CN1148820A - 轧机轧辊刮水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轧机轧辊刮水装置，它包括：可接触和离开轧辊地加以定位的刮水头，将刮水头支承在前端部的支承架，可自由转动地支承该支承架的支承架支承装置，以及连接于该支承架的一端、用于可接触和离开轧辊地对上述刮水头进行定位的定位操作器；其中，上述刮水头由收容箱和定位构件组成，该收容箱对着轧辊面开有口并在内部设有可膨胀、收缩的弹性袋体和前端部从开口凸出的密封材料，该定位构件与轧辊外周面接触、对刮水头进行定位，并且对上述弹性袋体设有调节装置，从而可使刮水头和密封材料相对于轧辊表面的位置设定和推压力设定易于进行，常使密封材料顶端稳定地接触在轧辊外周面上，可进行高刮水效果的稳定的刮水操作。

Description

轧机轧辊刮水装置

技术领域

本发明涉及一种轧机轧辊刮水装置。

背景技术

轧制钢材的轧机所使用的工作辊等轧辊，在轧制过程中的加工热量、轧辊与轧材间的打滑所产生的热量、以及从轧材传来的热量等的影响下，温度会上升，从而对轧辊凸度和轧辊表面产生不良影响，因此，需要采用水对轧辊进行冷却。

在热轧金属带材(以下简称带材)的场合，当冷却液附着在带材上时，带材的温度下降，轧制阻力增大，从而使轧制动力增大，对工作辊表面产生不良影响。在冷轧过程中，当冷却液附着在带材上时，会导致生锈，在随后的退火工序中发生软点等问题。因此，需要设置刮水装置以密封冷却液，不让其落到带材上(例如可参照钢铁便览第3版III(1)p.375)。

图1示出这样的刮水装置的代表例。在该图中，标号1为支承辊，标号2为工作辊，标号3为带材，工作辊2通过轧辊冷却装置4喷射出的冷却液进行冷却。标号5为刮水装置，该刮水装置5由刮水装置主体7和液压缸9构成，该刮水装置主体在其顶端固定有毛毡等密封材料6，该液压缸9可使该刮水装置主体7通过支点8自由转动。

通过使液压缸9动作，可将密封材料6压紧在工作辊2的外周面，使轧辊外周面的冷却液从密封材料6在轧辊辊身长度方向上的两端落下到带材3的板宽方向外侧。这样，可防止轧辊冷却液直接落到带材3上。

然而，上述刮水装置5存在如下问题。

①随着工作辊2的形状发生变化，密封材料6的顶端不能紧密地接触轧辊外周面，易于产生间隙。例如，工作辊2初期凸度的变更(例如梯形轧辊、凹面轧辊、凸面轧辊等)、热凸度、磨损导致的辊径变化、尤其是边缘磨损等不均匀磨损，易于产生间隙；

②刮水装置主体7的机械组装误差和安装误差使工作辊2与密封材料6一端接触，导致刮水性能不稳，并易于产生密封材料6的不均匀磨损；

③由于是通过液压缸9的推压力产生刮水效果，所以将密封材料6紧压在轧辊外表面使得密封材料6很快磨损；

④密封材料6的更换需要较长时间。

由于这些问题的原因，工作辊2表面在轧制过程中产生的不均匀磨损以及密封材料6的不均匀磨损在密封材料6与工作辊2之间产生间隙，冷却液从该间隙落到带材3上，该冷却液在热轧过程中导致带材3的温度下降和温度不均，引起变形能力下降并产生弯曲、偏斜、厚度不均等形状缺陷，即使是冷轧也会引起上述那样的生锈、退火不均等问题。

日本专利公报特开昭63-224806号公开了一种可消除上述缺点的轧机轧辊冷却水刮水装置。该刮水装置在一收容箱中收容一可自由膨胀的袋体，该收容箱在对着轧辊的一面开有口，在上述袋体从该收容箱露出的表面固定有密封材料，并设有压力调节阀将上述袋体的内部压力保持一定。

另外，日本专利公报特开平4-59106号公开了一种轧辊刮水装置，该刮水装置与轧辊相向地设有收容箱，在该收容箱中收容一活塞和将该活塞夹在中间的两个可自由膨胀收缩的管，在上述活塞安装有密封材料并使其一端从收容箱凸出。在特开平4-59106号公报中还公开了这样一项技术，即，在密封材料上安装齿条齿轮，用脉冲发生器等位置检测器检测其移动，从而对密封材料的位置进行设定。

然而，在特开昭63-224806号公报所公开的技术中，①难以将密封材料固定在可自由膨胀收缩的袋体表面，即使假设它能很好地固定，在密封材料与轧辊表面接触的场合，也会出现这样的情况，即，摩擦力将密封材料从袋体表面分开，袋体露出面变形使得密封材料表面偏斜地接触轧辊外周面，从而由于密封材料的不均匀磨损使其寿命极短，而且密封材料由于袋体露出面的弹性而易于沿轧辊周向产生振动，使刮水性能不稳定；

②在密封材料磨损的场合，难以更换密封材料，必须连袋体或收容箱一起更换，为此不仅增大了作业量，还存在更换时间长和更换所用备用品的种类多的问题。

在特开平4-59106号公报所公开的技术中，虽然具有可调整密封材料与轧辊间的间隙的优点，但是，①难以在活塞前面装/拆密封材料，必须连同收容箱一起从轧机拆下并将收容箱解体，需要较长时间，而且更换所用备用品的种类也多；

②由于不能由密封材料的位置检测、设定机构获得高的检测精度和设定精度，所以实际上难以不使密封材料接触轧辊表面而利用水的粘性进行预定的刮水动作(非接触密封)，在使密封材料接触轧辊表面进行刮水操作时，又存在密封材料的磨损快、寿命短的问题。

日本专利公报(A)实开昭58-13803号的图2(a)、实开昭55-77503号的图3，以及(B)实开昭58-85403号的图1、实开昭52-423号的图1或实开昭53-160432号的图5，公开了其它的现有刮水装置，(A)中的刮水装置将刮水板(或刮板)大体成直角地弹性接触在轧辊表面；(B)中的刮水装置的刮水板(或轧辊刮板)的前端为锐角或厚板状，该刮水板的刮水面(轧辊转动方向上游侧的面)与轧辊表面弹性接触，并且与最先接触的线处轧辊转动方向上游侧的轧辊外周切面形成不到90°的锐角(在后两个中，刮水板与轧辊外周面积极地进行面接触)。

在上述(A)的装置中，接触面大，并且刮水板(或刮板)沿与接触面垂直的方向难以产生弹性变形，所以用硬质刮水板难以相应于轧辊外周面的形状而变形，不能在轧辊轴向获得均匀的刮水效果。

另外，如为了易于变形而采用软质刮水板，则又存在刮水板过快磨损的问题。

在上述(B)的装置中，刮水板(或轧辊刮板)的刮水面(轧辊转动方向上游侧的面)与轧辊表面接触并且与最先接触的线的轧辊转动方向上游侧的轧辊外周面成小于90°的锐角，从而在刮水板(或轧辊刮板)刮水面与轧辊外周面之间正好形成楔形空间，因此，从轧辊外周面刮下的水滞留在该空间，并且铁粉、氧化皮、磨损粉等易于堆积在这一部分。此外，由于刮水板与轧辊外周面的接触面宽，所以铁粉、氧化皮、磨损粉易于带进密封部，在轧辊上形成划痕，从而易于在轧材上形成缺陷。另外，在刮水板表面上也易于形成轧辊外周方向上的缺口，局部形成沟槽，使得难以避免刮水效果的降低。

在上述(A)、(B)中的任一场合，特别是(B)的场合，附着在高速转动的轧辊外周面上的冷却水在打楔效应的作用下易于带入到刮水板与轧辊外周面之间，从而存在得不到充够的刮水性能的缺点。当轧辊在例如对应于轧材宽度方向两端的位置等产生局部磨损时，易于在与刮水板之间形成间隙，使密封性能降低。

日本专利公报实开昭51-101337号从提高刮水性能的观点出发，公开了一种冷却水刮板。如图2(a)、(b)所示，在该冷却水刮板中，相对于水平轧辊10设有多级刮水刀11a、11b，该刮水刀11a、11b与轧辊转动方向下游侧的轧辊外周切面之间形成锐角α并弹性接触，刮水刀11a、11b安装在刮板支承件12上，该刮板支承件在将刮水刀压向轧辊的方向上受到弹簧13的弹簧力作用。

日本专利公报实开昭54-142344号公开了如图3(a)、(b)所示的轧辊刮板18。其中，在对着轧辊14的位置设置有刮片16和重叠在该刮片背面的板簧17，该刮片16由安装在缘部15E的橡胶或皮革等挠性材料构成，该缘部15E伸出到平行于轧辊14布置的轧辊导向件15与轧辊表面邻接的位置，上述刮片16与轧辊外周切面(与轧辊表面的接触线的轧辊转动方向下游侧的轧辊外周切面)之间成锐角。

日本专利公报实开昭55-111602号公开了图9所示的带弹簧的初轧辊刮水板。该刮水板具有刮板20、刮水板支架22以及弹簧24。该刮板20由板状弹性材料形成，通过接触轧辊19而进行刮水动作，并且与轧辊外周切面(与轧辊表面的接触线的轧辊转动方向下游侧的轧辊外周切面)形成锐角；该刮水板支架22将刮板装在其顶端部，而将其另一端部通过销轴22′可摆动地连接于刮水板安装臂21；该弹簧24沿着将刮板压在轧辊上的方向作用地将其两端安装在刮水板支架22与轧辊吊架23之间。

然而，即使在上述实开昭51-101337号、实开昭54-142344号以及实开昭55-111602号各公报所公开的技术中，也存在以下缺点。

(1)如图5所示，由于酚醛树脂、硬质橡胶等制成的板状刮水刀11或橡胶、皮革等挠性材料构成的板状刮片16或合成橡胶、合成树脂、薄金属板等弹性材料形成的板状刮板20的顶端面S_c与其板面S_p所成角度γ大体为90°，所以即使刮水刀等的板面S_p与轧辊转动方向下游侧的轧辊外周切面T_D-N所成的角度α为锐角，轧辊转动方向上游侧的轧辊外周切面T_u-N与刮水刀等的上述顶端面S_c所成的角度β也成为锐角。因此，刮除附着在轧辊外周面的冷却液的效果降低。而且，在上述顶端面S_c与轧辊外周面S_u-N之间易于附着、堆积铁粉、氧化皮等，并且与高速转动的轧辊外周面的摩擦力会将其带入到密封部而划伤轧辊，进而将伤痕转印到轧材上。另外，在刮水板表面也易于形成轧辊外周方向的缺陷，局部形成沟槽，降低刮水效果。

(2)为了改善刮水效果，刮水刀等的板厚越薄越好，但薄时磨损使寿命缩短，更换所需次数增多，从而影响轧制作业。当为了延长寿命而增厚时，易于出现上述(1)的缺点。

(3)虽然都采用了弹簧作为将刮水刀等弹性地压在轧辊上的装置，但随着刮水刀等的磨损而导致弹簧的行程发生变化时，推压力变小，刮水性能降低。特别是在轧辊低速转动时得不到良好的刮水性能。另外，在带有轧辊凸度的场合，在轧辊轴向不能获得均匀的密封效果。

