(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の入側で鋼帯に圧延油の吹き付けを行なう鋼帯圧延における圧延油噴射方法において、
圧延機の入側で、圧延機のワークロールに近接する鋼帯の上方及び下方のそれぞれにワークロールクーラント・スプレーノズルが配設され、かつ前記ワークロールクーラント・スプレーノズルより上流であって鋼帯に近接する上方及び下方のそれぞれに、該鋼帯の長手方向の所定範囲に亘って、前記ワークロールクーラント・スプレーノズルより最小流量の小さいストリップクーラント・スプレーノズルが複数配設された圧延油噴射設備を使用し、
所定のクーラント流量までの領域では、前記ストリップクーラント・スプレーノズルのみを使用し、所定のクーラント流量以上の領域では、前記ストリップクーラント・スプレーノズルと前記ワークロールクーラント・スプレーノズルとを併用し、前記使用するストリップクーラント・スプレーノズルの数を調節すると共に、その位置を選択することを特徴とする鋼帯圧延における圧延油噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯圧延における圧延油噴射方法、特に高級珪素鋼板等の鋼帯を温間圧延又は冷間圧延する際に、鋼帯を目標温度に冷却制御すると同時に、該鋼帯と圧延ロールとの間に潤滑性を付与しながら高精度に圧延する際に適用して好適な、鋼帯圧延における圧延油噴射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、温間圧延や冷間圧延で、圧延温度を制御する場合は、スプレー（噴射）するクーラント（圧延油）の流量を制御することにより、圧延機の入側における被圧延材（鋼帯）の温度を所定温度に冷却制御する方法が採用されている。
【０００３】
このようなクーラントのスプレー方法としては、例えば特開平７−６８３０３のように、ロールクーラントノズル等からのクーラントの流量を制御する方法が、特開昭６２−１１８９１２のように、ストリップ冷却装置を用いて、被圧延材に吹き付けるクーラントの流量を制御する方法が知られている。これら公報に開示されているクーラントの流量制御方法では、いずれもスプレー（噴射）ノズル用の配管に設置された流量調節弁でスプレー圧力を制御することにより、クーラント流量を調節して被圧延材の温度制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のようにスプレー圧力を制御してクーラントの流量を調節することにより圧延温度を制御する方法では、使用可能なクーラント流量の範囲が、スプレーノズルの径（又は、スリット間隔）の大きさ等によって決まる適正噴射範囲（以下、ノズル仕様又は単に仕様ともいう）に限定されるため、圧延速度が低い場合にクーラント流量が必要以上に多くなって、圧延温度が所定の目標温度を下回ってしまったり、あるいはスプレー圧力がノズル仕様を外れたためにクーラントが不均一に塗布されてしまい、潤滑不良となって不均一な板温を発生させてしまったりするという問題があった。
【０００５】
又、図８に、圧延機１で圧延されている被圧延材（鋼帯）Ｓに対して、従来方法によりクーラントをスプレーノズル２によりスプレーしている様子を概念的に示したように、鋼帯Ｓの温度制御にとって重要なクーラントによる冷却長Ｌは、クーラントの板乗り量によって決定されるが、クーラント流量との関係が非線形であるため、該冷却長の制御は困難であった。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、クーラント流量と冷却長とを同時に適切に制御することにより、潤滑性と圧延温度とを高精度に制御することができる、鋼帯圧延における圧延油噴射方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延機の入側で鋼帯に圧延油の吹き付けを行なう鋼帯圧延における圧延油噴射方法において、圧延機の入側で、圧延機のワークロールに近接する鋼帯の上方及び下方のそれぞれにワークロールクーラント・スプレーノズルが配設され、かつ前記ワークロールクーラント・スプレーノズルより上流であって鋼帯に近接する上方及び下方のそれぞれに、該鋼帯の長手方向の所定範囲に亘って、前記ワークロールクーラント・スプレーノズルより最小流量の小さいストリップクーラント・スプレーノズルが複数配設された圧延油噴射設備を使用し、所定のクーラント流量までの領域では、前記ストリップクーラント・スプレーノズルのみを使用し、所定のクーラント流量以上の領域では、前記ストリップクーラント・スプレーノズルと前記ワークロールクーラント・スプレーノズルとを併用し、前記使用するストリップクーラント・スプレーノズルの数を調節すると共に、その位置を選択することにより、前記課題を解決したものである。
