(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低濃度の圧延油を含むロールクーラントを循環させる循環式圧延油供給系統を備える多段式圧延機において、循環ロールクーラントの一部を抜き出して冷却し、冷却したロールクーラントを最終スタンド出口側で最終スタンド圧延ロールに噴射する多段式圧延機の圧延方法であって、前記循環ロールクーラントの温度が５０℃以上９０℃以下であり、前記冷却したロールクーラント温度が２５℃以上４０℃以下であることを特徴とする多段式圧延機の圧延方法。
【請求項２】
循環ロールクーラントの一部を抜き出して圧延油を添加して圧延油濃度を高めたロールクーラントとし、該圧延油濃度を高めたロールクーラントを少なくとも１のスタンド間でストリップに噴射することを特徴とする請求項１に記載の多段式圧延機の圧延方法。
【請求項３】
最終スタンド出口側の最終スタンド圧延ロールへのロールクーラント噴射は、板形状に応じて板幅方向の単数又は複数のノズルを同時にオン／オフしてクーラントを噴射するスポット／ゾーンクーラント噴射を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多段式圧延機の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段式圧延機の圧延方法に関し、より詳しくは循環式圧延油供給方式を用いた多段式圧延機の圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に鋼ストリップの冷間圧延においては、圧延中の圧延ロールとストリップの摩擦抵抗減少のため、圧延潤滑剤が用いられるほか、塑性加工熱によってロール及びストリップの温度が上昇して、ストリップの形状を悪化させたり、ストリップ表面にヒートストリーク等の表面欠陥を発生させたりすることから、ロール及びストリップを冷却するためにロールクーラントをロール及びストリップに供給する必要がある。
【０００３】
冷間圧延における圧延油の供給方式には、直接方式と循環方式がある。
【０００４】
循環方式の圧延油供給方法においては、圧延潤滑剤とロールクーラントを個別に供給することなく、これらを兼用するものとして、比較的低濃度の圧延油を含むエマルション液を循環して使用することが行われている。
【０００５】
この方式は、圧延潤滑剤とロールクーラントを兼用するため、圧延の際の塑性加工熱により、循環液の温度が上昇する。冷却能力はロールクーラント温度が低い方が好ましく、一方潤滑剤の作用は、温度が高くなればなるほど鋼板への付着量も増加するため向上する。相反する冷却性能と潤滑性能を考慮して、ロールクーラントは５０℃〜９０℃の温度範囲で用いられることが多い。循環方式は、圧延油原単位が低いという利点があるが、１８００ｍｐｍ以上の高速圧延になると、ロールクーラント温度が５０℃〜９０℃では潤滑性と冷却性が劣り、ヒートストリーク等の表面欠陥が発生するようになる。
【０００６】
循環方式の圧延油供給方法において潤滑性改善を目的とする技術として、低濃度（例えば０．５〜５質量％）の圧延油のエマルション液と高濃度（例えば５〜１５質量％）の圧延油のエマルション液を用い、低濃度の圧延油のエマルション液を各圧延スタンドに循環供給し、高濃度の圧延油のエマルション液を各圧延スタンドの噛込前で圧延潤滑剤として噴射し、その後前記循環エマルション液に合流させることで潤滑性を改善するハイブリッド方式が提案されている（例えば特許文献１等参照）。
【０００７】
しかし、１８００ｍｐｍ以上の高速圧延では、前記ハイブリッド方式のように高濃度の圧延油のエマルション液を供給しただけでは、十分な潤滑性改善効果が得られなかったり、あるいは潤滑性は改善されるが冷却能が改善されないため、１８００ｍｐｍ以上の高速圧延では、圧延潤滑剤として各圧延スタンド入口側に圧延油を高濃度に含むエマルション液を供給し、各圧延スタンド出口側にロールクーラントとして２０〜３５℃の冷却水を供給する直接方式を採用する場合が多い。この方式は、前記冷却水およびエマルション液をいずれも循環使用することなくそのまま廃棄するため、圧延油原単位が高くなり、また廃液処理費用が高くなる問題がある。