上述现有技术还有如下共同的问题。即，刮水板(或刮板)的主体(以下称为基部)与顶端部所应具有的特性不同。由于顶端部与轧辊表面接触，所以应具有易于根据轧辊凸度等轧辊表面形状变形、在轧辊轴向上获得均匀的密封效果的弹性和柔性，同时应具有一定程度的硬度以获得良好的耐磨性能。

另外，尤其是在热轧的场合，由于轧辊表面温度高，所以也需要能承受这一高温的耐热性。与此相反，虽然基部也需要易于进行弹性变形，易于与顶端部一样整体地根据轧辊形状进行变形，但没有必要具有顶端部那样的耐磨性(硬度)和耐热性。然而，在现有技术中，没有实际提出考虑了这样的要求的刮水板(或刮板)的形状和材质。

因此，实际情况是这样，当以耐磨性作为重点而使用高硬度的材质时，由于一般情况下弹性降低、难以根据轧辊表面形状产生变形，所以将刮水性能牺牲掉；当以弹性和柔性作为重点而采用易于根据轧辊表面形状进行变形的材质时，一般情况下硬度、耐磨性低，刮水板(或刮板)的寿命缩短，对其进行更换对轧制作业带来不良影响。

本发明的第1个目的就是提供一种轧机轧辊刮水装置，该刮水装置可解决上述现有技术所存在的问题，易于进行刮水头和密封材料相对于轧辊表面的位置设定和推压力设定，可使密封材料的顶端经常稳定地接触在轧辊外周面上，获得稳定的刮水效果。本发明的第2个目的是提供一种轧机轧辊刮水装置，该刮水装置可容易地在短时间内于轧机一侧更换密封材料，更换所用备用品的范围也小。本发明的第3项目的在于提供一种轧机轧辊刮水装置，该装置可延长密封材料的寿命以保持轧辊轴向上的均匀密封效果和稳定的高刮水效果，并可降低密封材料的成本。发明的公开

1)本发明为一种轧机轧辊的刮水装置，它包括：与轧机轧辊可自由接触和离开轧辊地加以定位的刮水头，将该刮水头支承在前端部的支承架，可自由移动地支承该支承架的支承架支承装置，以及连接于该支承架的一端、用于可自由接触和离开轧辊地对上述刮水头进行定位的定位操作器；其特征在于：上述刮水头在收容箱中收容弹性袋体和密封材料，该收容箱在对着轧辊面的一面有开口部，该弹性袋体可自由膨胀，该密封材料的前端部从上述开口部凸出，并且，在上述收容箱的轧辊轴向两侧安装有用于将上述刮水头定位在轧辊外周面的定位构件，此外，它还具有调压装置，用于调节上述弹性袋体内部的压力，使得在将上述刮水头定位于刮水装置时使上述弹性袋体膨胀，在从刮水位置后退时使上述弹性袋体收缩(权利要求1)。

2)在上述1)中，上述支承架支承装置具有与轧辊轴平行的回转轴，上述定位操作器具有连接到上述支承架后端部的流体压力缸(权利要求2)。

3)上述1)中的支承架支承装置为沿垂直于轧辊轴的方向可自由进退地支承上述支承架的导向装置，上述定位操作器为连接于上述支承架后端部的流体压力缸(权利要求3)。

4)上述1)～3)中任何一项的定位构件安装在上述收容箱的轧辊轴向两侧面，从两侧面夹持上述密封材料，当上述刮水头处在刮水位置时其前端部分别接触在轧辊轴向端部(权利要求4)。

5)上述1)～4)中任何一项的收容箱的前端缘上下中至少一方的前端缘有挡块，该挡块具有凸出到上述收容箱内部的凸部，在上述密封材料上下的后端缘中的对着上述挡块凸部的一侧，设置有可与该凸部结合的凸起部(权利要求5)。

6)上述5)中的挡块可以相对于收容箱自由地安装和拆卸(权利要求6)。

7)上述4)～6)中任何一项的收容箱的轧辊轴向两侧面中的至少一个侧面，除了上述弹性袋体收容部分之外，没有前部侧壁，上述一个侧面一侧的上述定位构件可自由拆装地或可自由转动地安装在上述侧壁上(权利要求7)。

8)本发明为一种轧机轧辊刮水装置，通过弹性推压装置沿轧辊轴向将弹性密封材料的顶端部接触在轧辊外周面进行刮水，其特征在于：上述弹性推压装置具有推压力控制装置和轧辊轴向均压装置，并且上述弹性密封材料的顶端部形成为锐角，该锐角部接触在轧辊外周面，并且该接触部的轧辊转动方向上游侧的轧辊外周切面与上述弹性密封材料的顶端部刮水面所成角度θ₁超过90°(权利要求8)。

9)上述8)弹性推压装置具有用于调整上述袋体内部压力的调压装置，具有在对着轧辊一面开有口的收容箱，在该收容箱中收容可自由膨胀的袋体，在该收容箱内的上述袋体的前方可沿前后方向自由滑动地收容上述弹性密封材料的后部，使得上述弹性密封材料的前部从上述收容箱露出(权利要求9)。

10)在上述8)或9)中，弹性密封材料中至少其顶端部由硬质耐磨橡胶形成(权利要求10)。

11)在上述8)或9)中，弹性密封材料的基部由软质橡胶形成，其顶端部由硬质耐磨橡胶形成，并将该基部与前端部接合起来(权利要求11)。

12)在上述10)或11)中，硬质耐磨性橡胶的肖氏硬度为80～100(权利要求12)。

13)在上述11)或12)中，硬质耐磨性橡胶形成的顶端部与软质橡胶形成的基部之间的接合面由1面构成，包含该接合面的平面与包含上述接触部处轧辊反力和摩擦力的合力的作用方向的面垂直相交，该轧辊反力是作用于上述弹性密封材料顶端部的推压力的反力(权利要求13)。

14)在上述11)或12)中，硬质耐磨性橡胶形成的顶端部与软质橡胶形成的基部的接合面由相交的2面构成，在这2面内，包含不与上述密封材料刮水面相接的那一面的平面与包含上述接触部处轧辊作用上述弹性密封材料顶端部的推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面相交并且从轧辊转动方向上游侧观看时形成90°以上的角度，包含另一接合面的平面与包含上述顶端接触部处的上述合力作用方向的面平行或在轧辊转动方向下游侧相交(权利要求14)。

附图的简单说明

图1为示出轧机轧辊刮水装置的现有技术例的示意图。

图2(a)、(b)为示出冷却水刮板现有技术例构成的示意图。

图3(a)、(b)为示出冷却水刮板另一现有技术例构成的示意图。

图4为示出冷却水刮板另一现有技术例构成的示意图。

图5为现有技术例的重要部分放大侧面图。

图6为示出本发明刮水装置第1实施例的构成的示意图。

图7示出本发明所用刮水头的一例，(a)为其透视图，(b)为A-A向剖视图。

图8示出本发明所用刮水头的另一例，(a)为其透视图，(b)为B-B向剖视图。

图9为本发明所用刮水头的另一例，(a)为其透视图，(b)为C-C向视图，(c)为D-D向剖视图。

图10示出本发明所用刮水头的另一侧，(a)为其透视图，(b)为重要部分放大图，(c)为E-E向视图。

图11为示出图10的动作的透视图。

图12(a)～(c)为用于说明本发明所用密封材料后端部的形状的透视图。

图13(a)、(b)为用于说明本发明所用密封材料顶端部材质的侧视图。

图14为示出本发明所用弹性袋体另一例的透视图。

图15为示出本发明刮水装置第2实施例的构成的示意图。

图16为本发明所用刮水头的放大剖视图。

图1为用于说明弹性密封材料顶端部与轧辊的接触状态的侧视图。

图18为用于说明图17所示弹性密封材料磨损状态的侧视图。

图19为用于说明本发明另一弹性密封材料顶端部与轧辊的接触状态的侧视图。

图20为用于说明图19所示弹性密封材料磨损状态的侧视图。

图21(a)、(b)为用于说明轧辊在弹性密封材料顶端部的作用力的图。

图22(a)、(b)为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由1面构成时施加在接合面上的剥离力作用的说明图。

图23(a)、(b)为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用一例的说明图。

图24(a)、(b)为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用另一例的说明图。

图25(a)、(b)为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用另一例的说明图。

图26为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用另一侧的说明图。

图27(a)、(b)为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用另一例的说明图。

图28为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用另一例的说明图。

图29(a)、(b)为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时施加在接合面上的剥离力作用另一例的说明图。

图30为弹性密封材料顶端部与基部的接合面由3面以上构成时施加在接合面上的剥离力作用另一例的说明图。

图31为试验装置所用弹性密封材料的断面形状、尺寸的说明图。

图32为示出离线试验的比较例1与实施例A的刮水性能的特性图。

图33(a)、(b)为示出离线试验的比较例2～5与实施例A、B的刮水性能的特性图。

图34为示出离线试验装置中比较例1～5和实施例A、B的密封材料肖氏硬度与40小时试验后磨损量的关系的特性图。

图35(a)～(c)为示出在线试验中所用弹性密封材料连续使用14天后在轧辊轴向上的磨损量分布的特性图。

图36为示出在线试验中所用弹性密封材料连续使用14天后的总磨损量的特性图。

图37为在线试验中所用弹性密封材料顶端部与基部的接合面由2面构成时弹性密封材料的断面形状、尺寸说明图。

图38为示出弹性密封材料的材质与制造成本比关系的直方图。

本发明的最佳实施例

在本发明中，将可自由膨胀收缩的弹性袋体可自由滑动地收容在收容箱中，该收容箱在对着轧辊的一面设有开口部，并在该弹性袋体前侧配置顶端从开口部凸出的弹性密封材料，由调压装置调节弹性袋体的内部压力，因而可由弹性袋体的膨胀将弹性密封材料推出到收容箱的前方，并以所希望的压力将弹性密封材料的顶端部接触在轧辊外周面使弹性密封材料整体产生弹性变形，由此可根据轧辊外周面形状使弹性密封材料顶端部变形和推压，获得在轧辊轴向整体上大体均匀的刮水效果。

另外，即使弹性密封材料和轧辊磨损，也能常以一定压力将弹性密封材料推压在轧辊上，保持良好的刮水性能。即，由于用调压装置将弹性袋体内的压力保持为一定，所以当弹性密封材料和轧辊磨损而在弹性密封材料与轧辊之间形成间隙时，弹性袋体膨胀，但弹性袋体在对着轧辊一侧以外的膨胀受到收容箱的限制，所以，弹性袋体向轧辊方向膨胀与弹性密封材料和轧辊磨损量相当的一段距离，将弹性密封材料推压在轧辊上，从而可维持良好的刮水性能。

虽然也可以考虑用压缩弹簧代替上述那样的可自由膨胀的弹性袋体，但在这一场合，当压缩弹簧的行程随着弹性密封材料的磨损而产生变化(压缩量减小)时，弹性密封材料的推压力发生变化(变小)，使刮水性能很快降低，特别是在轧辊低速转动时得不到良好的刮水效果。

此外，也可以考虑使用气缸以一定的压力推压。在这一场合，虽然可以与上述采用膨胀自如的弹性袋体的场合同样地将弹性密封材料在工作辊上的推压力保持一定，但与使用膨胀自如的弹性袋体的场合相比，存在这样的问题，即，活塞杆等的惯性、O形密封圈等密封件与活塞和活塞杆间的摩擦等导致响应性恶化，或者要在冷却水飞溅、充满水蒸汽、高温(热轧机的场合)等恶劣环境下使用气缸。

