にチャンバ部１ｂ内に蒸気を吹き込むだけでは、チャンバ部内壁に吸着した異物の剥ぎ取り効果が十分ではなく、長期の使用により異物による堆積が進み、閉塞を起こすおそれがある。
【００２７】
前記蒸気吹き込みノズル２３の設置数としては、異物排出時の渦流れを起こすことが可能であれば１箇所でもよいが、渦流れを効果的に起こさせるように２箇所以上に設けることが好ましく、４箇所以上に設けることがより好ましい。また、前記ノズル２３の設置位置としては同一円周上に限る必要はなく、複数段に分けて設置してもよい。なお、蒸気吹き込みノズル２３の設置数及び設置位置は、チャンバ部１ｂの大きさにより適宜変更され得る。
【００２８】
図２は、浄化装置１のチャンバ部１ｂの壁部に４箇所ほぼ均等に蒸気吹き込みノズル２３を設置した場合の渦流れの様子を示した図である。ここで、前記蒸気吹き込みノズル２３からの蒸気吹き込み方向は、浄化装置１の断面中心方向から円周寄りに偏心させた方向で、鉛直方向に対して斜め下向きの方向とし、排出時の渦流れが効果的に起こる方向とすることが好ましい。
【００２９】
上記装置構成において、通常の操業時は、排出手段２０に設けた制御弁１８を閉とした状態で圧延油の循環及び異物分離が行われる。その間に、浄化装置１のチャンバ部１ｂには、圧延油中から分離、除去された異物が貯留される。
【００３０】
前記チャンバ部１ｂ内からの異物の排出は、所定時間経過後に行われる。ここで、前記所定時間は操業状況及び異物の貯留量等により適宜決定され得る。例えば、異物が多い状態では１〜２時間ごとに行ってもよく、また、異物が少ない場合には、２４時間ごとに行うようにしてもよい。
【００３１】
前記異物の排出時の蒸気吹き込みタイミングとしては、例えば、制御弁１８を開とする所定時間前に蒸気の吹き込みを開始し、チャンバ部１ｂ内の異物を流動状態としておき、所定のタイミングで前記制御弁１８を開として、異物の排出を行うようにすることが好ましい。排出はチャンバ部１ｂ内の異物を完全に排出できる時間行う。
【００３２】
なお、操業上の都合等により異物の排出が長時間行われないような場合には、チャンバ部１ｂ内で異物が固着し、排出が困難となる場合がある。このような場合には、チャンバ部１ｂ内壁への異物の固着及び堆積を防止するために、異物の排出時以外にも、つまり、異物の排出より短いタイミングで、例えば、排出頻度の２、３倍程度の頻度で蒸気の吹き込みを行うこと、或いは常時蒸気の吹き込みを行うことも、異物による詰まり防止に効果的である。
【実施例１】
【００３３】
図１に示す装置構成において、実際の冷間圧延における圧延油の浄化を本発明方法により行った。なお、浄化装置１のチャンバ部１ｂの壁部には、図２に示すように蒸気吹き込みノズル２３を４箇所設けた。
【００３４】
加熱手段２１により、チャンバ部内温度を４０℃程度に保つとともに、排出される圧延油が渦流れを起こすように蒸気吹き込みノズル２３より蒸気を吹き込みながら浄化装置１からの異物の排出を約６時間ごとに定期的に行い、操業を継続して行った。
【００３５】
その結果、４年以上の期間に渡り、浄化装置１内での異物による閉塞無く操業を継続中であり、本発明の効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る圧延油の浄化装置１を含む圧延油の循環系統の一例を示す系統図である。
【図２】本発明に係る圧延油の浄化装置１を含む圧延油の循環系統の一例を示す系統図である。
【図３】従来技術に係る、本発明者らが開示した圧延油の浄化装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  浄化装置
１ａ  異物分離部
１ｂ  チャンバ部
２  冷間圧延装置
３  ダーティタンク
４  クリーンタンク
５  異物回収タンク
１１，１２，１３，１４  配管
１５  配管
１６，１７  ポンプ
１８，１９  制御弁
２０  排出手段
２１  加熱手段
２２  蒸気吹き込み手段
２３  蒸気吹き込みノズル
２４  配管
【図１】
2005211785.tif 000003
【図２】
2005211785.tif 000004
【図３】
2005211785.tif 000005