【特許文献１】特開昭５６−４１０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術を考慮し、圧延油原単位を低減できる循環式圧延油供給方式を用いた多段式圧延機の圧延方法において高速圧延を可能とする圧延方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の手段は以下の通りである。
【００１０】
（１）低濃度の圧延油を含むロールクーラントを循環させる循環式圧延油供給系統を備える多段式圧延機において、循環ロールクーラントの一部を抜き出して冷却し、冷却したロールクーラントを最終スタンド出口側で最終スタンド圧延ロールに噴射する多段式圧延機の圧延方法であって、前記循環ロールクーラントの温度が５０℃以上９０℃以下であり、前記冷却したロールクーラント温度が２５℃以上４０℃以下であることを特徴とする多段式圧延機の圧延方法。
【００１２】
（２）循環ロールクーラントの一部を抜き出して圧延油を添加して圧延油濃度を高めたロールクーラントとし、該圧延油濃度を高めたロールクーラントを少なくとも１のスタンド間でストリップに噴射することを特徴とする（１）に記載の多段式圧延機の圧延方法。
【００１３】
（３）最終スタンド出口側の最終スタンド圧延ロールへのロールクーラント噴射は、板形状に応じて板幅方向の単数又は複数のノズルを同時にオン／オフしてクーラントを噴射するスポット／ゾーンクーラント噴射を行うことを特徴とする（１）または（２）に記載の多段式圧延機の圧延方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、循環式圧延油供給方式を用いた多段式圧延機の圧延方法において、１８００ｍｐｍ以上の高速圧延を可能とし、ヒートストリーク等の外観欠陥を現状以下の水準に低減できる。また、高速圧延下の圧延ロールの幅方向サーマルクラウン制御に本発明を適用することでストリップ形状の平坦度の向上に寄与することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
循環式圧延油供給系統を備える多段式冷間圧延機における本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施に使用する多段式冷間圧延機の圧延油循環系統の一実施形態を示す概略図である。本実施形態は、低濃度の圧延油のエマルション液と高濃度の圧延油のエマルション液を用いるハイブリッド方式の例である。
【００１６】
図１において、１はクーラントタンク、２は高濃度の圧延油のエマルション液（ハイブリッド用）を貯留するハイブリッドタンク、３、３ｂはクーラーユニット、４はロールクーラント循環用ポンプ、５はハイブリッド用供給ポンプ、６は最終スタンド出側クーラント用ポンプ、７はロールクーラント供給配管、８はハイブリッド用供給配管、９はクーラント受け、１０はロールクーラント戻り配管である。
【００１７】
また、図１中の符号Ｓは圧延スタンド入側ストリップクーラントヘッダー、符号Ｈは圧延スタンド入側ハイブリッド用ヘッダー、符号Ｃは圧延スタンド入側ロールクーラントヘッダーを意味し、Ｓ、Ｈ、Ｃの後の数字ｉは第ｉ番目スタンドを意味する。符号Ｓ４、Ｓ５は各々第４、第５スタンド入側ストリップクーラントヘッダー、Ｈ３〜Ｈ５は各々第３〜第５スタンド入側ハイブリッド用ヘッダー、Ｃ１〜Ｃ５は各々第１〜第５スタンド入側ロールクーラントヘッダーである。１１は最終スタンド出側クーラントヘッダーである。
【００１８】
圧延スタンド入側ストリップクーラントヘッダーＳｉ、圧延スタンド入側ハイブリッド用ヘッダーＨｉ、圧延スタンド入側ロールクーラントヘッダーＣｉは、ロール幅方向に複数の噴射ノズルを備える。ノズル配列は一列構成でも複数列構成でもよい。
【００１９】
最終スタンド出側クーラントヘッダー１１は、ロール幅方向に複数の噴射ノズルを備え、単数又は複数のノズルを同時にオン／オフしてクーラントを噴射するスポット／ゾーンクーラント噴射を行うことができる。ノズル配列は一列構成でも複数列構成でもよい。各噴射ノズルは、オン／オフ可能であるだけでなく、噴射量の制御も自在である。
【００２０】