在使用膨胀自如的弹性袋体的场合，与上述压缩弹簧和气缸的情形不同，可以不通过其它部件而是直接与弹性袋体前侧接触地配置弹性密封材料，所以即使工作辊带有凸度，也能以在工作辊轴向上均匀的压力进行接触。

根据本发明，由定位操作器(例如流体压力缸)使支承架以平行于轧辊轴设置的回转轴为中心转动或沿着导向装置进退，可以自由地将支承在支承架前端部的刮水头定位在离开工作辊的待机位置和接近工作辊的刮水位置中的任一位置；另外，在刮水头的轧辊轴方向两侧安装一对定位构件，以在刮水头位于刮水位置时将其前端部分别接触在工作辊轴向端部上将该刮水头定位，所以，即使轧辊直径和带材的轧制线发生变化，也可使轧辊外周面与刮水头的相对位置关系保持一定。由于上述定位操作器的推压力由轧辊外周面在定位构件上作用的反力平衡，所以在由膨胀自如的弹性袋体的膨胀得到的弹性密封材料在与工作辊轴垂直的方向上的行程范围内，可以以比较弱的推压力常将弹性密封材料顶端稳定地接触在轧辊外周面上，获得稳定的刮水效果。

如果将定位构件安装在收容箱轧辊轴方向两侧面、从两侧面夹持弹性密封材料，则不会发生弹性密封材料顶端部的横向振动和弹性密封材料顶端部向侧方的偏斜，使弹性密封材料与轧辊外周面的接触稳定，获得稳定的刮水效果。

如果在收容箱上下的前端缘中至少一方的前端缘设置凸出到收容箱内部的挡块，并在弹性密封材料上下的后端缘中与挡块相向的一侧设置沿轧辊轴向延伸的挡块结合用凸起，则不论收容箱在什么样的角度，弹性密封材料也不会因自重和与轧辊外周面间的摩擦力而从收容箱脱落。

如果将上述挡块可自由拆装地安装在收容箱上，则通过拆下挡块，可以在短时间内从收容箱拔出弹性密封材料或将其装到收容箱内。

如果收容箱的轧辊轴方向两侧面中的至少一侧面除了后部的弹性袋体收容部分外没有前部的侧壁，并且将两定位构件中的至少没有收容箱的侧壁前部一侧的定位构件可自由拆装地或可自由转动地安装在侧壁上，则即使是将用于防止弹性密封构件脱落的挡块设置在收容箱的场合，也可以将没有收容箱侧壁前部一侧的定位构件拆下或转动90°或180°，从收容箱侧方拔出弹性密封材料，将备用的弹性密封材料从侧方插入到收容箱内，从而可在轧机操作侧以短的时间容易地更换弹性密封材料。

在由弹性推压装置沿轧辊轴向将弹性密封材料的顶端部接触在轧机轧辊外周面进行刮水的装置中，通过在该弹性推压装置中设置推压力控制装置和轧辊轴向均压装置，可以对弹性密封材料顶端部处的推压力进行控制，而且可以以在轧辊轴向均匀的推压力推压。另外，由弹性密封材料整体的弹性变形可以使弹性密封材料顶端部以易于根据轧辊外周面形状进行变形的程度推压。

这样，可以获得在轧辊轴向整体上大体均匀的密封效果，有效地进行刮水。另外，还可以防止过大的推压力使弹性密封材料顶端部的早期磨损。即使弹性密封材料和轧辊磨损，也能常以一定的压力将弹性密封材料推压在轧辊上，即使弹性密封材料的磨损导致弹性密封材料与轧辊的接触面积发生变化，也能调整推压力使接触面的面压为一定，从而可以维持良好的刮水性能。

在本发明中，将弹性密封材料的顶端部形成为锐角，将该锐角部接触在轧辊外周面，并且使上述接触部处的上述轧辊转动方向上游侧的轧辊外周切面与密封材料顶端部刮水面所成的角度θ₁超过90°，因此，可以由弹性密封材料顶端部有效地刮起附着在轧辊外周面的水膜，使刮起的水不滞留地流到弹性密封材料后方去。

由于弹性密封材料的顶端部形成为锐角，所以在该密封材料的使用初期可以与轧辊外周面大体成线接触。因此，铁粉、氧化皮等不会附着、堆积在顶端部与轧辊外周面之间，它们也不会由与高速转动的轧辊外周面的摩擦力带入到密封部、在轧辊上形成伤痕、进而在轧材上形成缺陷。另外，也不会出现带入的铁粉、氧化皮等在弹性密封材料顶端部形成局部沟槽、使刮水效果降低的情况。

为了使弹性密封材料顶端部稳定地接触在轧辊外周面上，必须使将弹性密封材料推压在轧辊外周面的推压力的作用方向处在从上述接触线处的轧辊外周切面朝向轧辊一侧的方向的范围内。作用的方向和力的大小只要能够产生这样的效果即可，即，由该推压力产生弹性变形使得弹性密封材料顶端部的反刮水面适度地接近轧辊外周面，使弹性密封材料顶端部仿照轧辊外周面形状(轧辊凸度等)从而获得在轧辊轴向整体上均匀的密封效果。这样的力的方向和大小可以根据刮水装置整体在轧机内的配置位置、轧辊直径和轧辊形状、轧材宽度、轧辊与弹性密封材料的接触位置、弹性密封材料的形状、尺寸、材质以及由它们确定的弹性密封材料整体的弹性变形能力等进行适当地选择加以决定。

弹性推压装置如将膨胀自如的袋体收容于对着轧辊的一面开有口的收容箱中，在该收容箱内的袋体前方可沿前后方向自由滑动地收容弹性密封材料的后部，使弹性密封材料的前部从收容箱露出，并由调压装置调节袋体内的内部压力，则可使袋体膨胀将弹性密封材料推出到收容箱的前方，并可以以调节过的压力将弹性密封材料的顶端部接触在轧辊外周面，由弹性密封材料整体的弹性变形以易于相应于轧辊外周面形状变形的程度推压弹性密封材料顶端部。这样，可以获得在轧辊轴向整体上大体均匀的密封效果，有效地进行刮水。另一方面，不会由于推压力过大使弹性密封材料的顶端部磨损加快。

另外，即使弹性密封材料和轧辊磨损，也能常以一定的压力将弹性密封材料推压在轧辊上，维持良好的刮水性能。即，由于用调压装置将袋体内的压力保持一定，所以当弹性密封材料和轧辊磨损、在弹性密封材料和轧辊之间形成间隙时，袋体在对着轧辊一侧以外的膨胀受到收容箱的限制，结果使袋体朝着轧辊膨胀相当于弹性密封材料和轧辊磨损量的一段距离，将弹性密封材料推压在轧辊上，从而可维持良好的刮水性能。

通过以硬质耐磨性橡胶形成本发明所用的弹性密封材料的顶端部，以软质橡胶形成其基部，并将两者结合，可以减少与轧辊外周接触的顶端部的磨损，长期保持良好的刮水效果，并使弹性密封材料的更换频度少，不对轧制操作造成障碍。

如果上述硬质橡胶采用肖氏硬度80～100的橡胶，上述软质橡胶用肖氏硬度大约为50～75的廉价橡胶，则可以降低弹性密封材料的制造成本，还可以减少弹性密封材料顶端部的磨损，并且可使弹性密封材料整体沿着轧辊外周面的形状变形，在长时间内不用更换弹性密封材料并能维持良好的刮水效果。

通过以1面构成弹性密封材料的顶端部与基部的接合面，并使包含该接合面的平面与包含接触处的轧辊对作用在上述弹性密封材料顶端部的推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面垂直相交，可以将作用在顶端部的合力作为推压力作用在接合面上，从而可抑制顶端部与基部间的剥离。

通过由相交2面构成弹性密封材料的顶端部与基部的接合面，并在这2面中，使包含不与上述密封材料的刮水面相接的那一面的平面与包含上述接触部处轧辊对作用在上述弹性密封材料顶端部的推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面相交，从轧辊转动方向上游侧观看时形成90°以上的角度：使包含另一接合面的平面与包含上述在顶端接触部处的上述合力的作用方向的平面平行或在轧辊转动方向下游侧相交，可以抑制90°的剥离，当然也可以抑制剪切剥离。

下面，参照附图对本发明的实施例进行更加具体的说明。

图6为示出本发明刮水装置第1实施例整体构成的示意图。

图中，标号25为本发明的刮水装置。标号26为固定密封材料(弹性密封材料)27的刮水头，其结构将在后面说明。标号28为将该刮水头26固定并支承在其顶端部的支承架，标号29为平行于工作辊30的轴进行设置的、将支承架28可自由转动地支承的回转轴，标号31为通过活塞杆31a连接于支承架28后端部并可使刮水头26接近和远离工作辊30地进行定位的例如气压式的定位缸。标号32为安装在刮水头26的轧辊轴向两侧的定位构件，当刮水头26接近工作辊30外周面处于刮水位置时，该定位构件32的顶端部压紧接触在轧辊轴向端部的外周面，将刮水头26与工作辊30的相对位置关系维持为一定，并且由工作辊30的反作用力来平衡定位缸31的推压力。其结构将在后面详述。

标号33为供给操作用气压的气压源，标号34、35为气压供给管路。标号36为操作定位缸31的气缸操作用电磁阀，通过切换到P(推出)侧选择伸长用气压供给管路37，可使定位缸31伸长，通过切换到S(收缩)侧选择收缩用气压供给管路38，可使定位缸31收缩。标号39为调压阀。

标号40为控制操作用电磁阀，用于通过袋体膨胀用气压供给管路41调整刮水头26内的用例如橡胶等制作的弹性袋体42内部的气压，它可通过经由控制用气压供给管路43供给到定位缸31的气压的加压作用而切换到P(推出)侧，使弹性袋体42膨胀，当成为气压无负荷状态时则切换到EX(排气)侧，通过排气使弹性袋体42收缩。

在这里，根据图7对刮水头26的结构进行说明。图7(a)为刮水头26的透视图，图7(b)为沿A-A箭头方向的剖视图。在这些图中，标号44为将上述密封材料27和弹性袋体42收容于其中的收容箱，密封材料27可使其顶端凸出到工作辊30一侧而进行安装。标号45为将定位构件46固定于收容箱44的轧辊轴向两侧面的螺栓，标号47为通过螺栓48可装卸地固定在收容箱44上面前端缘并具有下端凸出到收容箱44内面下方的凸部47a的断面为L形的挡块。

定位构件46采用诸如聚酰胺酰亚胺树脂等材质，通过将设于其顶端的倒角部46a与工作辊30的外周面接触，可将刮水头26定位在刮水位置上，并用其主体部分从两侧面夹持密封材料27从收容箱44凸出的部分，防止密封材料27顶端部横向振动和脱出到收容箱44的侧方。

在密封材料27的后端部上面形成有沿轧辊轴向延伸的凸起部27a，该凸起部27a可与挡块47的凸部47a结合。当密封材料27在与工作辊30的摩擦力的密封材料27自身重量的作用下要脱出到收容箱44前方时，该凸起部27a与挡块47的凸部47a接触而被停止住，不会脱落。