【０００８】
即ち、本発明においては、圧延機の入側にワークロールクーラント・スプレーノズルと、その上流側で鋼帯を長手方向の所定範囲に亘って該スプレーノズルより最小流量の小さいストリップクーラント・スプレーノズルが配設された設備において、圧延条件に応じて、使用する、即ち圧延油（クーラント）を吐出させるノズルの本数を調節することにより、クーラントの流量制御を行うと共に、使用するノズル位置を選択することにより、冷却長の制御を行うようにしたので、鋼帯の圧延温度と潤滑性を高精度に制御することが可能となった。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、参考例としての圧延油噴射方法に適用される圧延機と、これに付設された噴射設備の概略構成を示す平面図、図２はその側面図である。
【００１１】
この圧延油噴射設備は、圧延機１０の入側で鋼帯Ｓに圧延油を吹き付けて、該鋼帯Ｓの圧延時の温度と潤滑性を制御するもので、鋼帯Ｓに近接する上方及び下方のそれぞれに、該鋼帯Ｓの長手方向の所定範囲に亘って、小流量の噴射ノズル１２が多数配設されている。
【００１２】
この圧延油噴射設備を使用し、被圧延材である鋼帯Ｓの板厚、板温、圧延速度等の圧延条件に応じて、使用する噴射ノズルの本数を調節すると共に、その位置を選択することにより、圧延油の吐出流量や吐出面積（冷却長）を制御することが可能となり、その結果、鋼帯Ｓの圧延温度と潤滑性とを制御することが可能となる。
【００１３】
ところで、一般に、圧延温度を所定の温度に制御するためには、被圧延材がワークロールに噛み込まれるときの温度を適切に制御することが必要であるが、通常の圧延時にはワークロールや被圧延材にクーラントをスプレーして塗布することにより、冷却と潤滑性付与を同時に行っているため、このクーラントによる冷却作用を制御することが重要となる。
【００１４】
そのために、圧延機入側における被圧延材の温度や圧延速度等の圧延条件に応じて、クーラントの流量あるいはクーラントによる冷却長を変化させ、調節することにより、被圧延材の入側温度を制御している。
【００１５】
従って、被圧延材の温度が低い場合、あるいは圧延速度が低い場合には、被圧延材の圧延機入側での温度を下げ過ぎないように、クーラント流量を小さくする必要がある。ところが、従来のスプレー圧力制御によるクーラント流量制御では、スプレーノズル仕様により均一にクーラントを噴射できる流量の下限が決められているため、流量が一定量以下ではクーラントの均一塗布が不可能である。
【００１６】
一方、逆に低流量仕様のスプレーノズルを使用している場合には、圧延機入側における被圧延材の温度が高い場合、あるいは圧延速度が高い場合には、流量不足となる可能性がある。
【００１７】
そこで、前記図１に示したように、圧延機１０の入側に配設した多数の小流量仕様のスプレーノズル１２を使用しているため、圧延機１０の入側における温度が低い場合、あるいは圧延速度が低い場合には、図３に概念的に示すように、使用するスプレーノズル１２の本数を少なくすることにより、クーラントを被圧延材上に低流量で均一に塗布することが可能となり、しかも冷却長Ｌを短くすることにより目標温度に制御することが可能となる。
【００１８】
又、図４に示すように、吐出するスプレーノズル１２の本数を増やすことにより、クーラント流量を増加させると共に、冷却長Ｌを長くすることが可能となることにより、圧延機の入側における被圧延材の温度が高い場合、あるいは圧延速度が高い場合においても、必要なクーラント流量と冷却能力を確保することが可能となる。
【００１９】
図５は、本発明に係る一実施形態の圧延油噴射方法に適用される設備の概略構成を示す側面図である。
【００２０】
本実施形態は、冷間圧延設備における可逆式圧延機２０により、鋼板Ｓを可逆圧延する際に圧延油を噴射する方法である。この可逆式圧延機２０は、上下それぞれ１０ロールで構成され、そのほぼ中央に位置する上下１対のワークロールにより、デフレクタロール１４、１４で支持された鋼帯Ｓを、左右それぞれに配置したテンションリール１６、１６の間を往復させながら、所定寸法まで圧延するものである。
【００２１】
本実施形態では、上記のように往復圧延することから、左右いずれの側も圧延機の入側になるため、鋼帯Ｓを冷却するための前記図１のスプレーノズル１２と実質的に同一のストリップクーラント・スプレーノズル１２と、ワークロールを冷却するためのロールクーラント・スプレーノズル１８とが、それぞれ左右両側に対称に配設されており、これらは圧延方向に応じて左右を切換えて使用されるようになっている。