圧延スタンド入側ストリップクーラントヘッダーＳｉはスタンド間でストリップ下面にクーラントを噴射する。圧延スタンド入側ハイブリッド用ヘッダーＨｉはロールバイトとの距離をなるべく離すようにして設けられる。圧延スタンド入側ストリップクーラントヘッダーＳｉと圧延スタンド入側ハイブリッド用ヘッダーＨｉが配置されるとき、圧延スタンド入側ハイブリッド用ヘッダーＨｉは、圧延スタンド入側ストリップクーラントヘッダーＳｉの下流側に配置される。
【００２１】
クーラントタンク１は低濃度の圧延油を含むエマルション液（ロールクーラント）を貯留する。クーラントタンク１は、圧延油供給系統と補給水供給系統を備え、圧延油供給量と給水量を調整し、ロールクーラントの濃度が所定濃度、液位が所定液位になるように制御する。
【００２２】
クーラントタンク１内のロールクーラントは、ロールクーラント循環用ポンプ４を用いてロールクーラント供給配管７に送り出される。ロールクーラント供給配管７は、管路の途中に、クーラーユニット３が配置され、さらに該クーラーユニット３下流に、ロールクーラントの一部をハイブリッドタンク２に供給できるように分岐した管路７ａ、ロールクーラントの一部をクーラーユニット３ｂに供給できるように分岐した分岐管７ｂを備える。
【００２３】
クーラーユニット３は、該クーラーユニット３出側のロールクーラント温度が所定温度になるように制御する。クーラーユニット３を出たロールクーラントの一部は管路７ａを経てハイブリッドタンク２に導入され、一部は出側クーラント用ポンプ６によって管路７ｂに導入され、残りは、管路７ｃに導入される。
【００２４】
管路７ｃに導入されたロールクーラントは、各スタンド入側で、スタンド入側ロールクーラントヘッダーＣ１〜Ｃ５から各スタンドロールに噴射されてロールを冷却し、また第４、第５スタンド入側ストリップクーラントヘッダーＳ４、Ｓ５からスタンド間のストリップ１２下面に噴射されてストリップを冷却する。
【００２５】
ハイブリッドタンク２は、高濃度の圧延油のエマルション液（ハイブリッド液）を貯留する。ハイブリッドタンク２は圧延油供給系統を備える。管路７ａからハイブリッドタンク２に導入したロールクーラントに圧延油を添加し、所定の高濃度の圧延油を含むエマルション液（ハイブリッド液）とする。ハイブリッド供給用ポンプ５を用いてハイブリッドタンク２のハイブリッド液を管路８に送り出し、第３〜第５スタンド入側ハイブリッド用ヘッダーＨ３〜Ｈ５からストリップに噴射する。
【００２６】
管路７ｂに導入されたロールクーラントはクーラーユニット３ｂで冷却され、最終スタンド出側クーラントヘッダー１１から最終スタンド圧延ロールに噴射され、最終スタンド圧延ロールを冷却する。
【００２７】
各ヘッダーＣ１〜Ｃ５、Ｓ４、Ｓ５、Ｈ３〜Ｈ５及び１１から噴射されたロールクーラント、ハイブリッド液はクーラント受け９に回収され、ロールクーラント戻り配管１０を経てクーラントタンク１に戻り、循環使用される。
【００２８】
クーラントタンク１、ハイブリッドタンク２の圧延油濃度は通常採用されている濃度でよい。例えば、クーラントタンクの圧延油濃度は０．５〜５質量％、ハイブリッドタンクの圧延油濃度は５〜１５質量％である。
【００２９】
クーラーユニット３出側のロールクーラント温度は、通常採用されている温度でよい。一例を挙げると、５０℃〜９０℃である。ハイブリッド液の温度もロールクーラントの温度と同じ温度でよい。
【００３０】
クーラーユニット３ｂ出側のクーラント温度は、クーラーユニット３出側のロールクーラント温度より低温とされる。この温度は２０〜５０℃が好ましい。クーラーユニット３ｂ出側のクーラント温度が２０℃未満ではチャタリングの発生、圧延油の乳化安定性、配管詰まり等の懸念があり、また、５０℃超では、１８００ｍｐｍ以上の高速圧延になると冷却性が劣り、ストリップの形状を悪化させたり、ストリップ表面にヒートストリーク等の表面欠陥が発生しやすくなる。クーラーユニット３ｂ出側のロールクーラント温度は２５〜４０℃がより好ましい。
【００３１】
高速圧延下においては、ロールの温度が上昇し、ロールのサーマルクラウンをストリップの圧延形状を平坦な形状にするのに適したクラウン量に制御することが困難になってくる。ロールを効果的に冷却するには、ロール出側で、板幅方向の単数又は複数のノズルを同時にオン／オフしてクーラントを噴射するスポット／ゾーンクーラント噴射を行うことが効果的である。循環式の場合、このスポットクーラントに冷却水を用い、その流量を増やすとロールクーラントが希釈されてしまう。本発明では、最終スタント出側クーラントヘッダー１１は、冷却水の代わりに、循環ロールクーラントと同じ濃度で、冷却した圧延油のエマルション液を用い、板幅方向のエマルション液の噴射量を制御することで、この問題を解決することができる。