下面，对具有上述结构的本发明的刮水装置的操作进行说明。首先，如图6所示，当刮水头26处于工作辊30外周面的刮水位置时，气缸操作用电磁阀36切换到P侧，将定位缸31的活塞杆31a推出，从而将支承架28的后端部推到图中的下方。此时，安装在由回转轴29支承的支承架28前端部的刮水头26被从工作辊30的斜下方向上推，直到安装在其侧方的定位构件32的前端接触到工作辊30的外周面为止。然后，从定位缸31伸长用气压供给管路37通过控制用气压供给管路43将气压送到控制操作用电磁阀40，使控制操作用电磁阀40切换到P侧，将由调压阀39进行过压力调整的气压通过袋体膨胀用气压供给管路41供给到刮水头26收容箱44内的弹性袋体42，使弹性袋体42膨胀，将收容箱44内的密封材料27推向前方，从而将密封材料27的顶端部推压在工作辊30的外周面上。

在这里，定位缸31的推压力通过定位构件46传到工作辊30，  由工作辊30的反作用力平衡，因此，并不是作为将密封材料27推压在工作辊30外周上的推压力而起作用的。因此，如果由调压阀39调节弹性袋体42的内部压力，使将密封材料27向工作辊30外周面推压的力小于定位缸31的推压力，而且，使密封材料27的顶端部接触工作辊30外周面稍微产生一些变形，在轧辊轴向上大体均匀地、不留间隙地与工作辊30接触，则可获得稳定的刮水效果，并且不会因推压力过大使密封材料27磨损过快以及因偏斜接触而造成不均匀磨损。

当要将刮水头26从上述刮水位置退回到退回位置时，将气缸操作用电磁阀36切换到S侧，即可使定位缸31的活塞杆31a收缩。其结果，定位缸31的拉力或以回转轴29为中心的重力转动力矩使支承架28后端部向图的上方移动，从而使支承架28转动，将刮水头26向斜下方移动而与工作辊30分开。同时，定位缸31的伸长用气压供给管路37内的空气从气缸操作用电磁阀36的排气口排气，该伸长用气压供给管路37与控制用空气供给管路43内的压力降低，控制操作用电磁阀40在弹簧的反弹力作用下切换到EX侧。因此，弹性袋体42内的气压从控制操作用电磁阀40的排气口排气，弹性袋体收缩。

下面，将对用于刮水头26中的密封材料27的更换方法进行说明。更换密封材料27时，将图7(a)所示螺栓48松开，再向上方提起挡块47或将螺栓48和挡块47拆下，然后向收容箱44的前方拔出密封材料27，将备用的密封材料27从收容箱44的前方装好，再将挡块47恢复到原来的状态加以固定即可，更换可以容易地在短时间内进行。

在图7所示刮水头26的实施例中，虽然是以将挡块47设在收容箱44上面前缘、将密封材料27的凸起部27a(挡块47的凸部47a)形成在密封材料26后端部上面的情形为例进行说明的，但本发明不限于此，也可以将挡块47安装在收容箱44的下面前缘、将密封材料的凸起部27a形成在后端部下面，还可以将挡块47安装在收容箱44的上下面两方、将凸部形成在密封材料27的上下面两方。

另外，挡块47没有必要一定是用螺栓48来固定的断面为L形的挡块，也可以采用图8(a)中刮水头26A所示的结构，即，沿着收容箱44上侧前沿形成狭槽49，如图8(b)的剖视图所示，将断面为L形(T形也可以)的挡块50可拆装地插入狭槽49中并使其顶端部50a凸出到收容箱44内部。

图9(a)～(c)示出本发明刮水头的其它实施例。在该刮水头26B实施例的结构中，将挡块形成为与收容箱44成一体的挡块51。由于这样一来不能从收容箱44的前方开口进出密封材料27，所以，收容箱44的轧辊轴向两侧的侧壁的至少一方(在该图中是图的左侧)仅在相当于弹性袋体42收容部深度尺寸L的部分设置侧壁52，在其前部不设置侧壁。通过这样的结构，在取下螺栓45将定位构件46拆下的状态下，可沿轧辊轴向滑动密封材料27从收容箱44的侧方取出和装入密封构件27，进行更换。其中，图中的标号45a为螺栓45的螺纹孔。

图10(a)～(c)示出图9所示实施例的变形例，该刮水头26C的特征在于定位构件46A。在该实施例中，与图9一样，挡块51与收容箱44形成为一体，所以密封材料27也不能从收容箱44的前方开口进出。因此，本实施例也同上述图9所示实施例一样，收容箱44的轧辊轴向两侧的侧壁的至少一方(在该图中为图的左侧)仅在相当于弹性袋体42收容部深度尺寸L的部分设置侧壁52，在其前部没有侧壁。

在定位构件46A的结构中，底板53b安装在臂53a的顶端部并伸出到轧辊轴向外侧，在该底板53b的上面用螺栓53d安装衬块53c。

在这里，衬块53c为了不使自身磨损和损伤轧辊表面而将其上面角部切掉，该部分接触在工作辊30的外周面上。衬块53c的材质为了避免损伤工作辊表面和工作辊局部磨损，最好是比工作辊表面软的材料，而为了尽可能地减少衬块自身的磨损，又最好是有一定硬度的材料，例如，聚酰胺亚胺树脂等硬质树脂和比较软的有色金属或有色合金等是合适的材料。

臂53a的后端部由回转轴55可自由转动地支承着，该回转轴55拧入到设在收容箱44侧壁52的螺纹孔54中。通常该臂53a如图10(a)～(c)中实线所示那样，通过将固定用螺栓57的顶端拧入固定用螺母58而加以固定，并且从侧方压紧密封材料27，使衬块53c处于靠近工作辊30的位置；该固定用螺栓57贯通第1固定用块56的贯通螺纹孔56a，该第1固定用块56与臂53a相向地固定在支承架28上；该固定用螺母58固定在臂53a的侧面上。另外，在回转轴55的图中左侧的支承架28上将设有贯通螺纹孔59a的第2固定用块59固定于与固定用块56的位置对称的位置上。

该刮水头26C中的密封材料27按以下顺序更换。

①松开固定用螺栓57，将其从臂53a侧面的固定用螺母58拔出。

②将臂53a沿图中左转方向转动180°，使其处于图11的状态。

③根据需要，将贯通第2固定用块59的贯通螺纹孔59a的固定用螺栓60的顶端部拧入臂53a侧面的螺母58中，固定臂53a。当刮水头26C处在即使不固定臂53a也不会由重力转矩恢复到原先状态的姿势时，也可以省去这一步骤。

④平行于轧辊轴向地滑动密封材料27，将其从收容箱44拔出到侧方。

⑤将备用密封材料27平行于轧辊轴向地滑动从侧方插入到收容箱44。

⑥根据需要松开固定用螺栓60，并将其从臂53a的固定用螺母58中拔出。在省去上述③中步骤的场合也可省去该步骤。

⑦沿图中右转方向将臂53a转动180°，返回到原来的位置。

⑧将贯通第1固定用块56的贯通螺纹孔56a的固定用螺栓57的顶端部拧入臂53a的固定用螺母58中，固定臂53a。

这样，在刮水头26C的实施例的场合，以简单的操作将臂53a转动180°即可从收容箱44侧方更换密封材料，所以即使在轧机侧面狭窄的场所也能容易地在大约5分钟的短时间内更换密封材料27。在本实施例中，虽然是说明在转动臂53a转动180°的位置可以进行固定，但并不限于180°的转动角度，总之，只要转动到可从收容箱44侧方拔出和插入密封材料27的位置后可以固定即可，转动角度也可以在180°以下。

在上述的刮水实施例中，定位构件46固定在收容箱44轧辊轴向两侧的侧壁上，但本发明并不局限于这种形式，也可以与侧壁相互独立，例如固定在支承架28上。另外，密封材料27至少在其顶端部是沿轧辊轴向连续的整体物。如其顶端部不连续，则易于在与工作辊30表面之间形成局部间隙，有降低刮水效果的可能。

另一方面，为了易于根据工作辊30的外周面形状、初期凸度进行变形，密封材料27后部也可以在后端面设弧形面。例如，当工作辊30一侧为凸形弧面时，如图12(a)所示，则采用在其后面形成凹形面61的密封材料27A。另外，如工作辊30一侧为凹形弧面，则也可以采用图12(b)所示的设置凸形面62的密封材料27B。

其结果，如弹性袋体42膨胀并且其前面为平直形状，则密封材料27也使其后端面成为平直形状地变形，密封材料27的顶端部对于凹形弧面则变成凹形，对于凸形弧面则变成凸形，易于分别根据工作辊30一侧凸度进行变形。另外，当工作辊30一侧为凹形弧面时，如图12(c)所示，通过在密封材料27后面沿与轧辊轴向成直角的方向设多条狭槽63，仍使顶端部成为凸面地变形，易于根据工作辊30的凸度变形。

然而，密封材料27的顶端部与其它部分所应具有的特性不同。顶端部由于要与轧辊表面接触，所以具有可根据轧辊外周形状变形的弹性，并应具有一定的硬度以产生良好的耐磨效果。另外，特别是在热轧的场合，由于轧辊表面为高温，所以还应具有能承受这一高温的耐热性。而其它部分，虽然要求易于产生弹性变形，易于与顶端部一起作为整体根据轧辊形状变形，但不要求顶端部那样的耐磨性(硬度)和耐热性。

因此，当密封材料27整体都由一种材料构成时，最好采用硬度在肖氏硬度80以上的耐磨氟橡胶等。当从密封材料27的制作成本的角度考虑时，也可以仅在与工作辊30接触、消耗的密封材料27顶端部(例如图13(a)、(b)中标号64所示部分)使用昂贵的耐磨氟橡胶，而密封材料27的其它部分(例如图13(a)、(b)中标号65所示部分)由弹性大的廉价NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶)等构成，两者用粘合剂粘接。在这一场合，当顶端部磨损掉时，可将整个密封材料27用备用品更换，在离线状态下更换顶端部，加以再生。

在上述实施例中，虽然是以将橡胶袋用作膨胀自如的弹性袋体42为例进行说明的，但本发明不限于此，只要是至少在收容箱44内可沿前后方向自由膨胀的构造和材质的弹性袋体，则任何材质都行。例如，如图14所示，也可以是弹性袋体42A，该弹性袋42A通过用平直的金属板密封折皱筒66的前面67与后面68而构成，该折皱筒66由断面为长方形的弹性金属薄板等成形而得到。

图15为本发明刮水装置第2实施例的构成示意图。在该图中，标号69为导向装置，用于沿着与工作辊30的辊身方向轴垂直的方向对支承架28进行导向和支承。定位缸31的伸长动作和收缩动作的作用与第1实施例相反，另外，对控制操作用电磁阀40加压的控制用气压管路43连接到收缩用气压供给管路38这一点与第1实施例也不同，除此之外，与第1实施例的构成相同。

下面说明这样构成的第2实施例的刮水装置25A的动作。通过将气缸操作用电磁阀36切换到P侧，可由来自伸长用气压供给管路37的气压伸长定位缸31，使支承架28沿导向装置69移向上方，从而使刮水头26从工作辊30离开、退回。

相反，将气缸操作用电磁阀36切换到S侧可由来自收缩用气压供给管路38的气压使定位缸31收缩，从而使刮水头26接近工作辊30直到定位构件32接触到工作辊30的外周面为止。同时，控制用气压管路43的气压将控制用电磁阀40切换到P侧，来自调压阀39的气压使弹性袋体42膨胀，从而使密封材料27接近工作辊30，进行刮水操作。