【００２２】
本実施形態では、１基のストリップクーラント・スプレーノズル１２についての流量の仕様（適正噴射範囲）は、最小流量が２０［ｌ／分］、最大流量が２００［ｌ／分］であり、右又は左の片側の上下それぞれに、鋼帯Ｓの幅方向の１列当り２１基のスプレーノズル１２が鋼帯Ｓの長手方向に５列に亘って、合計１０５基配列されている。従って、上下１列分のスプレーノズル１２の合計の最小流量が２０［ｌ／分］、最大流量が１０００［ｌ／分］であり、又、ここではこの上下１列単位で流量制御が行われれるため、片側の設備により、最小２０［ｌ／分］から最大１０００［ｌ／分］まで制御することができる。
【００２３】
以上説明した噴射設備を使用して、実際に圧延温度と潤滑性の制御を、母板板厚１．０ｍｍ、板幅１０００ｍｍの珪素鋼板を、次の表１に示すパススケジュール（出側板厚、目標温度）に従って、板厚０．３ｍｍに圧延した場合について説明する。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
本実施形態では、クーラント流量及び使用ノズル数は、圧延機入側の被圧延材の温度や圧延速度等より、クーラントによる冷却熱量、加工発熱量を数値計算して、これら熱量から目標の圧延温度になるように予め設定しておき、実際の圧延制御で微調整を行うようにした。
【００２６】
図６は、以上の条件で圧延する場合の３パス目の圧延速度とクーラント流量の設定値を示している。ここで、クーラント流量が１００［ｌ／分］までの領域では、ストリップクーラント・スプレーノズル１２のみを使用し、しかも速度上昇に応じて使用するノズル列の数を順次増やすことにより、２０［ｌ／分］単位に段階的に流量を増大させ、１００［ｌ／分］で全てのノズル列を稼働状態とし、１００［ｌ／分］以上ではストリップクーラント・スプレーノズル１２とワークロールクーラント・スプレーノズル１８を併用すると共に、流量を増大させる。
【００２７】
図７には、本実施形態による圧延速度と圧延温度の関係を示す。図中、破線は比較のために、従来の最小流量１００［ｌ／分］（左右片側、上下合計）のワークロールクーラント・スプレーノズルのみによる制御実績を示し、実線は本発明によるストリップクーラント・スプレーノズル１２を使用した場合の制御実績を示している。
【００２８】
この図７より、従来のスプレー方式では、圧延速度が１００［ｍ／分］以下では目標温度を大きく下回っている。又、従来のスプレー方式では、クーラント流量が２００［ｌ／分］以下の領域で、潤滑不足が原因と思われる摩擦係数の増大、板厚のハンチングが発生した。
【００２９】
これに対して、本実施形態のスプレー方式の場合は、５０〜１００［ｍ／分］の低速圧延でも目標板温（２００℃）が略達成されていることが分かる。
【００３０】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、クーラント流量を極小流量から大流量まで、自由に制御できるので、圧延速度、鋼帯Ｓの入側温度等の圧延条件によらず、圧延温度を精度良く制御できるようになった。又、小流量スプレーノズルを多数配置することにより、クーラントの均一塗布が可能となることから、潤滑ムラ、温度ムラがなくなり、結果として板厚精度や板形状を安定させることが可能となるという効果もある。
【００３１】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３２】
例えば、圧延油の噴射設備の具体的構成は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、クーラント流量と冷却長とを適切に制御することにより、潤滑性と圧延温度とを高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に適用される圧延油噴射設備の概略構成を示す平面図
【図２】上記設備の概略側面図
【図３】スプレーノズルの本数を少なくすることの効果を示す説明図
【図４】スプレーノズルの本数を多くすることの効果を示す他の説明図
【図５】一実施形態に適用される圧延油噴射設備の概略構成を示す側面図
【図６】本実施形態の作用を示す説明図
【図７】本実施形態の効果を示す説明図
【図８】従来の圧延油噴射設備の概略構成を示す側面図
【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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【図８】
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