【００３２】
上記のようにしてロールクーラントを供給することで、１８００ｍｐｍ以上の高速圧延が可能になり、さらにヒートストリーク等の外観欠陥を現状以下の水準に低減できるようになる。
【００３３】
各ヘッダーＣ１〜Ｃ５、Ｓ４、Ｓ５、Ｈ３〜Ｈ５の噴射量は、通常一定流量であるが、圧延速度が高くなったときに優れた潤滑性能を発現できるようにするため、ハイブリッド用ヘッダーＨｉから噴射するハイブリッド液の流量は、圧延速度に応じて、制御させることがより好ましい。具体的には、例えば、ｉスタンドにおいて、図２に示すような特性図に基き、圧延ロール周速ＶＲｉが高くなるとハイブリッド液流量Ｑｉが増加するように、圧延ロール周速ＶＲｉに対してハイブリッド液流量Ｑｉを制御する。
【００３４】
なお、本実施形態では、ストリップクーラントヘッダーＳｉはストリップ下面に噴射したが、必要に応じてストリップ上面にも噴射してもよい。また、ハイブリッド用ヘッダーを設けるスタンドは本実施形態の例に限定されない。
【００３５】
図１の冷間圧延機は、ハイブリッド液供給系統を備えた循環方式の圧延機が、本発明は、ハイブリッド液供給系統を備えない循環方式の圧延機であってもよい。
【実施例】
【００３６】
図１に示す圧延油循環系統を備える多段式冷間圧延機で、冷延鋼板、ぶりき用原板素材を本発明法で圧延したところ、従来１８００ｍｐｍであった最大圧延速度は２０００ｍｐｍを超えて、従来方法に比較して３９％向上した。さらに、ヒートストリーク、チャタリングの発生率が半減した。
【００３７】
なお、本発明法は、図１の設備において、循環ロールクーラントは濃度３．０質量％、温度５０℃、ハイブリッド液は濃度１０質量％、温度５０℃とし、クーラーユニット３は、６５℃の循環ロールクーラントを３０℃に冷却した。最終スタンド出側クーラントヘッダー１１はロール幅方向でのクーラント噴射量は均一とした。
【００３８】
従来法は、循環ロールクーラントは、濃度３．０質量％、温度６５℃であり、最終スタンド出側クーラントヘッダー１１から噴射するクーラントは循環ロールクーラントと同じ温度で、ロール幅方向でのクーラント噴射量は均一であり、ハイブリッド液の使用はない。
【００３９】
なお、本発明技術は、循環ロールクーラントの一部を抜き出して冷却し、冷却したロールクーラントを最終スタンド出口側で最終スタンド圧延ロールに噴射する技術であるが、最終スタンド圧延ロールに噴射するロールクーラントを前段ロールに噴射するクーラントとは別の循環系にしても同様な効果が得られることが予想される。その場合は別途循環系を設置する必要があり、設備費が本発明よりも高価となるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、循環式圧延油供給方式を用いた多段式圧延機において、高速圧延に適した圧延方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施に使用する冷間圧延機の圧延油循環系統の一実施形態を示す概略図である。
【図２】ｉスタンド圧延ロール周速と、ハイブリッド用ヘッダーＨｉの流量の関係を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    クーラントタンク
２    ハイブリッドタンク
３、３ｂ    クーラーユニット
４    ロールクーラント循環用ポンプ
５    ハイブリッド用供給ポンプ
６    ストリップ及び出側クーラント用ポンプ
７    ロールクーラント供給配管
８    ハイブリッド供給配管
９    クーラント受け
１０    ロールクーラント戻り配管
１１    最終スタンド出側クーラントヘッダー
１２    鋼ストリップ
Ｓ４、Ｓ５    第４、第５スタンド入側ストリップクーラントヘッダー
Ｈ３〜Ｈ５    第３〜第５スタンド入側ハイブリッド用ヘッダー
Ｃ１〜Ｃ５    第１〜第５スタンド入側ロールクーラントヘッダー
【図１】
0005104381.tif 000002
【図２】
0005104381.tif 000003