这样的第2实施例与第1实施例的不同点在于，在第1实施例中是通过定位缸31的伸长使刮水头26接近工作辊30，而在第2实施例中，为了尽可能地减少设置装置所需的空间，是通过定位缸31的收缩使刮水头26接近工作辊30，就作用和效果来说两实施例之间没有任何差异，其差异仅是设计上的差异。

上述2个刮水装置的实施例中，定位缸31是以采用气压的情形为例进行说明的，但本发明不限于此，例如也可采用电动缸或转动螺杆方式的驱动装置。这一场合下的控制操作用电磁阀40，也可用与电动缸和转动螺杆连动的电磁阀来代替。

上述的实施例均是对应于工作辊的场合进行说明的，但本发明并不局限于此，不用说也可根据需要应用于支承辊等。

这样一种轧辊刮水装置也基本可以采用上述图6所示的构成，在这种装置中，以弹性袋体例示的弹性推压装置具有推力控制装置和轧辊轴向均压装置，而且密封材料的顶端部形成为锐角，该锐角部与轧辊外周面接触，并且接触部处轧辊转动方向上游侧的轧辊外周切面与密封材料顶端部刮水面所成角度θ₁超过90°。

然而，如图16所示，当形成锐角的密封材料27顶端部27t磨损时，与轧辊30成面接触，从而随着密封材料27的磨损的进行接触面积增大，在袋体42的内部压力一定、推压力不变化的场合，密封材料27与轧辊30的接触面压降低。接触面压降低本身是刮水性能降低的一个原因，而对于密封材料27顶端面和轧辊表面的局部凹凸、伤痕、带入物等顶端部27t难以变形，变得易于产生局部间隙，也导致刮水效果下降。

因此，通过观察密封材料27的使用时间、轧制吨数等密封材料27累积磨损量的作为大致标准的数值，由此推断该累积磨损量，根据该推断值进行调节使袋体42的内部压力增大，就可以使随着密封材料27磨损的进行刮水性能下降的速度减小。因此，图6所示调压阀39可以配置在轧机操作室内，或是可以由远距离操作改变设定压力类型的装置，或者是可以由轧机用过程计算机自动地改变设定压力的装置。

在这里，如图17所示，密封材料27顶端部27t在垂直于图面并与轧辊30中心轴O平行的线A、C处朝着上方即与箭头X所示轧辊30转动方向相反的方向弯曲成∠字形，由线ANB画成的顶端部27t以垂直于图面的线N与外周面S_U-S_D接触，顶端部27t的A-N面与B-N面所成角度α可以形成为小于90°的锐角，最好在30°以上和85°以下。

即，小于30°时，顶端部27t过薄，磨损寿命短，密封材料27的更换频度增加，给轧机作业造成障碍。而当大于85°时，顶端部过厚，难以根据轧辊外周面的形状进行变形，易于在与轧辊外周面之间产生局部间隙，结果，除刮水效果恶化外，角度θ₁接近90°，刮水效果变得不稳定。

以包含轧辊30中心轴O与线N的法面O-N-R为基准，箭头X所示轧辊30转动方向的上游侧U方向的线N处轧辊1的切面T_u-N，与密封材料27刮水面A-N所成的角度θ₁为超过90°的钝角，最好在95°以上150°以下。

即，小于95°时，附着在轧辊外周面的水膜由密封材料27顶端部27t有效地刮起、流向密封材料27后方的效果减小，刮水效果下降。而当超过150°时，需要将密封材料27顶端部27t的角度α设定得小于30°，从而产生上述问题。另外，密封材料27通过袋体42的膨胀而沿图中箭头Y所示方向推压。因此，密封材料27顶端部27t产生弹性变形，使得反刮水面B-N接近从法面O-N-R的轧辊30回转方向下游侧D方向的轧辊表面S_D-N，从而使面B-N与轧辊切面T_D-N所成角度θ₂减小，由此根据轧辊凸度等轧辊表面形状，形成在轴向上大体均匀的密封。

上述角度θ₂最好设在5°以上。这是因为，当密封材料27顶端部27t的角度α小而顶端部薄时，特别是当角度θ₂小于5°时，该顶端部27t的弹性变形使得顶端部反刮水面顶端一部分与轧辊外周面形成面接触的可能性增大，有可能使接触面的面压下降，从而与轧辊外周面之间易形成局部间隙，使刮水效果下降。另外还因为，上述角度θ₂越小则密封材料27的磨损使密封材料27与轧辊30表面的接触面积增大、接触面的面压下降的程度越大，所以存在与轧辊外周面之间形成局部间隙、刮水效果下降的危险。

当为了防止这样的刮水效果下降而增大密封材料27的推压力提高面压时，顶端部27t的磨损加快，所以上述角度θ₂的大小最好考虑到密封材料27的顶端部角度α、其弹性和硬度以及推压力等，使得至少在开始使用密封材料27时，由该顶端部27t的弹性变形可以仿照轧辊凸度等轧辊表面形状而获得在轴向上的大体均匀密封效果，而且顶端部反刮水面一部分不与轧辊外周面成面接触，磨损导致的接触面积增加的速度不变得太大。

在本发明的具有上述结构的装置中，当密封材料27顶端部27t接触在轧辊30外周面上时，附着在轧辊外周面(在法面O-N-R的轧辊30转动方向上游侧U方向上)的水膜以及流落到该表面的冷却水，由密封材料27刮水面A-N有效地刮走、流到密封材料27后方去，从密封材料27的轧辊轴向两端部流落到图中未示出的轧机宽度方向外侧，不会直接落到轧材上。

图18示出这样的状态，即，随着时间经过，上述图17所示密封材料27顶端部27t稍微磨损后，沿着箭头Y所示推力作用方向稍微移动，在轧辊外周面S_U-S_D与面N_Ut-N_Dt之间成面接触。在该状态下的接触面N_Ut-N_Dt的轧辊转动方向上游侧U方向的线N_Ut处，轧辊切面T_Ut-N_Ut与密封材料27的刮水面A-N_Ut所成角度θ_1t变得小于图17所示初期状态的角度θ₁，但如果将该初期角度θ₁设定为比90°足够大的钝角，则可常保持角度θ_1t比90°大。

如果设计上述角度θ₁和密封材料27的推力作用方向使得该角度θ_1t常保持为超过90°的钝角，则可以使磨损导致的刮水效果下降的程度与现有技术相比显著减小，延长刮水效果下降超过容许极限时的时间，即密封材料27的寿命。这是因为，上述角度θ₁越接近90°，则在随着密封材料27顶端部27t的磨损，顶端部27t与轧辊30的接触位置朝着初期接触位置(线)的轧辊转动方向下游侧D方向移动而成为面接触状态的场合，上述接触面的轧辊转动方向上游侧U方向的端缘处轧辊切面与弹性密封材料27刮水面所成的角度θ_1t越易于变成90°以下。

可以认为，接触面N_Ut-N_Dt当沿轧辊轴向观察时形成为仿照轧辊凸度等轧辊外周面形状的外形，当然保持着与轧辊表面紧密接触的状态，因此，形成沿轧辊轴向均匀的密封。这样，即使随着时间经过密封材料27顶端部27t稍微有些磨损，也可以获得与初期相比变化不大的刮水效果。

在这里，上述那样的可自由膨胀的袋体42可如上述那样采用压缩弹簧，然而在这一场合，不仅不能在操作中自由控制推压力，而且当随着密封材料42的磨损压缩弹簧的行程发生变化(压缩区域变小)时，密封材料27的推压力改变(变小)刮水性能下降增快，特别是当轧辊30低速转动时得不到良好的刮水性能。

作为其它的装置也可以考虑采用气缸以一定的压力进行推压。在这一场合，虽然与上述采用可自由膨胀的袋体42的场合一样可以将密封材料27推压轧辊30的力保持一定，但比起采用可自由膨胀的袋体42的场合，存在活塞杆等的惯性、O形密封圈等密封件与活塞和活塞杆等之间的摩擦导致的响应性恶化，或者在冷却水飞溅、充满水蒸汽、高温(热轧机的场合)等恶劣环境下使用气缸的问题。

在使用上述可自由膨胀的袋体42的场合，与上述压缩弹簧和气缸的场合不同，密封材料27不通过其它部件而是直接置于袋体42的前方，所以即使轧辊30带有凸度，也能沿轧辊轴向获得均匀的接触压力。

在使用气缸的场合，如果采用轧辊轴向均压装置，则即使上述问题仍存在，但以沿轧轴30轴向均匀的压力推压密封材料并不是不可能。例如，可以将密封有气体或水等液体的弹性袋体42收容在向着轧辊30的一面开有口的收容箱44内，在收容箱44内的弹性袋体42的前方可前后滑动地收容密封材料27的后部使密封材料27顶端部27t从收容箱44露出，并且，在袋体42背部收容具有足够刚性、可在收容箱44内前后自由滑动的活塞构件，该活塞构件由1个或多个气缸推压，由调压装置对供给到该气缸的气压进行调节。在这一场合，由于上述密封有气体或水等液体的弹性袋体与密封材料27一起仿照轧辊凸度等轧辊外周面形状进行变形，所以可获得沿轧辊30轴向均匀的接触压力。

图19示出密封材料27顶端部27t的形状以及该顶端部27t与轧辊30的接触状态，它是示出与上述图17所示密封材料27的实施例不同的另外的实施例的重要部分放大断面图。该密封材料27顶端部27t虽然没有成く字状而是形成笔直的形状，并沿着与面A-N和C-B平行的箭头Y方向推压密封材料27，但在作用和效果方面与图17所示密封材料27相比没有发生实质性变化。

图20示出随着时间的经过上述图19所示密封材料27顶端部27t稍微磨损后，沿着箭头Y所示推压力作用方向稍微移动、在轧辊表面S_u-S_D与接触面N_Ut-N_Dt处接触的状态。在该状态下，接触面N_Ut-N_Dt的轧辊转动方向上游侧的线N_Ut处轧辊外切面T_Ut-N_Ut与密封材料27刮水面A-N_Ut所成的角度θ_1t，等于图19所示初期状态的角度θ₁，如果将上述初期角度θ₁设定为大于90°的钝角，则可常保持角度θ_1t大于90°。

当从轧辊轴向观看时，接触面N_Ut-N_Dt形成仿照轧辊凸度等轧辊外周面形状的外形，当然保持着与轧辊表面紧密接触的状态，所以，在轧辊轴向形成均匀的密封。因此，即使密封材料27顶端部27t随着时间的经过而这样地稍微磨损一些，也能获得与初期相比没有多大变化的刮水效果。

如前所述，密封材料27在其顶端部27t和除顶端部27t以外的主体部分(以下称基部)27t₁对材质所要求的特性不同。由于顶端部27t与轧辊表面接触，所以应易于根据轧辊外周面的形状变形，具有可获得沿轧辊轴向均匀的密封效果的弹性，并具有一定程度的硬度以获得良好的耐磨效果。在热轧的场合，由于轧辊表面处于高温状态，所以还应有能承受该高温的耐热性。而基部27t₁虽然也要求易于产生弹性变形、易于与顶端部27t成一整体地根据轧辊形状进行变形，但不要求顶端部27t那样的耐磨性和耐热性。然而，现有技术的密封材料27重视顶端部27t所要求的特性，采用硬度比较高的耐磨橡胶。

如采用肖氏硬度80～100的硬质耐磨橡胶形成密封材料27的顶端部27t，用软质橡胶形成基部27t₁，并将两者接合，则可减少与轧辊外周面接触的前端部的磨损，长期保持良好的刮水效果，并减小密封材料27的更换频度，不妨碍轧制作业。当由硬质耐磨橡胶形成的顶端部27t磨损时，用备用品整体更换密封材料27，然后离线仅更换磨损的顶端部27t进行再生，由此可重复使用由软质橡胶形成的基部27t₁。

由于仅在顶端部27t使用昂贵的硬质耐磨橡胶，所以可降低密封材料的新品制作成本，而且可通过上述的再生使用进一步降低密封材料27的成本。通过用软质橡胶形成基部27t₁，可增大密封材料27整体的弹性变形能力，使易于根据轧辊外周面的形状进行变形，提高刮水效果。

下面，说明接合上述密封材料27的用硬质耐磨橡胶形成的顶端部27t和用软质橡胶形成的基部27t₁时两者的接合面最好具有几何学、力学条件。

如图21(a)、(b)所示，当密封材料27的顶端部27t以推压力P推压在转动的轧辊1的外周面S_U-S_D上时，轧辊在密封材料27顶端部27t与轧辊30的接触点N作用的力为推压轧辊的力的反力Fr与沿着轧辊转动方向下游侧外切面N-T_D的摩擦力F_f。实际上，密封材料27的顶端部27t相应于这些作用力和密封材料27的形状、尺寸和弹性会产生复杂的弹性变形，但在这里，为了便于处理，忽略该弹性变形，如图21所示，认为反力Fr与摩擦力Ff的合力F作用在密封材料27顶端部27t的接触点N。

然而，接合密封材料27的用硬质耐磨橡胶形成的顶端部与用软质橡胶形成的基部27t₁时，其接合面有1面的情形和2面以上的情形。

首先根据图22说明1面的情形。在图22(a)所示的情形下，包含接合面x-y的平面与包含上述合力F作用方向的平面在轧辊转动方向下游D侧相交成锐角，该合力F作用在密封材料27顶端部与轧辊30外周面的接触点N。当将作用在密封材料27顶端部27t接触点N的上述合力F在平行于上述接合面x-y的方向和与其垂直的方向上的分力分别设为F_P、F_C时，由于分力F_C作为推压力作用在接合面x-y，分力F_P作为压缩剪切力作用在接合面上，所以，虽然剥离比较难以发生，但如果接合力不能大到一定程度，则有可能在顶端部27t与基部27t₁之间发生剥离。

在图22(b)所示接合情形下，包含接合面x-y的平面与包含接触点N处上述合力F作用方向的面成直角地相交，由于作用在密封材料27顶端部27t接触点N的合力F以垂直于接合面x-y的推压力进行作用，所以顶端部27t与基部27t₁之间的剥离不易发生。

下面说明接合面由相交2平面构成的场合。在这一场合，可以考虑图23～29所示9种情形。

(A)在图23、图24所示场合中，2个接合面中的不与刮水面A-N相接的一面y-z与包含接触点N处的上述合力F的作用方向的面相交并且从轧辊转动方向上游U侧观看时形成锐角。根据另一接合面x-y方向的不同分成以下3种情形。

①在图23(a)所示的场合，包含接合面x-y的面与包含上述接触点N处的上述合力F的作用方向的面在轧辊转动方向上游U侧相交，如图所示，合力F在平行于接合面x-y的方向和与之垂直的方向的分力分别为F_xy、F_xyc，分力F_xy虽然作为压缩剪切力作用于接合面x-y，但由于y-z面对其进行阻挡，所以不易发生剪切剥离。然而，由于分力F_xyc作为90°的分离力作用于接合面x-y，所以易于发生剥离。

②在图23(b)所示的场合，接合面x-y平行于包含上述接触点N处上述合力F的作用方向的平面，如图所示，合力F作为压缩剪切力作用于接合面x-y，但由于y-z面对其进行阻挡，所以不易在接合面x-y发生剪切剥离。合力F在平行于接合面y-z的方向和与之垂直的方向的分力分别为图中所示的F_yz、F_yzc，虽然分力F_yz作为压缩剪切力作用在接合面y-z上，但由于分力F_yzc作为垂直方向的推压力而作用，所以相对不易发生剥离。

③在图24(a)、(b)所示的场合，包含接合面x-y的面与包含上述接触点N处的上述合力F的作用方向的面在轧辊转动方向下游D侧相交，合力F在分别平行于接合面x-y、y-z的方向上的分力分别为F_xy、F_zy(如图24(a)所示)，虽然分力F_xy作为压缩剪切力作用于接合面x-y但y-z面对其进行阻挡，另外虽然分力F_zy作为拉伸剪切力作用于接合面z-y但x-y面对其进行阻挡，所以剪切剥离不易发生。改变观察的方式进行观察时，如图24(b)所示，合力F在平行于接合面x-y的方向和与之垂直的方向上的分力分别为F_xy、F_xyc，分力F_xy作为压缩剪切力作用于接合面x-y，但由于y-z面对其进行阻挡，所以不易发生剪切剥离。另外，由于分力F_xyc作为90°的推压力作用于接合面x-y，所以仍然不易剥离。

(B)在图25(a)、(b)、图26所示的场合，2个接合面中不与刮水面A-N相接的一面y-z与包含接触点N处的上述合力F的面垂直相交。根据另一个接合面x-y的方向的不同，又分为以下3种情形。

④在图25(a)所示的场合，包含接合面x-y的面与包含上述接触点N处的合力F的作用方向的面在轧辊转动方向上游U侧相交，由于合力F作为90°的推压力作用在接合面y-z，所以接合面y-z的剥离不易发生。如图所示，合力F在平行于接合面x-y的方向和与之垂直的方向上的分力分别为F_xy、F_xyc，虽然分力F_xy作为压缩剪切力作用在接合面x-y上，但由于y-z面对其进行阻拦，所以剪切剥离不易发生。然而，由于分力F_xyc作为90°剥离力作用于接合面x-y，所以剥离有可能发生。

⑤在图25(b)所示的场合，接合面x-y与包含上述接触点N处的合力F的作用方向的面平行，合力F作为90°的推压力作用于接合面y-z，而作为压缩剪切力作用于接合面x-y，但由于面y-z对该压缩剪切力的作用进行阻挡，所以剪切剥离不易发生。

⑥在图26所示的场合，包含接合面x-y的面与包含上述接触点N处的合力F的作用方向的面在轧辊转动方向下游D侧相交，合力F作为90°推压力作用在接合面y-z上；另外，如图所示，合力F在平行于接合面x-y的方向和与之垂直的方向上的分力分别为F_xy、F_xyc，虽然分力F_xy作为压缩剪切力作用在接合面x-y上，但受到y-z面的阻挡，并且分力F_xyc作为90°推压力作用在接合面x-y上，所以，不易发生剪切剥离。

(C)在图27(a)、(b)、图28所示的场合，2个接合面中不与刮水面A-N相接的一面y-z与包含接触点N处的合力F的作用方向的面相交，并且从轧辊转动方向上游U侧看时相交形成钝角。根据另一接合面x-y的方向的不同，又分为以下3种情形。

⑦在图27(a)、(b)所示的场合，包含接合面x-y的面与包含上述接触点N处的合力F的作用方向的面在轧辊转动方向上游U侧相交，合力F在分别平行于接合面x-y、y-z的方向上的分力分别为F_xy、F_yz(如图27(a)所示)，虽然分力F_xy作为压缩剪切力作用于接合面x-y，但由于y-z面对其进行阻挡，所以不易发生剪切剥离。另一方面，虽然分力F_yz要小一些，但由于是作为拉伸剪切力作用于接合面y-z，所以不能说不会发生剪切剥离。当改变观察的方式进行观察时，如图27(b)所示，合力F在与接合面x-y平行的方向和与之垂直的方向上的分力分别为F_xy、F_xyc，分力F_xy作为压缩剪切力作用在接合面x-y上，但由于y-z面对其进行阻挡，所以不易发生剪切剥离。然而，即使分力F_xyc小，但由于是作为90°剥离力作用在接合面x-y上，所以剥离相对比较易于发生。

⑧在图28所示的场合，接合面x-y平行于包含上述接触点N处的合力F的作用方向的面，虽然合力F作为压缩剪切力作用于接合面x-y，但由于y-z面对其进行阻挡，所以剪切剥离不易发生。另外，合力F在平行于接合面y-z的方向和与之垂直的方向上的分力分别为F_zy、F_yzc，分力F_zy虽然作为压缩剪切力作用在接合面y-z上，但由于x-y面对其进行阻挡，而且分力F_yzc作为90°推压力作用在接合面y-z上，所以不易发生剥离。

⑨在图29(a)、(b)所示的场合，包含接合面x-y的面与包含上述接触点N处的合力F的作用方向的面在轧辊转动方向下游D侧相交，合力F在分别平行于接合面x-y、y-z的方向上的分力分别为F_xy、F_zy(如图29(a)所示)，分力F_xy作为压缩剪切力作用在接合面x-y上但y-z面对其进行阻挡，分力F_zy作为压缩剪切力作用在接合面z-y上但x-y面对其进行阻挡，所以，任何一个的剪切剥离都不易发生。当改变观察方式进行观察时，如图29(b)所示，合力F在平行于接合面x-y的方向和与之垂直的方向上的分力分别为F_xy、F_xyc，分力F_xy作为压缩剪切力作用在接合面x-y上，但y-z面对其进行阻挡，所以剪切剥离不易发生。由于分力F_xyc作为推压力作用在接合面x-y上，所以不易发生剥离。

虽然不能说很实际，但如图30所示，当接合面由3面以上(n面)构成时，将与接近法面N-R的密封材料表面A₀-A-N相接的接合面作为x-y₁面，密封材料27顶端部27t与轧辊外周面S_U-S_D的接触点N处轧辊转动方向下游D侧的外切面N-T_D所靠近的密封材料27的表面为表面N-B-C-C₀，将与该表面N-B-C-C₀相接的接合面作为y_n-1-z面，在上述2面之间连有y₁-y₂、y₂-y₃、…y_n-2-y_n-1各接合面，即使剪切剥离力作用在这些y₁-y₂、y₂-y₃、…、y_n-2-y_n-1各接合面上，也可由邻接的接合面阻挡，并且没有作用90°剥离力，所以剥离是否会发生在于在上述x-y₁面和y_n-1-z面上作用什么样的力。此时，  可以将x-y₁面和y_n-1-z面分别改写成x-y面和y-z面，通过将其归类于上述由2个接合面构成的场合的9种情形中的任何一个进行判断。

由以上说明可知，在本发明中，密封材料27的上述硬质耐磨性橡胶制的顶端部27t与软质橡胶制的基部27t₁之间的接合面即使没有那么大的接合力，也不产生90°剥离(当然也包括剪切剥离)的条件如下。

(1)在一面接合的场合，包含该接合面的平面与包含顶端接触部处推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面应相交成直角。

(2)以相交2面接合的场合，包含不与刮水面相接的接合面的平面与包含顶端接触部处推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面相交所成角度，当从轧辊转动方向上游侧观看时应为90°以上角度，而且，包含另一接合面的平面与包含上述顶端接触部处推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面应相互平行或在轧辊转动方向下游侧相交。

为了形成满足上述条件、不易发生剥离的接合部，考虑到接合所需工夫以及将磨损顶端部27t拆下用新品进行更换以再生这一进程，最好采用普通的橡胶用化学粘合剂，该粘合剂应具有耐水性和一定耐热性，可获得在轧辊表面的反力和摩擦力的合力作用下不发生剥离的接合强度。

但是，本发明不限于接合面要满足上述条件，如果使用其接合力具有在轧辊表面的反力Fr与摩擦力Fr的合力F的作用下不发生剥离的接合强度的粘合剂，或一并使用嵌入等提高接合力，或使接合面具有圆弧状断面或波形断面，能避免剪切剥离，则当然不用非要满足上述条件。

采用上述图6、图16以及图17所示的结构，制作仅驱动一根轧辊转动的离线试验装置，进行了离线试验。将该试验装置的参数以及试验条件示于表1，将试验用弹性密封材料的规格示于表2，并将适合于本发明例作为实施例A、B，将现有技术所采用的例作为比较例1～5。

                            表1

项目	规格
		轧辊直径	400mm
轧辊宽度	350mm
		轧辊凸度	中央18μm凸正弦曲线
轧辊表面粗糙度	16.2s
		轧辊转速	1000rpm
喷水量	20.0l/min
		喷水压力	4.0kgf/cm2
袋体空气供给压力	0.3kgf/cm2
		定位构件材质	聚酰胺亚胺树脂
密封材料宽度	280mm

                             表2

划分		弹性密封材料的材质	肖氏硬度	角度α	角度θ1	角度θ2	厚度
								实施例	A	耐磨性氟橡胶	86	75°	100°	5°	11mm
B	耐磨性氟橡胶	96	″	″	″	″
							比较例		1	耐磨性氟橡胶	86	″	70°	35°	″
2	NBR	60	″	100°	5°	″
								3	NBR	70	″	″	″	″
4	氟橡胶	76	″	″	″	″
								5	耐磨性氟橡胶	105	″	″	″	″

比较例和实施例的密封材料27的材质分别采用肖氏硬度60、70的丙烯腈-丁二稀橡胶(以下称之为NBR)、肖氏硬度76的氟橡胶、肖氏硬度86、96以及105的耐磨性氟橡胶(由MgO、Ca(OH₂)₂、碳充填材料的配合量调整硬度)，由这些材料整体形成密封材料。如图31所示，密封材料27的断面尺寸中，全长L为39mm，基部27t₁的高度H为11mm，顶端部27t的高度h为11mm，与轧辊表面接触的顶端部27t的角度α为75°。在实施例A、B中，密封材料27的顶端部27t推压在轧辊上并且角度θ₁(参照图17)为100°，另外，在比较例1～3中将肖氏硬度86的耐磨性氟橡胶制成的密封材料27的顶端部27t推压在轧辊上，并且在比较例1中将θ₁设定为70°，而比较例2、3的条件与实施例A、B相同。

在密封材料27接触部的轧辊转动方向下游侧紧接着的位置(即刚刮完水之后)处的轧辊中央部以及密封材料27的轧辊轴向端部相当位置的轧辊表面，用下述方法测定水膜厚度，并将测定得到的水膜厚度作为评价刮水性能的指标。

即，将干燥过的具良好吸水性的一定面积的纸巾压在刚刮完水后的轧辊中央部以及密封材料27的轧辊轴向端部相当位置的轧辊表面上一定时间，吸收残留在轧辊表面的水，然后用精密弹簧秤测定使用前后的纸巾重量，由其重量差，即所吸收的水量，通过下述式(1)求出水膜厚度。

     h＝w/(v×b×t)    …………………(1)式中，h为水膜厚度(mm)，w为使用前后的纸巾重量差(kgw)，V为轧辊周向速度(m/s)，b为纸巾的宽度(mm)，t为纸巾的压接时间(h)。

具体的测定条件如表3所示。

                         表3

项目	规格
		纸巾商品名	克利耐克斯(クリネツクス)KF-950
纸巾压接面积	15cm2
		纸巾压接时间	10分
纸使用前重量	10g
		精密弹簧秤的最小刻度	(数值显示)0.1g
测定结果	5次测定值的平均值

在试验开始时、试验开始后经过10、20、30、40小时的时刻分别进行上述那样的测定，并测定40小时试验后顶端部27t的磨损尺寸，求出其磨损量(cm³)。将结果分别示于图32～34。

图32比较了比例1和实施例A，从中得知，采用相同肖氏硬度的耐磨性氟橡胶时，与角度θ₁为70°的比较例1相比，角度θ₁为100°的实施例A无论在轧辊中央部还是在密封材料的端部，水膜厚度都相对较薄，刮水性能都更好。在比较例1和实施例A中的任一场合，轧辊中央部与密封材料端部相比水膜厚度更薄，但随着试验时间的过去该差别减小。其原因可能是密封材料相应于轧辊凸度磨损，使得中央部与端部的密封性能差逐渐减小。

图33(a)、(b)分别示出轧辊中央部和密封材料端部在不同的密封材料材质、硬度条件下，离线试验刮水时的试验时间与附着在密封材料的轧辊转动方向下游侧的轧辊表面上的水膜厚度的关系，图34示出密封材料的肖氏硬度对使用规定时间后的密封材料磨损量(cm³)的影响。

由这些图可知，当密封材料所用橡胶的肖氏硬度不到80时，磨损很严重，而且经过10小时后的水膜厚度超过1μm，刮水效果随着磨损的进行而降低。当密封材料顶端部橡胶的肖氏硬度超过100时，由于根据轧辊外周面变形的容易性程度下降，水膜厚度从开始就超过1μm，虽然磨损量小，但在轴向上的刮水效果不均匀性大，所以也不好。在图34中，比较例1与实施例A之间还看不到密封材料磨损量的差别。

在图33、34中，比较上述角度θ₁为100°而密封材料肖氏硬度不同的比较例2～5与实施例A、B，可以得到以下结果。

(1)试验开始时轧辊中央部的水膜厚度与密封材料的材质、硬度无关，都为0.4μm，较薄，刮水性能好。这可能是由于在凸形弧面轧辊的中央部，密封材料与轧辊表面充分紧密接触，密封效果高的缘故。

(2)在密封材料的肖氏硬度不到80的比较例2～4中，轧辊中央部的水膜厚度随着试验时间的增长而迅速变厚，10个小时后超过1μm，其后的增加速度虽然稍有变缓，但水膜厚度不断增大。40小时后的水膜厚度达到1.3～2.6μm。在密封材料的肖氏硬度为86、96的实施例A、B以及肖氏硬度为105的比较例5中，水膜厚度随时间增长而增加的速度较缓慢，即使经过40小时后也停留在7～9μm。

(3)试验开始时密封材料端部的水膜厚度，在肖氏硬度105的比较例5中超过1μm，而在肖氏硬度100以下的比较例2～4、实施例A、B中，为0.5～0.6μm。其中可看出，虽然差别很小，但也可看到肖氏硬度越小水膜厚度越薄的倾向。

将该结果与上述(1)中的轧辊中央部结果比较后可知，由于在密封材料端部凸形弧面轧辊的外径稍微变小，所以密封材料与轧辊表面的变形容易性稍微变差，如果密封材料的肖氏硬度在100以下则不会对刮水性能产生大的影响，而当密封材料的肖氏硬度在100以上时，柔性不足使端部的刮水性能受到严重的不良影响。

(4)在密封材料的肖氏硬度不到80的比较例2～4中，密封材料端部的水膜厚度随着试验时间增长而急剧变大，在10小时后超过1μm，其后虽然增加速度稍有变缓，而水膜厚度持续增大。

然而，与中央部的差逐渐减小，经过40小时后的水膜厚度与轧辊中央部相同，处在1.3～2.6μm的范围。而在密封材料肖氏硬度为86、96的实施例1、2中，随着时间的过去而产生的水膜厚度增加比较缓慢，即使经过40小时也停留在0.9～1μm。然而，在肖氏硬度105的比较例5中，随着时间的过去水膜厚度缓慢地增加，与中央部的厚度差大体保持一定。

(5)40小时后的磨损量随着密封材料肖氏硬度的增大而减少，在肖氏硬度76～86之间磨损量稍有加快，此后缓慢地降低。

一起考虑上述(5)中肖氏硬度与磨损量的关系以及上述(2)、(4)的试验时间与水膜厚度的关系，可以得到以下结论。

密封材料肖氏硬度越低则磨损速度越快，密封材料与轧辊表面的接触面积在短时间内变大。然而，由于密封材料在轧辊上的推压力保持一定，所以随着接触面积增大，接触面上单位面积的压力(即面压)变小，从而由与转动轧辊的摩擦力带入到轧辊表面与密封材料顶端面的微小间隙中的、附着在轧辊表面的水量增多。

因此，肖氏硬度越低则随试验时间的过去而产生的水膜厚度增加的速度变大。然而，在肖氏硬度不到80和在80以上的两种情形下，硬度对磨损的影响稍有不同，正好为两个不同的线性关系，所以，随着试验时间的过去产生的水膜厚度上升的速度在肖氏硬度不到80时大(急剧)，在肖氏硬度为80以上时小(缓慢)。

另外，密封材料顶端部相对凸形轧辊弧面的变形容易性在密封材料肖氏硬度越低、越柔软的情况下越好，所以可以看到，试验开始时密封材料磨损基本没有时的密封材料端部的水膜厚度在密封材料肖氏硬度越低的情况下越薄。然而，比起轧辊中央部的水膜厚度还是要稍厚一些。可是，随着时间的过去，接触压力大的轧辊中央部磨损较快，所以轧辊中央部的水膜厚度的上升速度比起密封材料端部来要稍大一些。因此，随着时间过去，轧辊中央部与密封材料端部的水膜厚度差基本上消失。

另外，在连续热轧机的精轧机中轧制速度最大的机座(即最后的一个机座)的工作辊上，设置本发明的刮水装置，改变密封材料的材质、硬度，进行在线试验。

表4示出其试验条件，表5示出试验所用密封材料的规格，其中，适合于本发明的例子为实施例C、D，现有技术中所使用的例子为比较例6。

                           表4

项目	规格
		轧辊直径	740mm
轧辊宽度	2482mm
		轧辊凸度*	中央部凸100μm正弦曲线
轧辊表面粗糙度	Rmax.2μm
		轧辊转速	430rpm
喷水量	3.75m3/min
		喷水压力	10kgf/cm2
袋体空气供给压力	0.3kgf/cm2
		定位构件材质	聚酰胺亚胺树脂
密封材料宽度	1800mm

(注)*包括初期凸度和热凸度。

                            表5

划分	密封材料材质	肖氏硬度	角度α	角度θ1	角度θ2	厚度
							实施例C	耐磨性氟橡胶	86	78°	97°	5°	19mm
实施例D	耐磨性氟橡胶	96	″	″	″	″
							比较例6	氟橡胶	76	″	″	″	″

密封材料的材质是这样的，比较例6中采用与上述在线试验的比较例4相同硬度的氟橡胶，实施例C、D分别采用与上述实施例A、B相同硬度86、96的耐磨性氟橡胶。该在线试验中所使用的密封材料27(参照图31)的断面形状和尺寸是这样的，全长L为66mm，基部27t₁的高度H为19mm，顶端部27t的高度h为19mm，与轧辊表面接触的顶端部27t的角度α为78°。另外，上述角度θ₁为107°，角度θ₂为5°。

在试验开始之前将非轧制过程中的轧辊冷却水喷射停止的状态下，分别对工作辊转动前、工作辊转动中以及工作辊转动数分钟后停止的情形用目视观察密封材料顶端部与工作辊的接触状态，经确认接触状态良好、在轧辊轴向上大体均匀地接触。

并且将上述转动接触试验后的轧辊拔下，观察轧辊表面，与密封材料接触的部分变成黑色带状，经确认在轧辊轴向均匀地接触。

由于该试验是在线进行的，所以不能象上述离线试验那样测定附在轧辊上的水膜厚度。用目视观察试验刚开始时和连续使用14天后轧辊转动中的刮水状态，由观察结果可知，在比较例6、实施例C、D中的任一场合，都在轧辊轴向上获得大体均匀的刮水效果。

在连续使用14天后，沿轧辊轴向每隔100mm共在17处测定密封材料顶端部的磨损量，并将轧辊轴向上磨损量的分布状况示于图35(a)、(b)、(c)。

图35(a)为比较例6的Hs 76的场合，图35(b)为实施例C的Hs 86的场合，图35(c)为实施例D的Hs 96的场合。总磨损量示于图36中。由这些图可得到以下结论。

(1)在工作辊的热凸度影响下，任一场合的轧辊中央相当部的磨损都大，而两端部的磨损量小。密封材料的肖氏硬度越小则这一倾向越显著。

(2)总磨损量是这样情况，与肖氏硬度76的氟橡胶的情形相比，耐磨性氟橡胶的肖氏硬度86的情形约为其1/2，而肖氏硬度96的情形约为其1/4，在任一种情形下，都可以承受14天的连续使用，14天是用于热轧机定期维修的停止周期。

然而，从磨损量的角度考虑，最好使用肖氏硬度为86、96的耐磨性氟橡胶。并且，适合于实际操作的一个方法是，考虑各机座轧制速度的差别形成的密封材料顶端部磨损负荷的差异，通过选择密封材料的材质、硬度根据机座的不同分别使用，使各机座的密封材料磨损速度相等或相互成整数倍的关系，使更换的周期与轧机定期停止的周期相符。

密封材料27的形状、尺寸如图37所示，全长L为66mm，基部27t₁的高度H为19mm，顶端部27t的高度h为19mm，并且在安装时使接触轧辊表面的顶端部27t的角度α为78°，上述角度θ₁为107°，角度θ₂为5°。此时的顶端部27t所基于的想法与图29相同，与基部27t₁相接合的2个面x-y和y-z的长度分别为8mm、15mm。顶端部27t的材质用肖氏硬度86的耐磨性氟橡胶，基部27t₁用肖氏硬度70的NBR，两者用耐水、耐热性橡胶粘合剂接合。

该密封材料27在与上述在线试验条件完全相同的条件下连续使用14天。取下使用后的密封材料对接合部有无剥离的情况进行了检查，但完全看不到剥离，确认这样构成的密封材料能经得起实际使用。

将使用后的密封材料顶端部27t剥下，在对余下的基部27t₁的接合面作了细致的处理后，用粘合剂将新的密封材料顶端部27t接合上去进行再生。对再生品进行了与上述相同的连续14天的在线使用试验，结果表明，在使用过程中以及使用后，都没有发现接合面剥离，从而确认再生品可以经得起实际使用。

而且，分别比较了制作上述图31的密封材料27时，(I)全部用肖氏硬度86的耐磨性氟化乙烯树脂制作的场合，(II)顶端部27t用氟化乙烯树脂、基部27t₁用NBR制作然后以粘合剂接合、如图37所示那样制作的场合，(III)全部用NBR制作的场合，以及(IV)使用上述(II)的密封材料后进行再生的场合的制造成本。其结果如图38所示，其中将(I)的制造成本设为1.0。上述(II)与其再生品(III)分别为0.20、0.08，将两者进行简单的平均计算后为0.14，接近(III)的0.12，进行两次再生时平均为0.12，降到与(III)相当的程度。

在上述实施例中，虽然是对将NBR用作软质橡胶的例子进行说明，但本发明不限于此，只要考虑到使用条件所要求的特性(例如耐水性、耐热性、弹性、硬度等)而且是廉价的材料，则任何种类的橡胶都可使用。

在上述实施例中，虽然是对将耐磨性氟橡胶作为硬质耐磨性橡胶的例子进行说明，但本发明不限于此，只要考虑到使用条件所需特性(例如耐水性、耐油性、耐热性、弹性、硬度等)而且是可以以相对较低的价格获得的材料，则任何种类的橡胶都可以。

在本发明中，虽然是根据图6所示基本构成的装置进行说明的，但自然也可以采用图15所示构造的装置。

以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，只要是在不改变本发明构成要旨的范围内，其它的实施例也包含其中。

工业应用的可能性

在本发明中，由于在刮水头的两侧端设有一对定位构件，该定位构件与工作辊的辊身两端部近旁区域接触对刮水头进行定位，所以，在工作辊的刮水过程中即使轧辊直径或轧材的轧制线发生变化，也能使轧辊外周面与刮水头的相对位置关系为一定的距离关系，在由收容于收容箱的弹性袋体的膨胀而得到的密封材料滑动行程范围内，可以用较弱的推压力常将密封材料的顶端稳定地接触在轧辊外周面上，获得稳定的刮水效果。

如将定位构件安装在收容箱轴向两侧面、使其从两侧夹持密封材料，则可以防止密封材料顶端部的横向振动或密封材料顶端部沿侧向的偏移，不仅可维持密封材料与轧辊外周面的稳定接触，而且可进一步使刮水效果稳定化。

通过在收容箱上下前端缘中的至少一个前端缘设置凸出到收容箱内部的挡块，而且在密封材料的上下后端缘中与挡块相向的一侧设置沿轧辊辊身长度方向延伸的用于与挡块结合的凸部，使得不论收容箱在什么角度，也不会发生密封材料在自重和与轧辊外周面间的摩擦力作用下从收容箱脱出的情况。

通过将挡块可自由装卸地安装在收容箱上和将挡块拆下，可以容易地在短时间内将密封材料装到收容箱和将其拆下。

如果收容箱轧辊辊身长度方向中的至少一侧面，除后部的弹性袋体收容部分外，在前部没有侧壁，并且两定位构件中至少没有收容箱侧壁前部一侧的定位构件，可拆装地或固定·自由转动地安装在侧壁，则即使在收容箱中设置用于防止密封材料脱落的挡块，也可以将没有收容箱侧壁前部一侧的定位构件取下或转动例如180°，从收容箱侧方拔出密封材料，然后从侧方把备用的密封材料插入到收容箱内，在轧机侧面用极短的时间更换密封材料。

在本发明中，进行热轧机和冷轧机的轧辊冷却水的刮水操作时，与现有技术相比可获得更好的刮水性能，不仅可使刮水后附着在轧辊上的水膜厚度最大为3μm，获得沿轴向均匀的刮水效果，而且可在长时间内保持良好的刮水效果。另外，铁粉和氧化皮不易咬入到密封材料与轧辊表面之间，不会在轧辊表面、轧材表面以及密封材料顶端部产生伤痕；还可延长密封材料寿命，在热轧机的精轧机后段机座上长时间连续使用；通过改变密封材料顶端部和基部的材质、进行正确的接合，使得即使长时间连续使用，也不会发生接合部的剥离，这样，可以减少密封材料的制造成本，并可由再生使用进一步降低成本。

Claims (14)

1.一种轧机轧辊刮水装置，它包括：可自由接触和离开轧机轧辊地加以定位的刮水头，将该刮水头支承在前端部的支承架，可自由移动地支承该支承架的支承架支承装置，以及连接于该支承架的一端、用于可自由接触和离开轧辊地对上述刮水头进行定位的定位操作器；其特征在于：

上述刮水头在收容箱中收容弹性袋体和密封材料，该收容箱在对着轧辊面的一面有开口部，该弹性袋体可自由膨胀，该密封材料的前端部从上述开口部凸出，并且，在上述收容箱的轧辊轴向两侧方安装有用于将上述刮水头定位在轧辊外周面的定位构件，

具有调压装置，用于调节上述弹性袋体内部的压力，使得在将上述刮水头定位于刮水位置时使上述弹性袋体膨胀，在从刮水位置后退时使上述弹性袋体收缩。

2.如权利要求1所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于，上述支承架支承装置具有与轧辊平行的回转轴，上述定位操作器具有连接到上述支承架后端部的流体压力缸。

3.如权利要求1所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述支承架支承装置为沿垂直于轧辊轴的方向可自由进退地支承上述支承架的导向装置，上述定位操作器为连接于上述支承架后端部的流体压力缸。

4.如权利要求1～3中任何一项所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述定位构件安装在上述收容箱的轧辊轴向两侧面，从两侧面夹持上述密封材料，当上述刮水头处在刮水位置时其前端部分别接触在轧辊轴向端部。

5.如权利要求1～4中任何一项所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：在上述收容箱的前端缘上下中至少一方的前端缘有挡块，该挡块具有凸出到上述收容箱内部的凸部，在上述密封材料上下的后端缘中的对着上述挡块凸部的一侧，设置有可与该凸部结合的凸起部。

6.如权利要求5所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述挡块可以相对于收容箱自由地安装和拆卸。

7.如权利要求4～6中任何一项所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：在上述收容箱的轧辊轴向两侧面中的至少一个侧面，除了上述弹性袋体收容部分之外，没有前部侧壁，上述一个侧面一侧的上述定位构件可自由拆装地或可自由转动地安装在上述侧壁上。

8.一种轧机轧辊刮水装置，通过弹性推压装置沿轧辊轴向将弹性密封材料的顶端部接触在轧辊外周面进行刮水，其特征在于：上述弹性推压装置具有推压力控制装置和轧辊轴向均压装置，并且上述弹性密封材料的顶端部形成为锐角，该锐角部接触在轧辊外周面，并且该接触部处的轧辊转动方向上游侧的轧辊外周切面与上述弹性密封材料的顶端部刮水面所成角度θ₁超过90°。

9.如权利要求8所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述弹性推压装置具有用于调节上述袋体内部压力的调压装置，具有一在对着轧辊的一面开有口的收容箱，在该收容箱中收容可自由膨胀的袋体，在该收容箱内上述袋体的前方，可沿前后方向自由滑动地收容上述弹性密封材料的后部，使得上述弹性密封材料的前部从上述收容箱露出。

10.如权利要求8或9所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述弹性密封材料中至少其顶端部由硬质耐磨性橡胶形成。

11.如权利要求8或9所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述弹性密封材料的基部由软质橡胶形成，其顶端部由硬质耐磨性橡胶形成，并将该基部与顶端部接合起来。

12.如权利要求10或11所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：上述硬质耐磨性橡胶的肖氏硬度为80～100。

13.如权利要求11或12所述的轧机轧辊刮水装置，其特征在于：硬质耐磨性橡胶形成的顶端部与软质橡胶形成的基部之间的接合面由1面构成，包含该接合面的平面与包含上述接触部处轧辊反力和摩擦力的合力的作用方向的面垂直相交，该轧辊反力是作用于上述弹性密封材料顶端部的推压力的反力。

14.如权利要求11或12所述的轧机轧辊的刮水装置，其特征在于：硬质耐磨性橡胶形成的顶端部与软质橡胶形成的基部的接合面由相交的2面构成，在这2面内，包含不与上述密封材料刮水面相接的那一面的平面与包含上述接触部处轧辊作用在上述弹性密封材料顶端部的推压力的反力和摩擦力的合力的作用方向的面相交并且从轧辊转动方向上游侧观看时形成90°以上的角度，包含另一接合面的平面与包含上述顶端接触部处的上述合力作用方向的面平行或在轧辊转动方向下游侧相交。

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